Помолихте ни да покажем реални примери за използването 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 срещат всички твърдотелни дискове от корпоративен клас. Да видим какво са постигнали!
Моделната серия на Kingston от 2019 година
Първо, малко суха теория. Всички твърдотелни дискове Kingston могат да бъдат разделени на четири основни групи. Това разделение е условно, тъй като едни и същи дискове попадат веднага в няколко семейства.
- SATA SSD форм-фактори 2,5″, M.2 и mSATA Kingston UV500 и две модели дискове с NVMe интерфейс — Kingston A1000 и Kingston KC2000;
- . Същите модели, както в предходната група и в допълнение, SATA SSD Kingston A400;
- : UV500 и KC2000;
- . Дисковете от серията DC500, които са звездата на този преглед. Серията DC500 се дели на DC500R (предимно четене, 0,5 DWPD) и DC500M (смесени натоварвания, 1,3 DWPD).
На теста при Truesystems бяха Kingston DC500R с капацитет 960 ГБ и Kingston DC500M с 1920 ГБ памет. Нека си припомним техните характеристики:
Kingston DC500R
- Обем: 480, 960, 1920, 3840 ГБ
- Форм-фактор: 2,5″, височина 7 мм
- Интерфейс: SATA 3.0, 6 Гбит/с
- Декларирана производителност (за модела 960 ГБ)
- Последователен достъп: четене — 555 МБ/с, запис — 525 МБ/с
- Случаен достъп (блок 4 КБ): четене — 98 000 IOPS, запис — 20 000 IOPS
- QoS латентност (блок 4 КБ, QD=1, перцентил 99,9%): четене — 500 μs, запис — 2 ms
- Емулиран размер 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
- Декларирана производителност (за модела 1920 ГБ)
- Последователен достъп: четене — 555 МБ/с, запис — 520 МБ/с
- Случаен достъп (блок 4 КБ): четене — 98 000 IOPS, запис — 75 000 IOPS
- QoS латентност (блок 4 КБ, QD=1, перцентил 99,9%): четене — 500 μs, запис — 2 ms
- Емулиран размер на сектора: 512 байта (логически/физически)
- Ресурс: 1,3 DWPD
- Гаранционен срок: 5 години
Експертите на Truesystems обърнаха внимание, че в хранилищата Kingston се посочват стойности на QoS за общото забавяне като максималната стойност на персентил 99,9% (99,9% от всички стойности ще бъдат по-малки от посочената величина). Това е много важен показател, особено за сървърни хранилища, тъй като от тях се изисква предсказуемост, стабилност и отсъствие на неочаквани забавяния. Ако знаете какви са посочените забавяния на QoS в спецификацията на хранилището, можете да прогнозиране неговата работа, което е много удобно.
Параметри на тестването
И двете хранилища бяха тествани в тестова среда, имитираща сървър. Неговите характеристики:
- Процесор Intel Xeon E5-2620 V4 (8 ядра, 2.1 ГХц, HT включен)
- 32 GB RAM
- Дънна платка Supermicro X10SRi-F (1x socket R3, Intel C612)
- CentOS Linux 7.6.1810
- За генериране на натоварване беше използван FIO версия 3.14
И отново за това, какви SSD хранилища 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
Методика на тестване
За основа беше взет популярният тестов набор , но тестувачите внесоха корекции, за да направят натоварванията по-близки до реалното използване на корпоративни SSD през 2019 година. В описанието на всеки тест ще отбележим как точно е променено и защо.
Тест на операции за вход-изход (IOPS)
В този тест се измерва броят на операциите вход-изход в секунда за блокове с различен размер (1024 КБ, 128 КБ, 64 КБ, 32 КБ, 16 КБ, 8 КБ, 4 КБ, 0,5 КБ) и произволен 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. Когато блок 0,5 КБ (512 байта) изобщо не се пуска, 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 предполагае излизане в режим на насищане, затова се изпълнява доста лесно. И двата носителя се справят прекрасно, напълно отговаряйки на заявените заводски характеристики. Подопитните демонстрират отлична производителност при запис 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 носители не само че превъзхождат собствените си заводски стойности, но и в цялост приближават до максималната производителност на SATA интерфейса.
Тест на пропускната способност
В този тест се проучва пропускната способност при последователен достъп. Тоест, и двата SSD носители извършват операции за последователно четене и запис на блокове по 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 е достигнала пределите на пропускната способност на SATA 3 интерфейса. Изобщо не се откриват проблеми с последователното четене при носителите Kingston.
Последователният запис малко изостава, което особено ясно се вижда при Kingston DC500R, който е от клас read intensive, тоест, предназначен за интензивно четене. Затова Kingston DC500R в тази част на теста показва стойности дори под заявените. Но експертите на Truesystems смятат, че за носител, който изобщо не е предназначен за такива натоварвания (нека припомним, че ресурсът на DC500R е 0,5 DWPD), тези над 400 МБ/с все пак могат да се считат за добро постижение.
Тест на закъснението
Както вече отбелязахме, това е най-важният тест за корпоративните памети. Защото чрез него може да се определи какви проблеми възникват при дългосрочна ежедневна експлоатация на SSD дисковете. По време на стандартния тест SNIA PTS се измерва стойността на средните и максималните забавяния за различни размери на блока (8 КБ, 4 КБ, 0,5 КБ) и съотношения на четене/писане (100/0, 65/35, 0/100) при минимална дълбочина на опашката (1 поток с QD=1). В редакцията на Truesystems обаче решиха да доработят сериозно теста, за да получат по-реалистични стойности:
- Изключен е блокът 0,5 КБ;
- Вместо натоварване с един поток с опашки 1 и 32, натоварването варира по количество потоци (1, 2, 4) и дълбочина на опашката (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- Вместо съотношение 65/35 се използва 70/30, което е по-реалистично;
- Представят се не само средните и максималните стойности, но и перцентилите 99%, 99.9%;
- за избраното количество потоци се строят графики на зависимостта на забавянето (99%, 99.9% и средната стойност) от IOPS за всички блокове и съотношения на четене/писане.
Данните бяха средно изчислени за четири от 25-те рунда с продължителност 35 секунди (5 „прогревочни“ + 30-секундно натоварване) всеки. За графиките редакцията на 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 паметите с оглед на забавянето, тоест, максимално реалистичен показател.
Показатели на средното забавяне:
Тази графика ясно демонстрира разликата между моделите DC500R и DC500M. Kingston DC500R е проектиран за интензивни операции на четене, затова броят на операциите за запис практически не се увеличава с увеличаването на натоварването, оставяйки се на ниво 25 000.
Ако погледнем на смесеното натоварване (70% запис и 30% четене), разликата между DC500R и DC500M също остава значима. При натоварване, съответстващо на забавяне от 400 микросекунди, ясно се вижда, че универсалният DC500M има производителност три пъти по-висока. Това също е напълно естествено и произтича от характеристиките на паметите.
Интересен детайл — DC500M надминава DC500R дори при 100%-чтение, осигурявайки по-малко забавяне при същото количество IOPS. Разликата не е голяма, но е много интересна.
99%-перцентил на забавянето:
99.9%-перцентил на забавянето:
Според тези графики експертите на Truesystems провериха достоверността на заявените характеристики по QoS закъснение. В спецификациите беше посочено, че показателят е 0,5 мс за четене и 2 мс за запис за блок от 4 КБ при дълбочина на опашката равна на 1. С гордост съобщаваме, че тези цифри бяха потвърдени, дори с голям резерв. Интересно е, че минималното закъснение за четене (280–290 мкс за DC500R и 250–260 мкс за DC500M) се достига не при QD=1, а при 2–4.
Закъснението при запис при QD=1 е 50 мкс (такова ниско закъснение се получава, защото при ниска натовареност кеша на носителя се освобождава гарантирано и ние винаги виждаме закъснение при запис в кеша). Този показател е 40 пъти по-нисък от заявената стойност!
Тест за непрекъсната производителност
Още една изключително реалистична проверка, при която се изучава измененията на производителността (IOPS и закъснение) по време на дълга интензивна работа. Като работен сценарий е избрано случайно записване с блокове от 4 КБ в продължение на 600 минути. Същността на този тест е в това, че при такава натовареност SSD носителят влиза в режим на насищане, когато контролерът постоянно се занимава с почистване на паметта за подготовка на свободните блокове за запис. Тоест, това е максимално изтощителен режим — точно това, с което се сблъскват SSD корпоративен клас, стоящи в реални сървъри.
След теста Truesystems получиха следните показатели за производителност:
Основният резултат от тази част на теста: и Kingston DC500R, и Kingston DC500M в реална работа надминават собствените си заводски стойности. Когато подготвените блокове свършат, започва режим на насищане, при който Kingston DC500R поддържа ниво от 22 000 IOPS (вместо заявените 20 000 IOPS). Kingston DC500M остава в диапазона 77-78 000, въпреки че в профила на носителя е посочено 75 000 IOPS. Освен това, от този тест е ясно видима разликата между носителите: ако в работния процес на носителя се предполага висока част от операции по запис, Kingston DC500M е над три пъти по-производителен (също така помним, че и в операциите по четене DC500M показа себе си по-добре по закъснения).
Закъсненията по време на постоянни операции по запис са представени на следната графика. Медианна стойност, перцентили 99%, 99,9% и 99,99%.
Виждаме, че забавянето и при двата накопителя нараства пропорционално на намаляването на производителността, без рязко спадове и необясними върхове. Това е много добре, тъй като именно предсказуемостта е това, което корпоративните накопители трябва да предлагат. Експертите на Truesystems подчертават, че тестовете са проведени с 8 потока и дълбочина на опашката 16 за всеки поток, така че важни са не абсолютните стойности, а динамиката. При тестовете на DC400, се наблюдаваха значителни забавяния поради работата на контролера, но на този график няма такива проблеми при Kingston DC500R и Kingston DC500M.
Разпределение на забавянето под натоварване
Като бонус редакцията на Truesystems извърши тест на Kingston DC500R и Kingston DC500M по опростен тест №13 от спецификацията SNIA SSS PTS 2.0.1. Изследва се разпределението на забавянето под натоварване в специален модел CBW:
Размери на блоковете:
Разпределение на натоварването по обема на накопителя:
Соотношение четене/запис: 60/40%.
След сигурно заличаване и предварително натоварване, тестовете стартираха 10 раунда от 60 секунди основен тест при количество потоци 1–4 и дълбочина на опашката 1–32. В резултат беше построена хистограма на разпределението на стойностите от раундите, съответстващи на средната производителност (IOPS). За двата накопителя, тя беше постигната при един поток с дълбочина на опашката 4.
В крайна сметка, получиха се следните стойности:
DC500R: 17949 IOPS при забавяне 594 мкс
DC500M: 18880 IOPS при 448 мкс.
Разпределението на забавянето беше анализирано поотделно за четене и запис.
Заключение
Редакцията на Truesystems стигна до извода, че показателите на тестовете Kingston DC500R и Kingston DC500M могат да се интерпретират като добри. Kingston DC500R много добре се справя с операциите на 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 привлекателните цени на цялата моделна линия корпоративни накопители на Kingston и признава, че преминаването на TLC 3D-NAND действително е помогнало да се намали цената, без да се загуби качество. Освен това, експертите на Truesystems оцениха високото ниво на техническа поддръжка на Kingston и петгодишната гаранция за серията накопители DC500.
P.S. Припомняме, че .
За допълнителна информация за продуктите на Kingston Technology, моля, свържете се .
Източник: habr.com
