Teie soove arvestades: Kingston DC500R ja DC500M SSD-diskide professionaalne testimine

Olete palunud näha reaalseid näiteid meie ettevõtte SSD-diskide kasutamisest ja professionaalsetest testidest. Esitame teile põhjaliku ülevaate meie SSD-diskidest Kingston DC500R ja DC500M meie partnerilt Truesystems. Truesystems'i eksperdid kogusid reaalse serveri ja simuleerisid täiesti reaalseid ülesandeid, millega kõiki ettevõtte klassi SSD-diskid kokku puutuvad. Vaadakem, mida nad saavutasid!

Kingstoni 2019. aasta mudelivalik

Kuna alustame natuke kuivast teooriast. Kõik Kingstoni SSD-diskid võib jaotada neljaks suureks rühmaks. See jaotamine on tinglik, kuna samad SSD-diskid kuuluvad korraga mitmesse peresse.

• Süsteemide koostajatest SSD-diskid: SATA SSD-diskid form-factor'ites 2,5″, M.2 ja mSATA Kingston UV500 ning kaks mudelit NVMe liidesega - Kingston A1000 ja Kingston KC2000;
• Kasutajate SSD-diskid. Samad mudelid, mis eelnevas rühmas ja lisaks SATA SSD Kingston A400;
• Ettevõtete SSD-diskid: UV500 ja KC2000;
• Ettevõtte klassi SSD-diskid. DC500 seeria kettad, mis sai selle ülevaate peategelaseks. DC500 seeria jaguneb DC500R-iks (eelis lugemiseks, 0,5 DWPD) ja DC500M-iks (segakoormused, 1,3 DWPD).

Truesystems'i testis olid Kingston DC500R 960 GB mahutavusega ja Kingston DC500M 1920 GB mäluga. Vaatame nende omadusi uuesti:

Kingston DC500R

• Mahutavus: 480, 960, 1920, 3840 GB
• Kujundus: 2,5″, kõrgus 7 mm
• Liides: SATA 3.0, 6 Gbit/s
• Tehnilised näitajad (960 GB mudeli jaoks)
• Jõudlus: järjestikune lugemine — 555 MB/s, kirjutamine — 525 MB/s
• Juhuslik ligipääs (4 KB plokk): lugemine — 98 000 IOPS, kirjutamine — 20 000 IOPS
• QoS viivitused (4 KB plokk, QD=1, 99,9% protsentiil): lugemine — 500 µs, kirjutamine — 2 ms
• Simuleeritud sektorite suurus: 512 baiti (loogiline/füüsiline)
• Kestvus: 0,5 DWPD
• Garantii: 5 aastat

Kingston DC500M

• Mahutavus: 480, 960, 1920, 3840 GB
• Kujundus: 2,5″, kõrgus 7 mm
• Liides: SATA 3.0, 6 Gbit/s
• Tehnilised näitajad (1920 GB mudeli jaoks)
• Jõudlus: järjestikune lugemine — 555 MB/s, kirjutamine — 520 MB/s
• Juhuslik ligipääs (4 KB plokk): lugemine — 98 000 IOPS, kirjutamine — 75 000 IOPS
• QoS viivitused (4 KB plokk, QD=1, 99,9% protsentiil): lugemine — 500 µs, kirjutamine — 2 ms
• Simuleeritud sektorite suurus: 512 baiti (loogiline/füüsiline)
• Kestvus: 1,3 DWPD
• Garantii: 5 aastat

Truesystems'i eksperdid märkisid, et Kingston'i mälu seadmetes on QoS väärtused täieliku latentsuse osas määratud maksimaalse 99,9. persentiiliga (99,9% kõigist väärtustest jääb määratud väärtusele alla). See on väga oluline näitaja, eriti serveri andmemälu jaoks, kuna need peavad olema prognoositavad, stabiilsed ja ilma ootamatute seisakuteta. Kui tead, millised QoS latentsused on salvesti spetsifikatsioonis märgitud, saad prognoosida selle toimimist, mis on väga mugav.

Testimise parameetrid

Mõlemat mälu seadet testiti testimisstandil, mis simuleeris serverit. Selle omadused:

• Intel Xeon E5-2620 V4 protsessor (8 tuuma, 2,1 GHz, HT aktiveeritud)
• 32 GB mälu
• Supermicro X10SRi-F emaplaat (1x socket R3, Intel C612)
• CentOS Linux 7.6.1810
• Koormuse genereerimiseks kasutati FIO versioon 3.14

Ja veel kord, milliseid SSD seadmeid testiti:

• Kingston DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
• Püsivara: SCEKJ2.3
• Maht: 960 197 124 096 bitti
• Kingston DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
• Püsivara: SCEKJ2.3
• Maht: 1 920 383 410 176 bitti

Testimismetoodika

Aluseks oli populaarne testide kogum SNIA Solid State Storage Performance Test Specification v2.0.1, kuid testijad tegid selles muudatusi, et koormused oleksid lähemal 2019. aasta ettevõtte SSD-de tegelikule kasutusele. Iga testi kirjelduses toome välja, mis täpselt oli muudetud ja miks.

Sisendi ja väljundi operatsioonide test (IOPS)

Sel testil mõõdetakse sekundis teostatavate sisendi ja väljundi operatsioonide arvu erineva suurusega plokkide jaoks (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0,5 KB) ja juhusliku juurdepääsuga erineva lugemise ja kirjutamise suhtega (100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95, 0/100). Truesystems'i eksperdid kasutasid järgmisi testiparameetreid: 16 voogu sügavuse järjekorraga 8. Samuti ei testitud plokki 0,5 KB (512 baiti), kuna selle suurus on liiga väike, et kõvaketastele tõsiselt koormust anda.

Kingston DC500R IOPS testi tulemused

Tabelandmed:

Kingston DC500M IOPS testi tulemused

Tabelandmed:

IOPS-i test ei hõlma saturatsiooni režiimi, seega läbib see testi üsna kergesti. Mõlemad mäluseadmed toimisid suurepäraselt, vastates täielikult tootja spetsifikatsioonidele. Katseobjektid näitasid suurepärast jõudlust 4 KB plokkide kirjutamisel: 70 ja 88 tuhat IOPS-i. See on suurepärane, eriti lugemise orientatsiooniga Kingston DC500R jaoks. Mis puutub lugemisoperatsioonidesse, siis need SSD-d ületavad mitte ainult oma tehase väärtuseid, vaid lähevad ka üldiselt SATA-liidese maksimaalsele jõudlusele lähemale.

Läbivoolu testi

Selles testis uuritakse järjestikuse ligipääsu läbilaskevõimet. See tähendab, et mõlemad SSD-d teevad järjestiku lugemise ja kirjutamise operatsioone 1 MB ja 128 KB plokkidega. 8 voogu sügavuse järjekorraga 16 iga voogu.

Kingston DC500R:

• 128 KB järjestikune lugemine: 539,81 MB/s
• 128 KB järjestikune kirjutamine: 416,16 MB/s
• 1 MB järjestikune lugemine: 539,98 MB/s
• 1 MB järjestikune kirjutamine: 425,18 MB/s

Kingston DC500M:

• 128 KB järjestikune lugemine: 539,27 MB/s
• 128 KB järjestikune kirjutamine: 518,97 MB/s
• 1 MB järjestikune lugemine: 539,44 MB/s
• 1 MB järjestelmööne kirjutamine: 518,48 MB/s

Siin näeme samuti, et SSD järjestikuse lugemise kiirus on jõudnud SATA 3 liidese lävendini. Kingston'i salvestites pole järjestikuse lugemisega seotud probleeme ilmnenud.

Järjestikune kirjutamine jääb veidi maha, mida näitab eriti hästi Kingston DC500R, mis kuulub lugemisintensiivsete mudelite klassi. Seetõttu näitas Kingston DC500R selle testi osas tulemusi, mis olid isegi madalamad kui reklaamitud. Kuid Truesystems'i eksperdid usuvad, et salvesti, mis ei ole mõeldud sellisteks koormusteks (meenutame, et DC500R eluiga on 0,5 DWPD), võiks 400 MB/s üle vaadata heaks tulemuseks.

Viivituse test

Nagu juba mainitud, on see ettevõtte salvestusseadmete jaoks äärmiselt tähtis test. Selle alusel saab kindlaks teha, millised probleemid võivad ilmneda SSD-diskide pikaajalise igapäevase kasutamise käigus. SNIA PTS standardtestis mõõdetakse erinevate plokkide suuruste (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) ja lugemise/kirjutamise suhete (100/0, 65/35, 0/100) keskmist ja maksimaalset latentsusaega minimaalse sügavuse järjekorras (1 voog QD=1). Siiski otsustas Truesystems selle tõsiselt täiustada, et saavutada realistlikumad väärtused:

• 0,5 KB plokk on välja jäetud;
• Ühe vooga koormuse asemel, kus järjekorrad on 1 ja 32, varieerub voogude arv (1, 2, 4) ja järjekorra sügavus (1, 2, 4, 8, 16, 32);
• 65/35 suhte asemel kasutatakse 70/30, kuna see on realistlikum;
• Esitletakse mitte ainult keskmiseid ja maksimaalseid väärtusi, vaid ka protsentiile 99%, 99,9%;
• Valitud voogude arvu jaoks koostatakse graafikud latentsuse (99%, 99,9% ja keskmine väärtus) sõltuvusest IOPS-ist kõigi plokkide ja lugemise/kirjutamise suhete puhul.

Andmed keskmistati nelja 25 seansist, iga kestvus 35 sekundit (5 'soojendust' + 30-sekundiline koormus). Truesystems valis graafikute jaoks seeria väärtusi, mille järjekorra sügavus oli 1 kuni 32 1–4 voogudes. See tehti, et hinnata andmekandjate töövõimet viivituse arvestamisega, st võimalikult realistlikku näitajat.

Keskmise viivituse näitajad:

See graafik illustreerib selgelt erinevust mudelite DC500R ja DC500M vahel. Kingston DC500R on loodud intensiivseteks lugemisoperatsioonideks, mistõttu kirjaoperatsioonide arv praktiliselt ei suurene koormuse tõusuga, jäädes 25 000 tasemele.
Kui vaadata segakoormust (70% kirjutamist ja 30% lugemist), jääb erinevus DC500R ja DC500M vahel samuti märgatavaks. Kui võtta koormus, mis vastab 400 mikrosekundi viivitusele, on näha, et universaalne DC500M on kolm korda rohkem tootlik. See on ka täiesti loogiline ja tuleneb andmekandjate omadustest.
Huvi pakkuv detail on see, et DC500M ületab DC500R isegi 100%-lise lugemise korral, tagades väiksema viivituse sama IOPS-i arvu juures. Erinevus on väike, kuid väga huvitav.

99%-percenti viivitus:

99.9%-percenti viivitus:

Nende graafikute põhjal kontrollis Truesystems eksperdid väidetud QoS viivituse omaduste tõepärasust. Spetsifikatsioonides oli näidatud 0,5 ms lugemise ja 2 ms kirjutamise väärtused 4 KB ploki jaoks, kui järjekorra sügavus on 1. Meil on hea meel teatada, et need numbrid on kinnitust leidnud, veelgi suurema varuga. Huvitav on, et minimaalne lugemise viivitus (280–290 µs DC500R jaoks ja 250–260 µs DC500M jaoks) saavutatakse mitte QD=1, vaid 2–4 puhul.
Kirjutamise viivitus QD=1 puhul oli 50 µs (nii madal viivitus saavutatakse tänu sellele, et madala koormuse korral jõuab mälukaardilt kahtlemata cache vabastada, ja me näeme alati viivitust kirjutamisel cache'i). See näitaja on 40 korda madalam kui väidetud väärtus!

Pideva tootlikkuse test

Teine äärmiselt realistlik test, kus uuritakse jõudluse muutusi (IOPS ja latentsus) pikaajalise intensiivse töö ajal. Tööstsenaariumiks on valitud juhuslik kirjutamine 4 KB plokkides 600 minuti jooksul. Testi mõte on see, et sellise koormuse korral siseneb SSD-disk küllastumise faasi, kui kontroller tegeleb pidevalt prügikoristamisega, et valmistada ette vabad kirjutamiseks mälublokid. See tähendab, et tegemist on äärmiselt kurnava režiimiga — just sellise koormusega puutub kokku ettevõtte kvaliteediga SSD, mis asub reaalses serveris.

Testi tulemuste kohaselt saavutas Truesystems järgmised jõudlusnäitajad:

Selle testi osa põhialused: nii Kingston DC500R kui ka Kingston DC500M ületavad reaalses töös oma tootmisstandardeid. Kui ettevalmistatud plokid lõppevad, siseneb süsteem küllastumisrežiimi, kus Kingston DC500R hoiab taset 22 000 IOPS (20 000 IOPS asemel). Kingston DC500M jääb vahemikku 77-78 000, kuigi kettaprofiilis on välja kuulutatud 75 000 IOPS. Samuti on selles testis selgesti näha erinevust kettadest: kui kettaprotsessis eeldatakse suurt kirjutamise operatsioonide osakaalu, osutub Kingston DC500M enam kui kolm korda tõhusamaks (samuti tuleb meeles pidada, et lugemise operatsioonides näitas DC500M paremusi viivituste osas).

Jätkuvate kirjutamisoperatsioonide viivitused on esitatud järgmisel graafikul. Mediaan, 99%, 99,9% ja 99,99% kiirusest.

Näeme, et mõlema salvesti latentsus kasvab proportsionaalselt jõudluse langusega, ilma järskude languste ja seletamatute tipudeta. See on väga hea, kuna ennustatavust oodataksegi ettevõtte salvestitelt. Truesystems eksperdid rõhutavad, et testimine toimus 8 lõngaga, igaühe järjekorra sügavus 16, seega on tähtsad mitte absoluutväärtused, vaid dünaamika. Kui nad testisid DC400, siis selle testi käigus esines tugevaid latentsusi juhtimisseadme tõttu, kuid sellel graafikul ei esine selliseid probleeme Kingston DC500R ja Kingston DC500M-ga.

Latentsuse jaotus koormuse all

Bonusena testis Truesystems Kingston DC500R ja Kingston DC500M läbi lihtsustatud testi nr 13 SNIA SSS PTS 2.0.1 spetsifikatsioonist. Uuriti latentsuse jaotust koormuse all spetsiaalse CBW mustriga:

Blokksuurused:

Salvesti mahu järgi jaotatud koormus:

Lugemise/kirjutamise suhe: 60/40%.

Pärast turvalist kustutamist ja eelnevat koormust käivitasid testijad 10 60-sekundilist vooru põhikatse jaoks, kasutades 1–4 keermet ja 1–32 järjekorra sügavust. Tulemuste põhjal koostati histogramm, mis näitab voorude keskmise tootlikkuse (IOPS) väärtusi. Mõlema mäluseadmest saavutati see ühe keermega, järjekorra sügavusega 4.

Lõpptulemusena saadi järgmised väärtused:
DC500R: 17949 IOPS viivitusega 594 µs
DC500M: 18880 IOPS viivitusega 448 µs.

Viivituste jaotust analüüsiti eraldi lugemise ja kirjutamise jaoks.

Kokkuvõte

Truesystems jõudis järeldusele, et Kingston DC500R ja Kingston DC500M testitulemusi võib kindlasti pidada headeks. Kingston DC500R täidab lugemisoperatsioone väga hästi ja seda võib soovitada professionaalseks kasutamiseks vastavate ülesannete jaoks. Segakoormuste ja suurema ressurssi vajaduse korral soovitab Truesystems Kingston DC500M. Samuti märgib väljaanne, et kõikide Kingston ettevõtte salvestusseadmete mudelite hinnad on atraktiivsed ja tunnustab, et üleminek TLC 3D-NAND tehnoloogiale on tõeliselt aidanud hinda alandada, kvaliteedis järeleandmisi tegemata. Lisaks meeldisid Truesystems ekspertidele Kingston'i kõrge taseme tehniline tugi ning viieaastane garantii DC500 seeria salvestusseadmetele.

P.S. Tuletame meelde, et originaali arvustuse saab lugeda Truesystems veebisaidilt.

Lisainfot Kingston Technology toodete kohta leiate ettevõtte veebisaidilt.

Allikas: habr.com