U vroeg om ons echte voorbeelden van het gebruik van onze zakelijke SSD's en professionele tests te tonen. We presenteren u een gedetailleerd overzicht van onze SSD's. van onze partner Truesystems. De experts van Truesystems hebben een echte server samengesteld en absoluut realistische taken nagebootst waarmee alle SSD's van enterprise-niveau te maken hebben. Laten we kijken wat ze hebben opgezet!
Modelreeks Kingston 2019
Eerst wat droge theorie. Alle Kingston SSD's kunnen worden onderverdeeld in vier grote groepen. Deze indeling is enigszins arbitrair, omdat dezelfde schijven in meerdere families vallen.
- SATA SSD's in formaten van 2,5″, M.2 en mSATA Kingston UV500 en twee modellen schijven met NVMe-interface — Kingston A1000 en Kingston KC2000;
- . Dit zijn dezelfde modellen als in de vorige groep, plus SATA SSD Kingston A400;
- : UV500 en KC2000;
- . De DC500-serie is de held van deze review. De DC500-reeks is verdeeld in DC500R (voorrang op lezen, 0,5 DWPD) en DC500M (gemengde workloads, 1,3 DWPD).
In de test bij Truesystems waren Kingston DC500R met een capaciteit van 960 GB en Kingston DC500M met 1920 GB geheugen. Laten we hun specificaties opfrissen:
Kingston DC500R
- Capaciteit: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Formaat: 2,5″, hoogte 7 mm
- Interface: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Geclaimde prestaties (voor het model van 960 GB)
- Sequentiële toegang: lezen — 555 MB/s, schrijven — 525 MB/s
- Toevallige toegang (blok 4 KB): lezen — 98 000 IOPS, schrijven — 20 000 IOPS
- QoS-latentie (blok 4 KB, QD=1, percentiel 99,9%): lezen — 500 μs, schrijven — 2 ms
- Nabootsbare sector grootte: 512 bytes (logisch/fysiek)
- Levensduur: 0,5 DWPD
- Garantieperiode: 5 jaar
Kingston DC500M
- Capaciteit: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Formaat: 2,5″, hoogte 7 mm
- Interface: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Geclaimde prestaties (voor het model van 1920 GB)
- Sequentiële toegang: lezen — 555 MB/s, schrijven — 520 MB/s
- Toevallige toegang (blok 4 KB): lezen — 98 000 IOPS, schrijven — 75 000 IOPS
- QoS-latentie (blok 4 KB, QD=1, percentiel 99,9%): lezen — 500 μs, schrijven — 2 ms
- Nabootsbare sector grootte: 512 bytes (logisch/fysiek)
- Levensduur: 1,3 DWPD
- Garantieperiode: 5 jaar
Experts van Truesystems hebben opgemerkt dat bij Kingston-opslagmedia de QoS-waarden voor latentie worden aangegeven als een maximale waarde van het 99,9 percentiel (99,9% van alle waarden zal lager zijn dan de opgegeven hoeveelheid). Dit is een zeer belangrijke indicator, vooral voor server-opslagmedia, aangezien van hen voorspelbaarheid, stabiliteit en het ontbreken van onverwachte vertragingen vereist zijn. Als je weet welke QoS-latenties in de specificatie van het opslagmedium zijn vermeld, kun je de prestaties ervan voorspellen, wat erg handig is.
Testparameters
Beide opslagmedia werden getest in een testopstelling die een server imiteert. De specificaties zijn als volgt:
- Intel Xeon E5-2620 V4-processor (8 cores, 2,1 GHz, Hyper-Threading ingeschakeld)
- 32 GB geheugen
- Supermicro X10SRi-F moederbord (1x socket R3, Intel C612)
- CentOS Linux 7.6.1810
- Voor het genereren van belasting werd FIO versie 3.14 gebruikt
En nogmaals over welke SSD's zijn getest:
- Kingston DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Volume: 960 197 124 096 bytes
- Kingston DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Volume: 1 920 383 410 176 bytes
Testmethodologie
Een populaire testset is als basis genomen , maar de testers hebben aanpassingen gedaan om de belasting meer in lijn te brengen met het reële gebruik van zakelijke SSD's in 2019. In de beschrijving van elke test zullen we vermelden wat er specifiek is veranderd en waarom.
IOPS-test
In deze test wordt het aantal input/output-bewerkingen per seconde voor blokken van verschillende groottes (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0,5 KB) en bij willekeurige toegang met verschillende lees/schrijf-verhoudingen (100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95, 0/100) gemeten. Experts van Truesystems gebruikten de volgende testparameters: 16 threads met een queue diepte van 8. De blokgrootte van 0,5 KB (512 bytes) werd echter helemaal niet getest, omdat deze te klein is om de opslagmedia substantieel te belasten.
Kingston DC500R in de IOPS-test
Tabelgegevens:
Kingston DC500M in de IOPS-test
Tabelgegevens:
De IOPS-test veronderstelt geen verzadigingsmodus, dus het gaat vrij gemakkelijk. Beide schijven presteerden uitstekend en kwamen volledig overeen met de opgegeven fabriekskenmerken. De producten toonden uitstekende prestaties met het schrijven van blokken van 4 KB: 70 en 88 duizend IOPS. Dit is geweldig, vooral voor de op lezen gerichte Kingston DC500R. Wat de leesoperaties betreft, overtreffen deze SSD-schijven niet alleen hun eigen fabriekswaarden, maar naderen ze ook de bovengrens van de prestaties van de SATA-interface.
Doorvoertest
In deze test wordt de doorvoercapaciteit bij sequentiële toegang onderzocht. Dat wil zeggen, beide SSD-schijven voeren operaties uit voor sequentieel lezen en schrijven van blokken van 1 MB en 128 KB. 8 threads met een wachttiept van 16 voor elke thread.
Kingston DC500R:
- 128 KB sequentieel lezen: 539,81 MB/s
- 128 KB sequentieel schrijven: 416,16 MB/s
- 1 MB sequentieel lezen: 539,98 MB/s
- 1 MB sequentieel schrijven: 425,18 MB/s
Kingston DC500M:
- 128 KB sequentieel lezen: 539,27 MB/s
- 128 KB sequentieel schrijven: 518,97 MB/s
- 1 MB sequentieel lezen: 539,44 MB/s
- 1 MB sequentieel schrijven: 518,48 MB/s
Ook hier zien we dat de snelheid van sequentieel lezen van de SSD de grens van de doorvoercapaciteit van de SATA 3-interface benadert. Er zijn eigenlijk geen problemen met sequentieel lezen bij de Kingston-schijven vastgesteld.
De sequentiële schrijfsnelheid blijft iets achter, wat vooral goed zichtbaar is bij de Kingston DC500R, die behoort tot de klasse van read intensive, dat wil zeggen, ontworpen voor intensief lezen. Daarom gaf de Kingston DC500R in dit deel van de test waarden die zelfs lager zijn dan opgegeven. Maar experts van Truesystems geloven dat, gezien het feit dat deze schijf helemaal niet is bedoeld voor dergelijke belasting (ter herinnering, de levensduur van de DC500R bedraagt 0,5 DWPD), deze 400 MB/s toch als een goed resultaat kan worden beschouwd.
Vertragingstest
Zoals we al hebben opgemerkt, is dit de belangrijkste test voor zakelijke opslag. Hieraan kan worden bepaald welke problemen zich voordoen bij langdurig dagelijks gebruik van een SSD-schijf. Tijdens de standaard SNIA PTS-test wordt de gemiddelde en maximale vertraging gemeten voor verschillende blokgroottes (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) en lees-/schrijververhouding (100/0, 65/35, 0/100) bij een minimale wachttiepten (1 stroom met QD=1). Echter, in de Truesystems-editie hebben ze het serieus verbeterd om meer realistische waarden te verkrijgen:
- Blok 0,5 KB is geëlimineerd;
- In plaats van een enkelvoudige belasting met wachttiepen van 1 en 32, varieert de belasting in het aantal stromen (1, 2, 4) en wachttiepten (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- In plaats van de verhouding 65/35 wordt 70/30 gebruikt, wat realistischer is;
- Er worden niet alleen gemiddelde en maximale waarden gepresenteerd, maar ook de percentielen 99%, 99,9%;
- Voor de geselecteerde waarde van het aantal stromen worden grafieken van de afhankelijkheid van de vertraging (99%, 99,9% en gemiddelde waarde) van IOPS voor alle blokken en lees-/schrijververhoudingen opgebouwd.
De gegevens zijn gemiddeld over vier van de 25 rondes van elk 35 seconden (5 'opwarm' + 30 seconden belasting). Voor de grafieken heeft de Truesystems-editie een reeks waarden gekozen met een wachttiepten van 1 tot 32 met 1–4 stromen. Dit werd gedaan om de prestaties van de opslag te evalueren met inachtneming van de vertraging, dat wil zeggen, de meest realistische indicator.
Gemiddelde vertragingwaarden:
Deze grafiek laat duidelijk het verschil zien tussen de modellen DC500R en DC500M. De Kingston DC500R is ontworpen voor intensieve leesbewerkingen, waardoor het aantal schrijfoperaties praktisch niet toeneemt met de belasting, en blijft op het niveau van 25.000.
Als we naar de gemengde belasting (70% schrijven en 30% lezen) kijken, blijft het verschil tussen DC500R en DC500M ook opvallend. Als we de belasting bekijken die overeenkomt met een vertraging van 400 microseconden, is het duidelijk dat de universele DC500M drie keer betere prestaties levert. Dit is ook heel logisch en vloeit voort uit de specificaties van de opslag.
Een interessant detail is dat de DC500M de DC500R zelfs in een 100%-lezingscenario overtreft, met een lagere vertraging bij hetzelfde aantal IOPS. Het verschil is klein, maar zeer interessant.
99%-percentiel van de vertraging:
99.9%-percentiel van de vertraging:
Aan de hand van deze grafieken hebben de experts van Truesystems de juistheid van de opgegeven specificaties voor QoS-latentie gecontroleerd. In de specificaties werd een waarde van 0,5 ms voor lezen en 2 ms voor schrijven voor een blok van 4 KB bij een queue diepte van 1 opgegeven. We zijn trots te kunnen melden dat deze cijfers zijn bevestigd, met ruime marge. Interessant is dat de minimale leelatentie (280–290 µs voor de DC500R en 250–260 µs voor de DC500M) niet wordt bereikt bij QD=1, maar bij 2–4.
De schrijf-latentie bij QD=1 was 50 µs (deze lage latentie wordt bereikt doordat de cache van de schijf gegarandeerd kan worden vrijgemaakt bij lage belasting, waardoor we altijd de latentie bij het schrijven naar de cache zien). Deze waarde is 40 keer lager dan de opgegeven waarde!
Test van doorlopende prestatie
Nog een uiterst realistische test, waarin de verandering in prestatie (IOPS en latentie) wordt bestudeerd tijdens intensief, langdurig gebruik. Voor het werkscenario is willekeurig schrijven in blokken van 4 KB gedurende 600 minuten gekozen. Het doel van deze test is dat bij deze belasting de SSD in een verzadigingsmodus komt, waarbij de controller voortdurend bezig is met het opruimen van ongebruikte blokken om ruimte vrij te maken voor schrijfblokken. Dit is dus een extreem veeleisende modus — precies datgene waar enterprise-grade SSD's in echte servers mee te maken krijgen.
Na de test heeft Truesystems de volgende prestatiegegevens ontvangen:
Het belangrijkste resultaat van dit deel van de test: zowel de Kingston DC500R als de Kingston DC500M presteren in de praktijk beter dan hun fabriekswaarden. Wanneer de voorbereide blokken opraken, komt de verzadigingsmodus in werking, en de Kingston DC500R blijft op 22.000 IOPS (in plaats van 20.000 IOPS) functioneren. De Kingston DC500M ligt tussen de 77.000 en 78.000, terwijl er in het schijfprofiel 75.000 IOPS is opgegeven. Ook is bij deze test het verschil tussen de schijven duidelijk zichtbaar: als het werkproces van de schijf een hoog percentage schrijfoperaties impliceert, blijkt de Kingston DC500M meer dan drie keer zo performant te zijn (en we moeten ook opmerken dat de DC500M ook bij leesoperaties betere latenties toonde).
De latenties tijdens continue schrijfoperaties zijn in de volgende grafiek weergegeven. De mediaan, percentielen 99%, 99,9% en 99,99%.
We zien dat de vertraging bij beide schijven toeneemt in verhouding tot de afname van de prestaties, zonder scherpe dalen of onverklaarbare pieken. Dit is zeer goed, aangezien voorspelbaarheid juist is wat men van bedrijfsschijven verwacht. De experts van Truesystems benadrukken dat de testen zijn uitgevoerd met 8 threads en een queue-diepte van 16 per thread, waardoor niet de absolute waarden, maar de dynamiek belangrijk is. Toen zij de DC400 testten, waren er sterke vertragingen door de werking van de controller, maar zo'n probleem zien we niet op deze grafiek voor de Kingston DC500R en Kingston DC500M.
Vertragingverdeling onder belasting
Als bonus heeft de redactie van Truesystems de Kingston DC500R en Kingston DC500M door een vereenvoudigde test №13 van de SNIA SSS PTS 2.0.1 specificatie gedraaid. De verdeling van de vertraging onder belasting is onderzocht in de vorm van een speciaal patroon CBW:
Blokgroottes:
Verdeling van de belasting over de opslagcapaciteit:
Verhouding lezen/schrijven: 60/40%.
Na een secure erase en voorafgaande belasting voerden de testers 10 ronden van 60 seconden uit voor de hoofdtaken met 1–4 threads en een queue-diepte van 1–32. Op basis van de resultaten werd een histogram van de verdeling opgebouwd volgens de waarden uit de ronden, die overeenkwamen met de gemiddelde prestaties (IOPS). Voor beide schijven werd deze bereikt met één thread en een queue-diepte van 4.
Uiteindelijk resulteerden de volgende waarden:
DC500R: 17949 IOPS met een vertraging van 594 μs
DC500M: 18880 IOPS met 448 μs.
De vertraging werd afzonderlijk geanalyseerd voor lezen en schrijven.
Conclusie
De redactie van Truesystems concludeerde dat de testresultaten van de Kingston DC500R en Kingston DC500M zonder enige twijfel als goed kunnen worden geïnterpreteerd. De Kingston DC500R presteert zeer goed bij leesoperaties en kan worden aanbevolen als professioneel apparaat voor de bijbehorende taken. Voor gemengde belasting en bij een grotere behoefte aan capaciteit raadt Truesystems de Kingston DC500M aan. Ook wijst het tijdschrift op de aantrekkelijke prijzen van de hele modelreeks van de Kingston bedrijfsschijven en erkent dat de overstap naar TLC 3D-NAND daadwerkelijk heeft geholpen om de prijs te verlagen zonder in kwaliteit in te boeten. Ook waren de experts van Truesystems tevreden over het hoge niveau van technische ondersteuning van Kingston en de vijf jaar garantie op de serie DC500 schijven.
P.S. We herinneren u eraan dat .
Voor meer informatie over de producten van Kingston Technology kunt u contact opnemen .
Bron: habr.com
