News Samsung Z-SSD SZ985: Mehr Details und Benchmarks vom Hersteller

[MichaG]

Samsung hat weitere Details zur Enterprise SSD SZ985 alias Z-SSD verraten. Erstmals werden die Latenzen, bei denen die Stärke der Z-NAND-Technik liegen soll, genauer aufgeschlüsselt. Zudem liefert Samsung einen Leistungsvergleich mit dem bisherigen Flaggschiff PM1725a.

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[Kasmopaya]

Interessante Zahlen, schaut für mich so aus als ob Samsung auf dem Schlag weg Konkurrenzfähig ist zur Intel Neuentwicklung. Zwar nicht ganz so gute Zugriffe(müssen Tests erst noch beweisen), aber ansonsten andere Stärken.

Holt wie siehst du das?

 

[Matthias80]

ah Herstellerwerte...
wie schaut es mit den 4k werten aus wo halt intel jetzt auszeichnen...
der rest ist doch nur blendwerk.

mfg

 

[robertsonson]

warum ist in bei den "klassischen" ssds die read latency höher als write? ist nicht eher andersrum die regel?

 

[Holt]

Also ich lese da die maximalen IOPS, die aber gerade für Heimanwender keine Rolle spiele, da man zuhausen selten so viele parallele Anfragen offen hat, als dass diese erreicht werden. Wenn dies in Enterprise Anwendungen doch der Fall ist, dann kann eine normale SSD mit NAND durchaus die Werte einer Optane erreichen, wie die Reviews ja auch zeigen, denn deren Vorteil sind die Werte bei wenigen parallelen und kurzen Zugriffen und zwar vor allem Lesend, schreibend nur im Steady State, denn bei kurzen Lasten können die RAM Caches der anderen auch noch mithalten. Man sieht es auch an den 500.000 IOPS schreiben der Optane, für Enterprise SSDs werden diese im Steady State angegeben, während die anderen bei 170.000 liegen und die SZ985 da auch nicht besser ist.

Bei mittleren bis hohen Lasten ist es dann die QoS die die Optane herausragen lässt, darüber verliert Samsung aber hier auch kein Wort. Also gilt es neutrale Reviews abzuwarten um wirklich zu sehen was Samsung aus NAND rausquetschen konnte und in wieweit sie der Optane bei welchen Situationen wie nahe kommen. Interessanter als die konkrete SSD könnte aber werden, wie viel der dabei gewonnen Erkenntnisse sich am Ende auch in den Consumer SSDs wiederfinden, die sind ja schon bisher bei den 4k QD1 Lesend ganz weit vorne, haben also eine sehr geringe Latenz beim Lesen.

Ergänzung (20. November 2017)

warum ist in bei den "klassischen" ssds die read latency höher als write? ist nicht eher andersrum die regel?

Ja, aber ohne zu wissen wie diese Werte ermittelt wurden und was die daher konkret aussagen, würde ich vermuten das wir hier den Effekt des DRAM Caches sehen. Nur scheint der beim dem Test der diese Zahlen geliefert hat, nicht zu 100% gewirkt zu haben, denn die Optane haben ja keine DRAM Cache und schreiben bei 4k QD1 im Neuzustand daher nicht wirklich schneller, erst wenn die anderen im Steady State sind, das Cache also voll ist und sie die Daten auch ins NAND schreiben müssen, dann zeigt sich der Unterscheid, da die Optane sowas wie einen Steady State ja nicht kennen, die können ja die Daten wahlfrei und 3D XPoint schreiben und müssen vorher keine Blöcke löschen wie es beim NAND der Fall ist.

 

[Nightspider]

Na da bin ich ja mal auf den Preis gespannt.

Wird wohl auf einen doppelt so hohen Preis pro GB hinauslaufen. Am Anfang wahrscheinlich sogar eher 2,5x bis 3x aber die 960 SSDs waren anfangs auch total überteuert und gleichen sich (nur) langsam normalen SATA SSDs an.

Schade das noch keine Infos zur neuen SSD 970 durchgesickert sind.

Da die meisten Consumer Anwendungen aber nicht wirklich von solch kurzen Zugriffszeiten profitieren werden solche Highend-Speicher eh eine Nische bleiben, zumindest auf absehbare Zeit.
Erstmal muss die Software lernen alle CPU Kerne gleichzeitig zu nutzen um die vielen IOPS auch ausreizen zu können und vor allem muss auch erstmal der Bedarf an solcher Leistung da sein.

Für Gamer ist sowas eh uninteressant solange in Konsolen noch mittelalterliche Festplatten verbaut werden.

Vielleicht werden die Playstation 5 Portierungen dann ab 2020 oder später mal von solchen highend Speichern profitieren.
Solange noch alte HDDs in den Konsolen sind wird kaum ein Entwickler die Software darauf optimieren solch hohe Durchsatzraten und Zugriffe zu ermöglichen.

Einzig Star Citizen wird da vorpreschen da man dort jetzt schon den Code auf derartige highend speicher optimiert und alle CPU Kerne zum Laden und Levelstreaming nutzt.

 

[knoxxi]

Warum sollte ich mir als Heimanwender um Enterprise SSD Gedanken machen?

 

[Holt]

Da es keine Consumer HW ist, kann man die Preise oft nicht wissen. Die PM1725a findet sich immerhin im Preisvergleich, aber wie weit die Preis dort denen entsprechen die gewerbliche Großabnehmer zahlen, weiß man auch nie. Los geht es im Preisvergleich bei 71ct/GB und mit 2,5x bis 3x wäre man dann bei 1,5 bis 2€/GB und damit nahe an den Preisen der Optanes, also über denen der 900P und noch unter denn der P4800X, aber dafür müsste die Leistung dann auch entsprechend ausfallen um solche Preise durchsetzen zu können.

Wie weit Consumer Anwendungen nun wirklich von noch kürzeren Zugriffszeiten profitieren können, wird man nun mit den Optanes sehen und die andere Frage ist, wie weit sich dies in nächster Zeit ändern wird, nachdem Intel mit Optane nun endlich die Latenzen in den Fokus geschoben hat, denn die sind viel wichtiger als die maximalen seq. Transferraten oder IOPS, wurden bisher von der Masse der User aber kaum beachtet und werden z.B. auch in keinem Preisvergleich und kaum einem Datenblatt genannt. Die hängen auch sehr von der Plattform und deren Energiespareinstellungen ab, da gibt es noch viel wo noch einiges optimiert werden kann.

 

[Limit]

Auf der Samsung-Folie wird für Read-Latency ein Bereich angegeben, für Write-Latency aber nur ein typischer Wert, der auch noch sehr viel niedriger liegt als für einen NAND-Speicherchip üblich (möglich?). Deswegen dürfte DRAM-Caching sicherlich einen großen Anteil an diesen niedrigen Schreib-Latenzen haben. Die Frage ist dann, wie immer bei Caching, wie lange diese kurzen Latenzen bei Dauerlast eingehalten werden können. Auch eine (fast) volle SSD könnte die Schreib-Latenz weiter erhöhen, da bei Dauerlast irgendwann die Reserveblöcke aufgebraucht sind und on-the-fly gelöscht werden muss.

 

[Holt]

da bei Dauerlast irgendwann die Reserveblöcke aufgebraucht sind und on-the-fly gelöscht werden muss.

Dann ist die SSD in einem Zustand den man Steady State nennt und das dann sollen die genannten SSDs mit NAND, inklusive der SZ985, noch so 170.000-175.000 IOPS schaffen, die Optane aber 500.000, laut den Zahlen dort.

 

[dark destiny]

Warum sollte ich mir als Heimanwender um Enterprise SSD Gedanken machen?

Naja, damit du weist was du als privat anwender in diesem und vermutlich auch im nächsten leben nicht haben wirst.
Wenn du also noch ein drittes oder viertes leben hast weist du was du dann bekommst.

Ist doch ganz nett.

 

[teufelernie]

Im Enterprisebereich nutzen wir auch 0/8/15 home-ssds. Monitoring drauf und gut.
800€ für ein Laufwerk gemessen bei nicht mal drei Jahren Projektlaufzeit gegenüber gleicher Größe Enterprise für 5k+ ... bei zwei/drei Projekten mussten wir _vereinzelt_ Laufwerke tauschen, weil die Zellen total am Ende waren.
Nur bei auf längere Zeit angesetzten Projekten wie aus dem e-gouvernmentbereich nehmen wir Enterprise.

Der Kurs bei Consumer ist tatsächlich sogar noch niedriger, weil es Leute gibt, die Schrottzellen für viel Geld aufkaufen.

 

[Holt]

800€ zu 5K ist aber dann auch entweder total übertrieben, vom Händler viel zu teuer verkaufte Enterprise HW oder Äpfel mit Birnen vergleichen. Enterprise Versionen wie die Samsung PM863 / SM863 kostet einige Prozent mehr als die jeweiligen Consumer Versionen 850 Evo / 850 Pro, aber nicht gleich ein Vielfaches wie den genannten Faktor 6,25. Wenn man die Preise pro GB der billigsten Consumer SSD mit denen von High-End Enterprise SSDs wie einer Intel DC P3700 vergleicht, dann kommt man auf so einen Faktor, aber da vergleicht man dann wirklich Äpfel mit Birnen, auch was die Leistung anbelangt und wenn man mit weniger Performance auskommt, wäre so eine P3700 sowieso Oversized, da gäbe es dann auch im Enterprisesegment günstigere Angebot.

Derzeit listet Geizhals die Micron 1100 2TB mit 0,246€/GB als pro GB günstigste SSD, eine OEM Client SSD die im Datenblatt mit 400TB TBW angegeben ist, man zahlt also 61,5ct/GB pro PB TBW. Die Intel DC P3700 2TB kostet 1,540€/GB, bietet aber 62,05PD TBW (nach JESD 219, wobei man diese wegen der unterschiedlichen Workloads nicht unbedingt vergleichen kann) und kostet somit nur 2,5ct/GB pro PB TBW, die billige Client SSD kostet also rund 25mal mehr sofern man die spezifizierten TBW beider SSDs ausschöpft. Zwischen diesen Extremen gibt es aber auch noch viele weitere Optionen, wie z.B. die genannten Samsung:
Die PM863a für 0,49€/GB mit 2,733PD TBW kommt auf 18ct/GB pro PB TBW
Die SM863a für 0,547€/GB kommt bei 12,32PB TBW auf nur 4,44ct/GB pro PB TBW.

Samsung ermittelt die TBW wieder anderes, "TBW is measured while running 100 % random 4 KB writes across the entire SSD", was gegenüber den Angaben auf Basis der JESD Workload geringere Werte ergibt.

Aber man sieht, dass es zwischen den Extremen eben viel Auswahl gibt und die wirtschaftlich beste Option die der Wahl der zur Anwendung und damit den während der Nutzungsdauer erwarteten TBW ist, denn je höher die TBW ausfällt, umso teurer ist zwar die SSD absolut, aber im Verhältnis zur TBW wird sie dann sogar billiger. Relevant wird dies natürlich nur, wenn man auch so viel schreibt, dass man SSDs mit zu geringer TBW andernfalls wirklich ersetzen müsste. Unberücksichtigt bleibt die Preisentwicklung, die man ja nun einmal schwer vorhersehen kann.

 

[Simon]

Die Stärken von 3D Xpoint liegen weder in der Erreichung maximaler IOPS, noch bei der sequenziellen Transferrate, sondern bei der Berechenbarkeit der zu erwartenden Latenz (Quality of Service) in Verbindung mit einer wesentlich besseren I/O-Leistung bei niedriger Queue Depth.

Beides bisher unbekannte Werte der Z-SSD. Wenn die hohen IOPS wieder nur bei QD32+ erreicht werden, ist der Mehrwert dahin. Zudem ist auf den Bildern ein ordentlicher Block DRAM zu erkennen und unter dem Kühler schimmert eine Batterie von Stütz-Kondensatoren durch - identisch zur PM1725a. Optane kommt gänzlich ohne DRAM Cache aus.

 

[Holt]

Die Stärken von 3D Xpoint liegen weder in der Erreichung maximaler IOPS, noch bei der sequenziellen Transferrate

Richtig, da limitieren auch offensichtlich die Controller und nicht die 3D XPoints.

Optane kommt gänzlich ohne DRAM Cache aus.

Die hat mit dem 3D XPoint ja auch einen Speicher der weit schneller als NAND und nicht so viel langsamer als DRAM ist, dafür aber eben nicht flüchtig, also braucht man auch keine Stützkondensatoren. Das sich 3D XPoint offenbar auch sehr schnell beschreiben lässt, weit schneller als es die Werte der kleinen Optane Memory SSDs nahelegen, zeigt sich an den 4k Schreibend bei QD1, denn die geben bei SSDs mit NAND vor allem in deren DRAM Cache (um dann zusammengefasst ins NAND geschrieben zu werden), die Optane haben so einen DRAM Cache nicht und sind trotzdem praktisch gleichauf. Da deren Controller wohl kaum die 1GB oder mehr an Daten auch nur eines Durchlaufs bei AS-SSD oder CDM in seinem internen SRAM halten kann, müssen die Daten also direkt ins 3D XPoint gehen. Erleichtert wird die Sache natürlich dadurch, dass die Latenz über die Anbindung per PCIe und das Protokoll sowieso viel höher ist als beim Arbeitsspeicher, also dem DRAM in RAM Slots. Im Verhältnis zu der Latenz die also dadurch entsprecht, ist die von 3D XPoint gegenüber DRAM dann also fast vernachlässigbar.

 

[Simon]

@Holt.
Naja, DRAM ist mit Zugriffszeiten von ein paar Dutzend Nanosekunden immer noch wesentlich flinker im Zugriff als 3DXP mit den 10 Mikrosekunden. Spielt hier aber keine wesentliche Rolle.

Die wirkliche "Killer" Applikation kommt m.E. ohnehin erst mit den 3DXP DIMMs, wo dann auch noch diverse andere Overheads wegfallen. Spätestens da wird auch die Softwarekomponente entscheidend sein, wenn 90% der Latency nicht mehr durch die Hardware verursacht werden:

https://software.intel.com/en-us/articles/accelerating-your-nvme-drives-with-spdk

 

[Holt]

Diese 10 Mikosekunden sind nicht die Zugriffszeit des 3D XPoints, sondern der Optane SSD und damit inklusiven dem ganze Weg über PCIe, Treiber, Protokoll etc. und daher eben nicht mit den paar Dutzend Nanosekunden von DRAM zu vergleichen, welches ja als Arbeitsspeicher ganz anderes angebunden ist und viel direkter angesprochen wird. Wie Du ja selbst schreibt, ist dies erst möglich sein, wenn es 3D XPoint als DDR4 DIMM gibt, nur sind die dann keine SSDs, sondern werden als RAM angesprochen und ob man sowas dann auch als Massenspeicher nutzen kann, wird man ebenso abwarten müssen, wie die Antwort auf die Frage ob und ggf. welche System für Heimanwender dies dann jemals unterstützen wird.

 

[TomWoB]

Geiles Teil (wegen SLC), perfekte Ergänzung zu meiner Samsung NVMe 960 Pro !

Das volle Gegenteil zu meiner Schrott TLC Samsung 840 EVO Basic,

• die mit bis zu < 15MB/s Lesegeschwindigkeit
• die mit tollen Software-Updates um Scheisse Hardware zu flicken (von da haben die Autobauer das nämlich abgekuckt)

 

[Holt]

Das Problem der langsamen Geschwindigkeit beim Lesen von Daten die vor längerer Zeit auf die SSD geschrieben wurden, hat Samsung bei den betroffenen Modelle (840 und 840 Evo) schon längst per FW Update behoben und die Modelle mit dem 3D NAND (also V-NAND) sind nie betroffen gewesen. Das Problem ist damit auch nicht geflickt, sondern behoben worden, denn es kam von der LDPC Fehlerkorrektur die langsamer ist, aber benötigt wird, wenn die Daten schwerer ausgelesen werden können und dies kann man eben durch häufigere Refreshs der Daten verhindern und muss eben auch ab und an Refreshs machen, Samsung hatte dies in den vorherigen FW Versionen nur einfach nicht oft genug gemacht. Das die planaren TLC NAND diese SSDs stärker betroffen sind, liegt in der Natur der Sache, deren Zellen sind kleiner, haben also weniger Elektronen und liegen dichter zusammen, werden also stärker durch die Aktivitäten der Nachbarzellen gestört.

 

[r4yn3]

Nichts was mich jetzt vom Hocker haut. Samsung kann halt auch nicht zaubern, NAND bleibt halt NAND. Man wird zwar möglichst viel mit dem Cache kompensieren, aber spätestens wenn die Z-SSD in den Steady State fällt zieht XPoint wieder Kreise. So wird man halt für jedes Szenario ein entsprechendes Produkt finden. Die Samsung wird wohl jenseits vom Steady State eine ähnliche Leistung bieten und vermutlich beim Preis etwas eher punkten. Zudem hätte man etwas mehr Bandbreite.

Interessieren würde mich noch wie wohl die Z-SSD im Mixed Workload abschneidet. Also 50/50 Read/Write z.B. Das wäre auch so ein Szenario welches XPoint wenig kümmert, NAND SSDs aber ziemlich einbrechen.