Du bad om at vise konkrete eksempler på brugen af vores virksomheds SSD-diske og professionelle tests. Her præsenterer vi en detaljeret oversigt over vores SSD-diske fra vores partner Truesystems. Truesystems' eksperter har samlet en rigtig server og emuleret helt reelle opgaver, som alle enterprise-klasse solid-state-drev står over for. Lad os se, hvad de har fundet ud af!
Modelrækken fra Kingston i 2019
For at starte, lidt tør teori. Alle Kingston solid-state-diske kan opdeles i fire store grupper. Denne opdeling er hypotetisk, da nogle af de samme drev falder ind under flere familier.
- SATA SSD i formfaktorerne 2,5", M.2 og mSATA Kingston UV500 samt to modeller med NVMe-interface — Kingston A1000 og Kingston KC2000;
- . De samme modeller som i den foregående gruppe og desuden SATA SSD Kingston A400;
- : UV500 og KC2000;
- . Drevne i DC500-serien, som blev helten i denne oversigt. DC500-linjen opdeles i DC500R (primært læsning, 0,5 DWPD) og DC500M (blandede belastninger, 1,3 DWPD).
I testen fra Truesystems var der Kingston DC500R med en kapacitet på 960 GB og Kingston DC500M med 1920 GB hukommelse. Lad os friske deres specifikationer op:
Kingston DC500R
- Kapacitet: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Formfaktor: 2,5", højde 7 mm
- Interface: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Angivet ydeevne (for modellen 960 GB)
- Sekventiel adgang: læsning — 555 MB/s, skrivning — 525 MB/s
- Tilfældig adgang (4 KB blok): læsning — 98.000 IOPS, skrivning — 20.000 IOPS
- QoS-latens (4 KB blok, QD=1, percentil 99,9%): læsning — 500 µs, skrivning — 2 ms
- Emuleret sektorstørrelse: 512 byte (logisk/fysisk)
- Levetid: 0,5 DWPD
- Garanti: 5 år
Kingston DC500M
- Kapacitet: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Formfaktor: 2,5", højde 7 mm
- Interface: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Angivet ydeevne (for modellen 1920 GB)
- Sekventiel adgang: læsning — 555 MB/s, skrivning — 520 MB/s
- Tilfældig adgang (4 KB blok): læsning — 98.000 IOPS, skrivning — 75.000 IOPS
- QoS-latens (4 KB blok, QD=1, percentil 99,9%): læsning — 500 µs, skrivning — 2 ms
- Emuleret sektorstørrelse: 512 byte (logisk/fysisk)
- Levetid: 1,3 DWPD
- Garanti: 5 år
Truesystems-eksperterne bemærkede, at der i Kingston-lagringsenheder angives QoS-værdier for den samlede forsinkelse som den maksimale værdi for percentil 99,9% (99,9% af alle værdier vil være mindre end den angivne størrelse). Dette er en meget vigtig indikator, især for serverlagring, da der kræves forudsigelighed, stabilitet og fravær af uventede nedbrud i driften. Hvis du ved, hvilke QoS-forsinkelser der er angivet i lagringsenhedens specifikation, kan du forudsige dens ydeevne, hvilket er meget praktisk.
Testparametre
Begge lagringsenheder blev testet i en testbænk, der simulerer en server. Dens specifikationer er:
- Intel Xeon E5-2620 V4 processor (8 kerner, 2,1 GHz, HT aktiveret)
- 32 GB RAM
- Supermicro X10SRi-F bundkort (1x socket R3, Intel C612)
- CentOS Linux 7.6.1810
- Til at generere belastningen blev FIO version 3.14 anvendt
Og igen om de SSD-lagringsenheder, der blev testet:
- Kingston DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Kapacitet: 960 197 124 096 bytes
- Kingston DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Kapacitet: 1 920 383 410 176 bytes
Testmetode
Der blev taget udgangspunkt i et populært testsæt , men testerne har foretaget justeringer for at gøre belastningerne mere tæt på det faktiske brug af virksomhedens SSD'er i 2019. I beskrivelsen af hver test vil vi bemærke, hvad der specifikt er blevet ændret, og hvorfor.
IOPS-test
I denne test måles antallet af input/output-operationer pr. sekund for blokke af forskellig størrelse (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0,5 KB) og tilfældig adgang med forskellige læse/skrive-forhold (100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95, 0/100). Truesystems-eksperterne anvendte følgende testparametre: 16 tråde med en kødybde på 8. Blokken på 0,5 KB (512 bytes) blev slet ikke kørt, da dens størrelse er for lille til alvorligt at belaste lagringsenhederne.
Kingston DC500R i IOPS-test
Tabeldata:
Kingston DC500M i IOPS-test
Tabeldata:
IOPS-testet forudsætter ikke, at der opnås mætningsniveauer, så det klares ret let. Begge drev klarede det fint og levede fuldt ud op til de angivne fabriks-specifikationer. Testen viste fremragende ydeevne ved skrivning af blokke på 4 KB: 70 og 88 tusinde IOPS. Det er imponerende, især for Kingston DC500R, som er designet til læseintensive opgaver. Når det kommer til læseoperationer, overgår disse SSD-drev ikke kun deres egne fabriks-værdier, men nærmer sig også den maksimale ydeevne for SATA-interfacet generelt.
Gennemløbstest
I denne test undersøges gennemstrømningen ved sekventiel adgang. Begge SSD-drev udfører sekventielle læse- og skriveoperationer med blokke på 1 MB og 128 KB. 8 tråde med en kødybde på 16 for hver tråd.
Kingston DC500R:
- 128 KB sekventiel læsning: 539,81 MB/s
- 128 KB sekventiel skrivning: 416,16 MB/s
- 1 MB sekventiel læsning: 539,98 MB/s
- 1 MB sekventiel skrivning: 425,18 MB/s
Kingston DC500M:
- 128 KB sekventiel læsning: 539,27 MB/s
- 128 KB sekventiel skrivning: 518,97 MB/s
- 1 MB sekventiel læsning: 539,44 MB/s
- 1 MB sekventiel skrivning: 518,48 MB/s
Og her ser vi også, at hastigheden for sekventiel læsning på SSD'erne har nærmet sig grænsen for SATA 3-interface. Der er slet ingen problemer med sekventiel læsning fra Kingston-drev.
Sekventiel skrivning halter lidt bagud, hvilket er særligt tydeligt med Kingston DC500R, som er i klassen for læseintensive drev. Derfor viste Kingston DC500R i denne del af testen værdier, der endda var lavere end angivet. Men eksperterne fra Truesystems mener, at 400+ MB/s stadig kan betragtes som et godt resultat for et drev, der ikke er beregnet til sådanne belastninger (for at minde om, at ressourcen for DC500R er 0,5 DWPD).
Forsinkelsestest
Som vi allerede har nævnt, er dette en af de vigtigste tests for virksomhedslager. For med denne test kan man bestemme, hvilke problemer der opstår ved langvarig daglig brug af SSD-disk. Under den standardiserede SNIA PTS-test måles den gennemsnitlige og maksimale forsinkelse for forskellige blokstørrelser (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) og læse/skrive-forhold (100/0, 65/35, 0/100) ved minimal kødybde (1 tråd med QD=1). Men i Truesystems' version har de besluttet at revidere den alvorligt for at få mere realistiske værdier:
- Blok 0,5 KB er blevet udelukket;
- I stedet for en enkelttrådet belastning med køer på 1 og 32 varierer belastningen med antallet af tråde (1, 2, 4) og kødybden (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- I stedet for forholdet 65/35 anvendes 70/30, da dette er mere realistisk;
- Der gives ikke kun de gennemsnitlige og maksimale værdier, men også percentilerne 99%, 99,9%;
- For det valgte antal tråde bygger man grafer over forholdet mellem forsinkelse (99%, 99,9% og gennemsnitsværdi) og IOPS for alle blokke og læse/skrive-forhold.
Dataene blev gennemsnitlige over fire ud af 25 runder med en varighed på 35 sekunder hver (5 "opvarmnings" + 30 sekunders belastning). For graferne valgte Truesystems en række værdier med kødybde fra 1 til 32 ved 1–4 tråde. Dette blev gjort for at vurdere lagerenhedernes ydeevne med hensyn til forsinkelse, det vil sige den maksimalt realistiske indikator.
Gennemsnitlige forsinkelsesværdier:
Denne graf illustrerer tydeligt forskellen mellem modellerne DC500R og DC500M. Kingston DC500R er designet til intensive læseoperationer, hvorfor antallet af skriveoperationer praktisk talt ikke stiger med øget belastning, og forbliver på niveauet 25.000.
Når man ser på den blandede belastning (70% skrivning og 30% læsning), forbliver forskellen mellem DC500R og DC500M også tydelig. Hvis man tager belastningen, der svarer til en forsinkelse på 400 mikrosekunder, kan man se, at den alsidige DC500M har en ydeevne, der er tre gange højere. Dette er også helt naturligt og følger af lagerenhedernes egenskaber.
En interessant detalje er, at DC500M overgår DC500R selv ved 100%-læsningskapacitet, idet den giver mindre forsinkelse ved det samme antal IOPS. Forskellen er lille, men meget interessant.
99%-percentil forsinkelse:
99.9%-percentil forsinkelse:
Ifølge disse grafer har Truesystems-eksperter kontrolleret nøjagtigheden af de angivne QoS-latenskarakteristika. I specifikationerne blev der angivet en værdi på 0,5 ms for læsning og 2 ms for skrivning af 4 KB blokke ved en kødybde på 1. Vi er stolte af at meddele, at disse tal er blevet bekræftet, og endda med stor margen. Interessant er det, at den minimale latens for læsning (280–290 µs for DC500R og 250–260 µs for DC500M) opnås ikke ved QD=1, men ved 2–4.
Skrivlatensen ved QD=1 var 50 µs (denne lave latens opnås, fordi cache'en på lagringsenheden garanteret bliver frigivet ved lav belastning, og vi ser altid latensen for skrivning til cachen). Denne værdi er 40 gange lavere end det angivne tal!
Test af kontinuerlig ydeevne
Endnu en ekstremt realistisk test, der undersøger ændringen i ydeevnen (IOPS og latens) under langvarig intens drift. Som arbejdsområder er der valgt tilfældig skrivning i blokke på 4 KB i 600 minutter. Ideen med denne test er, at under sådan belastning går SSD'en ind i en metningsfase, hvor controlleren konstant beskæftiger sig med garbage collection for at forberede frie blokke til skrivning. Det vil sige, dette er den mest udmattende tilstand - netop det, som SSD'er i erhvervsklasse står over for i reelle servere.
Som resultatet af testen har Truesystems opnået følgende ydeevneindikatorer:
Hovedresultatet af denne del af testen: både Kingston DC500R og Kingston DC500M overgår deres egne fabriksangivelser i reel drift. Når de forberedte blokke er udtømt, går det ind i metningsfasen, hvor Kingston DC500R holder sig på niveauet 22.000 IOPS (i stedet for 20.000 IOPS). Kingston DC500M holder sig i området 77-78.000, selvom det i produktprofilen angives til 75.000 IOPS. Også ved denne test er forskellen mellem lagringsenhederne tydelig: hvis arbejdsbelastningen for lagringsenheden indebærer en høj andel af skriveoperationer, viser Kingston DC500M sig at være mere end tre gange så effektiv (vi husker også, at DC500M også viste sig at være bedre ved læseoperationer i forhold til latens).
Latens under konstante skriveoperationer er angivet i den følgende graf. Medianværdi, percentiler 99%, 99,9% og 99,99%.
Vi kan se, at forsinkelsen for begge lagermedier stiger proportionalt med faldet i ydeevne, uden drastiske nedbrud og uforklarlige toppe. Dette er meget godt, da det netop er forudsigelighed, man forventer fra virksomhedslagringsløsninger. Truesystems-eksperterne understreger, at testen blev udført i 8 tråde med en kødepth på 16 for hver tråd, så det absolutte værdier er mindre vigtige end dynamikken. Da de testede DC400, opstod der betydelige forsinkelser på denne test på grund af controllerens arbejde, men på dette diagram er der ingen sådanne problemer med Kingston DC500R og Kingston DC500M.
Forsinkelsesfordeling under belastning
Som en bonus kørte Truesystems-redaktionen Kingston DC500R og Kingston DC500M gennem den forenklede test nr. 13 fra SNIA SSS PTS 2.0.1-specifikationen. Der blev undersøgt forsinkelsesfordelingen under belastning i form af et specielt CBW-mønster:
Blokstørrelser:
Belastningsfordeling over lagermediet:
Forholdet mellem læsning/skrivning: 60/40%.
Efter en sikker sletning og forudgående belastning kørte testerne 10 60-sekunders runder af hovedtesten for antal tråde 1–4 og kødepth 1–32. Resultatet blev præsenteret i et histogram over fordelingen af værdier fra de runder, der svarede til den gennemsnitlige ydeevne (IOPS). For begge lagermedier blev den gennemsnitlige ydeevne nået ved én tråd med en kødepth på 4.
I alt blev følgende værdier opnået:
DC500R: 17949 IOPS ved en forsinkelse på 594 µs
DC500M: 18880 IOPS ved 448 µs.
Forsinkelsesfordelingen blev analyseret separat for læsning og skrivning.
Konklusion
Truesystems-redaktionen konkluderede, at testresultaterne for Kingston DC500R og Kingston DC500M entydigt kan betragtes som gode. Kingston DC500R klarer sig særdeles godt med læseoperationer og kan anbefales som professionelt udstyr til relevante opgaver. For blandet belastning og ved behov for flere ressourcer anbefaler Truesystems Kingston DC500M. Redaktionen bemærker også de attraktive priser på hele modelrækken af virksomhedslagringer fra Kingston og anerkender, at overgangen til TLC 3D-NAND faktisk har hjulpet med at sænke prisen uden at miste kvalitet. Desuden var Truesystems-eksperterne glade for det høje niveau af teknisk support fra Kingston samt den femårige garanti på serien af DC500-lagringsløsninger.
P.S. Vi minder om, at .
For more information about Kingston Technology products, please contact .
Kilde: habr.com
