Ci hai chiesto di mostrare esempi reali dell'uso dei nostri SSD aziendali e test professionali. Ti presentiamo una panoramica dettagliata dei nostri SSD. realizzati dal nostro partner Truesystems. Gli esperti di Truesystems hanno assemblato un vero server ed emulato compiti assolutamente reali con cui tutti gli SSD di classe enterprise si confrontano. Leggiamo cosa hanno scoperto!
La gamma di modelli Kingston 2019
Iniziamo con un po' di teoria secca. Tutti gli SSD Kingston possono essere divisi in quattro grandi gruppi. Questa suddivisione è convenzionale, poiché gli stessi SSD ricadono in più famiglie.
- SSD SATA nei formati 2,5″, M.2 e mSATA Kingston UV500 e due modelli di unità con interfaccia NVMe — Kingston A1000 e Kingston KC2000;
- . Modelli identici a quelli del gruppo precedente e, in aggiunta, gli SSD SATA Kingston A400;
- : UV500 e KC2000;
- . Unità della serie DC500, che è diventata l'eroe di questa panoramica. La gamma DC500 si divide in DC500R (priorità alla lettura, 0,5 DWPD) e DC500M (carichi di lavoro misti, 1,3 DWPD).
In prova da Truesystems sono stati utilizzati Kingston DC500R con capacità di 960 GB e Kingston DC500M con 1920 GB di memoria. Rinfreschiamo le loro specifiche:
Kingston DC500R
- Capacità: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Fattore di forma: 2,5″, altezza 7 mm
- Interfaccia: SATA 3.0, 6 Gb/s
- Prestazioni dichiarate (per il modello da 960 GB)
- Accesso sequenziale: lettura — 555 MB/s, scrittura — 525 MB/s
- Accesso casuale (blocco 4 KB): lettura — 98 000 IOPS, scrittura — 20 000 IOPS
- QoS latency (blocco 4 KB, QD=1, percentile 99,9%): lettura — 500 μs, scrittura — 2 ms
- Dimensione del settore emulato: 512 byte (logico/fisico)
- Durabilità: 0,5 DWPD
- Garanzia: 5 anni
Kingston DC500M
- Capacità: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Fattore di forma: 2,5″, altezza 7 mm
- Interfaccia: SATA 3.0, 6 Gb/s
- Prestazioni dichiarate (per il modello da 1920 GB)
- Accesso sequenziale: lettura — 555 MB/s, scrittura — 520 MB/s
- Accesso casuale (blocco 4 KB): lettura — 98 000 IOPS, scrittura — 75 000 IOPS
- QoS latency (blocco 4 KB, QD=1, percentile 99,9%): lettura — 500 μs, scrittura — 2 ms
- Dimensione del settore emulato: 512 byte (logico/fisico)
- Durabilità: 1,3 DWPD
- Garanzia: 5 anni
Gli esperti di Truesystems hanno notato che nelle unità Kingston vengono indicati i valori QoS della latenza totale come il valore massimo del percentile 99,9% (il 99,9% di tutti i valori sarà inferiore a quello indicato). Questo è un indicatore molto importante, specialmente per le unità di archiviazione server, poiché da esse si richiede prevedibilità, stabilità e assenza di blocchi imprevisti. Se conosci i valori di latenza QoS indicati nella specifica dell'unità, puoi prevedere le sue prestazioni, il che è molto utile.
Parametri di test
Entrambe le unità sono state testate in un banco di prova che simula un server. Le sue caratteristiche sono:
- Processore Intel Xeon E5-2620 V4 (8 core, 2,1 GHz, HT attivato)
- 32 GB di memoria
- Scheda madre Supermicro X10SRi-F (1x socket R3, Intel C612)
- CentOS Linux 7.6.1810
- Per generare il carico è stato utilizzato FIO versione 3.14
E ancora una volta su quali SSD sono stati testati:
- Kingston DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Capacità: 960 197 124 096 byte
- Kingston DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Capacità: 1 920 383 410 176 byte
Metodo di test
È stata utilizzata una popolare suite di test , tuttavia i tester hanno apportato modifiche per rendere i carichi più vicini all'uso reale degli SSD aziendali nel 2019. Nel descrivere ogni test, indicheremo cosa è stato specificamente modificato e perché.
Test delle operazioni di input/output (IOPS)
In questo test viene misurato il numero di operazioni di input/output al secondo per blocchi di diverse dimensioni (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0,5 KB) e accesso casuale con vari rapporti di lettura/scrittura (100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95, 0/100). Gli esperti di Truesystems hanno utilizzato i seguenti parametri di test: 16 thread con una profondità della coda di 8. Tieni presente che il blocco di 0,5 KB (512 byte) non è stato eseguito, poiché la sua dimensione è troppo piccola per caricare seriamente le unità.
Kingston DC500R nel test IOPS
Dati tabulari:
Kingston DC500M nel test IOPS
Dati tabulari:
Il test IOPS non prevede il passaggio in modalità saturazione, quindi è abbastanza facile da superare. Entrambi i dispositivi hanno funzionato perfettamente, corrispondendo esattamente alle caratteristiche dichiarate dal produttore. I campioni hanno dimostrato ottime prestazioni nella scrittura di blocchi da 4 KB: 70 e 88 mila IOPS. È fantastico, soprattutto per il Kingston DC500R orientato alla lettura. Quanto alle operazioni di lettura, questi SSD non solo superano i loro valori di fabbrica, ma si avvicinano anche al limite prestazionale dell'interfaccia SATA.
Test di throughput
Questo test analizza la capacità di throughput in accesso sequenziale. Vale a dire, entrambi gli SSD eseguono operazioni di lettura e scrittura sequenziali con blocchi da 1 MB e 128 KB, utilizzando 8 stream con una profondità di coda di 16 per ogni stream.
Kingston DC500R:
- Lettura sequenziale 128 KB: 539,81 MB/s
- Scrittura sequenziale 128 KB: 416,16 MB/s
- Lettura sequenziale 1 MB: 539,98 MB/s
- Scrittura sequenziale 1 MB: 425,18 MB/s
Kingston DC500M:
- Lettura sequenziale 128 KB: 539,27 MB/s
- Scrittura sequenziale 128 KB: 518,97 MB/s
- Lettura sequenziale 1 MB: 539,44 MB/s
- Scrittura sequenziale 1 MB: 518,48 MB/s
E anche qui vediamo che la velocità di lettura sequenziale degli SSD si avvicina al limite della capacità di throughput dell'interfaccia SATA 3. Non ci sono problemi con la lettura sequenziale sui dispositivi Kingston.
La scrittura sequenziale è leggermente indietro, come si può vedere particolarmente bene dal Kingston DC500R, che appartiene alla classe read intensive, cioè progettato per la lettura intensiva. Pertanto, il Kingston DC500R in questa parte del test ha mostrato valori anche inferiori a quelli dichiarati. Tuttavia, gli esperti di Truesystems ritengono che per un'unità non progettata per tali carichi (ricordiamo che la risorsa del DC500R è di 0,5 DWPD), questi oltre 400 MB/s possano comunque essere considerati un buon risultato.
Test di latenza
Come già sottolineato, questo è un test fondamentale per gli storage aziendali. Infatti, questo test consente di identificare quali problemi sorgono durante un lungo utilizzo quotidiano di un'unità SSD. Durante il test standard SNIA PTS vengono misurati i valori della latenza media e massima per diverse dimensioni di blocco (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) e rapporti di lettura/scrittura (100/0, 65/35, 0/100) con una profondità minima della coda (1 flusso con QD=1). Tuttavia, nella versione di Truesystems hanno deciso di rivedere seriamente il test per ottenere valori più realistici:
- Escluso il blocco da 0,5 KB;
- Invece di un carico monofilo con code 1 e 32, il carico varia in base al numero di flussi (1, 2, 4) e alla profondità della coda (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- Invece del rapporto 65/35, si utilizza 70/30, considerato più realistico;
- Vengono forniti non solo i valori medi e massimi, ma anche i percentili 99%, 99,9%;
- Per il valore selezionato del numero di flussi vengono tracciati grafici che mostrano la dipendenza della latenza (al 99%, 99,9% e media) dagli IOPS per tutti i blocchi e rapporti di lettura/scrittura.
I dati sono stati mediati su quattro dei 25 round della durata di 35 secondi (5 "riscaldamenti" + 30 secondi di carico) ciascuno. Per i grafici, la versione di Truesystems ha scelto una serie di valori con profondità della coda da 1 a 32 con 1–4 flussi. Questo è stato fatto per valutare le prestazioni degli storage considerando la latenza, quindi un indicatore il più realistico possibile.
Indicatori di latenza media:
Questo grafico illustra chiaramente la differenza tra i modelli DC500R e DC500M. Il Kingston DC500R è progettato per operazioni di lettura intensive, quindi il numero di operazioni di scrittura rimane praticamente invariato con l'aumentare del carico, attestandosi a 25.000.
Osservando un carico misto (70% scrittura e 30% lettura) la differenza tra DC500R e DC500M rimane evidente. Se prendiamo un carico corrispondente a una latenza di 400 microsecondi, si può notare che il DC500M universale ha prestazioni tre volte superiori. Questo è molto naturale e deriva dalle caratteristiche degli storage.
Un dettaglio curioso: il DC500M supera il DC500R anche con il 100% di lettura, offrendo una latenza minore con lo stesso numero di IOPS. La differenza è piccola, ma molto interessante.
Percentile 99% della latenza:
Percentile 99.9% della latenza:
Secondo questi grafici, gli esperti di Truesystems hanno verificato l'accuratezza delle caratteristiche dichiarate per la QoS della latenza. Nelle specifiche era indicato un valore di 0,5 ms per la lettura e di 2 ms per la scrittura per un blocco di 4 KB con una profondità di coda pari a 1. Siamo orgogliosi di comunicare che questi numeri sono stati confermati, e anche con un ampio margine. È interessante notare che la latenza minima in lettura (280–290 µs per il DC500R e 250–260 µs per il DC500M) si raggiunge non con QD=1, ma con 2–4.
La latenza in scrittura con QD=1 è stata di 50 µs (una latenza così bassa si ottiene grazie al fatto che, con carico basso, la cache del dispositivo si libera garantendo sempre una latenza di scrittura nella cache). Questo valore è 40 volte inferiore a quello dichiarato!
Test di prestazione continua
Un altro controllo estremamente realistico, in cui viene studiato il cambiamento delle prestazioni (IOPS e latenza) durante un'intensa attività prolungata. Come scenario di lavoro è stata scelta la scrittura casuale in blocchi da 4 KB per un periodo di 600 minuti. Il significato di questo test è che, con un carico di questo tipo, l'unità SSD entra in modalità saturazione, quando il controller è continuamente impegnato nella raccolta dei dati per preparare blocchi di memoria liberi per la scrittura. Si tratta del modo più stressante — proprio quello che affrontano gli SSD di classe enterprise in server reali.
Al termine del test, Truesystems ha ottenuto i seguenti valori di prestazione:
Il risultato principale di questa parte del test: sia il Kingston DC500R che il Kingston DC500M, in condizioni reali, superano i propri valori di fabbrica. Quando i blocchi preparati si esauriscono, si innesca la modalità saturazione, e il Kingston DC500R mantiene un livello di 22.000 IOPS (invece di 20.000 IOPS). Il Kingston DC500M si mantiene in un intervallo di 77-78.000, sebbene nel profilo del dispositivo sia dichiarato 75.000 IOPS. Inoltre, questo test evidenzia chiaramente la differenza tra i dispositivi: se nel flusso di lavoro del dispositivo è prevista una quota elevata di operazioni di scrittura, il Kingston DC500M risulta più di tre volte più performante (ricordiamo inoltre che anche nelle operazioni di lettura il DC500M ha mostrato prestazioni migliori in termini di latenza).
Le latenze durante le operazioni di scrittura continue sono mostrate nel grafico seguente. Valore mediano, percentili 99%, 99,9% e 99,99%.
Vediamo che il ritardo di entrambi i dispositivi sta aumentando in proporzione alla diminuzione delle prestazioni, senza picchi e cadute inspiegabili. Questo è molto positivo, poiché la prevedibilità è ciò che ci si aspetta dai dischi aziendali. Gli esperti di Truesystems sottolineano che il test è stato condotto con 8 flussi e una profondità di coda di 16 per ogni flusso, quindi non sono importanti i valori assoluti, ma la dinamica. Quando hanno testato il DC400, si verificavano forti ritardi a causa del funzionamento del controller, ma in questo grafico non ci sono problemi simili con il Kingston DC500R e il Kingston DC500M.
Distribuzione del ritardo sotto carico
In aggiunta, l'edizione di Truesystems ha sottoposto il Kingston DC500R e il Kingston DC500M a un test semplificato n. 13 delle specifiche SNIA SSS PTS 2.0.1. È stata esaminata la distribuzione del ritardo sotto carico attraverso uno schema speciale CBW:
Dimensioni dei blocchi:
Distribuzione del carico per volume di archiviazione:
Rapporto lettura/scrittura: 60/40%.
Dopo la cancellazione sicura e il carico preliminare, i tester hanno eseguito 10 round di prova di 60 secondi per il numero di flussi da 1 a 4 e profondità di coda da 1 a 32. Alla fine è stato costruito un istogramma della distribuzione basato sui valori degli round, corrispondenti alla media delle prestazioni (IOPS). Per entrambi i dispositivi, è stata raggiunta con un flusso e una profondità di coda di 4.
Di conseguenza, si sono ottenuti i seguenti valori:
DC500R: 17949 IOPS con un ritardo di 594 µs
DC500M: 18880 IOPS con 448 µs.
La distribuzione del ritardo è stata analizzata separatamente per lettura e scrittura.
Conclusione
L'edizione di Truesystems ha concluso che le prestazioni nei test del Kingston DC500R e del Kingston DC500M sono inequivocabilmente interpretate come buone. Il Kingston DC500R gestisce molto bene le operazioni di lettura e può essere raccomandato come attrezzatura professionale per compiti specifici. Per carichi misti e in caso di necessità di maggiori risorse, Truesystems raccomanda il Kingston DC500M. Inoltre, la pubblicazione sottolinea i prezzi attraenti per l'intera gamma di dischi aziendali Kingston e riconosce che il passaggio al TLC 3D-NAND ha effettivamente contribuito a ridurre il prezzo senza compromettere la qualità. Gli esperti di Truesystems hanno anche apprezzato l'alto livello di supporto tecnico di Kingston e la garanzia di cinque anni sulla serie di dischi DC500.
P.S. Ricordiamo che .
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Fonte: habr.com
