Создатели первых паровозов искренне не могли поверить в то, что движение гладких стальных колёс по гладким чугунным рельсам будет устойчивым, и потому снабжали свои детища то зубчатыми движителями, то рычажно-шарнирными «ногами», чтобы отталкиваться от земли. Изобретатели первых летательных аппаратов тяжелее воздуха набили немало шишек (в прямом смысле), силясь при помощи всевозможных махолётов воспроизвести полёт птиц, пока не пришли к идее самолёта с неподвижным крылом. Разработчики первых коммерческих полупроводниковых накопителей изо всех сил старались добиться совместимости с привычными для жёстких дисков стандартами — от физических (2,5-дюймовый корпус толщиной 9,5 или 7 мм; разъём SATA) до логического (стек Advanced Host Controller Interface, AHCI, обеспечивающий непрерывную обратную совместимость протоколов обмена по шине ещё со времён IBM PC/AT).

До определённых пор такое стремление к имитации HDD имело под собой весьма надёжные основания. Оно позволяло полупроводниковым накопителям «обманывать» BIOS и операционную систему, обмениваясь данными по стандартной SATA-шине в точности так же, как это делал бы традиционный накопитель на магнитных пластинах. Запаса пропускной способности этой шины в версии 3.0 (6 Гбит/с) было на первых порах более чем достаточно. Внутренние проблемы организации полупроводниковых накопителей — не слишком оптимизированные микропрограммы, не самые быстрые контроллеры, далёкая от скоростного совершенства NAND-память — не позволяли SSD достигать такой производительности на операциях чтения-записи, для которой пропускная способность шины оказалась бы слишком мала.

Однако со временем полупроводниковые накопители развились до такого состояния, что формально достижимые ими скорости работы стали упираться в бутылочное горлышко этой шины. Появились SSD с интерфейсами PCIe — однако едва ли не каждая из подобных новинок предлагала свой специфический способ сопряжения внутренних контроллеров SSD со стандартными PCIe-адаптерами SATA/SAS. Именно тогда, в самом начале 2010-х, родилась идея не полагаться для SSD на стандарт, подразумевающий взаимодействие с контроллером HBA (Host Bus Adapter), а разработать более непосредственный способ взаимодействия сверхскоростного хранилища данных с главной внутренней коммуникационной шиной современного ПК архитектуры х86 — PCI Express. Так возникла спецификация NVMe (Non-Volatile Memory Express, где «Non-Volatile», «энергонезависимая», прямо указывает на память типа NAND), призванная заменить традиционные SATA/SAS интерфейсы в SSD.

Принципиальное отличие NVMe от более ранних способов организации прямого подключения SSD к шине PCI Express — в том, что эта спецификация в наибольшей степени стандартизирована, причём всеми основными игроками полупроводникового рынка, включая Intel, Micron, Samsung, Dell, EMC и т. д. Унификация принципов взаимодействия NAND-накопителей с шиной PCIe позволяет использовать стандартные драйверы на уровне BIOS (точнее, UEFI) и операционных систем, гарантируя тем самым совместимость любого накопителя, соответствующего спецификации NVMe, с любой необходимой системой, будь то настольная, мобильная или серверная, без привлечения каких бы то ни было дополнительных контроллеров и специфического ПО.

Переход к NVMe разом устраняет основные причины возникновения задержек в канале обмена данными между системой и полупроводниковым накопителем. Ставка непосредственно на шину PCIe вместо использования дополнительных адаптеров (SATA, SAS и т. п.) позволяет избавиться от излишней латентности на уровне контроллера; напомним, что PCIe-контроллер интегрирован непосредственно в современные ЦП Intel. Выбор же в пользу NVMe ликвидирует задержки на уровне ПО (как микропрограммы контроллера, так и системных драйверов), а также значительно повышает уровень параллелизма при обмене потоками данных по шине. В результате едва ли не единственным ограничителем производительности передовых SSD становится теперь латентность самой полупроводниковой памяти NAND.

Замечание о параллелизме чрезвычайно важно в первую очередь для серверных приложений SSD, когда накопителям приходится иметь дело одновременно с тысячами и десятками тысяч запросов. Если стек AHCI подразумевает обработку одной-единственной очереди запросов максимальной длиной в 32 команды, то стандарт NVMe предусматривает параллельную организацию 64 тыс. очередей по 64 тыс. команд в каждой. В наши дни, разумеется, столь высокопроизводительного полупроводникового «железа» пока попросту не существует, однако широкие рамки стандарта лишний раз подчёркивают его завидную перспективность.

Около года назад, в начале июня 2014-го, компания Intel представила на рынке сразу две серии своих новейших полупроводниковых накопителей, соответствующих спецификации NVMe и рассчитанных на использование в ЦОДах: P3600 и P3700. В нашем распоряжении оказалась 1,2-Тб модель Intel SSD DC P3600 Series (внутренний артикул SSDPEDME012T4) с интерфейсом PCIe 3.0×4. Для специализированных серверных систем на базе новейших ЦП Intel Xeon выпускаются также специализированные модификации этих SSD в 2,5-дюймовых корпусах с интерфейсами SFF 8639, обеспечивающими совместимость сразу с SATA, SAS и PCIe. Розничная цена 1 Гб доступного пространства накопителя P3600 Series составляет на американском рынке около 2 долл. — это чрезвычайно привлекательный показатель с учётом того, насколько скоростным и надёжным оказывается такой SSD.

Внешне Intel SSD DC P3600 выглядит как типичная плата расширения PCIe x4 половинной длины и высоты, прикрытая алюминиевым радиатором сложного профиля, который обеспечивает эффективный пассивный теплоотвод за счёт продуманного направления потоков воздуха, создаваемых в стандартном серверном корпусе его штатными вентиляторами.

Технические характеристики Intel SSD DC P3600 Series SSDPEDME012T4

Номинальная ёмкость: 1,2 Тб (доступны также разновидности на 400, 800 Гб, 1,2, 1,6 и 2,0 Тб)

Тип применяемой памяти: 20-нм Intel MLC NAND

Интерфейс: PCIe 3.0×4 (32Gb/s) NVMe

Скорость последовательного чтения/записи блоками по 64 кб: до 2600/1700 Мб/c

Скорость случайного чтения/записи блоками по 4 кб: до 450 тыс./56 тыс. IOPS

Потребляемая мощность: 25 Вт (Active)

Показатель надёжности PBW (Petabyte data Written): до 10,95

Показатель надёжности DWPD (Drive Writes Per Day): 3

Показатель надёжности MTBF (Mean Time Between Failures): 2 млн. часов

Гарантия: 5 лет (ограниченная)

Испытывая в нашей тестовой лаборатории модель SSDPEDME012T4, мы следовали методике, предложенной рабочей группой SNIA (Storage Networking Industry Association), которая подразумевает четырёхэтапный протокол подготовки устройства и запуска на нём специфических тестов. Эти четыре этапа — очистка накопителя (Secure Erase), формальная подготовка SSD к испытаниям, предварительная подготовка на протяжении многих часов до выхода скоростных показателей на стабильные уровни и, наконец, собственно фиксация тестовых показателей в стабильном режиме работы. Для полупроводниковых накопителей корпоративного класса имеет смысл именно такой солидный протокол испытаний, поскольку в реальных сценариях они эксплуатируются как раз в режиме устоявшейся непрерывной нагрузки.

В ходе нашего тестирования Intel SSD DC P3600 Series SSDPEDME012T4 продемонстрировал поистине великолепные результаты. По данным Iometer 1.1.0 накопитель в сценарии File-сервер/64 вышел на показатель 213 135 IOPS. Запуск пакета AIDA64 Engineer выявил фактическую среднюю скорость последовательного чтения на уровне 2698,1 Мб/с, а последовательной записи — 1194,6 Мб/с. По данным AS SSD Benchmark аналогичные показатели составляют 2329,9 и 1322,5 Мб/с соответственно, а среднее время доступа — 17 мкс при чтении и 18 мкс при записи.

Рассчитанный на использование в ЦОДах Intel SSD DC P3600 Series SSDPEDME012T4 при своих выдающихся скоростных характеристиках и великолепной надёжности обладает одним из лучших в данном сегменте показателей ТСО, и потому им наверняка заинтересуются наиболее солидные заказчики — даже в нынешнее, не самое простое в финансовом отношении, время.

Обращайтесь в ELKO и заказывайте Intel SSD DC P3600 уже сегодня!

СПЕЦПРОЕКТ КОМПАНИЙ ELKO И INTEL

Другие спецпроекты

Версия для печати (без изображений)