Požádali jste nás o skutečné příklady použití našich podnikových SSD disků a profesionální testy. Prezentujeme vám podrobný přehled našich SSD disků. od našeho partnera Truesystems. Odborníci z Truesystems sestavili skutečný server a simulovali naprosto reálné úkoly, se kterými se setkávají všechny SSD disky podnikové třídy. Pojďme si přečíst, co vytvořili!
Modelová řada Kingston roku 2019
Nejprve trochu suché teorie. Všechny SSD disky Kingston lze rozdělit do čtyř hlavních skupin. Toto rozdělení je orientační, protože stejné disky patří současně do několika rodin.
- SATA SSD v formátech 2,5″, M.2 a mSATA Kingston UV500 a dva modely s rozhraním NVMe — Kingston A1000 a Kingston KC2000;
- . Jsou to stejné modely jako v předchozí skupině a navíc SATA SSD Kingston A400;
- : UV500 a KC2000;
- . Disky série DC500, které se staly hlavním hrdinou tohoto přehledu. Řada DC500 se dělí na DC500R (optimalizováno pro čtení, 0,5 DWPD) a DC500M (smíšená zátěž, 1,3 DWPD).
Na testu u Truesystems byly Kingston DC500R s kapacitou 960 GB a Kingston DC500M s 1920 GB paměti. Pojďme si osvěžit jejich specifikace:
Kingston DC500R
- Kapacita: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Formát: 2,5″, výška 7 mm
- Rozhraní: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Uvedený výkon (pro model 960 GB)
- Sekvenční přístup: čtení — 555 MB/s, zápis — 525 MB/s
- Náhodný přístup (blok 4 KB): čtení — 98 000 IOPS, zápis — 20 000 IOPS
- QoS latence (blok 4 KB, QD=1, percentil 99,9%): čtení — 500 µs, zápis — 2 ms
- Simulovaná velikost sektoru: 512 bytů (logický/fyzický)
- Životnost: 0,5 DWPD
- Záruční doba: 5 let
Kingston DC500M
- Kapacita: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Formát: 2,5″, výška 7 mm
- Rozhraní: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Uvedený výkon (pro model 1920 GB)
- Sekvenční přístup: čtení — 555 MB/s, zápis — 520 MB/s
- Náhodný přístup (blok 4 KB): čtení — 98 000 IOPS, zápis — 75 000 IOPS
- QoS latence (blok 4 KB, QD=1, percentil 99,9%): čtení — 500 µs, zápis — 2 ms
- Simulovaná velikost sektoru: 512 bytů (logický/fyzický)
- Životnost: 1,3 DWPD
- Záruční doba: 5 let
Experti společnosti Truesystems upozornili na to, že u disků Kingston jsou uváděny hodnoty QoS pro celkovou latenci jako maximální hodnota percentilu 99,9 % (99,9 % všech hodnot bude méně než uvedená hodnota). To je velmi důležitý ukazatel zejména pro serverové disky, protože od nich se očekává předvídatelnost, stabilita a absence neočekávaných zamrznutí. Pokud víte, jaké QoS latence jsou uvedeny ve specifikacích disku, můžete předpovědět jeho výkon, což je velmi užitečné.
Parametry testování
Oba disky byly testovány na testovací stanici, která imituje server. Jeho vlastnosti:
- Procesor Intel Xeon E5-2620 V4 (8 jader, 2,1 GHz, HT zapnuto)
- 32 GB paměti
- Základní deska Supermicro X10SRi-F (1x socket R3, Intel C612)
- CentOS Linux 7.6.1810
- Pro generování zátěže byla použita verze FIO 3.14
A ještě jednou o tom, jaké SSD disky byly testovány:
- Kingston DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Objem: 960 197 124 096 bajtů
- Kingston DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Objem: 1 920 383 410 176 bajtů
Metodika testování
Jako základ byl vzat populární testovací soubor , nicméně testovači do něj provedli úpravy, aby zatížení více odpovídalo skutečnému použití podnikových SSD v roce 2019. V popisu každého testu uvedeme, co konkrétně bylo změněno a proč.
Test operací vstupu a výstupu (IOPS)
V tomto testu se měří počet operací vstupu a výstupu za sekundu pro bloky různé velikosti (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0,5 KB) a náhodný přístup s různým poměrem čtení/zápis (100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95, 0/100). Experti společnosti Truesystems použili následující parametry testu: 16 vláken s hloubkou fronty 8. Přitom blok 0,5 KB (512 bajtů) vůbec nebyl testován, protože jeho velikost je příliš malá na to, aby vážně zatížil disky.
Kingston DC500R v testu IOPS
Tabulková data:
Kingston DC500M v testu IOPS
Tabulková data:
IOPS test nevyžaduje dosažení saturace, a proto probíhá poměrně snadno. Oba disky si vedly výborně, úplně odpovídající deklarovaným továrním charakteristikám. Subjekty prokázaly vynikající výkon při zápisu bloky o velikosti 4 KB: 70 a 88 tisíc IOPS. To je úžasné, zvlášť pro Kingston DC500R zaměřený na čtení. Co se týče samotných operací čtení, tyto SSD disky nejenže překonávají své tovární hodnoty, ale celkově se také blíží stropnímu výkonu SATA rozhraní.
Test propustnosti
Tento test zkoumá propustnost při sekvenčním přístupu. To znamená, že oba SSD disky provádějí operace sekvenčního čtení a zápisu bloky o velikosti 1 MB a 128 KB. 8 vláken s hloubkou fronty 16 na každý vlákn.
Kingston DC500R:
- 128 KB sekvenční čtení: 539,81 MB/s
- 128 KB sekvenční zápis: 416,16 MB/s
- 1 MB sekvenční čtení: 539,98 MB/s
- 1 MB sekvenční zápis: 425,18 MB/s
Kingston DC500M:
- 128 KB sekvenční čtení: 539,27 MB/s
- 128 KB sekvenční zápis: 518,97 MB/s
- 1 MB sekvenční čtení: 539,44 MB/s
- 1 MB sekvenční zápis: 518,48 MB/s
A tady také vidíme, že rychlost sekvenčního čtení SSD dosáhla hranice propustnosti rozhraní SATA 3. Vůbec žádné problémy se sekvenčním čtením u disků Kingston se neprojevily.
Sekvenční zápis mírně zaostává, což je obzvlášť patrné u Kingston DC500R, který patří do kategorie zaměřené na čtení, tedy je určen pro intenzivní čtení. Proto Kingston DC500R v této části testu ukázal hodnoty dokonce nižší než deklarované. Ale experti společnosti Truesystems se domnívají, že pro disk, který není určen pro takové zátěže (připomeňme, že životnost DC500R činí 0,5 DWPD), je těchto více než 400 MB/s stále považováno za dobrý výsledek.
Test latence
Jak jsme již zmínili, tohle je nejdůležitější test pro firemní úložiště. Podle něj lze zjistit, jaké problémy se vyskytují při dlouhodobém každodenním používání SSD disku. Během standardního testu SNIA PTS se měří průměrná a maximální latence pro různé velikosti bloků (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) a poměry čtení/zápis (100/0, 65/35, 0/100) při minimální hloubce fronty (1 vlákno s QD=1). V edici Truesystems se však rozhodli test důkladně přepracovat, aby získali realističtější hodnoty:
- Byl vyloučen blok 0,5 KB;
- Namísto jednoproudového zatížení s frontami 1 a 32 se zatížení liší počtem vláken (1, 2, 4) a hloubkou fronty (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- Namísto poměru 65/35 se používá 70/30, což je realističtější;
- Uvedeny jsou nejen průměrné a maximální hodnoty, ale také percentily 99%, 99,9%;
- pro vybranou hodnotu počtu vláken se vytvářejí grafy závislosti latence (99%, 99,9% a průměrná hodnota) na IOPS pro všechny bloky a poměry čtení/zápis.
Data byla průměrována ze čtyř z 25 kol, trvajících 35 sekund (5 „zahřívacích“ + 30 sekund zatížení) každé. Pro grafy zvolila edice Truesystems sérii hodnot s hloubkou fronty od 1 do 32 při 1–4 vláknech. To bylo provedeno za účelem zhodnocení výkonu úložišť s ohledem na latenci, tedy maximálně realistický ukazatel.
Ukazatele průměrné latence:
Tento graf názorně ukazuje rozdíl mezi modely DC500R a DC500M. Kingston DC500R je navržen pro intenzivní činnost čtení, a proto se počet zapisovacích operací prakticky nezvyšuje s rostoucí zátěží, zůstává na úrovni 25 000.
Pokud se podíváme na smíšené zatížení (70% zápisu a 30% čtení), rozdíl mezi DC500R a DC500M zůstává také zřetelný. Pokud vezmeme zátěž, která odpovídá latenci 400 mikrosekund, je vidět, že univerzální DC500M má výkon třikrát vyšší. To je také zcela přirozené a vyplývá to z vlastností úložišť.
Zajímavý detail — DC500M předstihuje DC500R i při 100%-ním čtení, zajišťující menší latenci při stejném počtu IOPS. Rozdíl je malý, ale velmi zajímavý.
99%-ní percentile latence:
99.9%-ní percentile latence:
Podle těchto grafů odborníci Truesystems ověřili spolehlivost deklarovaných charakteristik podle QoS latence. Ve specifikacích byla uvedena hodnota 0,5 ms pro čtení a 2 ms pro zápis pro blok 4 KB při hloubce fronty 1. S radostí oznamujeme, že tyto čísla byla potvrzena, a to s velkou rezervou. Zajímavé je, že minimální latence při čtení (280–290 µs pro DC500R a 250–260 µs pro DC500M) je dosažena nikoli při QD=1, ale při 2–4.
Latence při zápisu při QD=1 činila 50 µs (takto nízká latence vzniká díky tomu, že při nízké zátěži se zaručeně stačí uvolnit cache úložiště, a my vždy vidíme latenci při zápisu do cache). Tato hodnota je 40krát nižší než deklarovaná hodnota!
Test kontinuální výkonnosti
Další velmi realistické testování, ve kterém se zkoumá změna výkonnosti (IOPS a latence) během dlouhodobého intenzivního provozu. Jako pracovní scénář byla vybrána náhodná zápis bloky 4 KB po dobu 600 minut. Smyslem tohoto testu je, že při takové zátěži SSD úložiště přechází do režimu saturace, kdy se řadič neustále zabývá sběrem odpadu, aby připravil volné bloky paměti pro zápis. Tedy, jedná se o maximálně vyčerpávající režim — přesně to, s čím se setkávají SSD podnikové třídy, které jsou umístěny v reálných serverech.
Na základě testu Truesystems získaly následující výkonnostní ukazatele:
Hlavní výsledek této části testu: jak Kingston DC500R, tak Kingston DC500M ve skutečné práci překračují vlastní tovární hodnoty. Když se připravené bloky vyčerpají, přechází se do režimu saturace, Kingston DC500R se udržuje na úrovni 22 000 IOPS (namísto 20 000 IOPS). Kingston DC500M se udržuje v rozmezí 77–78 000, ačkoli v profilu úložiště je deklarováno 75 000 IOPS. Také v tomto testu je zřetelně vidět rozdíl mezi úložišti: pokud je v pracovním procesu úložiště očekávána vysoká míra zápisových operací, Kingston DC500M je více než třikrát výkonnější (také si pamatujeme, že i v operacích čtení se DC500M ukázal jako lepší podle latencí).
Latence během kontinuálních zapisovacích operací jsou zobrazeny na následujícím grafu. Medián, percentily 99%, 99,9% a 99,99%.
Vidíme, že latence obou úložišť roste úměrně snížení výkonu, bez ostrých propadů a nepochopitelných vrcholů. To je velmi dobře, protože právě předvídatelnost se od podnikových úložišť očekává. Odborníci z Truesystems zdůrazňují, že testování probíhalo v 8 vláknách s hloubkou fronty 16 pro každé vlákno, takže důležitá nejsou absolutní čísla, ale dynamika. Když testovali DC400, během tohoto testu docházelo k silným zpožděním kvůli práci řadiče, ale na tomto grafu takové problémy u Kingston DC500R a Kingston DC500M nejsou.
Rozdělení latence pod zatížením
Bonus editor Truesystems spustil Kingston DC500R a Kingston DC500M prostřednictvím zjednodušeného testu č. 13 specifikace SNIA SSS PTS 2.0.1. Bylo zkoumáno rozdělení latence pod zatížením ve formě speciálního vzoru CBW:
Velikosti bloků:
Rozdělení zatížení podle objemu úložiště:
Poměr čtení/zápis: 60/40%.
Po bezpečném vymazání a předběžném zatížení testující spustili 10 60sekundových kol hlavního testu pro počet vláken 1–4 a hloubku fronty 1–32. Na základě výsledků byla vytvořena histogram rozdělení podle hodnot z kol, odpovídajících průměrnému výkonu (IOPS). U obou úložišť byl tento výkon dosažen s jedním vláknem a hloubkou fronty 4.
Nakonec jsme získali následující hodnoty:
DC500R: 17949 IOPS při latenci 594 µs
DC500M: 18880 IOPS při 448 µs.
Rozdělení latence bylo analyzováno zvlášť pro čtení a zápis.
Závěr
Editor Truesystems dospěl k závěru, že výsledky testů Kingston DC500R a Kingston DC500M jsou jednoznačně považovány za dobré. Kingston DC500R si velmi dobře poradí s operacemi čtení a může být doporučen jako profesionální vybavení pro odpovídající úkoly. Pro smíšené zatížení a v případě potřeby větších zdrojů Truesystems doporučuje Kingston DC500M. Také redakce poznamenává atraktivní ceny pro celou modelovou řadu podnikových úložišť Kingston a uznává, že přechod na TLC 3D-NAND skutečně pomohl snížit cenu bez ztráty kvality. Odborníkům Truesystems se také líbila vysoká úroveň technické podpory Kingston a pětiletá záruka na sérii úložišť DC500.
P.S. Připomínáme, že .
Pro více informací o produktech Kingston Technology se obraťte .
Zdroj: habr.com
