Ci avete chiesto di mostrare esempi reali di utilizzo dei nostri SSD aziendali e test professionali. Vi presentiamo una panoramica dettagliata dei nostri SSD. dal nostro partner Truesystems. Gli esperti di Truesystems hanno assemblato un server reale ed emulato attività veritiere che tutti i dischi a stato solido di classe enterprise devono affrontare. Scopriamo insieme cosa hanno ottenuto!
Gamma di modelli Kingston 2019
Iniziamo con un po' di teoria di base. Tutti gli SSD Kingston possono essere suddivisi in quattro grandi gruppi. Questa suddivisione è convenzionale, poiché gli stessi SSD appartengono a più famiglie.
- SSD SATA in formati 2,5″, M.2 e mSATA Kingston UV500 e due modelli di unità con interfaccia NVMe — Kingston A1000 e Kingston KC2000;
- : Le stesse modelle della categoria precedente e, in aggiunta, SSD SATA Kingston A400;
- : UV500 e KC2000;
- . I dischi della serie DC500, che sono protagonisti di questa recensione. La linea DC500 è suddivisa in DC500R (lettura prioritaria, 0,5 DWPD) e DC500M (carichi misti, 1,3 DWPD).
Nei test di Truesystems c'erano Kingston DC500R con capacità di 960 GB e Kingston DC500M con 1920 GB di memoria. Rivediamo rapidamente le loro caratteristiche:
Kingston DC500R
- Capacità: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Fattore di forma: 2,5″, altezza 7 mm
- Interfaccia: SATA 3.0, 6 Gbit/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 latenza (blocco 4 KB, QD=1, percentile 99,9%): lettura — 500 µs, scrittura — 2 ms
- Dimensione settoriale emulata: 512 byte (logico/fisico)
- Durata: 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 Gbit/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 latenza (blocco 4 KB, QD=1, percentile 99,9%): lettura — 500 µs, scrittura — 2 ms
- Dimensione settoriale emulata: 512 byte (logico/fisico)
- Durata: 1,3 DWPD
- Garanzia: 5 anni
Gli esperti di Truesystems hanno sottolineato che nei dispositivi di archiviazione Kingston i valori di QoS della latenza totale sono indicati come il valore massimo del percentile 99,9% (99,9% di tutti i valori saranno inferiori a quello indicato). Questo è un indicatore molto importante, soprattutto per gli SSD server, poiché sono richiesti prevedibilità, stabilità e assenza di blocchi imprevisti. Se conoscete quali latenze QoS sono specificate nelle specifiche dell'unità, potete prevedere il suo funzionamento, il che è molto utile.
Parametri di test
Entrambi i dispositivi sono stati testati 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 RAM
- Scheda madre Supermicro X10SRi-F (1x socket R3, Intel C612)
- CentOS Linux 7.6.1810
- Per generare il carico è stata utilizzata la versione 3.14 di FIO
E ancora una volta sui SSD 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
Metodologia di test
È stato adottato un noto set di test , tuttavia, i tester hanno apportato delle modifiche per rendere i carichi di lavoro più simili all'uso reale degli SSD aziendali nel 2019. Nella descrizione di ciascun test indicheremo ciò che è stato specificamente modificato e perché.
Test delle operazioni di input-output (IOPS)
In questo test si misura 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 diverse proporzioni 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. Il blocco di 0,5 KB (512 byte) non è stato eseguito affatto, poiché la sua dimensione è troppo piccola per caricare significativamente i supporti.
Kingston DC500R nel test IOPS
Dati tabulari:
Kingston DC500M nel test IOPS
Dati tabulari:
Il test IOPS non punta a raggiungere la saturazione, quindi è piuttosto semplice. Entrambi i dispositivi hanno performato eccezionalmente, rispettando completamente le specifiche di fabbrica dichiarate. I soggetti hanno mostrato ottime prestazioni nella scrittura di blocchi da 4 KB: 70 e 88 mila IOPS. È fantastico, specialmente per il Kingston DC500R, orientato alla lettura. Per quanto riguarda le operazioni di lettura, questi SSD non solo superano i valori di fabbrica, ma si avvicinano anche al limite di prestazione dell'interfaccia SATA.
Test di larghezza di banda
Questo test analizza la larghezza di banda con accesso sequenziale. In altre parole, entrambi gli SSD eseguono operazioni di lettura e scrittura sequenziale con blocchi da 1 MB e 128 KB. 8 flussi con una profondità di coda di 16 per ogni flusso.
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
- 1 MB scrittura sequenziale: 518,48 MB/s
E qui vediamo anche che la velocità di lettura sequenziale degli SSD si avvicina al limite di larghezza di banda dell'interfaccia SATA 3. Non ci sono assolutamente problemi di lettura sequenziale con i dischi Kingston.
La scrittura sequenziale è leggermente inferiore, come è particolarmente evidente con il Kingston DC500R, che appartiene alla classe read intensive, ovvero progettato per un intenso utilizzo di lettura. Pertanto, il Kingston DC500R ha mostrato valori anche inferiori a quelli dichiarati in questa parte del test. 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 accennato, questo è un test fondamentale per gli storage aziendali. Infatti, da esso è possibile determinare quali problemi sorgono durante un uso quotidiano prolungato di un'unità SSD. Durante il test standard SNIA PTS viene misurato il valore della latenza media e massima per diverse dimensioni di blocco (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) e rapporti lettura/scrittura (100/0, 65/35, 0/100) con una profondità minima della coda (1 thread con QD=1). Tuttavia, nella versione di Truesystems hanno deciso di rielaborarlo seriamente per ottenere valori più realistici:
- Escluso il blocco da 0,5 KB;
- Invece di un carico single-thread con code di 1 e 32, il carico varia in base al numero di thread (1, 2, 4) e alla profondità della coda (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- Invece del rapporto 65/35, viene utilizzato il 70/30, che è più realistico;
- Non vengono forniti solo i valori medi e massimi, ma anche i percentili 99%, 99,9%;
- Per il valore selezionato del numero di thread vengono costruiti grafici che mostrano la dipendenza della latenza (99%, 99,9% e valore medio) da IOPS per tutti i blocchi e rapporti lettura/scrittura.
I dati sono stati mediati su quattro dei 25 round della durata di 35 secondi (5 di "pre-riscaldamento" + 30 secondi di carico) ciascuno. Per i grafici, la redazione di Truesystems ha scelto una serie di valori con profondità di coda da 1 a 32 con 1–4 thread. Questo è stato fatto per valutare le prestazioni degli storage tenendo in considerazione la latenza, fornendo 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 non aumenta praticamente con l'aumento del carico, rimanendo a 25.000.
Anche guardando un carico misto (70% scrittura e 30% lettura), la differenza tra DC500R e DC500M rimane evidente. Considerando un carico corrispondente a una latenza di 400 microsecondi, si può notare che il versatile DC500M ha prestazioni tre volte superiori. Questo è del tutto naturale e deriva dalle caratteristiche degli storage.
Un dettaglio curioso è che il DC500M supera il DC500R anche con il 100% di lettura, garantendo una latenza inferiore con lo stesso numero di IOPS. La differenza è piccola, ma molto interessante.
99%-percentile latency:
99.9%-percentile latency:
According to these graphs, Truesystems experts verified the accuracy of the stated QoS latency specifications. The specifications indicated a reading latency of 0.5 ms and a writing latency of 2 ms for the 4 KB block at a queue depth of 1. We are proud to report that these figures have been confirmed, with a significant margin. Interestingly, the minimum read latency (280–290 µs for DC500R and 250–260 µs for DC500M) is achieved not at QD=1, but at 2–4.
The write latency at QD=1 was 50 µs (this low latency is achieved because, under low load, the cache of the storage is guaranteed to have time to clear, and we always see the latency when writing to the cache). This figure is 40 times lower than the stated value!
Continuous performance test
Un'altra verifica estremamente realistica che esamina le variazioni delle prestazioni (IOPS e latenza) durante un carico di lavoro intensivo prolungato. Lo scenario di lavoro scelto è una scrittura casuale a blocchi da 4 KB per 600 minuti. Il senso di questo test è che sotto un tale carico, l'unità SSD entra in modalità di saturazione, in cui il controller si occupa continuamente della raccolta dei dati per preparare i blocchi di memoria liberi per la scrittura. Vale a dire, questo è il modo più drenante — proprio ciò con cui si confrontano gli SSD di classe enterprise negli attuali server.
Al termine del test, Truesystems ha riportato i seguenti valori di prestazione:
Il principale risultato di questa parte del test è che sia il Kingston DC500R che il Kingston DC500M superano, in condizioni reali, i propri valori di fabbrica. Quando i blocchi preparati vengono esauriti, inizia la modalità di saturazione; il Kingston DC500R mantiene un livello di 22.000 IOPS (invece di 20.000 IOPS). Il Kingston DC500M si attesta tra i 77.000 e i 78.000 IOPS, anche se il profilo dell'unità indica 75.000 IOPS. Questo test evidenzia anche le differenze tra le unità: se nel carico di lavoro dell'unità è prevista una alta percentuale di operazioni di scrittura, il Kingston DC500M risulta più di tre volte più performante (ricordiamo anche che nelle operazioni di lettura, il DC500M ha mostrato prestazioni migliori in termini di latenza).
Le latenze durante le operazioni di scrittura costanti sono riportate nel grafico seguente. Valore mediano, percentili 99%, 99,9% e 99,99%.
Osserviamo che la latenza di entrambi gli storage cresce proporzionalmente alla diminuzione delle prestazioni, senza cali improvvisi o picchi inspiegabili. Questo è molto positivo, poiché gli utenti aziendali si aspettano proprio prevedibilità dagli storage. Gli esperti di Truesystems sottolineano che i test sono stati eseguiti con 8 flussi e una profondità della coda di 16 per ogni flusso, quindi non sono importanti solo i valori assoluti, ma anche la dinamica. Quando hanno testato il DC400, si verificavano forti ritardi a causa del controller, ma in questo grafico non ci sono problemi simili con il Kingston DC500R e il Kingston DC500M.
Distribuzione della latenza sotto carico
Come bonus, la redazione di Truesystems ha testato il Kingston DC500R e il Kingston DC500M attraverso un test semplificato n. 13 delle specifiche SNIA SSS PTS 2.0.1. È stata esaminata la distribuzione della latenza sotto carico utilizzando uno specifico pattern CBW:
Dimensioni dei blocchi:
Distribuzione del carico in base al volume dello storage:
Rapporto lettura/scrittura: 60/40%.
Dopo l'eliminazione sicura e il carico preliminare, i tester eseguivano 10 round di 60 secondi del test principale per un numero di thread da 1 a 4 e una profondità della coda da 1 a 32. Al termine, è stata creata un'illustrazione della distribuzione dei valori dai round, corrispondenti alla prestazione media (IOPS). Per entrambi i dispositivi, questo valore è stato raggiunto con un thread e una profondità della coda di 4.
Di conseguenza, i valori ottenuti sono stati i seguenti:
DC500R: 17949 IOPS con una latenza di 594 µs
DC500M: 18880 IOPS con 448 µs.
La distribuzione della latenza è stata analizzata separatamente per lettura e scrittura.
Conclusione
La redazione di Truesystems ha concluso che i risultati dei test di Kingston DC500R e Kingston DC500M sono definiti come buoni. Il Kingston DC500R gestisce molto bene le operazioni di lettura e può essere raccomandato come attrezzatura professionale per compiti specifici. Per carichi di lavoro misti e quando è necessario più risorse, Truesystems consiglia il Kingston DC500M. Inoltre, la testata evidenzia i prezzi competitivi dell'intera gamma di unità aziendali Kingston e riconosce che il passaggio al TLC 3D-NAND ha effettivamente contribuito a ridurre il costo, senza compromettere la qualità. Gli esperti di Truesystems hanno anche apprezzato l'alto livello di supporto tecnico offerto da Kingston e la garanzia di cinque anni sulla serie di unità DC500.
P.S. Ricordiamo che .
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Fonte: habr.com
