針對固態儲存所制定的 NVMe 控制介面，其目的是為了徹底釋放快閃記憶體的潛藏實力，再藉由 PCIe Gen3 x4 的高速頻寬，讓固態儲存裝置不僅擁有極高的資料吞吐量，且能大幅提升固態儲存裝置的 IOPS 表現。換言之， IOPS 這項數據是企業端評估伺服器儲存裝置時的重要指標。

Techman XC100 NVMe SSD 穩定效能並重

本次測試的 Techman XC100 NVMe SSD，是 Quanta Storage 旗下企業級固態硬碟的品牌 Techman 所打造，主要客群鎖定在最頂級的企業級固態式硬碟，訴求著最頂級的效能、穩定性與資料完整性，並提供客戶客製化的技術支援。

Techman XC100 有兩種尺寸分別是 HHHL 的 Add-in Card 與 U.2 2.5” SFF-8639，都採用 PCIe Gen3 x4 的高速通道與 NVMe 1.1b 控制介面。另一方面，快閃記憶體顆粒，可選擇 Toshiba 15nm 製程的 eMLC 或 cMLC 顆粒，兩者在效能上有著些微差異，但最主要差異在於 DWPD每日寫入量。比較兩者最大差異之處，使用 eMLC 顆粒，每日可複寫 7 次完整容量；而 cMLC 僅 3DWPD，使用者可評估成本及用途考量後擇優建置。

容量方面，Techman提供 800、1600 與 3200GB三款容量大小，而產品的平均故障間隔，更是標榜大於 1,200,000 總通電小時；SSD 控制器採用 16ch通道與 RAID on NAND 設計，並有著多重駐列引擎，包含 1 組 Admin Queue 與 128 組 Sub Queue，每組 Queue 可達到 1024 駐列深度。除此之外，在 SSD 資料完整性保護的面向上，非常給力地支援了 BCH ECC 與 E2E 資料保護，並具有 XTS-AES-256 深度加密保護。

面對企業級的固態儲存產品，若用一般的測試方法，僅只能表現出 SSD 在 FOB 狀態時的效能，對於 24小時 × 7天 不間斷的企業儲存應用來說，則更加看重 SSD 進入 Steady 狀態後的效能表現。接下來，筆者就帶大家一起了解，企業在評估 SSD 效能所使用的方法與測試規範。

↑ SC100 在控制器的正面電路板上，覆蓋了整片的散熱鰭片，讓 SSD 在機架式伺服器中，確保高效率散熱，令產品壽命及穩定性更上一層樓。

SINA 固態儲存效能測試規範

Storage Networking Industry Association, SINA 為提供專業 IT 技術、標準與教育計劃的組織。SINA 提供相當多企業所需的技術規範，其中一項便是「Solid State Storage (SSS) Performance Test Specification (PTS)」，這項測試規範可以讓製造商與客戶，在評估固態儲存裝置的效能時有所依據。

對此，我們首先得了解 SSD 效能的三個狀態：FOB、Transition 與 Steady。FOB 階段意味著 SSD 產品才剛開始工作，這段時間有這極高的效能表現，這也是一般消費性 SSD 所比較的效能區間。在經過長時間的寫入狀態下，SSD 效能會慢慢下降，來到 Transition 過渡時期，此時 SSD 效能仍未處於最穩定的狀態，直到 SSD 進入 Steady 區間時，該區間的效能才有評估的價值。

↑ 對 SSS PTS 測試規範有興趣的朋友可以上 www.snia.org，取得更加鉅細靡遺的說明。

透過嚴謹測試 深入探索讀寫特性

從驗證流程來看，企業用固態儲存裝置，在測試上會有幾道手續，依序是：Purge→Precondition→Test→Record results。Purge 用意在於讓裝置進入準備接受測試狀態，換句話說，就是先讓裝置回歸到出廠時的狀態，接著再進行後續的 Precondition 與 Test。

Precondition 的目標是讓固態裝置進入可測試的 Steady 狀態，而依據 SINA 所規範之腳本，進行 Workload Independent Preconditioning 壓力測試；一言以蔽之，就是持續寫入 200% 裝置容量的資料，確保裝置進入 Steady 階段。緊接而來的測試階段，則依據廠商偏好的測試模型加以進行，畢竟在企業儲存應用中，不同面向的應用功能，對於儲存裝置的寫入 / 讀取比例、資料長度有所不同，最後的結果紀錄，僅將測試階段得到的數據顯示出來，讓企業用戶能夠更了解儲存裝置的特性；如此一來就能選擇出最匹配自家產品定位的儲存設備，製造出可靠優質的一流成品。

↑ SSD 效能狀態，從裝置剛使用初期 FOB，有著最高的效能表現，但隨著寫入量增多後，會進入 Transition 階段，直到最後效能收斂到最穩定的 Steady 階段。

Techman XC100 Steady效能檢視

坐而言不如起而行，筆者接下來為大家所示範的測試平台，則是使用 Intel Xeon E5-2630V3 處理器搭配 X99 晶片組主機板，藉由處理器 8 核 16 緒的高佇列、多工能力，確保能讓 XC100 發揮出應有的效能。在作業系統部分，傳統Windows作業系統受限於驅動或是kerenl特性，往往無法由作業系統底層完整釋放SSD潛藏實力。因此，我們採用 CentOS 7，並搭配 Linux 系統常使用的 Flexible I/O Tester （Fio）來進行測試，腳本則由 Techman 提供，並依照上述 SINA 規範進行嚴謹測試。

腳本會先透過 Fio 進行 Trim 整理裝置後，才去執行兩次循序寫入 128K 資料，達到 200% 裝置容量寫入量。如此一來，便完成 Purge 與 Precondition 的前期準備，實際測試階段則依據 Throughput 與 IOPS 測試需求，於是便產生不同的測試樣本進行效能測試。

↑ Fio 基本操作說明，底層測試，才能避免不必要的干擾因素，觀察出一顆SSD的原始本性。

↑ 腳本測試中…，XEON E5等級處理器搭配LINUX底層環境，能夠真實反映出企業級固態硬碟所蘊涵的真正實力，絕非消費級產品能所比擬。

是驢還是馬 咱們溜溜便知曉

最後將 Fio 輸出在終端上的資料整理並彙整成圖表，讓所有人更能清楚了解到固態儲存裝置的效能。首先 Throughput 測試資料長度分別為：1m 與 128K，並採用 Direct I/O、I/O 佇列深度設定為 64。就效能來看，讀取 2,721 MB/s、寫入 1,707 MB/s，以傳輸成績而論可說相當地驚人；但更重要的一點，則是裝置在不同資料長度與讀寫混合的狀況下，居然還有如此高效可靠的 IOPS 表現！

從 IOPS 的立體直條圖與立體曲面圖，我們可以輕易觀察出 XC100 讀寫效能；X 軸代表著測試資料大小（512b~1m），而 Y 軸則是讀寫混合比例。舉例來說：R/W Mix % 100/0 代表著 100% 讀取 4k 與 512b 的資料，可達到最高的 777K IOPS；而 R/W Mix % 0/100 則是在 100% 寫入 4k 資料時可獲得 377K IOPS 表現；若是寫入/讀取各半的狀況下，以 4K 資料進行測試，有著最好的 520K IOPS 表現。

↑ Throughput 測試 1m 資料讀取 2,721 MB/s、寫入 1710 MB/s，性能表現精彩可期。

↑ IOPS 測試，針對不同讀寫比例與資料長度進行 IOPS 效能評估。

↑ 立體曲面圖，更能清楚的觀察出效能走向。

↑ 裝置平均延遲時間，相當不俗，消費級產品望塵莫及。

可靠穩定 睿智之選

Techman XC100 在效能上可以說是相當強悍，縱使 SSD 效能已收斂至 Steady 狀態，還是有著極高的 IOPS 表現，肯定能滿足企業伺服器對高速 I/O 需求的應用。況且 Techman 是 Quanta Storage 旗下品牌，除了原有的 ODD 產品以及企業用的 NAS、DAS 之外，更專注於智慧機械手臂 TM-Robot 以及監控攝影機相關的 TM- Security 等企業產品開發；Techman 用著業界高竿技術，打造出能符合企業需求的解決方案。

透過此次的測試，相信大家更能了解到檢視 SSD 效能的三項指標狀態；此外，透過 SINA 所提出的測試規範，在企業端所採取的儲存應用，才能真正發揮出 PCIe NVMe SSD 強悍之處。對於講求穩定、資料安全的企業應用來說，XC 100 無疑是一項可靠穩定的整合性方案，也是一款最頂級的固態硬碟睿智之選。