Solicitaron ejemplos reales del uso de nuestros SSD corporativos y pruebas profesionales. Aquí les presentamos una revisión detallada de nuestros SSD. de nuestro socio Truesystems. Los expertos de Truesystems armaron un servidor real y emularon tareas totalmente reales que enfrentan todos los SSD de clase empresarial. ¡Veamos qué encontraron!
La línea de modelos de Kingston 2019
Primero, un poco de teoría básica. Todos los SSD de Kingston se pueden dividir en cuatro grandes grupos. Esta división es convencional, ya que los mismos SSD pueden pertenecer a varias familias.
- SSD SATA en formatos de 2,5″, M.2 y mSATA Kingston UV500 y dos modelos de SSD con interfaz NVMe: Kingston A1000 y Kingston KC2000;
- . Modelos similares a los del grupo anterior, además de los SSD SATA Kingston A400;
- : UV500 y KC2000;
- . SSD de la serie DC500, que es el protagonista de esta revisión. La línea DC500 se divide en DC500R (diseñados para lectura preferente, 0,5 DWPD) y DC500M (cargas mixtas, 1,3 DWPD).
En la prueba de Truesystems estuvieron los Kingston DC500R con capacidad de 960 GB y los Kingston DC500M con 1920 GB de memoria. Recordemos sus características:
Kingston DC500R
- Capacidad: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Formato: 2,5″, altura de 7 mm
- Interfaz: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Rendimiento declarado (para el modelo de 960 GB)
- Acceso secuencial: lectura — 555 MB/s, escritura — 525 MB/s
- Acceso aleatorio (bloque de 4 KB): lectura — 98,000 IOPS, escritura — 20,000 IOPS
- QoS de latencia (bloque de 4 KB, QD=1, percentil 99.9%): lectura — 500 µs, escritura — 2 ms
- Tamaño de sector emulado: 512 bytes (lógico/físico)
- Vida útil: 0,5 DWPD
- Periodo de garantía: 5 años
Kingston DC500M
- Capacidad: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Formato: 2,5″, altura de 7 mm
- Interfaz: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Rendimiento declarado (para el modelo de 1920 GB)
- Acceso secuencial: lectura — 555 MB/s, escritura — 520 MB/s
- Acceso aleatorio (bloque de 4 KB): lectura — 98,000 IOPS, escritura — 75,000 IOPS
- QoS de latencia (bloque de 4 KB, QD=1, percentil 99.9%): lectura — 500 µs, escritura — 2 ms
- Tamaño de sector emulado: 512 bytes (lógico/físico)
- Vida útil: 1,3 DWPD
- Periodo de garantía: 5 años
Los expertos de Truesystems han observado que en los dispositivos de Kingston se indican los valores de QoS para la latencia total como el percentil máximo del 99.9% (el 99.9% de todos los valores estarán por debajo de esta cifra). Este es un indicador muy importante, especialmente para dispositivos de almacenamiento en servidores, ya que se requiere previsibilidad, estabilidad y ausencia de bloqueos inesperados en su funcionamiento. Si conoce las latencias de QoS especificadas en la hoja de características del dispositivo, puede pronosticar su rendimiento, lo cual es muy conveniente.
Parámetros de prueba
Ambos dispositivos fueron probados en un banco de pruebas que simula un servidor. Sus características son:
- Procesador Intel Xeon E5-2620 V4 (8 núcleos, 2.1 GHz, HT activado)
- 32 GB de memoria
- Placa base Supermicro X10SRi-F (1x socket R3, Intel C612)
- CentOS Linux 7.6.1810
- Para generar carga se utilizó FIO versión 3.14
Y una vez más sobre qué SSDs fueron probados:
- Kingston DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Tamaño: 960 197 124 096 bytes
- Kingston DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Tamaño: 1 920 383 410 176 bytes
Método de prueba
Se utilizó un conjunto de pruebas popular como base , sin embargo, los probadores hicieron ajustes para que las cargas fueran más representativas del uso real de SSD corporativos en 2019. En la descripción de cada prueba señalaremos qué fue específicamente modificado y por qué.
Prueba de operaciones de entrada/salida (IOPS)
En esta prueba se mide la cantidad de operaciones de entrada/salida por segundo para bloques de diferentes tamaños (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0.5 KB) y acceso aleatorio con diferentes proporciones de lectura/escritura (100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95, 0/100). Los expertos de Truesystems utilizaron los siguientes parámetros de prueba: 16 hilos con una profundidad de cola de 8. Además, el bloque de 0.5 KB (512 bytes) no se procesó en absoluto, ya que su tamaño es demasiado pequeño para cargar seriamente los dispositivos.
Kingston DC500R en la prueba IOPS
Datos en tabla:
Kingston DC500M en la prueba IOPS
Datos en tabla:
La prueba de IOPS no busca alcanzar un estado de saturación, por lo que se lleva a cabo con relativa facilidad. Ambos dispositivos de almacenamiento se desempeñaron maravillosamente, cumpliendo completamente con las especificaciones de fábrica. Los sujetos de prueba demostraron un excelente rendimiento en la escritura de bloques de 4 KB: 70 y 88 mil IOPS. Esto es genial, especialmente para el Kingston DC500R, que está orientado hacia la lectura. En cuanto a las operaciones de lectura en sí, estos SSD no solo superan sus propias especificaciones de fábrica, sino que también se acercan al rendimiento máximo del interfaz SATA en general.
Prueba de ancho de banda
En esta prueba se investiga el ancho de banda en acceso secuencial. Es decir, ambos SSD realizan operaciones de lectura y escritura secuencial con bloques de 1 MB y 128 KB. 8 hilos con una profundidad de cola de 16 para cada hilo.
Kingston DC500R:
- Lectura secuencial de 128 KB: 539,81 MB/s
- Escritura secuencial de 128 KB: 416,16 MB/s
- Lectura secuencial de 1 MB: 539,98 MB/s
- Escritura secuencial de 1 MB: 425,18 MB/s
Kingston DC500M:
- Lectura secuencial de 128 KB: 539,27 MB/s
- Escritura secuencial de 128 KB: 518,97 MB/s
- Lectura secuencial de 1 MB: 539,44 MB/s
- Escritura secuencial de 1 MB: 518,48 MB/s
Y aquí también vemos que la velocidad de lectura secuencial del SSD se ha acercado al límite del ancho de banda del interfaz SATA 3. No se identifican problemas con la lectura secuencial en los dispositivos Kingston.
La escritura secuencial se queda un poco atrás, lo que es especialmente evidente con el Kingston DC500R, que pertenece a la clase de lectura intensiva, es decir, está diseñado para lectura intensiva. Por lo tanto, el Kingston DC500R obtuvo resultados incluso por debajo de lo declarado en esta parte de la prueba. Pero los expertos de Truesystems consideran que para un dispositivo que no está diseñado para tales cargas (recordemos que el recurso del DC500R es de 0,5 DWPD), estos más de 400 MB/s aún se pueden considerar un buen resultado.
Prueba de latencia
Como ya hemos señalado, esta es una prueba crucial para los dispositivos de almacenamiento corporativos. A través de ella, se pueden identificar los problemas que surgen durante un uso diario prolongado del disco SSD. En la prueba estándar SNIA PTS, se mide el valor de la latencia promedio y máxima para diferentes tamaños de bloque (8 KB, 4 KB, 0.5 KB) y proporciones de lectura/escritura (100/0, 65/35, 0/100) con una profundidad de cola mínima (1 hilo con QD=1). Sin embargo, en la edición de Truesystems, decidieron mejorarlo significativamente para obtener valores más realistas:
- Se excluyó el bloque de 0,5 KB;
- En lugar de una carga de un solo hilo con colas de 1 y 32, la carga varía en función del número de hilos (1, 2, 4) y la profundidad de la cola (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- En lugar de la proporción 65/35, se utiliza 70/30, como una opción más realista;
- Se presentan no solo los valores promedio y máximos, sino también los percentiles 99% y 99.9%;
- Para el valor seleccionado del número de hilos, se construyen gráficos que muestran la dependencia de la latencia (99%, 99.9% y promedio) con respecto a los IOPS para todos los bloques y proporciones de lectura/escritura.
Los datos se promediaron en cuatro de 25 rondas de 35 segundos (5 de "calentamiento" + 30 segundos de carga) cada una. Para los gráficos, la edición de Truesystems eligió una serie de valores con profundidades de cola de 1 a 32 utilizando de 1 a 4 hilos. Esto se hizo para evaluar el rendimiento de los dispositivos considerando la latencia, es decir, una medida lo más realista posible.
Indicadores de latencia promedio:
Este gráfico ilustra claramente la diferencia entre los modelos DC500R y DC500M. El Kingston DC500R está diseñado para operaciones intensivas de lectura, por lo que el número de operaciones de escritura prácticamente no aumenta con la carga, manteniéndose en 25,000.
Al observar la carga mixta (70% escritura y 30% lectura), la diferencia entre el DC500R y el DC500M también sigue siendo evidente. Si tomamos una carga que corresponde a una latencia de 400 microsegundos, se puede ver que el DC500M universal tiene un rendimiento tres veces superior. Esto también es completamente razonable y deriva de las características de los dispositivos de almacenamiento.
Un detalle curioso: el DC500M supera al DC500R incluso en una lectura del 100%, proporcionando una menor latencia con el mismo número de IOPS. La diferencia es pequeña, pero muy interesante.
Percentil de latencia del 99%:
Percentil de latencia del 99.9%:
A través de estos gráficos, los expertos de Truesystems verificaron la veracidad de las características declaradas sobre la latencia QoS. En las especificaciones se indicaba un valor de 0,5 ms para lectura y 2 ms para escritura para bloques de 4 KB con una profundidad de cola de 1. Nos enorgullece informar que estas cifras se confirmaron, y con un amplio margen. Curiosamente, la latencia mínima de lectura (280–290 µs para DC500R y 250–260 µs para DC500M) se alcanza no con QD=1, sino con 2–4.
La latencia de escritura con QD=1 fue de 50 µs (esta latencia tan baja se obtiene porque, con una carga baja, el caché del dispositivo se libera garantizando que siempre vemos la latencia de escritura en el caché). ¡Este valor es 40 veces menor que el especificado!
Prueba de rendimiento continuo
Otra verificación extremadamente realista, en la que se estudia el cambio de rendimiento (IOPS y latencias) durante una larga operación intensiva. Se eligió como escenario de trabajo la escritura aleatoria en bloques de 4 KB durante 600 minutos. La esencia de esta prueba es que, con tal carga, el SSD entra en un modo de saturación, donde el controlador está continuamente ocupado recolectando basura para preparar bloques de memoria libres para escritura. Es decir, este es un modo extremadamente agotador —exactamente el que enfrentan los SSD de clase empresarial en servidores reales.
Como resultado de la prueba, Truesystems obtuvo los siguientes valores de rendimiento:
El resultado principal de esta parte de la prueba: tanto el Kingston DC500R como el Kingston DC500M superan sus propios valores de fábrica en condiciones reales. Cuando se acaban los bloques preparados, comienza el modo de saturación, el Kingston DC500R se mantiene en 22,000 IOPS (en lugar de 20,000 IOPS). El Kingston DC500M se mantiene en el rango de 77,000-78,000, aunque el perfil del dispositivo especifica 75,000 IOPS. También en esta prueba se puede ver claramente la diferencia entre los dispositivos: si en el proceso de trabajo del dispositivo se prevé una alta proporción de operaciones de escritura, el Kingston DC500M resulta ser más de tres veces más eficiente (también recordamos que en las operaciones de lectura, el DC500M mostró mejor rendimiento en latencias).
Las latencias durante las operaciones de escritura continuas se presentan en el siguiente gráfico. Valor mediano, percentiles 99%, 99.9% y 99.99%.
Observamos que la latencia de ambos dispositivos aumenta proporcionalmente a la disminución del rendimiento, sin caídas abruptas ni picos inexplicables. Esto es muy positivo, ya que se espera precisamente esa previsibilidad de los dispositivos de almacenamiento empresarial. Los expertos de Truesystems destacan que las pruebas se realizaron en 8 hilos con una profundidad de cola de 16 por cada hilo, por lo que los valores absolutos no son tan relevantes como la dinámica. Cuando probaron el DC400, experimentaron fuertes retrasos debido al funcionamiento del controlador, pero en este gráfico no hay problemas similares con el Kingston DC500R y el Kingston DC500M.
Distribución de la latencia bajo carga
Como un bono, la edición de Truesystems sometió el Kingston DC500R y el Kingston DC500M a una prueba simplificada número 13 de la especificación SNIA SSS PTS 2.0.1. Se investigó la distribución de la latencia bajo carga en un patrón especial CBW:
Tamaños de bloque:
Distribución de la carga por volumen del dispositivo:
Relación lectura/escritura: 60/40%.
Después de un borrado seguro y una carga previa, los evaluadores ejecutaron 10 rondas de 60 segundos de la prueba principal para una cantidad de hilos de 1 a 4 y una profundidad de cola de 1 a 32. Como resultado, se construyó un histograma de distribución basado en los valores de las rondas que correspondían al rendimiento medio (IOPS). Para ambos dispositivos, se alcanzó este rendimiento con un hilo y una profundidad de cola de 4.
Como resultado, se obtuvieron los siguientes valores:
DC500R: 17949 IOPS con una latencia de 594 μs
DC500M: 18880 IOPS con 448 μs.
La distribución de la latencia se analizó por separado para lectura y escritura.
Conclusión
La edición de Truesystems concluyó que los indicadores de las pruebas del Kingston DC500R y del Kingston DC500M se interpretan claramente como buenos. El Kingston DC500R maneja muy bien las operaciones de lectura y puede ser recomendado como equipamiento profesional para las tareas correspondientes. Para cargas mixtas y en caso de necesitar más recursos, Truesystems recomienda el Kingston DC500M. Además, la publicación destaca los precios atractivos de toda la gama de dispositivos de almacenamiento empresarial de Kingston y reconoce que la transición a TLC 3D-NAND realmente ayudó a reducir el precio sin perder calidad. También les agradó a los expertos de Truesystems el alto nivel de soporte técnico de Kingston y la garantía de cinco años en la serie de dispositivos DC500.
P.D. Recuerde que .
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Fuente: habr.com
