一、前言:我們測試的第一款企業級SSD
此前我們測試過各種消費級SSD,而測試企業級SSD還是第一次,也讓我們對SSD有了更多的認知。
本次測試的是來自國產企業級SSD品牌憶恒創源(Memblaze)送測的PBlaze6 6536 3.2TB SSD。
它采用PCIe 4.0接口,定位于企業級主流業務應用,主打性能和能效比。而針對高性能業務場景,則有另外一款PCIe 4.0產品——PBlaze6 6920。
PBlaze6 6536是PBlaze6 6530系列中針對混合讀寫型業務場景優化的產品,分為1.6TB/3.2TB/6.4TB三個容量型號,寫入壽命分別為5年3.3/3.3/3.5 DWPD(DWPD:產品保修期內,每天可對硬盤全盤寫入的次數),功耗低于14W。
測試盤容量為3.2TB,標稱擁有6.8GB/s的順序讀取速度和4.8G/s的寫入速度,4K隨機讀取性能為1100K IOPS,4K隨機寫入性能為415K IOPS。
閃存用的是美光176層堆疊的企業級TCL NAND顆粒,和普通的TLC顆粒相比,擁有更多的可擦寫次數(P/E數),穩定性方面也更為出色。
主控則是微芯半導體的NVMe 3108主控,支持PCIe 4.0、8個閃存通道、16CE,支持SLC、MLC、TLC和QLC NAND,最高支持64TB容量,持續讀取性能超過6GB/s,隨機讀取性能則超過1M IOPS。
作為一款主打能效比的產品,PBlaze6 6536并沒有一味的追求硬件的高規格,而是采取了提高硬件運行效率,盡可能讓性能充分發揮的做法。它的典型寫入功率在11W,最大功率低于14W,待機功耗小于5W,只比你電腦里面的M.2 NVMe SSD高了一點。因此,如果是普通個人玩家想要入手企業級SSD,PBlaze6 6536在功耗表現方面至少是非常適合的。
關于企業級與消費級SSD的區別,主要有以下幾點:
1、使用壽命
消費級SSD通常是0.3 DWPD,而企業級SSD通常可達1 DWPD甚至3 DWPD,寫入壽命相差懸殊。
比如三星980 PRO 2TB寫入壽命為1200TBW,而PBlaze6 6536 3.2TB的寫入壽命將近20000TBW。
2、可靠性
企業級SSD:55℃使用環境下,達到MTBF 200萬小時,或50℃使用環境下,MTBF達到250萬小時,同時,還需要滿足7×24小時的不間斷使用。
消費級SSD:一般廠商標稱150萬到200萬小時,使用環境溫度一般不會給出,同時,滿足每天8小時穩定使用即可。
3、緩外速度
企業級SSD在寫入用戶數據時,并不需要借助SLC Cache加速,因此也就沒有“緩外速度”一說。加之寫入路徑優化和QoS保證,可實現持續大壓力寫入下全程不掉速。
消費級SSD為了降低成本,通常不會有太高的冗余空間,SLC Cache容量也比較有限,一般是定額或按照剩余空間的比例分配。大部分采用TLC NAND的消費級SSD會在持續寫入時將SLC Cache寫滿,隨后出現“掉速”,即緩內3000MB/s,緩外30MB/s。
4、數據準確性
NAND因其自身特性,會存在一定的錯誤率,而隨著磨損的增加,錯誤率也會有所上升。當錯誤率超出SSD自身的糾錯能力,就會出現數據損壞。
JEDEC行業標準對SSD的錯誤率是有明確規定的,如消費級SSD不可修復的數據錯誤率<10-15,企業級SSD則是<10-16,而PBlaze6 6536則是<10-17。
也就是說PBlaze6 6536在數據準確性方面的執行標準,要高于行業標準10倍,也達到了消費級SSD行業標準的100倍。
5、企業級功能
企業級SSD支持更多的功能,如針對數據準確性的NVMe端到端數據保護技術,避免數據出現靜默錯誤(靜默錯誤,數據是錯的,但系統認為它是對的),再比如方便運維的Log日志分析,持久化日志,帶外管理等等。
憶恒創源,Memblaze
北京憶恒創源科技股份有限公司(品牌名Memblaze),是咱們本土的一家企業級SSD公司,也是曾被央視“點贊”,被譽為可以與Intel、三星等品牌同臺競技的國產廠商。它在企業級市場以及資深硬件發燒友群體中有一定知名度,人稱“小海豚”,在國產企業級SSD市場中占比也比較大。
Memblaze團隊成立于2007年,是全球最早一批進軍PCIe SSD開發的團隊,其首款高性能PCIe SSD作品PBlaze1在2011年推出(當時我們關注的還是SATA的SSD),數十萬IOPS的4K隨機性能讓整個行業首次感受到了PCIe對閃存存儲的巨大意義。同年,Memblaze公司正式成立。
Memblaze是推動NVMe協議在國內落地的首批倡導者,也是全球第二家成功推出NVMe SSD的品牌(第一家為推動NVMe建立的Intel)。
目前,其PBlaze系列企業級SSD在國內頭部互聯網公司、大型電商、金融、電信、人工智能等領域廣泛采用。其主銷產品PBlaze5和PBlaze6的累計出貨容量也已突破EB規模。
二、PBlaze6 6536外觀展示
PBlaze6 6536提供U.2 2.5英寸盤、半高半長AIC,以及EDSFF E1.S三種產品形態,我們拿到的是前者。
為保證SSD在數據中心中能夠得到高效散熱,PBlaze6 6536的整個金屬外殼被設計成了一個巨大的散熱片形態,能有效增加空氣接觸,將主控、DRAM、NAND溫度控制在較低水平,保證大壓力下性能的穩定發揮(即不容易觸發高溫保護)。
U.2接口,又名SFF-8639,由SATA、SAS衍變未來,在企業級市場上很常見,消費級主板支持的不多,但可以轉接傳統PCIe接口。
拆解下來的散熱片(外殼),上面密密麻麻貼滿了導熱背膠,每顆DRAM、NAND以及主控都有顧及。
正面和背面各有8顆共計16顆美光176層堆疊的3D企業級TLC閃存,還有5顆美光DDR4 ECC DRAM緩存,總容量是5GB(實際可用為4GB)。
微芯半導體的NVMe 3108主控。
斷電保護電容,規格是1000Uf 35V,用于意外斷電情況下對尚未寫完的數據的保護,避免映射表、用戶數據出錯。
三、性能溫度測試:順序讀取6.8GB/s 寫入4.6GB/s
一般企業級SSD的測試場景都是基于Linux系統平臺,通過FIO等專業軟件進行測試,通常性能結果會比Windows平臺下更高一些。
但為了更加直觀的展示該盤性能,也讓對企業級SSD感興趣的玩家能夠獲得有價值的參考,我們通過和品牌方溝通,決定在Windows平臺下進行測試,場景也盡可能貼近個人使用。
最終我們的測試平臺如下:
注:雖然測試工具和消費級SSD的測試工具相同,但消費級SSD更多的是SLC Cache的緩內寫性能,和企業級SSD直接寫入并不相同,因此二者的寫入性能并不建議直接對比。
1、CrystalDiskMark
在CrystalDiskMark測試中,PBlaze6 6536 3.2TB SSD的順序讀取速度突破了6800MB/s,達到了6814MB/s,寫入速度也有4455MB/s;4K隨機讀取1,011,500 IOPS,4K隨機寫入719,180 IOPS,和官方宣稱的性能基本相符。
2、AS SSD Benchmark
左邊是1GB容量的測試,AS SSD Benchmark總分為7448,最高順序讀取、寫入速度分別為5164MB/s、3855MB/s,4K隨機讀寫速度為48MB/s、173MB/s。
右邊是10GB容量的測試,總分為7440。最高順序讀取、寫入速度分別為5179MB/s、3936MB/s,4K隨機讀寫速度分別為47MB/s、153MB/s。
3、ATTO Disk Benchmark
從ATTO Disk Benchmarks結果來看,對于0.5KB的小文件讀寫,PBlaze6 6536 3.2TB SSD也能達到87MB/s以上的寫入和11MB/s的讀取。
16K的時候,寫入達到了2.3GB/s,讀取速度為1.3MB/s。從1MB開始,寫入速度穩定在3.9GB/s左右,讀取速度則能達到6.2GB/s以上。
4、掉速測試
測試長度為200GB,PBlaze6 6536 3.2TB SSD的表現穩如一條直線,讀取接近6GB/s,寫入從頭到尾都是3.5GB/s,沒有降速。
5、AIDA64 Disk Benchmark Linear Write
AIDA64 Disk Benchmark Linear Write是一項非常嚴苛和殘酷的測試,也是一面照妖鏡,目前市面上的消費級SSD用這個軟件都能暴露出真實的緩外速度。
AIDA64 Disk Benchmark Linear Write持續寫入了24分鐘的數據,寫入速度基本上保持一條直線,最高寫入速度4016MB/s,平均寫入速度3969MB/s。
最低寫入速度為3591MB/s,但這只是短暫的一瞬間,就恢復掉了正常速度(不排除系統后臺操作帶來的性能波動)。
對自己SSD有信心的同學,可以嘗試下進行此項測試。
6、PCMark 10
PCMark 10盤性能一致性測試是Windows系統下的長期高負載測試。它主要考驗SSD在初始階段(空盤)、掉速階段(開始寫入數據),以及穩態階段(隨機寫滿有效和無效數據)、性能恢復階段等不同階段的性能變化。測試開始前有兩次全盤填充過程、結束后有一次全盤填充過程,全部測試環節會循環約20次。
經過了長達4小時的測試,總計寫入了35TB的數據,總算完成了測試,PBlaze6 6536 3.2TB SSD總得分是2164,帶寬509MB/s,存取時間114us。
跑了這么長時間只看總分未免有點可惜,下面我們導出詳細測試數據進行分析。
大文件盤內拷貝測試, PBlaze6 6536在非穩態、向穩態過渡、穩態等階段,都能表現出較高的性能一致性。
進行純寫入測試時,基本上速度都能穩定在3000~3300MB/s之間。
進行混合讀寫測試時,速度穩定保持在1300~1400MB/s。
在進行零碎小文件盤內拷貝測試時,PBlaze6 6536在各個階段的表現同樣也非常穩定。
進行純寫入測試時,基本上呈現一條直線,速度在250MB/s。
進行混合讀寫測試時,速度保持在360~380MB/s之間。
Photshop重負載測試時,PBlaze6 6536也表現出了高度的一致性,溫度穩定在610MB/s,僅有輕微浮動。
四、2.8TB數據拷貝測試:寫入速度穩定 高負載下僅49度
1、全盤寫入測試
PBlaze6 6536 3.2TB的實際可用容量是2.9TB,由于我們手上沒有3TB以上的PCIe 4.0 SSD,在進行全盤寫入測試時,我們采用希捷酷玩530 2TB SSD分2次寫入,一次寫入1.8TB,另外一次寫入900GB,總計寫入了2.8TB數據。
第一次拷貝一共是415個文件,總容量超過1.8TB,前期寫入非常穩定,幾乎沒有掉速過,到了后期稍微有些波動,但寫入依舊保持在2.7GB/s。
第一波寫入完成之后,PBlaze6 6536 3.2TB還剩下1TB的空間,此時我們繼續進行第二次寫入。
一共189個文件,總計902GB。
這是最低寫入速度,2.26GB/s。
這是最高寫入速度,3GB/s。
在寫入即將完成時,速度來到了2.87GB/s。
全部寫入工作完成之后,PBlaze6 6536僅僅只剩下115GB的可用空間,不到全部可用容量的4%。
在寫入速度方面,PBlaze6 6536可以說是實力碾壓一眾消費級SSD。此前我們測試過的表現比較出色的如三星980 PRO 1TB,它能在全盤寫入時從始至終保持1.8GB/s的速度,但是和PBlaze6 6536比起來,還是差距甚遠。
下面是幾張消費級SSD的持續寫入測試截圖:
英睿達P5 1TB SSD--緩外234MB/s
影馳HOF 2TB PCIe 4.0 SSD--緩外940MB/s
三星980 PRO 1TB SSD--緩外1.8GB/s
2、溫度測試
在待機狀態下,PBlaze6 6536 3.2TB溫度在41度左右。在高負載讀寫狀態下,最高溫度也只有49度。
五、企業級性能測試
說過了個人應用場景的性能情況,我們決定引用一下StorageReview媒體的企業測試,來看看PBlaze6 6536 3.2TB企業級SSD在企業業務中的表現。
在SQL Server測試環節,StorageReview使用了333GB大小的SQL Server數據庫,測量其在15,000名虛擬用戶負載下的OLTP性能和延遲。每一輪的測試時長為3小時,含2.5小時的預處理及30分鐘采樣。
對比的企業級SSD為鎧俠CM6 6.4TB以及三星PM1735 3.2TB。
從測試結果可以看到,PBlaze6 6530總分12650TPS,與鎧俠CM6 6.4TB、三星PM1735 3.2TB的性能幾乎是同一水準,優勢并不明顯。
不過在平均延遲方面,PBlaze6 6530完勝對手,2.3ms不到鎧俠CM6 6.4TB的1半,僅有三星PM1735 3.2TB的1/5。
而在Sysbench性能測試、MySQL OLTP數據庫性能測試、SQL負載測試、Oracle工作負載等測試環節,PBlaze6 6536同樣表現出了很高的水平。
需要指出的是,鎧俠CM6和三星PM1735,它們的硬件規格比PBlaze6 6536高得多。
六、總結:是時候整一塊企業級SSD了
此次測試讓我們對SSD有了進一步的了解,企業級SSD的性能之強讓高端消費級SSD望塵莫及,穩定性和可靠性也遠非消費級可比。
首先是性能,PBlaze6 6536 3.2TB實測擁有6800MB/s的順序寫入速度和4598MB/s的順序寫入速度,可能比不上一些頂級的消費級PCIe 4.0 SSD,但是在緩外性能方面,完全是另一種景象。
我們持續寫入了2.8TB的數據,寫入完成后SSD只剩下115GB的可用空間。在整個寫入過程中大多數時候都保持著2.6GB/s~2.8GB/s的寫入速度,最低寫入速度也有2.26GB/s,從頭到尾都沒有出現掉速的現象。
至于消費級SSD,相信很多同學都有這樣的體會,剛開始寫入速度飛快,但用著用著就越來越慢,甚至不少中低端產品的緩外速度還不到100MB/s,堪比大號U盤。
即便是旗艦級別的三星980 PRO,同樣也會出現掉速的情況,它的穩定寫入性能與PBlaze6 6536 3.2TB相比仍有不小差距。
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大多數企業級PCIe 4.0 SSD發熱嚴重,PBlaze6 6536 3.2TB實測在高負載寫入時,它的最高溫度只有49度,甚至比很多消費級SSD都溫度更低,因此用在個人電腦上不用過于擔心過熱問題。
在使用壽命方面,主流PCIe 4.0 SSD都是每天0.3次全盤寫入,而PBlaze6 6536 3.2TB十倍于前者,支持每天3.3次全盤寫入,就算每天寫入10000GB,連續寫5年,也寫不死它。
至于穩定性和可靠性,毫無疑問,PBlaze6 6536 3.2TB遙遙領先與市售所有的消費級SSD。
也許,是時候考慮給自己整一塊企業級SSD了!
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