Лучший SSD для сервера

Во времена господства жёстких дисков при выборе нового накопителя достаточно было определиться с ёмкостью, скоростью вращения шпинделя и производителем. С SSD всё намного сложнее, тем более если он будет использоваться в сервере для обработки важных данных. Неправильно подобранный интерфейс может стать узким местом всей системы, ограничивая производительность ваших приложений. А у модели со скромным ресурсом записи есть риск выхода из строя буквально за пару месяцев активной эксплуатации. Чтобы сэкономить вам время, мы изучили предложения на рынке и собрали лучшие серверные SSD. Вы также узнаете, на какие характеристики накопителей стоит обращать внимание в первую очередь.

Лучшие SSD для сервера:

• Samsung 983 DCT
• Micron 9300 Max
• Intel D3-S4610
• Kingston DC500R
• Intel Optane SSD 905P
• Seagate Nytro 3731
• Как выбрать SSD для сервера

Samsung 983 DCT

• Ёмкость: 960 ГБ, 1.9 ТБ; Форм-фактор: U.2, M.2
• Скорость чтения / записи: до 3000 / 1900 МБ/с
• Интерфейс: PCIe 3.0 x4 / NVMe 1.2b; Выносливость (DWPD): 0.8

Благодаря высоким показателям производительности NVMe SSD-накопители постепенно вытесняют другие носители в серверном сегменте, к тому же Samsung 983 DCT обойдётся не намного дороже SATA-аналогов. Производителем заявлена скорость последовательного чтения до 3 ГБ/с и 1.9 ГБ/с для записи, стоит также отметить низкие задержки записи. Для SSD допускается ежедневная перезапись 0.8 объёма. Твердотельный накопитель выпускается в версиях на 960 ГБ и 1.9 ТБ, но в продаже также встречается OEM-версия Samsung PM983 ёмкостью до 7.68 ТБ. Она имеет такие же скоростные характеристики, но поставляется с трёхлетней гарантией против 5 лет у 983 DCT (соответственно, при одинаковом ресурсе показатель DWPD равен 1.3). Фирменная утилита Samsung SSD DC Toolkit позволяет управлять работой SSD из командной строки.

Micron 9300 Max

• Ёмкость: 3.2 ТБ - 12.8 ТБ; Форм-фактор: U.2
• Скорость чтения / записи: до 3500 / 3500 МБ/с
• Интерфейс: PCIe 3.0 x4 / NVMe 1.2; Выносливость (DWPD): 1

Семейство Micron 9300 представлено двумя моделями Pro и Max, основанными на одном и том же аппаратном обеспечении. Отличие заключается в расширенной резервной области памяти в Max-версии, что позволило добиться более высокой скорости случайной записи. На низкой глубине очереди накопитель немного уступает решениям с памятью 3D XPoint, но, по начиная с QD4, обеспечивает уже сопоставимую производительность, а затем и обходит своих конкурентов. При последовательном чтении и записи скорость может достигать 3500 МБ/с, что близко к пределу интерфейса PCIe 3.0 x4. В наличии полный набор корпоративных функций. Помимо аппаратного шифрования и защиты от потери питания поддерживается пространство имён (NVMe Namespaces). SSD можно разделить на несколько логических блоков, которые будут видны как отдельные устройства. Накопители большой ёмкости рассчитаны на запись от 18.6 до 74.7 петабайт данных.

Intel D3-S4610

• Ёмкость: 240 ГБ - 7.68 ТБ; Форм-фактор: 2.5"
• Скорость чтения / записи: до 560 / 510 МБ/с
• Интерфейс: SATA 3.0; Выносливость (DWPD): 3

В силу используемого интерфейса серия Intel D3-S4610 не ставит рекордов быстродействия. Зато накопители можно полностью перезаписывать по три раза в день на протяжении всего гарантийного срока (5 лет). Ресурс заявлен даже с запасом: модель на 480 ГБ способна записать 3 петабайта данных за время использования, что эквивалентно 3.42 DWPD. Такие SSD подойдут для установки в сервер баз данных. Устройства в металлическом корпусе не сильно нагреваются под нагрузкой и экономичны в плане энергопотребления. Чтобы работа S4610 была максимально беспроблемной, рекомендуется обновить прошивку накопителя до актуальной версии. Это можно сделать в том числе при помощи фирменной утилиты Intel Memory and Storage Tool.

Kingston DC500R

• Ёмкость: 480 ГБ - 7.68 ТБ; Форм-фактор: 2.5"
• Скорость чтения / записи: до 555 / 525 МБ/с
• Интерфейс: SATA 3.0; Выносливость (DWPD): 0.5

Как подсказывает «R» в названии, Kingston DC500R создан для приложений с ориентацией на чтение. Это самая доступная модель в линейке, которую оснастили конденсаторами для защиты от непредвиденного отключения питания. Это снижает риски потери данных в непредвиденных ситуациях. Использование SATA-интерфейса ограничивает максимальную скорость чтения и записи, но по крайней мере DC500R поддерживает постоянную скорость записи на всём объёме памяти. Металлический корпус обеспечивает хороший теплоотвод. Утилита Kingston SSD Manager позволяет не только следить за «здоровьем» накопителя, но и настраивать размер резервной области. Немного уменьшив доступное пространство, в результате можно повысить производительность и увеличить ресурс. Тем не менее, для серверов с большей активностью записи лучше выбрать старшую модель серии Kingston DC500M с более высоким ресурсом перезаписи 1.3 DWPD.

Intel Optane SSD 905P

• Ёмкость: 380 ГБ - 1.5 ТБ; Форм-фактор: U.2, M.2, AIC
• Скорость чтения / записи: до 2600 / 2200 МБ/с
• Интерфейс: PCIe 3.1 x4 / NVMe 1.3; Выносливость (DWPD): 10

Intel Optane SSD с технологией 3D XPoint обладают исключительной выносливостью. В течение всего срока службы накопители способны записать десятки петабайт данных. Для сравнения, у «обычных» SSD сопоставимой ёмкости ресурс измеряется в терабайтах. Устройства Optane отлично показывают себя в сценариях произвольного доступа, выдавая до 575000/550000 IOPS при случайном чтении/записи. Intel Optane SSD 905P обеспечивают высокие показатели качества обслуживания и остаются отзывчивыми на длинных очередях. Серия состоит из накопителей трёх форм-факторов: Add-in Card, U.2 и M.2 (последний редко встречается в продаже). У компании также есть отдельная линейка накопителей Optane для центров обработки данных. Они предлагают ещё более высокие показатели DWPD и улучшенную защиту по питанию, но обойдутся существенно дороже.

Seagate Nytro 3731

• Ёмкость: 400 ГБ - 3.2 ТБ; Форм-фактор: 2.5"
• Скорость чтения / записи: до 2200 / 1550 МБ/с
• Интерфейс: SAS 12 Гбит/с; Выносливость (DWPD): 10

Несмотря на растущую популярность NVMe SSD, накопители с SAS-интерфейсом пока рано списывать со счетов. Seagate Nytro 3531 разработаны для требовательных корпоративных приложений. SSD высокой ёмкости поддерживают двухпортовое подключение, что позволяет считывать данные при 2200 МБ/с и записывать при 1550 МБ/с («всего» 1000 МБ/с в случае базовой версии на 400 ГБ). Топовая модель серии способна выдержать ежедневную десятикратную перезапись полной ёмкости. Накопитель подойдёт для сложных рабочих нагрузок с высокой интенсивностью записи, таких как системы оперативной обработки транзакций (OLTP), почтовые сервисы и виртуальные серверы для разработки. 

Как выбрать SSD для сервера

Выше мы уже упоминали интерфейсы, показателях выносливости и производительности в разных сценариях. Теперь поговорим обо всём об этом подробнее. При выборе SSD для сервера стоит учитывать следующие факторы:

Форм фактор

Сами чипы флеш-памяти занимают не так много места, что позволяет выпускать SSD разных форм и размеров в зависимости от потребностей пользователя. Форм-фактор определяет форму и размеры накопителя, а наиболее распространёнными являются:

2.5". Также известен как Small Form Factor (SFF) и U.2 (хотя на самом деле это название разъёма). Все 2.5-дюймовые накопители имеют стандартную длину и ширину. Высота колеблется в пределах от 7 до 15 мм.

Add-in card (AIC). SSD в виде платы расширения устанавливаются непосредственно в слот PCI Express на материнской плате. Чаще выпускаются в типоразмере HHHL (half height, half length) половинной высоты и ширины. Данный тип подключения позволяет задействовать больше PCIe-линий, а сами размеры AIC позволяют реализовать эффективное охлаждение. Всё это увеличивает максимально возможную производительность, но возможность горячей замены накопителя не предусмотрена.

M.2 — популярный форм-фактор SSD для ноутбуков также используется и в серверном оборудовании. Ограничением может стать количество разъёмов, обычно на плате доступны один-два слота. Стандартные размеры M.2-накопители — это 22 мм в ширину и до 110 мм в длину. 

Интерфейс

Интерфейс определяет, каким образом SSD взаимодействует с систему. Накопители разных форм-факторов могут использовать один и тот же интерфейс. Если мы говорим о серверах, обычно речь идёт о:

SATA. Используется в качестве интерфейса недорогих SSD. Скорость передачи данных у SATA-накопителей не превышает 600 МБ/с при последовательных операциях, и именно интерфейс выступает главным ограничителем производительности. Такие устройства не подходят для приложений, требовательных к скорости отклика.

SAS — устоявшийся стандарт корпоративных систем хранения. Интерфейс получил популярность благодаря масштабируемости и более высокой пропускной способности за счёт одновременной передачи сигнала в двух направлениях. SAS 12 Гбит/с обеспечивает свыше 1 ГБ/с на каждом из двух портов. Возможно одновременное подключение дискового массива к двум серверам (если какой-то из них выйдет из строя, доступ к информации сохранится). Но для SAS-дисков нужен контроллер RAID или HBA (Host Bus Adapter).

В случае с NVMe-интерфейсом твердотельные накопители подключаются в шину PCIe, которая соединена с процессором напрямую или через чипсет. В результате существенно уменьшаются задержки, а скорость передачи данных упирается в быстродействие самой памяти. 

При выборе NVMe SSD необходимо учитывать поддерживаемую версию стандарта PCI Express. PCIe 3.0 обеспечивает до 1 ГБ/с на линию (4 ГБ/с для "x4 Gen 3" слота). Новое поколение PCIe 4.0 удваивает эту скорость. 

Типы флеш-памяти

SSD записывают информацию на чипы флеш-памяти, также известной как NAND. Когда только появились твердотельные накопители, в каждой ячейке мог храниться только один бит (0 или 1). Память SLC (Single-Level Cell) обеспечивала высокую скорость передачи данных, но низкая плотность информации и дорогое производство дали толчок развитию других технологий. Сегодня специальные алгоритмы позволяют различать разные уровни заряда ячейки, которые будут соответствовать определённой последовательности битов. Обратной стороной такого подхода является снижение долговечности. У каждой ячейки есть свой ресурс работы, но чем больше бит информации в ней хранится, тем чаще её будут перезаписывать.

В современных SSD можно встретить следующие типы памяти:

MLC (Multi-Layer Cell). Каждая ячейка хранит два бита информации. Преимуществами MLC памяти стала высокая скорость и надёжность, но применяется она всё реже из-за высокой стоимости.

TLC (Triple-Level Cell) — самый широко используемый тип. По сравнению с MLC скорость записи будет ниже, ресурс работы также уменьшился. TLC-память дешевле в производстве, что позволило сделать SSD более доступными.

QLC (Quad-Level Cell) появилась относительно недавно. Из-за сравнительно невысокой износостойкости QLC-память применяется в основном в потребительских SSD, хотя уже появляются недорогие серверные модели. 

В накопителях на базе TLC и QLC применяется технология SLC-кэширования, когда часть ячеек переводится в однобитный режим работы на высокой скорости. После заполнения кэша скорость записи может уменьшиться в несколько раз. Впрочем, в серверных моделях часто обходится без «псевдо-SLC».

Отдельно стоят накопители Intel Optane с памятью 3D XPoint. Она использует перекрёстную структуру с возможностью адресации отдельных ячеек, в которых в свою очередь хранится только один бит данных. Главные преимущества технологии — отличная выносливость и высокая скорость как в последовательных, так и в случайных операциях. Правда, цена тоже немаленькая. Выпуск 3D XPoint обходится в несколько раз дороже производства NAND.

Производительность

При выборе SSD для сервера необходимо учитывать следующие параметры: 

IOPS – число операций ввода-вывода (I/O), которые SSD способен обработать за одну секунду. Значение указывается в привязке к размеру блока данных (например, 4 КБ) и измеряется отдельно для операций чтения и записи. Производители накопителей корпоративного класса иногда приводят IOPS при смешанной нагрузке чтение/запись в соотношении 70/30 процентов.

Пропускная способность. Показывает объём данных, передаваемых за единицу времени при последовательном чтении и записи информации на SSD. Указывается в мегабайтах в секунду (МБ/с) или гигабайтах в секунду (ГБ/с).

Задержка — отрезок времени от отправки запроса приложением и до получения ответа. Она измеряется в микросекундах. При увеличении глубины очереди (количества одновременных запросов на чтение или запись) задержка также растёт.

Качество обслуживания (QoS) отражает постоянство задержки. Для серверных моделей SSD приводятся значения задержки в соотвествии с заданным уровнем обслуживания (99.9%, 99.99% или 99,999% — по количеству операций ввода/вывода, выполняемых за указанное время). Таким образом производительность SSD становится более предсказуемой.

Выносливость и защита по питанию

Срок службы накопителя можно оценить по стойкости к суточной перезаписи Drive Writes per Day (DWPD). Вторая полезная метрика —  Total Bytes Written (TBW). Это прогнозируемый объём записанных данных до выхода накопителя из строя. Первый показатель можно рассчитать из второго. Или наоборот:

TBW = DWPD * Количество лет гарантии  * 365 * Ёмкость в ТБ

Вполне может оказаться, что накопитель большой ёмкости с более низким DWPD способен записать больше данных.  Продлить жизнь накопителю можно за счёт увеличения резервной области памяти — так у него будет больше запасных ячеек на замену изношенным. В любом случае, у обычного потребительского SSD и рейтинг выносливости относительно небольшой. В серверах стоит использовать накопители корпоративного класса.

Ещё одно преимущество специализированных SSD — защита от сбоев питания. Для этого на плате устанавливаются дополнительные конденсаторы, заряда в которых достаточно для проведения всех незаконченных операций записи.

Примечательно, что у потребительской серии Intel Optane 905P нет конденсаторов. Мы добавили их в топ, потому как накопители нового поколения не используют DRAM-кеширование. Подтверждение записи отправляется тогда, когда информация уже в памяти, и риск потери данных в любом случае невысок. Хотя если бюджет позволяет, для большей надёжности стоит выбирать модели Optane для дата-центров — они поддерживают технологию Enhanced Power Loss Data Protection с проверками целостности данных.

Ответы на популярные вопросы

К списку моделей ⤴

Для тех, кто хочет знать больше

• Лучший внешний портативный SSD-накопитель
• 7 причин почему пора переходить на SSD
• Как выбрать SSD накопитель
• Как покупать и оформлять заказ на Амазоне