Prosiliście o pokazanie realnych przykładów wykorzystania naszych korporacyjnych dysków SSD oraz profesjonalnych testów. Oferujemy Państwu szczegółowy przegląd naszych dysków SSD od naszego partnera Truesystems. Eksperci Truesystems zmontowali prawdziwy serwer i emulowali absolutnie realne problemy, z którymi borykają się wszystkie dyski SSD klasy korporacyjnej. Zobaczmy, co wymyślili!
Skład Kingstona na rok 2019
Na początek trochę suchej teorii. Wszystkie dyski SSD firmy Kingston można podzielić na cztery duże grupy. Podział ten jest warunkowy, ponieważ te same dyski należą do kilku rodzin jednocześnie.
- SSD SATA w formacie 2,5″, M.2 i mSATA Kingston UV500 oraz dwa modele dysków z interfejsem NVMe - Kingston A1000 i Kingston KC2000;
- . Te same modele co w poprzedniej grupie i dodatkowo dysk SSD SATA Kingston A400;
- : UV500 i KC2000;
- . Dyski serii DC500, które stały się bohaterem tej recenzji. Linia DC500 dzieli się na DC500R (odczyt pierwotny, 0,5 DWPD) i DC500M (obciążenie mieszane, 1,3 DWPD).
W teście Truesystems miał komputer Kingston DC500R o pojemności 960 GB i Kingston DC500M z 1920 GB pamięci. Odświeżmy pamięć o ich cechach:
Kingstona DC500R
- Objętość: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Współczynnik kształtu: 2,5 cala, wysokość 7 mm
- Interfejs: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Deklarowana wydajność (model 960 GB)
- Dostęp sekwencyjny: odczyt - 555 MB/s, zapis - 525 MB/s
- Dostęp losowy (blok 4 KB): odczyt - 98 000 IOPS, zapis - 20 000 IOPS
- Opóźnienie QoS (blok 4 KB, QD=1, 99,9 percentyl): odczyt - 500 µs, zapis - 2 ms
- Rozmiar emulowanego sektora: 512 bajtów (logiczny/fizyczny)
- Zasób: 0,5 DWPD
- Okres gwarancji: 5 lat
Kingstona DC500M
- Objętość: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Współczynnik kształtu: 2,5 cala, wysokość 7 mm
- Interfejs: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Deklarowana wydajność (model 1920 GB)
- Dostęp sekwencyjny: odczyt - 555 MB/s, zapis - 520 MB/s
- Dostęp losowy (blok 4 KB): odczyt - 98 000 IOPS, zapis - 75 000 IOPS
- Opóźnienie QoS (blok 4 KB, QD=1, 99,9 percentyl): odczyt - 500 µs, zapis - 2 ms
- Rozmiar emulowanego sektora: 512 bajtów (logiczny/fizyczny)
- Zasób: 1,3 DWPD
- Okres gwarancji: 5 lat
Eksperci Truesystems zauważyli, że dyski Kingston wskazują wartości QoS całkowitego opóźnienia jako maksymalną wartość percentyla wynoszącą 99,9% (99,9% wszystkich wartości będzie mniejsza niż określona wartość). Jest to bardzo ważny wskaźnik szczególnie w przypadku dysków serwerowych, ponieważ ich działanie wymaga przewidywalności, stabilności i braku nieoczekiwanych zawieszeń. Jeśli wiesz, jakie opóźnienia QoS są określone w specyfikacji dysku, możesz przewidzieć jego działanie, co jest bardzo wygodne.
Parametry testowe
Obydwa dyski zostały przetestowane na stanowisku testowym symulującym serwer. Jego cechy:
- Procesor Intel Xeon E5-2620 V4 (8 rdzeni, 2,1 GHz, obsługa HT)
- Pamięć 32 GB
- Płyta główna Supermicro X10SRi-F (1x gniazdo R3, Intel C612)
- CentOS Linux 7.6.1810
- Do wygenerowania obciążenia wykorzystano wersję FIO 3.14
I jeszcze raz o tym, które dyski SSD zostały przetestowane:
- Kingston DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
- Oprogramowanie sprzętowe: SCEKJ2.3
- Objętość: 960 197 124 096 bajtów
- Kingston DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- Oprogramowanie sprzętowe: SCEKJ2.3
- Объём: 1 920 383 410 176 байт
Metodologia testów
Na podstawie popularnego zestawu testów testerzy dokonali jednak w nim poprawek, aby obciążenia były jak najbardziej zbliżone do rzeczywistego wykorzystania korporacyjnych dysków SSD w 2019 roku. W opisie każdego testu odnotujemy, co dokładnie zostało zmienione i dlaczego.
Test operacji wejścia/wyjścia (IOPS)
Ten test mierzy IOPS dla różnych rozmiarów bloków (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0,5 KB) i dostępów losowych przy różnych współczynnikach odczyt/do odczytu. , 100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95). Eksperci Truesystems zastosowali następujące parametry testowe: 0 wątków z głębokością kolejki 100. Jednocześnie blok 16 KB (8 bajtów) w ogóle nie został uruchomiony, ponieważ jego rozmiar jest zbyt mały, aby poważnie załadować dyski.
Kingston DC500R w teście IOPS
Dane tabeli:
Kingston DC500M w teście IOPS
Dane tabeli:
Test IOPS nie oznacza osiągnięcia trybu nasycenia, więc dość łatwo go zaliczyć. Obydwa dyski spisały się znakomicie, w pełni spełniając podane specyfikacje fabryczne. Badani wykazali się doskonałą wydajnością w pisaniu w blokach 4 KB: 70 i 88 tysięcy IOPS. To świetne rozwiązanie, szczególnie w przypadku zorientowanego na czytanie Kingstona DC500R. Jeśli chodzi o same operacje odczytu, te dyski SSD nie tylko przekraczają wartości fabryczne, ale także ogólnie zbliżają się do pułapu wydajności interfejsu SATA.
Test przepustowości
Ten test sprawdza przepustowość sekwencyjną. Oznacza to, że oba dyski SSD wykonują sekwencyjne operacje odczytu i zapisu w blokach 1 MB i 128 KB. 8 wątków z głębokością kolejki 16 na wątek.
Kingston DC500R:
- Odczyt sekwencyjny 128 KB: 539,81 MB/s
- Zapis sekwencyjny 128 KB: 416,16 MB/s
- Odczyt sekwencyjny 1 MB: 539,98 MB/s
- Zapis sekwencyjny 1 MB: 425,18 MB/s
Kingston DC500M:
- Odczyt sekwencyjny 128 KB: 539,27 MB/s
- Zapis sekwencyjny 128 KB: 518,97 MB/s
- Odczyt sekwencyjny 1 MB: 539,44 MB/s
- Zapis sekwencyjny 1 MB: 518,48 MB/s
I tutaj również widzimy, że prędkość odczytu sekwencyjnego dysku SSD zbliżyła się do limitu przepustowości interfejsu SATA 3. Generalnie dyski Kingston nie wykazują żadnych problemów z odczytem sekwencyjnym.
Zapis sekwencyjny trochę się opóźnia, co szczególnie widać w przypadku Kingstona DC500R, który należy do klasy intensywnego odczytu, czyli jest przeznaczony do intensywnego czytania. Dlatego Kingston DC500R w tej części testu uzyskał wartości jeszcze niższe od podanych. Jednak eksperci Truesystems uważają, że jak na dysk, który w ogóle nie jest przeznaczony do takich obciążeń (pamiętajmy, że DC500R ma zasoby 0,5 DWPD), te ponad 400 MB/s nadal można uznać za dobry wynik.
Test opóźnienia
Jak już zauważyliśmy, jest to najważniejszy test dla dysków korporacyjnych. Przecież można na jego podstawie określić, jakie problemy pojawiają się podczas długotrwałego, codziennego użytkowania dysku SSD. Standardowy test SNIA PTS mierzy średnie i maksymalne opóźnienie dla różnych rozmiarów bloków (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) i współczynników odczytu/zapisu (100/0, 65/35, 0/100) przy minimalnej głębokości kolejki (1 wątek z QD=1). Jednak redaktorzy Truesystems postanowili go poważnie zmodyfikować, aby uzyskać bardziej realistyczne wartości:
- Wykluczony blok 0,5 KB;
- Zamiast ładowania jednowątkowego z kolejkami 1 i 32, obciążenie różni się liczbą wątków (1, 2, 4) i głębokością kolejki (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- Zamiast stosunku 65/35 stosuje się 70/30, ponieważ jest to bardziej realistyczne;
- Podawane są nie tylko wartości średnie i maksymalne, ale także percentyle 99%, 99,9%;
- dla wybranej wartości liczby wątków wykreślane są wykresy opóźnień (99%, 99,9% i wartość średnia) w funkcji IOPS dla wszystkich bloków i współczynników odczytu/zapisu.
Dane uśredniono z czterech z 25 rund trwających 35 sekund (5 rozgrzewek + 30 sekund obciążenia). Do wykresów redaktorzy Truesystems wybrali szereg wartości o głębokości kolejek od 1 do 32 z 1–4 wątkami. Dokonano tego w celu oceny wydajności dysków, biorąc pod uwagę opóźnienie, czyli najbardziej realistyczny wskaźnik.
Wskaźniki średniego opóźnienia:
Ten wykres wyraźnie pokazuje różnicę pomiędzy DC500R i DC500M. Kingston DC500R przeznaczony jest do intensywnych operacji odczytu, dlatego liczba operacji zapisu praktycznie nie rośnie wraz ze wzrostem obciążenia i utrzymuje się na poziomie 25 000.
Jeśli spojrzeć na obciążenie mieszane (70% zapisu i 30% odczytu), różnica między DC500R i DC500M również pozostaje zauważalna. Jeśli weźmiemy obciążenie odpowiadające opóźnieniu 400 mikrosekund, zobaczymy, że uniwersalny DC500M ma trzykrotnie większą wydajność. Jest to również całkiem naturalne i wynika z charakterystyki napędów.
Ciekawym szczegółem jest to, że DC500M przewyższa DC500R nawet przy 100% odczycie, zapewniając mniejsze opóźnienia przy tej samej liczbie IOPS. Różnica jest niewielka, ale bardzo interesująca.
Percentyl opóźnienia 99%:
Percentyl opóźnienia 99.9%:
Korzystając z tych wykresów, eksperci Truesystems sprawdzili wiarygodność deklarowanych charakterystyk w zakresie opóźnienia QoS. Specyfikacje wskazywały 0,5 ms odczytu i 2 ms zapisu dla bloku 4 KB z głębokością kolejki 1. Z dumą możemy poinformować, że te liczby zostały potwierdzone, i to z dużym marginesem. Co ciekawe, minimalne opóźnienie odczytu (280–290 μs dla DC500R i 250–260 μs dla DC500M) osiąga się nie przy QD=1, ale przy 2–4.
Opóźnienie zapisu przy QD=1 wyniosło 50 μs (tak małe opóźnienie uzyskano dzięki temu, że przy małym obciążeniu pamięć podręczna dysku ma gwarancję czasu na zwolnienie, a przy zapisie do pamięci podręcznej zawsze widzimy opóźnienie). Liczba ta jest 40 razy niższa od wartości deklarowanej!
Ciągły test wydajności
Kolejny niezwykle realistyczny test badający zmiany wydajności (IOPS i opóźnienia) podczas długotrwałej, intensywnej pracy. Scenariusz roboczy to losowe nagrywanie w blokach 4 KB przez 600 minut. Celem tego testu jest to, że pod takim obciążeniem dysk SSD przechodzi w tryb nasycenia, gdy kontroler jest w sposób ciągły zaangażowany w zbieranie elementów bezużytecznych, aby przygotować wolne bloki pamięci do zapisu. Oznacza to, że jest to tryb najbardziej wyczerpujący – dokładnie z tym, z czym borykają się dyski SSD klasy korporacyjnej, spotykane w prawdziwych serwerach.
Na podstawie wyników testów Truesystems otrzymało następujące wskaźniki wydajności:
Główny wynik tej części testu: zarówno Kingston DC500R, jak i Kingston DC500M w rzeczywistej pracy przekraczają własne wartości fabryczne. Kiedy wyczerpią się przygotowane bloki, rozpoczyna się tryb nasycenia, a Kingston DC500R utrzymuje 22 000 IOPS (zamiast 20 000 IOPS). Kingston DC500M mieści się w przedziale 77-78 000, choć profil dysku podaje 75 000 IOPS. Test ten wyraźnie pokazuje również różnicę między dyskami: jeśli proces pracy dysku obejmuje dużą część operacji zapisu, Kingston DC500M okazuje się ponad trzykrotnie bardziej produktywny (pamiętamy również, że DC500M wykazywał mniejsze opóźnienia w operacjach odczytu ).
Opóźnienia podczas trwałych operacji zapisu przedstawiono na poniższym wykresie. Mediana, percentyle 99%, 99,9% i 99,99%.
Widzimy, że opóźnienie obu dysków wzrasta proporcjonalnie do spadku wydajności, bez ostrych spadków i niewytłumaczalnych szczytów. To bardzo dobrze, ponieważ przewidywalność jest dokładnie taka, jakiej oczekuje się od dysków korporacyjnych. Eksperci Truesystems podkreślają, że testowanie odbywało się w 8 wątkach przy głębokości kolejki 16 na wątek, więc nie wartości bezwzględne są ważne, ale dynamika. Kiedy testowali DC400, wystąpiły poważne opóźnienia w tym teście ze względu na działanie kontrolera, ale na tym wykresie Kingston DC500R i Kingston DC500M nie mają takich problemów.
Rozkład opóźnień obciążenia
Jako bonus, redaktorzy Truesystems sprawdzili modele Kingston DC500R i Kingston DC500M w uproszczonym teście nr 13 specyfikacji SNIA SSS PTS 2.0.1. Rozkład opóźnienia pod obciążeniem badano w postaci specjalnego wzoru CBW:
Rozmiary bloków:
Rozkład obciążenia w wolumenie pamięci:
Współczynnik odczytu/zapisu: 60/40%.
Po bezpiecznym wymazaniu i wstępnym załadowaniu testerzy przeprowadzili 10 60-sekundowych rund głównego testu dla liczby wątków 1–4 i głębokości kolejki 1–32. Na podstawie wyników skonstruowano histogram rozkładu wartości z rund odpowiadających średniej wydajności (IOPS). W przypadku obu dysków osiągnięto to za pomocą jednego wątku z głębokością kolejki wynoszącą 4.
W rezultacie uzyskano następujące wartości:
DC500R: 17949 IOPS przy opóźnieniu 594 µs
DC500M: 18880 IOPS przy 448 µs.
Rozkłady opóźnień analizowano oddzielnie dla odczytu i zapisu.
wniosek
Redaktorzy Truesystems doszli do wniosku, że wyniki testów Kingston DC500R i Kingston DC500M można jednoznacznie zinterpretować jako dobre. Kingston DC500R bardzo dobrze radzi sobie z operacjami odczytu i można go polecić jako profesjonalny sprzęt do odpowiednich zadań. W przypadku obciążeń mieszanych i gdy potrzebna jest większa moc, Truesystems zaleca Kingston DC500M. W publikacji zwrócono także uwagę na atrakcyjne ceny całej linii modelowej dysków korporacyjnych firmy Kingston i przyznano, że przejście na TLC 3D-NAND naprawdę pomogło obniżyć cenę bez utraty jakości. Ekspertom Truesystems spodobał się także wysoki poziom wsparcia technicznego firmy Kingston i pięcioletnia gwarancja na dyski serii DC500
PS Przypominamy o tym .
Aby uzyskać więcej informacji na temat produktów firmy Kingston Technology, prosimy o kontakt .
Źródło: www.habr.com