お客様のご要望に応じて: Kingston DC500R および DC500M SSD ドライブの専門的なテスト

当社のエンタープライズ SSD ドライブの実際の使用例と専門的なテストを示すよう求められました。 当社の SSD ドライブの詳細な概要を提供します。 キングストン DC500R および DC500M 当社のパートナーである Truesystems から提供されます。 Truesystems の専門家は実際のサーバーを組み立て、すべてのエンタープライズ クラスの SSD が直面する実際の問題をエミュレートしました。 彼らが何を思いついたのか見てみましょう!

2019キングストンラインナップ

まず、少し辛口な理論です。 すべての Kingston SSD は XNUMX つの大きなグループに分類できます。 同じドライブが一度に複数のファミリーに分類されるため、この分割は条件付きです。

• システムビルダー向けSSD: 2,5 インチ、M.2 および mSATA フォームファクターの SATA SSD、Kingston UV500、および NVMe インターフェイスを備えた 1000 つのドライブ モデル - Kingston A2000 および Kingston KCXNUMX。
• ユーザー向けSSD。 前のグループと同じモデルに加えて、SATA SSD Kingston A400。
• 企業向けSSD：UV500およびKC2000。
• エンタープライズ SSD。 今回のレビューの主役となったDC500シリーズのドライブ。 DC500 ラインは、DC500R (一次読み取り、0,5 DWPD) と DC500M (混合負荷、1,3 DWPD) に分かれています。

テストでは、Truesystems は容量 500 GB の Kingston DC960R とメモリ 500 GB の Kingston DC1920M を使用しました。 それらの特徴について思い出してみましょう。

キングストン DC500R

• ボリューム: 480、960、1920、3840 GB
• フォームファクタ: 2,5 インチ、高さ 7 mm
• インターフェース: SATA 3.0、6 Gbit/s
• 主張されるパフォーマンス (960 GB モデル)
• シーケンシャルアクセス: 読み取り - 555 MB/秒、書き込み - 525 MB/秒
• ランダムアクセス (4 KB ブロック): 読み取り - 98 IOPS、書き込み - 000 IOPS
• QoS 遅延 (4 KB ブロック、QD=1、99,9 パーセンタイル): 読み取り - 500 μs、書き込み - 2 ミリ秒
• エミュレートされたセクター サイズ: 512 バイト (論理/物理)
• リソース: 0,5 DWPD
• 保証期間：5年

キングストン DC500M

• ボリューム: 480、960、1920、3840 GB
• フォームファクタ: 2,5 インチ、高さ 7 mm
• インターフェース: SATA 3.0、6 Gbit/s
• 主張されるパフォーマンス (1920 GB モデル)
• シーケンシャルアクセス: 読み取り - 555 MB/秒、書き込み - 520 MB/秒
• ランダムアクセス (4 KB ブロック): 読み取り - 98 IOPS、書き込み - 000 IOPS
• QoS 遅延 (4 KB ブロック、QD=1、99,9 パーセンタイル): 読み取り - 500 μs、書き込み - 2 ミリ秒
• エミュレートされたセクター サイズ: 512 バイト (論理/物理)
• リソース: 1,3 DWPD
• 保証期間：5年

Truesystems の専門家は、Kingston ドライブが合計遅延の QoS 値を最大パーセンタイル値 99,9% として示していることに気付きました (すべての値の 99,9% が指定された値未満になります)。 これは、サーバー ドライブの動作には予測可能性、安定性、予期しないフリーズがないことが必要であるため、特にサーバー ドライブにとって非常に重要な指標です。 ドライブの仕様でどのような QoS 遅延が指定されているかがわかれば、その動作を予測できるため、非常に便利です。

テストパラメータ

両方のドライブは、サーバーをシミュレートするテストベンチでテストされました。 その特徴:

• Intel Xeon プロセッサ E5-2620 V4 (8 コア、2,1 GHz、HT 対応)
• 32 GBメモリ
• Supermicro X10SRi-F マザーボード (1x ソケット R3、Intel C612)
• CentOS Linux 7.6.1810
• 負荷を生成するには、FIO バージョン 3.14 を使用しました。

どの SSD ドライブがテストされたかについてもう一度説明します。

• キングストン DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
• ファームウェア：SCEKJ2.3
• ボリューム: 960 バイト
• キングストン DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
• ファームウェア：SCEKJ2.3
• Объём: 1 920 383 410 176 байт

試験方法

一般的な一連のテストに基づく SNIA ソリッド ステート ストレージ パフォーマンス テスト仕様 v2.0.1ただし、2019 年にテスターが負荷を企業の SSD の実際の使用に近づけるために調整を加えました。 各テストの説明では、正確に何が変更され、その理由が記載されています。

入出力動作テスト (IOPS)

このテストでは、さまざまなブロック サイズ (1024 KB、128 KB、64 KB、32 KB、16 KB、8 KB、4 KB、0,5 KB) およびさまざまな読み取り/読み取り比率でのランダム アクセスの IOPS を測定します。 、100/0、95/5、65/35、50/50、35/65、5/95）。 Truesystems の専門家は、次のテスト パラメータを使用しました。キューの深さ 0 の 100 スレッド。同時に、16 KB ブロック (8 バイト) は、ドライブに本格的にロードするにはサイズが小さすぎるため、まったく実行されませんでした。

Kingston DC500R の IOPS テスト

テーブルデータ:

Kingston DC500M の IOPS テスト

テーブルデータ:

IOPS テストは飽和モードに到達することを意味しないため、合格するのは非常に簡単です。 どちらのドライブも、記載された工場仕様に完全に準拠し、優れたパフォーマンスを発揮しました。 テスト対象者は、4 KB ブロックでの書き込みにおいて、70 IOPS と 88 IOPS という優れたパフォーマンスを示しました。 これは、特に読書志向の Kingston DC500R にとっては素晴らしいことです。 読み取り操作自体に関しては、これらの SSD ドライブは工場出荷時の値を超えるだけでなく、一般に SATA インターフェイスのパフォーマンスの上限に近づきます。

帯域幅テスト

このテストでは、シーケンシャル スループットを検査します。 つまり、どちらの SSD ドライブも、1 MB および 128 KB のブロックで順次読み取りおよび書き込み操作を実行します。 8 スレッド、スレッドごとのキューの深さは 16。

キングストン DC500R:

• 128 KB シーケンシャル読み取り: 539,81 MB/秒
• 128 KB シーケンシャル書き込み: 416,16 MB/秒
• 1 MB シーケンシャル読み取り: 539,98 MB/秒
• 1 MB シーケンシャル書き込み: 425,18 MB/秒

キングストン DC500M:

• 128 KB シーケンシャル読み取り: 539,27 MB/秒
• 128 KB シーケンシャル書き込み: 518,97 MB/秒
• 1 MB シーケンシャル読み取り: 539,44 MB/秒
• 1 MB シーケンシャル書き込み: 518,48 MB/秒

また、SSD のシーケンシャル読み取り速度が SATA 3 インターフェイスのスループット制限に近づいていることもわかります。一般に、Kingston ドライブではシーケンシャル読み取りに問題はありません。

シーケンシャル書き込みは少し遅れますが、これは特に読み取り集中クラスに属する Kingston DC500R で顕著です。つまり、集中読み取り用に設計されています。 したがって、キングストン DC500R のこの部分のテストでは、記載されている値よりもさらに低い値が生成されました。 しかし、Truesystems の専門家は、そのような負荷をまったく考慮して設計されていないドライブ (DC500R のリソースが 0,5 DWPD であることを思い出してください) の場合、この 400 MB/秒以上は依然として良好な結果であると考えられると考えています。

遅延テスト

すでに述べたように、これはエンタープライズ ドライブにとって最も重要なテストです。 結局のところ、SSD ドライブを毎日長期間使用する際にどのような問題が発生するかを判断するために使用できます。 標準の SNIA PTS テストでは、最小キュー深さ (8 QD=4 のスレッド)。 ただし、Truesystems の編集者は、より現実的な値を取得するためにこれを大幅に変更することにしました。

• 除外ブロック 0,5 KB;
• キュー 1 と 32 によるシングルスレッド負荷の代わりに、負荷はスレッド数 (1、2、4) とキューの深さ (1、2、4、8、16、32) によって異なります。
• より現実的なため、65/35 の代わりに 70/30 が使用されます。
• 平均値と最大値だけでなく、99%、99,9%のパーセンタイルも表示されます。
• 選択したスレッド数の値について、すべてのブロックの IOPS および読み取り/書き込み比率に対するレイテンシ (99%、99,9%、および平均値) のグラフがプロットされます。

データは、各 25 秒間の 35 ラウンドのうち 5 ラウンド (ウォームアップ 30 回 + 1 秒の負荷) の平均をとりました。 グラフに関して、Truesystems の編集者は、32 ～ 1 のスレッドでキューの深さが 4 ～ XNUMX の一連の値を選択しました。 これは、最も現実的な指標である遅延を考慮してドライブのパフォーマンスを評価するために行われました。

平均レイテンシのメトリクス:

このグラフはDC500RとDC500Mの違いを明確に示しています。 Kingston DC500R は集中的な読み取り操作向けに設計されているため、負荷が増加しても書き込み操作の数は実際には増加せず、25 回のままです。
混合負荷 (書き込み 70%、読み取り 30%) を見ると、DC500R と DC500M の違いも依然として顕著です。 レイテンシ 400 マイクロ秒に相当する負荷を考慮すると、汎用の DC500M の XNUMX 倍のパフォーマンスがあることがわかります。 これもごく自然なことであり、ドライブの特性に由来します。
興味深い詳細は、DC500M が 500% 読み取りでも DC100R よりも優れており、同じ IOPS 量でより低いレイテンシーを実現していることです。 違いは小さいですが、非常に興味深いものです。

99% レイテンシーのパーセンタイル:

99.9% レイテンシーのパーセンタイル:

Truesystems の専門家は、これらのグラフを使用して、宣言された QoS 遅延特性の信頼性をチェックしました。 仕様では、キュー深度 0,5 の 2 KB ブロックの読み取りが 4 ミリ秒、書き込みが 1 ミリ秒であることが示されています。これらの数値が、大きなマージンを持って確認されたことを誇りに思います。 興味深いことに、最小読み取り遅延 (DC280R では 290 ～ 500 μs、DC250M では 260 ～ 500 μs) は QD=1 ではなく、2 ～ 4 で達成されます。
QD=1 での書き込みレイテンシは 50 μs でした (このような低いレイテンシは、低負荷ではドライブ キャッシュが解放される時間が保証されており、キャッシュへの書き込み時に常に遅延が発生するという事実により得られます)。 この数字は公表値の 40 分の XNUMX です。

継続的な性能テスト

もう 4 つの非常に現実的なテストは、長時間集中的な作業中のパフォーマンスの変化 (IOPS とレイテンシー) を検査します。 動作シナリオは、600 KB ブロックで XNUMX 分間ランダムに記録することです。 このテストのポイントは、このような負荷の下では、書き込み用に空きメモリ ブロックを準備するためにコントローラーがガベージ コレクションを継続的に実行し、SSD ドライブが飽和モードになることです。 つまり、これは最も負担のかかるモードであり、実際のサーバーに搭載されているエンタープライズクラスの SSD がまさに直面するものです。

テスト結果に基づいて、Truesystems は次のパフォーマンス指標を受け取りました。

テストのこの部分の主な結果は、実際の動作における Kingston DC500R と Kingston DC500M の両方が、それぞれの工場出荷時の値を上回っていることです。 準備されたブロックがなくなると飽和モードが始まり、Kingston DC500R は (22 IOPS ではなく) 000 IOPS のままになります。 Kingston DC20M は 000 ～ 500 の範囲内にありますが、ドライブ プロファイルには 77 IOPS と記載されています。 このテストでは、ドライブ間の違いも明確に示しています。ドライブの動作プロセスに書き込み操作の割合が高い場合、Kingston DC78M の方が生産性が 000 倍以上高いことがわかります (読み取り操作では DC75M の方が優れた遅延を示したことも覚えています)。 ）。

永続書き込み操作中のレイテンシを次のグラフにプロットします。 中央値、99%、99,9%、および 99,99% パーセンタイル。

両方のドライブの遅延が、急激な低下や説明できないピークがなく、パフォーマンスの低下に比例して増加していることがわかります。 予測可能性はまさにエンタープライズ ドライブに期待されるものであるため、これは非常に優れています。 Truesystems の専門家は、テストは 8 つのスレッドで行われ、各スレッドのキューの深さは 16 であるため、重要なのは絶対値ではなくダイナミクスであると強調しています。 DC400 をテストしたとき、コントローラーの動作により大幅な遅延が発生しましたが、このグラフでは、Kingston DC500R と Kingston DC500M にはそのような問題はありません。

負荷遅延の分散

おまけとして、Truesystems の編集者は、SNIA SSS PTS 500 仕様の簡易テスト No. 500 を通じて Kingston DC13R および Kingston DC2.0.1M を実行しました。 負荷時の遅延の分布は、特別な CBW パターンの形式で研究されました。

ブロックサイズ:

ストレージ ボリューム全体の負荷分散:

読み取り/書き込み比率: 60/40%。

安全な消去とプリロードの後、テスターはスレッド数 10 ～ 60、キューの深さ 1 ～ 4 で 1 秒のメイン テストを 32 回実行しました。 結果に基づいて、平均パフォーマンス (IOPS) に対応するラウンドからの値の分布のヒストグラムが作成されました。 どちらのドライブでも、キューの深さ 4 の XNUMX つのスレッドで実現されました。

その結果、以下のような値が得られました。
DC500R: 17949 μs の遅延で 594 IOPS
DC500M: 18880 μs で 448 IOPS。

レイテンシーの分布は、読み取りと書き込みについて個別に分析されました。

まとめ

Truesystems の編集者は、Kingston DC500R および Kingston DC500M のテスト パフォーマンスは明らかに良好であると解釈されるという結論に達しました。 Kingston DC500R は読み取り操作に非常によく対応しており、対応するタスクのプロフェッショナル機器として推奨できます。 混合負荷の場合、およびより多くの電力が必要な場合、Truesystems は Kingston DC500M を推奨します。 この出版物では、Kingston の企業向けドライブのモデルライン全体が魅力的な価格であることにも言及し、TLC 3D-NAND への移行が品質を損なうことなく価格を下げるのに本当に役立ったことを認めています。 Truesystems の専門家は、Kingston の高レベルの技術サポートと DC500 シリーズ ドライブの XNUMX 年間保証も高く評価しました。

PS 念のために言っておきますが、 オリジナルのレビューは Truesystems の Web サイトで読むことができます.

Kingston Technology 製品の詳細については、お問い合わせください。 企業ウェブサイトへ.

出所： habr.com