Искали ли сте примери за реалното приложение на нашите корпоративни SSD дискове и професионални тестове. Предоставяме ви подробен преглед на нашите SSD дискове от нашия партньор Truesystems. Експертите на Truesystems събраха реален сървър и емулираха напълно реални задачи, с които се сблъскват всички твердотелни дискове от корпоративен клас. Нека видим какво са постигнали!
Моделната серия на Kingston за 2019 година
Първо, малко суха теория. Всички твердотелни дискове Kingston могат да бъдат разделени на четири основни групи. Това разделение е условно, тъй като същите дискове попадат веднага в няколко семейства.
- SATA SSD в форм фактори 2,5″, M.2 и mSATA Kingston UV500 и два модела дискове с интерфейс NVMe — Kingston A1000 и Kingston KC2000;
- . Същите модели, както в предишната група и, в допълнение, SATA SSD Kingston A400;
- : UV500 и KC2000;
- . Дискове от серията DC500, които станаха герои на този преглед. Серията DC500 се разделя на DC500R (предимно четене, 0,5 DWPD) и DC500M (смесени натоварвания, 1,3 DWPD).
На теста на Truesystems бяха Kingston DC500R с капацитет 960 ГБ и Kingston DC500M с 1920 ГБ памет. Нека освежим паметта си за техните характеристики:
Kingston DC500R
- Обем: 480, 960, 1920, 3840 ГБ
- Форм-фактор: 2,5″, височина 7 мм
- Интерфейс: SATA 3.0, 6 Гбит/с
- Декларирани характеристики (за модела 960 ГБ)
- Последователен достъп: четене — 555 MB/сек, запис — 525 MB/сек
- Случаен достъп (блок 4 KB): четене — 98 000 IOPS, запис — 20 000 IOPS
- QoS забавяне (блок 4 KB, QD=1, персентил 99,9%): четене — 500 мкс, запис — 2 мс
- Емулирана големина на сектора: 512 байта (логически/физически)
- Ресурс: 0,5 DWPD
- Гаранционен срок: 5 години
Kingston DC500M
- Обем: 480, 960, 1920, 3840 ГБ
- Форм-фактор: 2,5″, височина 7 мм
- Интерфейс: SATA 3.0, 6 Гбит/с
- Декларирани характеристики (за модела 1920 ГБ)
- Последователен достъп: четене — 555 MB/сек, запис — 520 MB/сек
- Случаен достъп (блок 4 KB): четене — 98 000 IOPS, запис — 75 000 IOPS
- QoS забавяне (блок 4 KB, QD=1, персентил 99,9%): четене — 500 мкс, запис — 2 мс
- Емулирана големина на сектора: 512 байта (логически/физически)
- Ресурс: 1,3 DWPD
- Гаранционен срок: 5 години
Експертите на Truesystems отбелязаха, че в хранилищата на Kingston се посочват стойности на QoS за обща забавяне като максимално значение на 99,9-ия перцентил (99,9% от всички стойности ще бъдат по-ниски от посочената величина). Това е много важен показател, особено за сървърните хранилища, тъй като от тях се изисква предсказуемост, стабилност и липса на неочаквани забавяния. Ако знаете какви са QoS забавянията, посочени в спецификацията на хранилището, можете да прогнозиране неговата работа, което е изключително удобно.
Параметри на теста
И двете хранилища бяха тествани в тестова среда, имитираща сървър. Неговите характеристики:
- Процесор Intel Xeon E5-2620 V4 (8 ядра, 2,1 GHz, HT включен)
- 32 GB RAM
- Дънна платка Supermicro X10SRi-F (1x сокет R3, Intel C612)
- CentOS Linux 7.6.1810
- За генериране на натоварване се използваше FIO версия 3.14
И отново за SSD хранилищата, които бяха тествани:
- Kingston DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
- Фърмуер: SCEKJ2.3
- Обем: 960 197 124 096 байта
- Kingston DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- Фърмуер: SCEKJ2.3
- Обем: 1 920 383 410 176 байта
Методология на тестването
В основата беше взет популярен набор от тестове , обаче тестовите специалисти направиха корекции, за да направят натоварванията по-близки до реалната употреба на корпоративните SSD в 2019 година. В описанието на всеки тест ще отбележим какво конкретно е променено и защо.
Тест на операции за вход/изход (IOPS)
В този тест се измерва броят на операциите за вход/изход в секунда за блокове с различен размер (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0,5 KB) и случайен достъп с различно съотношение четене/запис (100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95, 0/100). Експертите на Truesystems използваха следните параметри на теста: 16 потока с дълбочина на опашката 8. Блокът от 0,5 KB (512 байта) не беше изобщо подлаган на тест, тъй като размерът му е твърде малък, за да натовари сериозно хранилищата.
Kingston DC500R в теста IOPS
Таблични данни:
Kingston DC500M в теста IOPS
Таблични данни:
Тестът IOPS не предвижда достигане на режим насищане, така че преминава доста лесно. И двете устройства се справиха отлично, напълно отговаряйки на заявените заводски характеристики. Обектите демонстрираха отлична производителност при записване на блокове от 4 КБ: 70 и 88 хиляди IOPS. Това е страхотно, особено за ориентирания към четене Kingston DC500R. Що се отнася до самите операции по четене, тези SSD устройства не само че надхвърлят собствените си заводски стойности, но и общо взето приближават до максималната производителност на SATA интерфейса.
Тест на пропускателната способност
В този тест се изследва пропускателната способност при последователен достъп. Тоест, и двете SSD устройства извършват операции по последователно четене и записване на блокове от 1 МБ и 128 КБ. 8 потока с дълбочина на опашката 16 за всеки поток.
Kingston DC500R:
- 128 КБ последователно четене: 539,81 МБ/с
- 128 КБ последователен запис: 416,16 МБ/с
- 1 МБ последователно четене: 539,98 МБ/с
- 1 МБ последователен запис: 425,18 МБ/с
Kingston DC500M:
- 128 КБ последователно четене: 539,27 МБ/с
- 128 КБ последователен запис: 518,97 МБ/с
- 1 МБ последователно четене: 539,44 МБ/с
- 1 МБ последователен запис: 518,48 МБ/с
И тук виждаме, че скоростта на последователно четене при SSD устройствата е достигнала пределите на пропускателната способност на интерфейса SATA 3. Не са установени никакви проблеми с последователното четене при устройство на Kingston.
Последователният запис леко изостава, което особено добре се вижда при Kingston DC500R, който принадлежи на класа read intensive, тоест е предназначен за интензивно четене. Ето защо Kingston DC500R в тази част от теста показва стойности дори под заявените. Но експертите на Truesystems смятат, че за устройство, което изобщо не е предназначено за такива натоварвания (напомняме, че ресурсът на DC500R е 0,5 DWPD), тези над 400 МБ/с все пак могат да се считат за добро постижение.
Тест на латентността
Както вече отбелязахме, това е най-важният тест за корпоративните хранилища. С него може да се установи какви проблеми възникват при дългосрочна ежедневна експлоатация на SSD диска. По време на стандартния тест SNIA PTS се измерват средното и максималното забавяне за различни размери на блока (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) и съотношения на четене/запис (100/0, 65/35, 0/100) при минимална дълбочина на опашката (1 поток с QD=1). В редакцията Truesystems обаче решиха да го доработят сериозно, за да получат по-реалистични стойности:
- Изключен е блок 0,5 KB;
- Вместо еднопоточна натовареност с опашки 1 и 32, натоварването варира по брой потоци (1, 2, 4) и дълбочина на опашката (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- Вместо съотношението 65/35 се използва 70/30, което е по-реалистично;
- Посочват се не само средните и максималните стойности, но и перцентилите 99%, 99,9%;
- за избраната стойност на броя потоци се строят графики на зависимостта на забавянето (99%, 99,9% и средната стойност) от IOPS за всички блокове и съотношения на четене/запис.
Данните се усредняват по четири от 25 рунда с продължителност 35 секунди (5 "подгряващи" + 30-секундна натовареност) всеки. За графиките редакцията Truesystems избра серия от стойности с дълбочина на опашката от 1 до 32 при 1–4 потока. Това беше направено, за да се оцени производителността на хранилищата, като се вземе предвид забавянето, т.е. максимално реалистичен показател.
Показателите за средно забавяне:
Тази графика ясно демонстрира разликата между моделите DC500R и DC500M. Kingston DC500R е проектиран за интензивни операции на четене, поради което броят на операциите на запис практически не нараства с увеличаване на натоварването, оставайки на ниво 25 000.
Ако погледнем на смесеното натоварване (70% запис и 30% четене), разликата между DC500R и DC500M също остава очевидна. Ако вземем натоварване, съответстващо на забавяне от 400 микросекунди, се вижда, че универсалният DC500M има производителност три пъти по-висока. Това също е напълно естествено и произтича от характеристиките на хранилищата.
Любопитна подробност — DC500M изпреварва DC500R дори при 100%-чета, осигурявайки по-ниско забавяне при същия брой IOPS. Разликата е малка, но много интересна.
99%-пертнтил на забавянето:
99.9%-перцентил на забавянето:
Според тези графики експертите на Truesystems провериха достоверността на заявените характеристики по QoS забавяне. В спецификациите беше посочено, че показателят за четене е 0,5 мс, а за запис – 2 мс за блок от 4 КБ при дълбочина на опашката 1. С гордост съобщаваме, че тези цифри бяха потвърдени, дори с голям запас. Интересно е, че минималното забавяне при четене (280–290 мкс за DC500R и 250–260 мкс за DC500M) се достига не при QD=1, а при 2–4.
Забавянето при запис при QD=1 беше 50 мкс (това толкова ниско забавяне се получава, защото при ниско натоварване кешът на устройството се освобождава гарантирано и ние винаги виждаме забавяне при запис в кеша). Този показател е 40 пъти по-нисък от заявената стойност!
Тест на непрекъсната производителност
Още един изключително реалистичен тест, в който се изследва изменението на производителността (IOPS и забавяне) по време на дълга интензивна работа. Като работен сценарий е избрано случайно записване с блокове от 4 КБ в продължение на 600 минути. Смисълът на този тест е в това, че при такова натоварване SSD-накопителят влиза в режим на насищане, когато контролерът непрекъснато се занимава със събиране на боклука, за да подготви свободни блокове памет за запис. Тоест, това е максимално изтощителен режим — именно това, с което се сблъскват SSD устройства от корпоративен клас, стоящи в реални сървъри.
В резултат на теста Truesystems получиха следните показатели на производителността:
Главният резултат от тази част на теста: и Kingston DC500R, и Kingston DC500M в реалната работа надвишават собствените си заводски стойности. Когато подготвените блокове свършат, започва режим на насищане, при който Kingston DC500R поддържа ниво от 22 000 IOPS (вместо 20 000 IOPS). Kingston DC500M се задържа в диапазона от 77-78 000, въпреки че в профила на устройството е заявено 75 000 IOPS. Също така от този тест е видима разликата между устройствата: ако в работния процес на устройството се предполага висока част на записите, Kingston DC500M се оказва повече от три пъти по-производителен (също така помним, че и в операциите за четене DC500M показа по-добри забавяния).
Забавянията по време на постоянни операции за запис са изведени на следната графика. Медияното значение, перцентилите 99%, 99,9% и 99,99%.
Наблюдаваме, че закъснението и на двата диска нараства пропорционално на намалението на производителността, без резки спадове и необясними пикове. Това е много добро, тъй като именно предсказуемостта е това, което се очаква от корпоративни дискове. Експертите на Truesystems подчертават, че тестовете са били проведени с 8 потока и дълбочина на опашката 16 за всеки поток, поради което важни са не абсолютните стойности, а динамиката. Когато те тествали DC400, на този тест имало сериозни закъснения заради работата на контролера, но на този график такива проблеми с Kingston DC500R и Kingston DC500M няма.
Разпределение на закъснението под натоварване
От редакцията на Truesystems провеждат опростен тест №13 от спецификацията SNIA SSS PTS 2.0.1 за Kingston DC500R и Kingston DC500M. Изследвало се е разпределението на закъснението под натоварване в специален шаблон CBW:
Размери на блоковете:
Разпределение на натоварването по обем на диска:
Съотношение четене/запис: 60/40%.
След secure erase и предварителното натоварване, тестерите провеждали по 10 60-секундни кръга от основния тест за брой на потоките 1–4 и дълбочина на опашката 1–32. В резултат е построена хистограма на разпределението по стойности от кръговете, съответстващи на средната производителност (IOPS). За и двата диска тя е достигната при един поток с дълбочина на опашката 4.
В крайна сметка, получените показатели са следните:
DC500R: 17949 IOPS при закъснение 594 μs
DC500M: 18880 IOPS при 448 μs.
Разпределението на закъснението е анализирано отделно за четене и запис.
Заключение
Редакцията на Truesystems заключава, че резултатите от тестовете на Kingston DC500R и Kingston DC500M категорично могат да бъдат оценени като добри. Kingston DC500R много добре се справя с операциите по четене и може да бъде препоръчан като професионално оборудване за съответните задачи. За смесено натоварване и при необходимост от повече ресурси, Truesystems препоръчва Kingston DC500M. Изданието също така отбелязва атрактивните цени на цялата моделна линия корпоративни дискове на Kingston и признава, че преминаването към TLC 3D-NAND действително е помогнало за намаляване на цената, без загуба на качество. Освен това, експертите на Truesystems оценяват високото ниво на техническа поддръжка на Kingston и петгодишната гаранция за серията дискове DC500.
P.S. Напомняме, че .
За допълнителна информация относно продуктите на Kingston Technology, моля свържете се .
Източник: habr.com
