Teie taotluste põhjal: professionaalne test SSD-mälukandjate Kingston DC500R ja DC500M

Soovisite näha reaalseid näiteid meie ettevõtte SSD-mälukandjate kasutamisest ja professionaalsetest testidest. Tutvustame teile meie SSD-mälukandjate üksikasjalikku ülevaadet Kingston DC500R ja DC500M meie partnerilt Truesystems. Truesystems'i eksperdid kogusid reaalse serveri ja simuleerisid täiesti reaalseid ülesandeid, millega kõik ettevõtte klassi tahkekettad kokku puutuvad. Vaatame, mida nad saavutada suutsid!

Kingstoni mudelivalik 2019. aastast

Käes on aeg natuke kuiva teooriat. Kõiki Kingston'i tahkekettasid võib jagada nelja suure gruppi. Jagamine on tinglik, kuna ühed ja samad mälukandjad kuuluvad korraga mitmesse perekonda.

• SSD-süsteemide koosseisu koostajatele: SATA SSD 2,5″, M.2 ja mSATA vormitegijates Kingston UV500 ning kaks NVMe ravimi mudelit — Kingston A1000 ja Kingston KC2000;
• SSD-kasutajatele. Need on samad mudelid, mis eelaines rühmas, lisaks SATA SSD Kingston A400;
• SSD ettevõtetele: UV500 ja KC2000;
• Ettevõtte SSD-d. DC500 seeria mälukandjad, mis ongi selle ülevaate peategelane. DC500 seeria jaguneb DC500R (eelistatud lugemine, 0,5 DWPD) ja DC500M (segakoormused, 1,3 DWPD).

Truesystems'i testis olid Kingston DC500R mahuga 960 GB ja Kingston DC500M, mille maht on 1920 GB. Tuletame meelde nende omadusi:

Kingston DC500R

• Maht: 480, 960, 1920, 3840 GB
• Vormitegur: 2,5″, kõrgus 7 mm
• Liides: SATA 3.0, 6 Gbit/s
• Nimetatud jõudlus (960 GB mudeli jaoks)
• Järjestikune juurdepääs: lugemine — 555 MB/s, kirjutamine — 525 MB/s
• Juhuslik juurdepääs (4 KB plokk): lugemine — 98 000 IOPS, kirjutamine — 20 000 IOPS
• QoS latentsus (4 KB plokk, QD=1, 99,9% protsentil): lugemine — 500 μs, kirjutamine — 2 ms
• Simuleeritud sektori suurus: 512 baiti (loogiline/füüsiline)
• Kestus: 0,5 DWPD
• Garantii: 5 aastat

Kingston DC500M

• Maht: 480, 960, 1920, 3840 GB
• Vormitegur: 2,5″, kõrgus 7 mm
• Liides: SATA 3.0, 6 Gbit/s
• Nimetatud jõudlus (1920 GB mudeli jaoks)
• Järjestikune juurdepääs: lugemine — 555 MB/s, kirjutamine — 520 MB/s
• Juhuslik juurdepääs (4 KB plokk): lugemine — 98 000 IOPS, kirjutamine — 75 000 IOPS
• QoS latentsus (4 KB plokk, QD=1, 99,9% protsentil): lugemine — 500 μs, kirjutamine — 2 ms
• Simuleeritud sektori suurus: 512 baiti (loogiline/füüsiline)
• Kestus: 1,3 DWPD
• Garantii: 5 aastat

Truesystems'i eksperdid juhtisid tähelepanu, et Kingston'i salvestites on QoS täieliku viivituse väärtused märgitud 99,9% protsentiili maksimaalse väärtusena (99,9% kõigist väärtustest jäävad alla määratud summale). See on väga oluline näitaja, eriti serveri salvestite jaoks, kuna neilt oodatakse töökindlust, stabiilsust ja ootamatute hangumiste puudumist. Kui tead, millised QoS viivitused on salvesti spetsifikatsioonis esitatud, siis saad prognoosida selle tööd, mis on väga mugav.

Testimise parameetrid

Mõlemaid salvestusi testiti testimisseadmes, mis imiteerib serverit. Selle omadused:

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

Ja veel kord SSD-de kohta, mida testiti:

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

Testimise meetod

Testimiseks kasutati populaarset testide komplekti SNIA Solid State Storage Performance Test Specification v2.0.1, kuid testijad tegid sellesse muudatusi, et koormused oleksid lähedasemad 2019. aasta ettevõtte SSD-de tegelikule kasutusele. Iga testi kirjelduse juures märkime, mida konkreetselt muudeti ja miks.

Sisend-väljundi (IOPS) test

Selles testis mõõdetakse sekundis toimuvaid sisend-väljundi toimingute arvu erineva suurusega plokkide (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0,5 KB) ja juhusliku juurdepääsu osakaalu erinevate kirjutamise/loe suhetega (100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95, 0/100). Truesystems'i eksperdid kasutasid järgmisi testi parameetreid: 16 voogu ja järjekorra sügavus 8. Samas ei testitud plokki 0,5 KB (512 baiti), kuna selle suurus on liiga väike, et tõsiselt koormata salvestisi.

Kingston DC500R IOPS testis

Tabelandmed:

Kingston DC500M IOPS testis

Tabelandmed:

IOPS test ei eelda, et jõudlus saavutab küllastusrežiimi, seetõttu läbitakse see suhteliselt kergelt. Mõlemad seadmed on suurepäraselt hakkama saanud, vastates täielikult tootja spetsifikatsioonidele. Testitud seadmed näitasid suurepärast jõudlust 4 KB blokki kirjutades: 70 ja 88 tuhat IOPS. See on suurepärane, eriti Kingston DC500R, mis on suunatud lugemisele. Mis puutub lugemisoperatsioonidesse, siis need SSD-d mitte ainult ei ületa oma originaalseid väärtusi, vaid jõuavad üldiselt ka SATA liidese maksimaalse jõudluseni.

Läbivuse test

Selles testis uuritakse läbilaskevõimet järjestikuse juurdepääsu korral. See tähendab, et mõlemad SSD-seadmed teevad järjestikku lugemis- ja kirjutamisoperatsioone 1 MB ja 128 KB blokki. 8 voogu koos 16 sügavuse järjekorraga iga voo kohta.

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 järjestikune kirjutamine: 518,48 MB/s

Ja siin näeme samuti, et SSD-de järjestikune lugemiskiirus on jõudnud SATA 3 liidese läbilaskevõime piirini. Kingston’i seadmetel ei ole järjestikulise lugemisega tõsiseid probleeme.

Järjestikune kirjutamine jääb veidi maha, mida on eriti hästi näha Kingston DC500R puhul, mis kuulub lugemisintensiivsete seadmete klassi, mis tähendab, et see on mõeldud intensiivseks lugemiseks. Seetõttu andis Kingston DC500R selles testis isegi tulemusi, mis olid madalamad kui tootja lubatud väärtused. Kuid Truesystems’i eksperdid usuvad, et toimivuse osas, mis ei ole tegelikult mõeldud sellistele koormustele (meeldetuletuseks, DC500R tööea määr on 0,5 DWPD), on need 400 MB/s siiski hea tulemus.

Viivituse test

Nagu juba mainitud, on see ettevõtte SSD-de jaoks kõige olulisem test. Just selle põhjal on võimalik määrata, millised probleemid tekivad SSD kettaga pikaajalise igapäevase kasutamise käigus. Standardse SNIA PTS testi käigus mõõdetakse keskmise ja maksimaalse viivituse väärtust erinevate ploki suuruste (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) ja lugemise/kirjutamise suhete (100/0, 65/35, 0/100) puhul minimaalsete järjekorra sügavustega (1 voog QD=1). Truesystems otsustas aga seda tõsiselt täiustada, et saada realistlikumaid väärtusi:

• Käidi välja plokk 0,5 KB;
• Üksikvoo koormuse asemel järjekordadega 1 ja 32 varieerub koormus voogude (1, 2, 4) ja järjekorra sügavuse (1, 2, 4, 8, 16, 32) järgi;
• Suhete 65/35 asemel kasutatakse suhet 70/30, mis on realistlikum;
• Toodud on mitte ainult keskmised ja maksimaalsed väärtused, vaid ka 99% ja 99,9% percentiilid;
• valitud voogude arvu korral koostatakse graafikud viivituse (99%, 99,9% ja keskmise) ja IOPS-i sõltuvusest kõigi plokkide ja lugemise/kirjutamise suhete puhul.

Andmed keskmistati neljas 25-st 35 sekundit kestvas voorus (5 „soojendavat“ + 30-sekundiline koormus) igaühes. Graafikute koostamiseks valis Truesystems seeria väärtusi järjekorra sügavusega 1 kuni 32 voogude arvuga 1–4. See tehti selleks, et hinnata salvestusseadmete jõudlust, arvesse võttes viivitust, st maksimaalselt realistlikku näitajat.

Keskmise viivituse näitajad:

See graafik illustreerib selgelt vahet DC500R ja DC500M mudelite vahel. Kingston DC500R on kavandatud intensiivsete lugemisoperatsioonide jaoks, seega ei kasva kirjutamisoperatsioonide arv koormuse suurenedes praktiliselt üle 25 000.
Kui vaadata segakoormust (70% kirjutamist ja 30% lugemist), jääb vahe DC500R ja DC500M vahel samuti silmatorkavaks. Kui võtta koormus, mis vastab 400 mikrosekundi viivitusele, on universaalse DC500M jõudlus kolm korda kõrgem. See on samuti täiesti loogiline ja tuleneb salvestusseadmete omadustest.
Huvitav detail on see, et DC500M ületab DC500R isegi 100%-lise lugemise puhul, pakkudes väiksemat viivitust sama IOPS-i arvu juures. Erinevus on väike, kuid äärmiselt huvitav.

99%-percentiil viivitusest:

99.9%-percentiil viivitusest:

Nende graafikute põhjal kontrollis Truesystems ekspertide rikkeosakond QoS viivituste kinnitamist. Spetsifikatsioonides oli näidatud 0,5 ms lugemise ja 2 ms kirjutamise näitaja 4 KB ploki kohta, kui järjekorra sügavus on 1. Oleme uhked, et need numbrid on kinnitatud, isegi suure varuga. Huvi teeb see, et minimaalne lugemisviivitus (280–290 µs DC500R jaoks ja 250–260 µs DC500M jaoks) saavutatakse mitte QD=1 juures, vaid 2–4 juures.
Kirjutamise viivitus QD=1 puhul oli 50 µs (nii madala viivituse saavutamine on tingitud sellest, et madala koormuse korral vabastatakse mälu ajutine mälu garanteeritult, mistõttu näeme alati viivitust kirjutamisel mällu). See näitaja on 40 korda madalam kui deklaratsioon!

Jätkuv jõudlustest

Veel üks äärmiselt realistlik test, kus uuritakse jõudluse (IOPS ja viivituse) muutumist pika intensiivse töö ajal. Tööstsenaariumiks valiti juhuslik kirjutamine 4 KB plokkidega 600 minuti jooksul. Selle testi mõte on see, et nii suure koormuse korral siseneb SSD-mälu küllastumise faasi, kui kontroller pidevalt tegeleb prahi kogumisega vaba kirjutamiseks mõeldud mäluplokkide ettevalmistamiseks. See on kõige kurnavam režiim — just see, millega kokku puutuvad ettevõtte klassi SSD-d, mis asuvad tegelikes serverites.

Testi tulemuste põhjal sai Truesystems järgmised jõudlusnäitajad:

Selle testi osa peamine tulemus: nii Kingston DC500R kui ka Kingston DC500M ületavad oma tehase näitajaid tegelikus töös. Kui ettevalmistatud plokid saavad otsa, siseneb see küllastumise režiimi, Kingston DC500R hoiab end 22 000 IOPS tasemel (20 000 IOPS asemel). Kingston DC500M jääb vahemikku 77-78 000, kuigi seadme profiilis on näidatud 75 000 IOPS. Samuti on selle testi põhjal selgelt näha erinevus mäluseadmete vahel: kui seadme tööprotsessis on suur hulk kirjutamisoperatsioone, on Kingston DC500M rohkem kui kolm korda tõhusam (peame meeles ka, et lugemisoperatsioonides näitas DC500M viivituste osas paremat tulemust).

Pidevate kirjutamisoperatsioonide ajal esinevad viivitused on näidatud järgmisel graafikul. Mediaan, 99%, 99,9% ja 99,99% protsentiilid.

Näeme, et viivitus mõlemas salvestis kasvab proportsionaalselt jõudluse vähenemisega, ilma järskude languste ja seletamatute tippudeta. See on väga hea, kuna täpselt seda ootavad ettevõtte salvestitelt. Truesystems eksperdid rõhutavad, et testimine toimus 8 voos koos 16-se süvateega iga voogude jaoks, seega on olulised mitte absoluutväärid, vaid dünaamika. Kui nad testisid DC400, siis toimusid selle testi käigus suured viivitused kontrolleri töö tõttu, kuid Kingston DC500R ja Kingston DC500M-l ei esinenud sellel graafikul selliseid probleeme.

Viivituse jaotumine koormuse ajal

Truesystems toimetus viis Kingston DC500R ja Kingston DC500M läbi lihtsustatud testi nr 13 SNIA SSS PTS 2.0.1. Spetsiaalset CBW mustrit kasutades uuriti viivituse jaotumist koormuse all:

Plokkide suurused:

Koormuse jaotus salvesti mahtude järgi:

Lugemise/kirjutamise suhe: 60/40%.

Pärast turvalist kustutamist ja eelnevat koormust käivitasid testijad 10 60-sekundilist vooru põhikatse jaoks voogude arvu 1–4 ja süvateega 1–32. Ajakohaste keskmise jõudluse väärtuste (IOPS) vastavad voorud kasutades koostati histogramm. Mõlemas salvestis saavutati see ühe vooga süvateega 4.

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

Viivituse jaotumist analüüsiti eraldi lugemise ja kirjutamise jaoks.

Kokkuvõte

Truesystems toimetus jõudis järeldusele, et Kingston DC500R ja Kingston DC500M testide näitajad on ühemõtteliselt head. Kingston DC500R suudab väga hästi lugemisoperatsioonidega toime tulla ja seda võib soovitada professionaalseks varustuseks vastavate ülesannete jaoks. Segakoormuse korral ja vajadusel suuremate ressursside jaoks soovitab Truesystems Kingston DC500M. Toimetus märgib ka atraktiivseid hindu kogu Kingston'i ettevõtte salvestusmudelite seerias ning tunnustab, et üleminek TLC 3D-NAND-le on tõepoolest aidanud hinnad alla tuua ilma kvaliteedis kaotamata. Samuti meeldis Truesystems ekspertidele Kingston'i kõrge tehnilise toe tase ja viieaastane garantii DC500 seeria salvestitele.

P.S. Tuletame meelde, et originaali ülevaate saab lugeda Truesystems'i veebilehelt..

Lisateabe saamiseks Kingston Technology toodete kohta võtke ühendust ettevõtte veebisaidiga.

Allikas: habr.com