Poprosiliście o zaprezentowanie rzeczywistych przykładów użycia naszych firmowych dysków SSD oraz profesjonalnych testów. Przedstawiamy szczegółowy przegląd naszych dysków SSD od naszego partnera Truesystems. Eksperci Truesystems zbudowali rzeczywisty serwer i emulowali całkowicie realistyczne zadania, z którymi borykają się wszystkie dyski półprzewodnikowe klasy korporacyjnej. Przeczytajmy, co udało im się osiągnąć!
Linia modelowa Kingston z 2019 roku
Na początek trochę suchej teorii. Wszystkie dyski półprzewodnikowe Kingston można podzielić na cztery dużą grupy. Podział ten jest umowny, ponieważ te same dyski mogą należeć jednocześnie do kilku rodzin.
- Dyski SATA w formatach 2,5″, M.2 i mSATA Kingston UV500 oraz dwa modele dysków z interfejsem NVMe — Kingston A1000 i Kingston KC2000;
- . Takie same modele jak w poprzedniej grupie oraz dodatkowo dysk SATA SSD Kingston A400;
- : UV500 i KC2000;
- . Dyski serii DC500, które stały się bohaterem tej recenzji. Linia DC500 dzieli się na DC500R (preferencje do odczytu, 0,5 DWPD) i DC500M (obciążenia mieszane, 1,3 DWPD).
Na teście u Truesystems znalazły się Kingston DC500R o pojemności 960 GB i Kingston DC500M z 1920 GB pamięci. Przypomnijmy ich specyfikacje:
Kingston DC500R
- Pojemność: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Format: 2,5″, wysokość 7 mm
- Interfejs: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Zgłoszona wydajność (dla modelu 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
- Opóźnienia QoS (blok 4 KB, QD=1, percentyl 99,9%): odczyt — 500 µs, zapis — 2 ms
- Emulowany rozmiar sektora: 512 bajtów (logiczny/fizyczny)
- Żywotność: 0,5 DWPD
- Okres gwarancji: 5 lat
Kingston DC500M
- Pojemność: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Format: 2,5″, wysokość 7 mm
- Interfejs: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Zgłoszona wydajność (dla modelu 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
- Opóźnienia QoS (blok 4 KB, QD=1, percentyl 99,9%): odczyt — 500 µs, zapis — 2 ms
- Emulowany rozmiar sektora: 512 bajtów (logiczny/fizyczny)
- Żywotność: 1,3 DWPD
- Okres gwarancji: 5 lat
Eksperci Truesystems zwrócili uwagę, że w dyskach Kingston wartości QoS dotyczące całkowitego opóźnienia podawane są jako maksymalna wartość percentyla 99,9% (99,9% wszystkich wartości będzie niższe od podanej wielkości). To bardzo ważny wskaźnik, zwłaszcza dla dysków serwerowych, ponieważ wymagana jest od nich przewidywalność, stabilność i brak nieoczekiwanych zacięć. Jeśli znasz wartości QoS opóźnień podane w specyfikacji dysku, możesz prognozować jego działanie, co jest bardzo wygodne.
Parametry testowania
Oba dyski były testowane w środowisku testowym imituącym serwer. Jego charakterystyka:
- Procesor Intel Xeon E5-2620 V4 (8 rdzeni, 2,1 GHz, HT włączone)
- 32 GB pamięci
- Płyta główna Supermicro X10SRi-F (1x gniazdo R3, Intel C612)
- CentOS Linux 7.6.1810
- Do generowania obciążenia użyto FIO w wersji 3.14
I jeszcze raz o tym, jakie dyski SSD były testowane:
- Kingston DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
- Wersja oprogramowania: SCEKJ2.3
- Pojemność: 960 197 124 096 bajtów
- Kingston DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- Wersja oprogramowania: SCEKJ2.3
- Pojemność: 1 920 383 410 176 bajtów
Metodyka testowania
Za podstawę wzięto popularny zestaw testów , jednak testerzy wprowadzili do niego korekty, aby obciążenia były bardziej zbliżone do rzeczywistego użycia dysków SSD w 2019 roku. W opisie każdego testu zaznaczymy, co dokładnie zostało zmienione i dlaczego.
Test operacji wejścia-wyjścia (IOPS)
W tym teście mierzona jest liczba operacji wejścia-wyjścia na sekundę dla bloków o różnych rozmiarach (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0,5 KB) i dostępu losowego z różnymi proporcjami odczytu/zapisu (100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95, 0/100). Eksperci Truesystems użyli następujących parametrów testu: 16 wątków z głębokością kolejki 8. Blok o rozmiarze 0,5 KB (512 bajtów) w ogóle nie był testowany, ponieważ jego rozmiar jest zbyt mały, aby poważnie obciążyć dyski.
Kingston DC500R w teście IOPS
Dane tabelaryczne:
Kingston DC500M w teście IOPS
Dane tabelaryczne:
Test IOPS nie zakłada osiągania trybu nasycenia, dlatego jest dość łatwy do przejścia. Oba dyski poradziły sobie doskonale, w pełni odpowiadając deklarowanym specyfikacjom fabrycznym. Obiekty badane wykazały znakomitą wydajność przy zapisie blokami po 4 KB: 70 i 88 tysięcy IOPS. To świetnie, szczególnie dla Kingston DC500R, który jest zorientowany na odczyt. Jeśli chodzi o same operacje odczytu, te dyski SSD nie tylko przewyższają własne wartości fabryczne, ale ogólnie zbliżają się do granicznej wydajności interfejsu SATA.
Test przepustowości
W teście tym badana jest przepustowość przy dostępie sekwencyjnym. Oznacza to, że oba dyski SSD wykonują operacje sekwencyjnego odczytu i zapisu blokami 1 MB i 128 KB. 8 wątków z głębokością kolejki 16 dla każdego wątku.
Kingston DC500R:
- 128 KB sekwencyjny odczyt: 539,81 MB/s
- 128 KB sekwencyjny zapis: 416,16 MB/s
- 1 MB sekwencyjny odczyt: 539,98 MB/s
- 1 MB sekwencyjny zapis: 425,18 MB/s
Kingston DC500M:
- 128 KB sekwencyjny odczyt: 539,27 MB/s
- 128 KB sekwencyjny zapis: 518,97 MB/s
- 1 MB sekwencyjny odczyt: 539,44 MB/s
- 1 MB sekwencyjny zapis: 518,48 MB/s
I tutaj również widzimy, że prędkość sekwencyjnego odczytu SSD zbliżyła się do maksymalnej przepustowości interfejsu SATA 3. W ogóle nie wykryto problemów z sekwencyjnym odczytem w przypadku dysków Kingston.
Sekwencyjny zapis lekko odstaje, co szczególnie widać w przypadku Kingston DC500R, który należy do klasy read intensive, co oznacza, że jest przeznaczony do intensywnego odczytu. Dlatego Kingston DC500R w tej części testu uzyskał wartości nawet poniżej deklarowanych. Jednak eksperci Truesystems uważają, że dla dysku, który nie jest w ogóle zaprojektowany do takich obciążeń (przypomnijmy, że wskaźnik dla DC500R wynosi 0,5 DWPD), te 400 z hakiem MB/s można jednak uznać za dobry wynik.
Test opóźnienia
Jak już wspomniano, to najważniejszy test dla nośników korporacyjnych. Dzięki niemu można określić, jakie problemy występują przy długotrwałym codziennym użytkowaniu dysku SSD. W standardowym teście SNIA PTS mierzona jest średnia i maksymalna wartość opóźnienia dla różnych rozmiarów bloków (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) oraz proporcji odczytu/zapisu (100/0, 65/35, 0/100) przy minimalnej głębokości kolejki (1 wątek z QD=1). Jednak w edycji Truesystems zdecydowano się na poważne poprawki, aby uzyskać bardziej realistyczne wartości:
- Wykluczono blok 0,5 KB;
- Zamiast jedno-wątkowego obciążenia z kolejkami 1 i 32 obciążenie zmienia się w zależności od liczby wątków (1, 2, 4) oraz głębokości kolejki (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- Zamiast proporcji 65/35 używa się 70/30, jako bardziej realistycznej;
- Podawane są nie tylko średnie i maksymalne wartości, ale również percentyle 99%, 99,9%;
- dla wybranego wartości liczby wątków budowane są wykresy zależności opóźnienia (99%, 99,9% i wartości średniej) od IOPS dla wszystkich bloków i proporcji odczytu/zapisu.
Dane zostały uśrednione z czterech z 25 rund o długości 35 sekund (5 „rozgrzewających” + 30-sekundowe obciążenie) każda. Dla wykresów edycja Truesystems wybrała serię wartości z głębokością kolejki od 1 do 32 przy 1–4 wątkach. Zrobiono to, aby ocenić wydajność nośników z uwzględnieniem opóźnienia, czyli maksymalnie realistyczny wskaźnik.
Wskaźniki średniego opóźnienia:
Ten wykres wyraźnie pokazuje różnicę między modelami DC500R a DC500M. Kingston DC500R został zaprojektowany do intensywnych operacji odczytu, dlatego liczba operacji zapisu praktycznie nie wzrasta wraz ze wzrostem obciążenia, pozostając na poziomie 25 000.
Jeśli spojrzeć na mieszane obciążenie (70% zapisu i 30% odczytu) różnica między DC500R a DC500M również pozostaje zauważalna. Jeśli weźmiemy obciążenie odpowiadające opóźnieniu 400 mikrosekund, widać, że uniwersalny DC500M ma wydajność trzykrotnie wyższą. To też jest całkiem naturalne i wynika z charakterystyki nośników.
Ciekawy szczegół — DC500M wyprzedza DC500R nawet przy 100%-owym odczycie, zapewniając mniejsze opóźnienie przy tej samej liczbie IOPS. Różnica jest niewielka, ale bardzo interesująca.
99%-percentyl opóźnienia:
99.9%-percentyl opóźnienia:
Na podstawie tych wykresów eksperci Truesystems sprawdzili wiarygodność zadeklarowanych parametrów w zakresie opóźnień QoS. W specyfikacjach wskazano wartość 0,5 ms przy odczycie i 2 ms przy zapisie dla bloków 4 KB przy głębokości kolejki równej 1. Z dumą informujemy, że te liczby zostały potwierdzone, a nawet z dużym zapasem. Interesujące, że minimalne opóźnienie przy odczycie (280–290 µs dla DC500R i 250–260 µs dla DC500M) osiągane jest nie przy QD=1, a przy 2–4.
Opóźnienie przy zapisie przy QD=1 wyniosło 50 µs (tak niskie opóźnienie wynika z tego, że przy niskim obciążeniu pamięć podręczna dysku jest w stanie się na czas zwolnić, a my zawsze widzimy opóźnienie podczas zapisu w pamięci podręcznej). Ta wartość jest 40 razy niższa od zadeklarowanej!
Test ciągłej wydajności
Kolejny niezwykle realistyczny test, w którym badana jest zmiana wydajności (IOPS i opóźnienia) podczas długotrwałej intensywnej pracy. Jako scenariusz roboczy wybrano losowe zapisy blokami 4 KB przez 600 minut. Sens tego testu polega na tym, że przy takim obciążeniu dysk SSD wchodzi w tryb nasycenia, kiedy kontroler nieustannie zajmuje się czyszczeniem pamięci, aby przygotować wolne bloki pamięci do zapisu. To maksymalnie wyczerpujący tryb — właśnie taki, z jakim borykają się dyski SSD klasy korporacyjnej w rzeczywistych serwerach.
Na podstawie testu Truesystems uzyskano następujące wyniki wydajności:
Główny wynik tej części testu: zarówno Kingston DC500R, jak i Kingston DC500M w rzeczywistej pracy przekraczają swoje własne wartości fabryczne. Gdy przygotowane bloki się kończą, rozpoczyna się tryb nasycenia, Kingston DC500R utrzymuje się na poziomie 22 000 IOPS (zamiast 20 000 IOPS). Kingston DC500M utrzymuje się w zakresie 77-78 000 IOPS, chociaż w profilu dysku zadeklarowano 75 000 IOPS. Również w tym teście wyraźnie widać różnicę między dyskami: jeśli w procesie roboczym dysku przewiduje się wysoką część operacji zapisu, Kingston DC500M okazuje się bardziej wydajny ponad trzy razy (pamiętajmy też, że w operacjach odczytu DC500M wykazał się lepszymi opóźnieniami).
Opóźnienia podczas stałych operacji zapisu przedstawiono na poniższym wykresie. Mediana, percentyle 99%, 99,9% i 99,99%.
Widoczność opóźnienia obu nośników rośnie proporcjonalnie do spadku wydajności, bez nagłych spadków i niewytłumaczalnych szczytów. To bardzo dobrze, ponieważ właśnie takiej przewidywalności oczekują korporacyjne nośniki. Eksperci Truesystems podkreślają, że testy były przeprowadzane w 8 wątkach z głębokością kolejki 16 dla każdego wątku, dlatego ważne są nie wartości absolutne, lecz dynamika. Gdy testowali DC400, podczas tego testu występowały poważne opóźnienia z powodu działania kontrolera, ale na tym wykresie nie ma takich problemów przy Kingston DC500R i Kingston DC500M.
Rozkład opóźnienia pod obciążeniem
Dodatkowo redakcja Truesystems przetestowała Kingston DC500R i Kingston DC500M poprzez uproszczony test nr 13 specyfikacji SNIA SSS PTS 2.0.1. Badano rozkład opóźnienia pod obciążeniem w postaci specjalnego wzoru CBW:
Rozmiary bloków:
Rozkład obciążenia według pojemności nośnika:
Stosunek odczytu/zapisu: 60/40%.
Po wymazaniu zabezpieczającym i wstępnym obciążeniu, testerzy uruchomili po 10 60-sekundowych rund głównego testu dla liczby wątków od 1 do 4 i głębokości kolejki od 1 do 32. Na podstawie wyników stworzono histogram rozkładu według wartości z rund, odpowiadających średniej wydajności (IOPS). Dla obu nośników osiągnięto ją przy jednym wątku o głębokości kolejki 4.
W rezultacie uzyskano następujące wartości:
DC500R: 17949 IOPS przy opóźnieniu 594 µs
DC500M: 18880 IOPS przy 448 µs.
Rozkład opóźnienia analizowano oddzielnie dla odczytu i zapisu.
Podsumowanie
Redakcja Truesystems doszła do wniosku, że wyniki testów Kingston DC500R i Kingston DC500M niewątpliwie można interpretować jako dobre. Kingston DC500R doskonale radzi sobie z operacjami odczytu i może być rekomendowany jako profesjonalny sprzęt do odpowiednich zadań. Dla obciążenia mieszane i w razie potrzeby większych zasobów Truesystems rekomenduje Kingston DC500M. Redakcja zauważa także atrakcyjne ceny w całej gamie nośników korporacyjnych Kingston i przyznaje, że przejście na TLC 3D-NAND rzeczywiście pomogło obniżyć cenę, nie tracąc na jakości. Ekspertom Truesystems spodobał się także wysoki poziom wsparcia technicznego Kingston oraz pięcioletnia gwarancja na serię nośników DC500.
P.S. Przypominamy, że .
Aby uzyskać więcej informacji o produktach Kingston Technology, skontaktuj się .
Źródło: habr.com
