Hai chiesto di mostrare esempi reali di utilizzo delle nostre unità SSD aziendali e test professionali. Ti forniamo una panoramica dettagliata delle nostre unità SSD dal nostro partner Truesystems. Gli esperti di Truesystems hanno assemblato un server reale e hanno emulato i problemi assolutamente reali che devono affrontare tutti gli SSD di classe enterprise. Vediamo cosa hanno inventato!
La formazione Kingston 2019
Innanzitutto, un po’ di teoria secca. Tutti gli SSD Kingston possono essere divisi in quattro grandi gruppi. Questa divisione è condizionata, poiché le stesse unità rientrano in più famiglie contemporaneamente.
- SSD SATA nei fattori di forma da 2,5″, M.2 e mSATA Kingston UV500 e due modelli di unità con interfaccia NVMe: Kingston A1000 e Kingston KC2000;
- . Gli stessi modelli del gruppo precedente e, in aggiunta, SATA SSD Kingston A400;
- : UV500 e KC2000;
- . Drive della serie DC500, che sono diventati i protagonisti di questa recensione. La linea DC500 è divisa in DC500R (lettura primaria, 0,5 DWPD) e DC500M (carico misto, 1,3 DWPD).
Nel test, Truesystems aveva un Kingston DC500R con una capacità di 960 GB ed un Kingston DC500M con 1920 GB di memoria. Rinfresciamo la memoria sulle loro caratteristiche:
Kingston DC500R
- Volume: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Fattore di forma: 2,5″, altezza 7 mm
- Interfaccia: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Prestazioni dichiarate (modello da 960 GB)
- Accesso sequenziale: lettura - 555 MB/s, scrittura - 525 MB/s
- Accesso casuale (blocco da 4 KB): lettura - 98 IOPS, scrittura - 000 IOPS
- Latenza QoS (blocco da 4 KB, QD=1, 99,9 percentile): lettura - 500 µs, scrittura - 2 ms
- Dimensione del settore emulato: 512 byte (logico/fisico)
- Risorsa: 0,5 DWPD
- Periodo di garanzia: 5 anni
Kingston DC500M
- Volume: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Fattore di forma: 2,5″, altezza 7 mm
- Interfaccia: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Prestazioni dichiarate (modello da 1920 GB)
- Accesso sequenziale: lettura - 555 MB/s, scrittura - 520 MB/s
- Accesso casuale (blocco da 4 KB): lettura - 98 IOPS, scrittura - 000 IOPS
- Latenza QoS (blocco da 4 KB, QD=1, 99,9 percentile): lettura - 500 µs, scrittura - 2 ms
- Dimensione del settore emulato: 512 byte (logico/fisico)
- Risorsa: 1,3 DWPD
- Periodo di garanzia: 5 anni
Gli esperti di Truesystems hanno notato che le unità Kingston indicano i valori QoS della latenza totale come il valore percentile massimo del 99,9% (il 99,9% di tutti i valori sarà inferiore al valore specificato). Questo è un indicatore molto importante soprattutto per le unità server, poiché il loro funzionamento richiede prevedibilità, stabilità e assenza di blocchi imprevisti. Se si conoscono i ritardi QoS specificati nelle specifiche dell'unità, è possibile prevederne il funzionamento, il che è molto conveniente.
Parametri di prova
Entrambe le unità sono state testate su un banco di prova simulando un server. Le sue caratteristiche:
- Processore Intel Xeon E5-2620 V4 (8 core, 2,1 GHz, abilitato HT)
- 32 GB di memoria
- Scheda madre Supermicro X10SRi-F (1x socket R3, Intel C612)
- Cent OS Linux 7.6.1810
- Per generare il carico è stata utilizzata la versione FIO 3.14
E ancora una volta quali unità SSD sono state testate:
- Kingston DC500R 960GB (SEDC500R960G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Volume: 960 byte
- Kingston DC500M 1920GB (SEDC500M1920G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Объём: 1 920 383 410 176 байт
Metodologia di prova
Basato su una serie di test popolari , tuttavia, i tester hanno apportato modifiche per rendere i carichi più vicini all'uso reale degli SSD aziendali nel 2019. Nella descrizione di ogni test indicheremo cosa è stato cambiato esattamente e perché.
Test delle operazioni di input/output (IOPS)
Questo test misura gli IOPS per blocchi di diverse dimensioni (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0,5 KB) e accessi casuali con diversi rapporti lettura/lettura. , 100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95). Gli esperti di Truesystems hanno utilizzato i seguenti parametri di test: 0 thread con una profondità di coda di 100. Allo stesso tempo, un blocco da 16 KB (8 byte) non è stato eseguito affatto, poiché le sue dimensioni sono troppo piccole per caricare seriamente le unità.
Kingston DC500R nel test IOPS
Dati della tabella:
Kingston DC500M nel test IOPS
Dati della tabella:
Il test IOPS non implica il raggiungimento della modalità di saturazione, quindi è abbastanza facile da superare. Entrambi gli azionamenti hanno funzionato in modo eccellente, rispettando pienamente le specifiche di fabbrica dichiarate. I soggetti del test hanno dimostrato ottime prestazioni in scrittura in blocchi da 4 KB: 70 e 88mila IOPS. Questo è fantastico, soprattutto per il Kingston DC500R orientato alla lettura. Per quanto riguarda le operazioni di lettura stesse, questi drive SSD non solo superano i valori di fabbrica, ma generalmente si avvicinano anche al limite prestazionale dell'interfaccia SATA.
Prova della larghezza di banda
Questo test esamina il throughput sequenziale. Cioè, entrambe le unità SSD eseguono operazioni di lettura e scrittura sequenziali in blocchi da 1 MB e 128 KB. 8 thread con una profondità di coda di 16 per thread.
Kingston DC500R:
- Lettura sequenziale da 128 KB: 539,81 MB/s
- Scrittura sequenziale da 128 KB: 416,16 MB/s
- Lettura sequenziale da 1 MB: 539,98 MB/s
- Scrittura sequenziale da 1 MB: 425,18 MB/s
Kingston DC500M:
- Lettura sequenziale da 128 KB: 539,27 MB/s
- Scrittura sequenziale da 128 KB: 518,97 MB/s
- Lettura sequenziale da 1 MB: 539,44 MB/s
- Scrittura sequenziale da 1 MB: 518,48 MB/s
E qui vediamo anche che la velocità di lettura sequenziale dell'SSD si è avvicinata al limite di throughput dell'interfaccia SATA 3. In generale, le unità Kingston non mostrano alcun problema con la lettura sequenziale.
La scrittura sequenziale è leggermente ritardata, il che è particolarmente evidente nel Kingston DC500R, che appartiene alla classe read intensive, ovvero è progettato per la lettura intensiva. Pertanto il Kingston DC500R in questa parte del test ha prodotto valori addirittura inferiori a quanto dichiarato. Ma gli esperti di Truesystems ritengono che per un'unità che non è progettata per tali carichi (ricordate che il DC500R ha una risorsa di 0,5 DWPD), questi oltre 400 MB/s possono comunque essere considerati un buon risultato.
Prova di latenza
Come abbiamo già notato, questo è il test più importante per le unità aziendali. Dopotutto, può essere utilizzato per determinare quali problemi sorgono durante l'uso quotidiano a lungo termine di un'unità SSD. Il test standard SNIA PTS misura la latenza media e massima per varie dimensioni di blocchi (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) e rapporti di lettura/scrittura (100/0, 65/35, 0/100) a una profondità minima della coda (1 filettatura con QD=1). Tuttavia, gli editori di Truesystems hanno deciso di modificarlo seriamente per ottenere valori più realistici:
- Blocco escluso 0,5 KB;
- Invece di un carico a thread singolo con code 1 e 32, il carico varia nel numero di thread (1, 2, 4) e nella profondità della coda (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- Invece del rapporto 65/35, viene utilizzato 70/30 poiché è più realistico;
- Vengono forniti non solo i valori medi e massimi, ma anche i percentili del 99%, 99,9%;
- per il valore selezionato del numero di thread, i grafici della latenza (99%, 99,9% e valore medio) vengono tracciati rispetto agli IOPS per tutti i blocchi e ai rapporti di lettura/scrittura.
I dati sono stati calcolati in media su quattro dei 25 round della durata di 35 secondi (5 di riscaldamento + carico di 30 secondi) ciascuno. Per i grafici, gli editori di Truesystems hanno scelto una serie di valori con profondità di coda da 1 a 32 con 1–4 thread. Ciò è stato fatto per valutare le prestazioni delle unità tenendo conto della latenza, ovvero l'indicatore più realistico.
Metriche di latenza media:
Questo grafico mostra chiaramente la differenza tra DC500R e DC500M. Kingston DC500R è progettato per operazioni di lettura intensive, quindi il numero di operazioni di scrittura praticamente non aumenta con l'aumentare del carico, rimanendo a 25.
Se si considera un carico misto (70% scrittura e 30% lettura), anche la differenza tra DC500R e DC500M rimane evidente. Se prendiamo il carico corrispondente ad una latenza di 400 microsecondi, possiamo vedere che il DC500M per uso generale ha tre volte le prestazioni. Anche questo è del tutto naturale e deriva dalle caratteristiche delle unità.
Un dettaglio interessante è che il DC500M supera il DC500R anche al 100% di lettura, offrendo una latenza inferiore per la stessa quantità di IOPS. La differenza è piccola, ma molto interessante.
Percentuale di latenza del 99%:
Percentuale di latenza del 99.9%:
Utilizzando questi grafici, gli esperti di Truesystems hanno verificato l'affidabilità delle caratteristiche dichiarate per la latenza QoS. Le specifiche indicavano 0,5 ms in lettura e 2 ms in scrittura per un blocco da 4 KB con una profondità di coda pari a 1. Siamo orgogliosi di segnalare che queste cifre sono state confermate, e con un ampio margine. È interessante notare che il ritardo di lettura minimo (280–290 μs per DC500R e 250–260 μs per DC500M) si ottiene non con QD=1, ma con 2–4.
La latenza di scrittura a QD=1 era di 50 μs (una latenza così bassa si ottiene perché con un carico basso è garantito che la cache dell'unità abbia tempo per liberarsi e vediamo sempre un ritardo durante la scrittura nella cache). Questa cifra è 40 volte inferiore al valore dichiarato!
Test continuo delle prestazioni
Un altro test estremamente realistico che esamina i cambiamenti delle prestazioni (IOPS e latenza) durante un lavoro intenso e prolungato. Lo scenario di lavoro prevede la registrazione casuale in blocchi da 4 KB per 600 minuti. Il punto di questo test è che con un tale carico l'unità SSD entra in modalità saturazione, quando il controller è continuamente impegnato nella raccolta dei rifiuti per preparare i blocchi di memoria liberi per la scrittura. Cioè, questa è la modalità più estenuante, esattamente ciò che devono affrontare gli SSD di classe aziendale presenti nei server reali.
Sulla base dei risultati dei test, Truesystems ha ricevuto i seguenti indicatori di prestazione:
Il risultato principale di questa parte del test: sia il Kingston DC500R che il Kingston DC500M durante il funzionamento reale superano i valori di fabbrica. Quando i blocchi preparati si esauriscono e inizia la modalità saturazione, il Kingston DC500R rimane a 22 IOPS (invece di 000 IOPS). Kingston DC20M rimane nel range 000-500, anche se il profilo dell'unità indica 77 IOPS. Anche questo test mostra chiaramente la differenza tra i drive: se il processo operativo del drive prevede un'elevata percentuale di operazioni di scrittura, il Kingston DC78M risulta essere più di tre volte più produttivo (ricordiamo anche che il DC000M ha mostrato una migliore latenza nelle operazioni di lettura ).
Le latenze durante le operazioni di scrittura persistente sono tracciate nel grafico seguente. Mediana, percentili 99%, 99,9% e 99,99%.
Vediamo che la latenza di entrambi i drive aumenta proporzionalmente al calo delle prestazioni, senza cali bruschi o picchi inspiegabili. Questo è molto positivo, poiché la prevedibilità è esattamente ciò che ci si aspetta dalle unità aziendali. Gli esperti di Truesystems sottolineano che i test si sono svolti in 8 thread con una profondità di coda di 16 per thread, quindi non sono i valori assoluti ad essere importanti, ma la dinamica. Quando hanno testato il DC400, si sono verificati gravi ritardi nel test a causa del funzionamento del controller, ma in questo grafico il Kingston DC500R e il Kingston DC500M non presentano tali problemi.
Carica la distribuzione della latenza
Come bonus, i redattori di Truesystems hanno eseguito il Kingston DC500R e il Kingston DC500M attraverso il test semplificato n. 13 della specifica SNIA SSS PTS 2.0.1. La distribuzione del ritardo sotto carico è stata studiata sotto forma di uno speciale modello CBW:
Dimensioni dei blocchi:
Distribuzione del carico nel volume di stoccaggio:
Rapporto lettura/scrittura: 60/40%.
Dopo la cancellazione e il precarico sicuri, i tester hanno eseguito 10 round da 60 secondi del test principale per un conteggio di thread di 1–4 e una profondità di coda di 1–32. Sulla base dei risultati è stato costruito un istogramma della distribuzione dei valori dei round corrispondenti alla prestazione media (IOPS). Per entrambe le unità è stato ottenuto con un thread con una profondità di coda pari a 4.
Di conseguenza, sono stati ottenuti i seguenti valori:
DC500R: 17949 IOPS con latenza di 594 µs
DC500M: 18880 IOPS a 448 µs.
Le distribuzioni della latenza sono state analizzate separatamente per lettura e scrittura.
conclusione
Gli editori di Truesystems sono giunti alla conclusione che le prestazioni del test del Kingston DC500R e del Kingston DC500M sono chiaramente interpretate come buone. Kingston DC500R si comporta molto bene con le operazioni di lettura e può essere consigliato come attrezzatura professionale per i compiti corrispondenti. Per carichi misti e quando è necessaria più potenza, Truesystems consiglia Kingston DC500M. La pubblicazione rileva anche i prezzi interessanti per l'intera linea di modelli di unità aziendali Kingston e ammette che il passaggio a TLC 3D-NAND ha davvero contribuito a ridurre il prezzo senza perdere la qualità. Gli esperti di Truesystems hanno apprezzato anche l'alto livello del supporto tecnico Kingston e la garanzia di cinque anni per i drive della serie DC500
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Fonte: habr.com