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企业级与消费级固态硬盘差异

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绝对有料 发表于 2018-4-11 10:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:2207|回复数:15
本帖最后由 绝对有料 于 2018-4-11 11:08 编辑

企业级固态硬盘贵在哪儿?跟消费级固态硬盘有何不同?小编过去也不太懂,经过一段时间学习,尝试为大家揭开企业级的面纱。

家用SSD的评测基本都是在“跑分”,重点在分儿上,其次是带宽、IOPS。而企业级SSD则侧重于Latency,也就是延迟,几乎每个测试都包含了延迟这个因素。下图是同一家固态硬盘厂商两个SSD部分参数信息,你能看出哪个是企业级哪个是消费级吗?

左边的企业级产品在持续读写速度上未必会比右边的消费级产品高。通常只有企业级产品才会标注读取和写入延迟,消费级产品最多标一个8GB范围的随机读写IOPS,侧重点完全不一样。

IOPS和延迟什么关系?这个问题可能困扰了很多人。IOPS是每秒输入输出次数,而延迟则是读写请求发出到收到回应的时间差。如果用植物大战僵尸来形容IOPS与延迟,可以对比普通的豌豆射手与双重射手。


豌豆射手和双重射手每喷一次豆子的延迟都是1.4秒,但双重射手一次能喷2粒豆子出来,所以双重射手的“IOPS”就是普通射手的2倍。自然IOPS越高越好、延迟越低越好,但哪有那么多十全十美。现实中要提升IOPS比较简单,比如组建RAID0阵列就能成倍提升IOPS性能,但是要降低延迟则相对困难的多。

英特尔的傲腾为什么被叫成黑科技?因为它成功降低了闪存的存取延迟,实现了极难达到的目标。由于3D XPoint成本实在是高,所以傲腾虽然看起来美好,短时间内却也统治不了整个市场。除闪存存取延迟之外还有纠错处理和数据传输等环境的很多地方也会产生延迟。

说到随机读写测试成绩,通常都是用MB/s或IOPS来表达。假设一个固态硬盘拥有50000 IOPS的能力,表面上看相当于每1ms可以完成50次读写(IOPS),但1ms时间发出50个IO请求不一定就能全部完成——有可能连10个都完成不了,因为这里没考虑IO延迟可能会大于1ms:就像双重射手间隔1.4秒能连续喷出两粒豆子,但你不能肯定的说每个0.7秒的时间内都能看到有豆子喷出来。



在Storagereview的评测中,4K随机存取性能是这样展现的:


这是一张IOPS与延迟的关系图,IOPS增长到了一定程度之后访问延迟会暴增,以上图中Intel P3700最为明显,在40万IOPS以后,4K读取延迟开始快速提升,SSD明显有某个地方吃不消了。

4K随机写入IOPS与延迟的关系图如下,延迟同样会像一堵墙一样,在某个位置瞬间就竖立起来,也意味着性能到此为止了。Memblaze PBlaze5比较厉害,尤其是新固件到了接近60万IOPS之后,延迟才达到了峰值,而且这个延迟峰值水平也比对比的几张盘要更低。



类似的还有持续写入IOPS与延迟测试。Memblaze PBlaze 5的新固件在写入上优化明显,接近2.5GB/s写入时依然有100us左右的延迟表现。3D TLC闪存的PBlaze5写入延迟表现比MLC闪存的PBlaze4更好,主控及固件优化的作用不可小觑。



实用性能测试的内容方面,家用SSD基本以游戏加载、开机速度、拷贝速度为主,而企业级SSD测试的重点似乎以SQL数据库、视频渲染和VDI虚拟桌面应用为主,很好的反映了家用电脑和服务器/工作站的使用差异。

下图是对实时性要求很高的OLTP数据库平均延迟对比,恰好展示了Memblaze新固件的提升效果,展现的是平均延迟相比旧固件降低。这里没有AS跑分,也没有一个可以简单定义整体性能的PCMark成绩。



除了平均延迟之外,通常还会有99百分位成绩。还是上面的测试,下图展示的是各盘99%的存取延迟能够落在多少毫秒以内。譬如还是拿PBlaze5的新固件来说,99%的存取延迟都落在29.4ms以内,而老固件则有99%的存取操作延迟在38.4毫秒以内。通过百分位成绩能比平均值更了解整体的分布表现。



VDI即Virtual Desktop Infrastructure虚拟桌面,在商业办公中有较多应用。它和网吧的无盘系统一样可能为硬盘以及网络造成启动风暴:周一上班时间,大家同时开机,服务器硬盘压力会瞬间暴增。如果是家用硬盘,这个时候恐怕已经卡成球了。



企业级固态硬盘该怎么测完全取决于它计划怎么用。和很多人印象中不同,企业级固态硬盘并不一定要使用SLC、MLC,也完全可以使用3D TLC闪存。根据用途的不同,企业级固态硬盘也会有写入敏感、混合与读取敏感等类型,对耐久度的需求从高到低。但唯有一个共同点不变,几乎所有企业级固态硬盘都以降低延迟为目标,同时具备优秀的QoS能力,在同时服务多个应用、客户端时不厚此薄彼,做到终端体验上的稳定。

说来容易做来难,企业级SSD贵有贵的道理,虽然作为普通消费者没必要人人买块企业级固态硬盘回家玩扫雷,但没准哪天自己在工作或生活中也会遇到超出家用条件的高负载数据读写应用,这时候知识储备或许能派上用场。

先写这么多,抛砖引玉,希望有大牛来科普更多知识~

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Apprentice-Mark 发表于 2018-4-11 13:04 | 显示全部楼层
UBER能解释下不?
McLaren 发表于 2018-4-11 13:38 | 显示全部楼层
之前学习了打酱油现在又来学习豌豆射手
wanfeng304 发表于 2018-4-11 13:50 | 显示全部楼层
对我这样的普通玩家来说,企业级和消费级真的区别不大,同样的预算选消费级的可能会更合适。
Suser 发表于 2018-4-11 15:26 | 显示全部楼层
好比AP和AD.
一个高爆发,一套技能带走;
一个持续输出,制造成吨伤害!
指原莉乃 发表于 2018-4-11 15:52 | 显示全部楼层

豌豆射手就很传神
羽落风尘 发表于 2018-4-11 16:28 | 显示全部楼层
买了个企业级用来放最重要的数据  感觉可能靠谱些
武英仲 发表于 2018-4-11 16:56 | 显示全部楼层
听说紫光自主研发了企业级主控?不知道是不是真的
eterfinity 发表于 2018-4-11 21:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 eterfinity 于 2018-4-11 21:53 编辑

说白了
可以拿天文观测来举例  
地球与某星系的距离假设为1光年
假设地球对该星系发出信息iops=888880000000, 然而地球上一秒内发出的这888880000000个信息
到达该星系延迟为1年多,,对方干等一年多能急死

对比地球到月球 延迟仅为1秒多。
NuclearBomb 发表于 2018-4-11 22:47 | 显示全部楼层
通俗易懂,很接地气球,都看懂了
来自苹果客户端来自苹果客户端
jerrytsao 发表于 2018-4-12 00:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 jerrytsao 于 2018-4-12 00:14 编辑

Microsemi主控的那几个盘用在桌面上还真没有960 Pro之类的好, PBlaze 4/5都是针对高负载的纯DC企业盘, 和Micron 9100/9200以及HGST SN100/200之类主要是固件调教上的区别, 从P4510的最近几个评测来看(包括SR的最新评测)这款Intel新星的大容量型号在中轻负载下的表现极其亮眼可以说是秒杀一切NAND SSD, 所以应该和P3700一样也能适用于桌面用户, 未来的P4610甚至有可能重新找回P3700发布时的地位. 对纯粹桌面和工作站环境来说900P和960 Pro比这些猛兽级别的企业级3D NAND TLC实用性高很多, 当然如果能便宜淘到的话也是可以玩一玩的.

DGX 发表于 2018-4-12 03:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 DGX 于 2018-4-12 03:27 编辑
武英仲 发表于 2018-4-11 16:56
听说紫光自主研发了企业级主控?不知道是不是真的

看起来是的

紫光得瑞
国内数据中心都早用上成品了
3.0X8旗舰型号参数看起来很吓人
随机读取105W IOPS
可惜闪存还是镁光的3D MLC

隔壁的某款评测https://www.chiphell.com/thread-1841761-1-1.html


红色国度 发表于 2018-4-12 18:49 | 显示全部楼层
消费级别的都是upto
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easylife1840 发表于 2018-4-13 17:52 | 显示全部楼层
Memblaze PBlaze5的4K那张图,看的我汗毛都竖起来了。
StormBolt 发表于 2018-4-22 15:17 | 显示全部楼层
那东西存多了读取延迟变大是有道理?还是跑分误差
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绝对有料  楼主| 发表于 2018-4-23 08:06 | 显示全部楼层
StormBolt 发表于 2018-4-22 15:17
那东西存多了读取延迟变大是有道理?还是跑分误差

SSD空间使用率上升意味着有更多地方有了实际数据存储,在读取的时候会发生实质性的闪存读取操作(如果某位置空白,读取时通过FTL可以感知,跳过闪存读取直接返回零),延迟会增大,这是自然的。

换句话说,如果不把SSD先填满就测读取延迟,结果是不准确的。
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