サーバー向けSamsung大容量SSD

ストレージおよびサーバーでフラッシュメモリを使用する人気は急速に高まっています。 これは、フラッシュメモリ上のソリューションの動的な開発とそのコストの削減、データへの高速アクセスの必要性の増加によるものです。 DBMS、仮想化、およびVDIの場合、読み取り/書き込み操作（IOPS）の数は、大きなファイルでの順次操作の速度よりもはるかに重要です。 そして、ここでSSDは最高の品質を示しています。







今日、多くのベンダーの製品ラインにはすでに1 TBを超える容量のSSDドライブがあります。 コントローラーはそのような容量を管理するのに十分なほど進歩しており、NANDフラッシュメモリはそのような製品が魅力的であるために十分に安価です。 次のステップは、数テラバイトのフラッシュドライブです。 同様のデバイスがすでに登場しています-2TB Samsung 850 ProおよびEVOのモデル。

三次元：3D V-NAND

過去3年間で、サムスンはグローバルなSSD市場の主要なプレーヤーの1つになりました。 その垂直統合戦略の結果は、TLC NANDフラッシュメモリに基づく最初の量産SSD製品であるSSD 840であり、これによりSamsungはデバイスのコストを削減できました。 そして今日、840 EVOは量産された唯一のTLC NANDベースのSSDです。



ユーザー間の人気は、MLCメモリで128、256、および480 GBの容量を持つSSD 840 Proドライブのラインによっても獲得されました。 その中で、開発者は新しいMDXコントローラーを使用しました。 3つのCortex-R4コアに基づいて構築されており、8チャネル構造を使用し、クロック周波数を300 MHzに上げています。 その計算能力により、AES暗号化などのパフォーマンスを損なうことなく、いくつかの追加機能を使用できました。



840 Proドライブのバッファメモリの容量は512 MB増加しました。 DDR2メモリはLPDDR2メモリに置き換えられ、エネルギー消費が削減されました。









Samsung Magicianベンチマークを使用した840シリーズドライブのパフォーマンス 。



これらのSSDのSamsung MLCフラッシュメモリは、21 nmプロセステクノロジーの標準に従って作成され、2レベルのセル構造を持っています。 MLCメモリは、生産的で高価なソリューションでより頻繁に使用され、予算モデルは、書き換えサイクル数が少なく、速度が遅いTLCフラッシュメモリを使用します。



2年後、サムスンは3D NANDメモリにSSD 850 Proを導入しました。



多層フラッシュメモリとは何ですか、その機能は何ですか？ 従来のNANDフラッシュのスケーラビリティは制限されています。 20 nmプロセスは障害となっており、NAND設計の革新が必要でした。 従来のNANDフラッシュメモリでは、情報が保存されるセルは平坦です。 このようなメモリは簡単に作成できますが、多くの欠点があります。セルのサイズを小さくする必要がある容量を増やすと、セル間の相互の影響が大きくなり、情報ストレージの信頼性が低下します。 ソリューションは、サムスンが呼んでいる3D NANDまたはV-NANDメモリでした。 開発者は、トランジスタの層を互いの上に配置することにより、「第三の次元」を追加しました。 その結果、より便利な40 nmプロセステクノロジーに戻ることができました。







Samsung 3D V-NANDアーキテクチャでは、セルは円筒形であり、相互の影響を排除します。また、データストレージと速度の信頼性を損なうことなく、32層でセルを重ねて配置することで容量の増加を実現しています。 この設計により、より大容量で高速で信頼性の高いメモリを作成できます。 多層の3次元フラッシュメモリはますます複雑になっています。 昨年、エンジニアは最大36層を達成することができ、2013年には24層が記録破りでした。 今ではすでに48層です。





MLC NANDおよびMLC V-NANDのフラッシュ密度（Gb / mm2）。

Samsung PM863およびSM863ドライブ

7月に、同社はSATA 6 Gb / sの新しいエンタープライズクラスのSSDであるPM863とSM863を発表しました。 彼らの配達は8月に始まりました。 PM863およびSM863ドライブは、ARM Cortex R4プロセッサー上のSamsung Mercuryコントローラーを使用します。





Samsung PM863およびSM863エンタープライズSATAドライブの容量は最大3.84 TBで、3D V-NANDフラッシュメモリを使用します。 Samsung PM863ディスクの詳細なレビューレビュー 。



Samsung PM863仕様：

収容人数	120 GB	240 GB	480 GB	960 GB	1.92 TB	3.84 TB
コントローラー	サムスンマーキュリー
ナンド	Samsung TLC V-NAND 32ギガバイト128ギガバイトフラッシュ
順次読み取り	380 MB /秒	520 MB /秒	525 MB /秒	520 MB /秒	510 MB / s	540 MB /秒
順次記録	125 MB /秒	245 MB /秒	460 MB /秒	475 MB /秒	475 MB /秒	480 MB /秒
4Kバイトのブロックでのランダム読み取り	86K IOPS	99K IOPS	99K IOPS	99K IOPS	99K IOPS	99K IOPS
4 Kバイトブロックのランダム書き込み	5K IOPS	10K IOPS	17K IOPS	18K IOPS	18K IOPS	18K IOPS
消費電力の読み取り	2.4ワット	2.7ワット	2.9ワット	2.9ワット	3.0ワット	3.0ワット
消費電力の記録	2.1ワット	2.7ワット	3.8ワット	3.8ワット	4.0ワット	4.1ワット
資源	170 TB	350 TB	700 TB	1.4 Pバイト	2.8 Pb	5.6バイト
価格	125ドル	160ドル	290ドル	550ドル	1,100ドル	2200ドル
保証	三年

PM863は、 Samsung 845DC EVOラインの開発でした：

Samsung 845DC EVOドライブの特性	240 GB	480 GB	960 GB
インターフェース	SATA 6 Gb / s	SATA 6 Gb / s	SATA 6 Gb / s
フォームファクター	2.5インチ、7 mm	2.5インチ、7 mm	2.5インチ、7 mm
順次読み取り速度、MB / s	530	530	530
順次書き込み速度、MB / s	270	410	410
4 kbのランダム読み取り速度、IOPS	87000	87000	87000
4 kbのランダム書き込み速度、IOPS	12000	14000	14000
最大消費電力	3.8ワット	3.8ワット	3.8ワット
資源	150 TB	300 TB	600 TB
MTBF（信頼性）	200万時間	200万時間	200万時間
保証	5年	5年	5年

3D V-NANDフラッシュメモリの使用により、生産性が40〜50％向上し、ドライブの耐久性と容量が増加しました。 後者は1.92および3.84テラバイトに成長しました。これにより、ストレージシステムとサーバーがよりコンパクトになります。たとえば、1Uパッケージのサーバーにそのようなドライブを装備し、外部アレイとFC経由のFCストレージを回避します。



仕様Samsung SM863：

収容人数	120 GB	240 GB	480 GB	960 GB	1.92 TB
コントローラー	サムスンマーキュリー
ナンド	Samsung MLC V-NAND 32層メモリ
順次読み取り	500 MB /秒	520 MB /秒	520 MB /秒	520 MB /秒	520 MB /秒
順次記録	460 MB /秒	485 MB /秒	485 MB /秒	485 MB /秒	485 MB /秒
4Kバイトのブロックでのランダム読み取り	97K IOPS	97K IOPS	97K IOPS	97K IOPS	97K IOPS
4 Kバイトブロックのランダム書き込み	12K IOPS	20K IOPS	26K IOPS	28K IOPS	29K IOPS
消費電力の読み取り	2.2ワット	2.2ワット	2.2ワット	2.2ワット	2.4ワット
消費電力の記録	2.5ワット	2.7ワット	2.8ワット	2.9ワット	3.1ワット
資源	770 TB	1,540 TB	3,080 TB	6.160 TB	12,320 TB
価格	140ドル	180ドル	330ドル	870ドル	1260ドル
保証	5年

PM863は845DC EVOの後継モデルですが、SM863はその古いPROバージョンの後継モデルです。 845DC PROでは、開発者は3D V-NANDメモリに切り替えましたが、SM863では、費用効果を高めるために24層の第1世代NANDを32層バージョンにアップグレードしました。 したがって、SM863のパフォーマンスはわずかに低下します。 ただし、長寿命のMLC V-NANDメモリを備えたSM863は、集中的な録音アプリケーションに最適です。 PM863は、メディアストリーミング、メディアファイルやデータベースディレクトリなどのめったに変更されないデータのストレージなど、混合負荷向けに大幅に拡張されています。

Samsung 850 ProおよびEVOドライブ

大容量SSDに対する需要の高まりにより、サムスンは7月に2つの2TB SSDモデルをリリースし、新しいMHXコントローラーを搭載しました。 構造的には、MHXコントローラーはMEXコントローラーに似ていますが、大容量のフラッシュメモリを操作するために、DRAMのメモリ容量が増加します。

Samsung SSDコントローラーの比較
	MDX	MEX（850 Pro + 850 EVO 1Tb）	MGX（850 EVO）	MHX（850 Pro + EVO 2Tb）
コアアーキテクチャ	ARM Cortex R4
コア数	3	3	2	3
コア周波数	300 MHz	400 MHz	550MHz	400 MHz
マックスドラム	1GB	1GB	512MB（？）	2GB
DRAMタイプ	LPDDR2	LPDDR2	LPDDR2	LPDDR3

最適なパフォーマンスを得るには、NANDアドレステーブルに1 GBのNANDフラッシュあたり約1 MBのDRAMが必要です。 アーキテクチャの観点からは、DRAMコントローラーの容量を増やすことは問題ではありませんが、デバイスのコストも増大しています。 したがって、2 TBの容量のSSDは比較的小さなニッチを占有すると考えられています。



MHXコントローラーは最大2 GBのLPDDR3メモリーをサポートしますが、以前のMEXコントローラーは1 GBのLPDDR2メモリーのみをサポートします。 120、250、および500 MB EVOシリーズドライブは、3つではなく2つのコアを備えたMGXと呼ばれる軽量バージョンのMEXを使用しますが、より高いクロック周波数で動作します。



850 EVOは、低容量の850 EVOモデルと同じ32層128ギガビットTLC V-NANDフラッシュメモリを使用しますが、850 PROは新しい128ギガビット2ビットMLC基板を使用します。





Samsung 850 Pro：内側と外側。



2TB 850 Proドライブの仕様は、対応する1 TBのドライブとほぼ同じです。 パフォーマンスはまったく同じですが、DevSleepモードでの消費電力はわずかに高くなります。これは、LPDDR2と比較してLPDDR3のエネルギー効率が高いにもかかわらず、追加のDRAMがあるためです。 850 Proの唯一の基本的な変更は、V-NANDへの切り替えです。



850 Proドライブには、840 EVOと同じSATA 6 Gb / sインターフェイスとMHXコントローラーがあります。 SamsungはこれまでのところPCIe SSDのリリースを控えてきました-この市場は比較的小さいです。 850 Proファームウェアは、V-NAND機能に合わせて調整されています。



Samsung 2TB SSD仕様の比較：

モデル	850 PRO	850 EVO
コントローラー	サムスンMHX
ナンド	Samsung 128 Gbps 40 nm MLC V-NAND	Samsung 128 Gbps 40 nm TLC V-NAND 32層
DRAM（LPDDR3）	2 GB
順次読み取り	550 MB /秒	540 MB /秒
順次記録	520 MB /秒	520 MB /秒
4Kバイトのブロックでのランダム読み取り	10万IOPS	98K IOPS
4 Kバイトブロックのランダム書き込み	90K IOPS	90K IOPS
栄養	5 mW（DevSLP）/ 3.3 W（読み取り）/ 3.4 W（書き込み）	5 mW（DevSLP）/ 3.7 W（読み取り）/ 4.7 W（書き込み）
暗号化	AES-256、TCG Opal 2.0およびIEEE-1667（eDriveをサポート）
保証リソース	300 TB	150 TB
保証	10年	5年
価格	1000ドル	800ドル

850 Proのメモリはまだ32層で使用されています。つまり、Samsungは同じプロセステクノロジーで容量を増やしています。 これにより、生産が簡素化され、小型タンクでのパフォーマンスが向上します。 サムスンは、このシリーズのドライブのリソースである推定データ量を300 TBにし、保証を10年に延長しました。



Samsung SSD 850 Proシリーズの仕様

収容人数	128 GB	256 GB	512 GB	1 TB	2 TB
コントローラー	メックス				Mhx
ナンド	Samsung MLC V-NAND 32層メモリ
NAND層の容量	86 Gbps				128 Gbps
DRAM	256 MB	512 MB	512 MB	1 GB	2 GB
順次読み取り	550 MB /秒	550 MB /秒	550 MB /秒	550 MB /秒	550 MB /秒
順次記録	470 MB /秒	520 MB /秒	520 MB /秒	520 MB /秒	520 MB /秒
4Kバイトのブロックでのランダム読み取り	10万IOPS	10万IOPS	10万IOPS	10万IOPS	10万IOPS
4 Kバイトブロックのランダム書き込み	90K IOPS	90K IOPS	90K IOPS	90K IOPS	90K IOPS
DevSleep Power	2mW				5mW
まどろみモードの電源	最大60mW
有効電力（読み取り/書き込み）	最大3.3 W / 3.4 W
暗号化	AES-256、TCG Opal 2.0およびIEEE-1667（eDriveをサポート）
保管保証	150 TB		300 TB
保証	10年

パフォーマンス850 Pro V-NANDフラッシュメモリは、SATA 6 Gb / sバスのパフォーマンスを超える高い書き込み速度を備えています。 もう1つの品質は耐久性です。 128 GBを除くすべての容量について、保証リソースは150 TBです。 通常の負荷では、このようなリソースは、1 TBの容量で56年以上の長いSSD寿命を意味します。









ただし、850 Proは、停電保護と包括的なデータ保護の欠如により、より高価なエンタープライズクラスのドライブとは区別されます。





多くのメーカーとは異なり、SamsungはSSDドライブのすべてのコンポーネントを独自に生産しています。 特に、独自のプロセッサを使用していますが、ほとんどのベンダーは、人気のあるSandForceまたはMarvellモデルに満足しています。 この結果、すべてのドライブコンポーネントの作業の高い信頼性、効率性、および調整が実現します。



2TB Proバージョンと同様に、EVOドライブには1 TBモデルと同様のパフォーマンスパラメーターがありますが、NANDおよびDRAMメモリの容量が増加するため、消費電力が高くなります。 このドライブは2TB Proとは異なり、VLC-NAND TLCメモリを使用します。これは、生産においてより経済的です。2つではなく1つのセルに3ビットを格納すると、記録密度が高くなります。 ユーザーは2000 Gbの容量にアクセスできます-2TB 850 Proより48 Gb少ない。 NANDメモリの一部はTurbo Write SLCキャッ​​シュに割り当てられます。 TLCメモリーは、耐久性を高めるために、記録容量の冗長性も必要とします。



仕様Samsung SSD 850 EVO：

収容人数	120 GB	250 GB	500 GB	1 TB	2 TB
コントローラー	MGX			メックス	Mhx
ナンド	サムスン32 GB TLC V-NAND 128 GB
DRAM	256 MB	512 MB		1 GB	2 GB
順次読み取り	540 MB /秒	540 MB /秒	540 MB /秒	540 MB /秒	540 MB /秒
順次記録	520 MB /秒	520 MB /秒	520 MB /秒	520 MB /秒	520 MB /秒
4Kバイトのブロックでのランダム読み取り	94K IOPS	97K IOPS	98K IOPS	98K IOPS	98K IOPS
4 Kバイトブロックのランダム書き込み	88K IOPS	88K IOPS	90K IOPS	90K IOPS	90K IOPS
DevSleep Power	2mW	2mW	2mW	4mW	5mW
まどろみモードの電源	50mW				60mW
有効電力（読み取り/書き込み）	最大3.7V / 4.4V				3.7 V / 4.7 V
暗号化	AES-256、TCG Opal 2.0、IEEE-1667（eDrive）
推定データ量（ドライブリソース）	75 TB		150 TB
保証	5年

840 EVOシリーズと比較して、850 EVOシリーズドライブは13％高いパフォーマンスを提供します。 また、それぞれ540 MB / sおよび520 MB / sの高速の読み取りおよび書き込み速度を提供します。

生存試験

850 EVOシリーズSSDは、5年間のデバイス保証で証明されているように、前世代の840 EVOシリーズドライブと比較してライフサイクルを2倍にすることで、信頼性と耐久性を保証します。 また、生産性（平均パフォーマンス）が平均30％まで向上したことを考えると、このシリーズのドライブは、データストレージにとって最も魅力的なソリューションの1つになりつつあります。



850 PRO SSDの保証寿命は、前身である840 PROシリーズの2倍です。 各メモリセルは、6000回の書き換えサイクルに耐えます。 128-512 GBおよびEVOの容量を備えたSSD 850 PROドライブの記録リソースは150テラバイトのデータです。つまり、40 GBドライブに書き込む場合、リソースは毎日10年後に機能します。 また、1 TBおよび2 TBの容量を持つ850 PROドライブでは、300 TBです。 850 PROシリーズの信頼性を強調するために、サムスンはそのモデルに10年間の保証を設定しています。



ところで、SSDを使い果たしても、保証が失われるわけではありません。 Samsungは、128GB 850 PROドライブの内部テストを実施しました-8 TBのデータ記録に耐え、引き続き動作しました。 独立したテストでは、1TB 850 PROドライブの実際の「生存性」も予想を上回ることが示されています。 テスターはこのSSDに6 pbtのデータを記録し、完全に機能しました。 3111セクターは消去に失敗し、再配布されました。 これはプールの53％、47％が残っているため、ドライブは非常に活発です。 電源をオフにした9日間のデータストレージは、すべてが正常であることを示しました。

Hostkey.ruの共同設立者/ CEO、 Petr Chayanov ：



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ますます多くの管理者がSSDに対する態度を再定義しています-初期のエピソードはすぐに失敗し、多くの場合警告なしに失敗しました。 2010〜2012年に購入したほぼすべてのSSDを破棄しましたが、それらは生き残りませんでした。 最新のドライブは、信頼性が高く、便利で、膨大なリソースを備えています。



たとえば、100台の仮想マシンの通常のSSDノードは、1日あたり約2TBのデータをディスクに書き込みます（iostat / dev / sda 86400）。 彼女のディスクのリソースは約13年間続きます。 ディスクは陳腐化のため3年後に交換されるため、このタスクのためにリソースは冗長です。 はい。すべてのVPSは同じサーバーのハードドライブに1日に数回、外部ストレージに1日に1回複製されます。



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次は？

SSDの開発は非常に有望な方向と考えられています。 現在、SSDを大量に使用するために、機能を最適化し、ソリッドステートドライブの価格を下げるためのアクティブなプロセスが進行中です。 彼らの能力は成長しています。



8月、サムスンは、カリフォルニア州のフラッシュメモリサミットで世界最大の容量性SSDドライブを発表しました。 2.5インチのフォームファクタは、16テラバイトのデータを保存できます。 これは、従来のハードドライブ、HDDの容量が10 TBを超えないという事実にもかかわらずです。 サムスンは、48ビットの3ビットTLCレイヤーを備えた256ギガビット3D V-NANDフラッシュメモリのおかげで、この容量を達成できました。





ガートナーのアナリストは、SSDおよびHDDドライブのストレージコスト（ドル/ GB）が徐々に収束することを予測しています。 2017年までに、それらはほぼ等しくなります。



SSDの開発の進展がこのようなペースで続く場合、数年後、HDDがSSDと競合する可能性は低くなります。 確かに、これにはSSDの価格を大幅に下げる必要があります。 アナリストによると、2年待つ。