Você pediu para mostrar exemplos reais de uso de nossas unidades SSD corporativas e testes profissionais. Fornecemos uma visão geral detalhada de nossas unidades SSD do nosso parceiro Truesystems. Os especialistas da Truesystems montaram um servidor real e emularam problemas absolutamente reais que todos os SSDs de classe empresarial enfrentam. Vamos ver o que eles inventaram!
Programação Kingston 2019
Primeiro, um pouco de teoria seca. Todos os SSDs Kingston podem ser divididos em quatro grandes grupos. Essa divisão é condicional, pois as mesmas pulsões se enquadram em várias famílias ao mesmo tempo.
- SSD SATA nos formatos 2,5″, M.2 e mSATA Kingston UV500 e dois modelos de drives com interface NVMe - Kingston A1000 e Kingston KC2000;
- . Os mesmos modelos do grupo anterior e, além disso, SATA SSD Kingston A400;
- : UV500 e KC2000;
- . Unidades da série DC500, que se tornaram o herói desta análise. A linha DC500 é dividida em DC500R (leitura primária, 0,5 DWPD) e DC500M (carga mista, 1,3 DWPD).
No teste, a Truesystems tinha um Kingston DC500R com capacidade de 960 GB e um Kingston DC500M com 1920 GB de memória. Vamos refrescar a memória sobre suas características:
Kingston DC500R
- Volume: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Fator de forma: 2,5″, altura 7 mm
- Interface: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Desempenho reivindicado (modelo de 960 GB)
- Acesso sequencial: leitura - 555 MB/s, gravação - 525 MB/s
- Acesso aleatório (bloco de 4 KB): leitura - 98 IOPS, gravação - 000 IOPS
- Latência de QoS (bloco de 4 KB, QD=1, percentil 99,9): leitura - 500 µs, gravação - 2 ms
- Tamanho do setor emulado: 512 bytes (lógico/físico)
- Recurso: 0,5 DWPD
- Período de garantia: 5 anos
Kingston DC500M
- Volume: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Fator de forma: 2,5″, altura 7 mm
- Interface: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Desempenho reivindicado (modelo de 1920 GB)
- Acesso sequencial: leitura - 555 MB/s, gravação - 520 MB/s
- Acesso aleatório (bloco de 4 KB): leitura - 98 IOPS, gravação - 000 IOPS
- Latência de QoS (bloco de 4 KB, QD=1, percentil 99,9): leitura - 500 µs, gravação - 2 ms
- Tamanho do setor emulado: 512 bytes (lógico/físico)
- Recurso: 1,3 DWPD
- Período de garantia: 5 anos
Os especialistas da Truesystems notaram que as unidades Kingston indicam valores de QoS de latência total como o valor percentual máximo de 99,9% (99,9% de todos os valores serão menores que o valor especificado). Este é um indicador muito importante principalmente para drives de servidores, pois seu funcionamento exige previsibilidade, estabilidade e ausência de congelamentos inesperados. Se você souber quais atrasos de QoS estão especificados na especificação da unidade, poderá prever sua operação, o que é muito conveniente.
Parâmetros de teste
Ambas as unidades foram testadas em uma bancada de testes simulando um servidor. Suas características:
- Processador Intel Xeon E5-2620 V4 (8 núcleos, 2,1 GHz, habilitado para HT)
- 32 GB de memória
- Placa-mãe Supermicro X10SRi-F (1x soquete R3, Intel C612)
- CentOSLinux 7.6.1810
- Para gerar a carga foi utilizado o FIO versão 3.14
E mais uma vez sobre quais unidades SSD foram testadas:
- Kingston DC500R 960GB (SEDC500R960G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Volume: 960 bytes
- Kingston DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Объём: 1 920 383 410 176 байт
Metodologia de Teste
Com base em um conjunto popular de testes No entanto, os testadores fizeram ajustes para deixar as cargas mais próximas do uso real dos SSDs corporativos em 2019. Na descrição de cada teste, observaremos exatamente o que foi alterado e por quê.
Teste de operações de entrada/saída (IOPS)
Este teste mede IOPS para diferentes tamanhos de bloco (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0,5 KB) e acessos aleatórios com diferentes proporções de leitura/leitura. , 100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95). Os especialistas da Truesystems usaram os seguintes parâmetros de teste: 0 threads com profundidade de fila de 100. Ao mesmo tempo, um bloco de 16 KB (8 bytes) não foi executado, pois seu tamanho é muito pequeno para carregar seriamente as unidades.
Kingston DC500R em teste IOPS
Dados da tabela:
Kingston DC500M em teste IOPS
Dados da tabela:
O teste IOPS não implica atingir o modo de saturação, por isso é bastante fácil de passar. Ambas as unidades tiveram um desempenho excelente, cumprindo integralmente as especificações de fábrica declaradas. Os sujeitos do teste demonstraram excelente desempenho na escrita em blocos de 4 KB: 70 e 88 mil IOPS. Isso é ótimo, especialmente para o Kingston DC500R orientado para leitura. Quanto às operações de leitura em si, essas unidades SSD não apenas excedem seus valores de fábrica, mas também geralmente se aproximam do teto de desempenho da interface SATA.
Teste de largura de banda
Este teste examina o rendimento sequencial. Ou seja, ambas as unidades SSD realizam operações sequenciais de leitura e gravação em blocos de 1 MB e 128 KB. 8 threads com profundidade de fila de 16 por thread.
Kingston DC500R:
- Leitura sequencial de 128 KB: 539,81 MB/s
- Gravação sequencial de 128 KB: 416,16 MB/s
- Leitura sequencial de 1 MB: 539,98 MB/s
- Gravação sequencial de 1 MB: 425,18 MB/s
Kingston DC500M:
- Leitura sequencial de 128 KB: 539,27 MB/s
- Gravação sequencial de 128 KB: 518,97 MB/s
- Leitura sequencial de 1 MB: 539,44 MB/s
- Gravação sequencial de 1 MB: 518,48 MB/s
E aqui também vemos que a velocidade de leitura sequencial do SSD se aproximou do limite de rendimento da interface SATA 3. Em geral, os drives Kingston não apresentam problemas com a leitura sequencial.
A escrita sequencial fica um pouco atrasada, o que fica especialmente evidente no Kingston DC500R, que pertence à classe de leitura intensiva, ou seja, foi projetado para leitura intensiva. Portanto, o Kingston DC500R nesta parte do teste produziu valores ainda inferiores aos declarados. Mas os especialistas da Truesystems acreditam que para um drive que não foi projetado para tais cargas (lembre-se que o DC500R tem um recurso de 0,5 DWPD), esses mais de 400 MB/s ainda podem ser considerados um bom resultado.
Teste de latência
Como já observamos, este é o teste mais importante para unidades empresariais. Afinal, ele pode ser usado para determinar quais problemas surgem durante o uso diário prolongado de uma unidade SSD. O teste SNIA PTS padrão mede a latência média e máxima para vários tamanhos de bloco (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) e taxas de leitura/gravação (100/0, 65/35, 0/100) em uma profundidade mínima de fila (1 rosca com QD=1). No entanto, os editores da Truesystems decidiram modificá-lo seriamente para obter valores mais realistas:
- Bloco excluído de 0,5 KB;
- Em vez de uma carga de thread único com filas 1 e 32, a carga varia no número de threads (1, 2, 4) e na profundidade da fila (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- Em vez da proporção 65/35, usa-se 70/30 por ser mais realista;
- Não são fornecidos apenas valores médios e máximos, mas também percentis de 99%, 99,9%;
- para o valor selecionado do número de threads, gráficos de latência (99%, 99,9% e valor médio) são plotados em relação ao IOPS para todos os blocos e taxas de leitura/gravação.
A média dos dados foi calculada em quatro das 25 rodadas com duração de 35 segundos (5 aquecimentos + carga de 30 segundos) cada. Para os gráficos, os editores da Truesystems escolheram uma série de valores com profundidades de fila de 1 a 32 com 1–4 threads. Isso foi feito para avaliar o desempenho dos drives levando em consideração a latência, ou seja, o indicador mais realista.
Métricas de latência média:
Este gráfico mostra claramente a diferença entre o DC500R e o DC500M. Kingston DC500R foi projetado para operações de leitura intensivas, portanto o número de operações de gravação praticamente não aumenta com o aumento da carga, permanecendo em 25.
Se você observar uma carga mista (70% de gravação e 30% de leitura), a diferença entre o DC500R e o DC500M também permanece perceptível. Se considerarmos a carga correspondente a uma latência de 400 microssegundos, podemos ver que o DC500M de uso geral tem três vezes mais desempenho. Isso também é bastante natural e decorre das características dos drives.
Um detalhe interessante é que o DC500M supera o DC500R mesmo em 100% de leitura, entregando menor latência para a mesma quantidade de IOPS. A diferença é pequena, mas muito interessante.
Percentil de latência de 99%:
Percentil de latência de 99.9%:
Usando esses gráficos, os especialistas da Truesystems verificaram a confiabilidade das características declaradas para latência de QoS. As especificações indicavam 0,5 ms de leitura e 2 ms de gravação para um bloco de 4 KB com profundidade de fila 1. Temos o orgulho de informar que esses números foram confirmados, e com uma grande margem. Curiosamente, o atraso mínimo de leitura (280–290 μs para DC500R e 250–260 μs para DC500M) não é alcançado com QD = 1, mas com 2–4.
A latência de gravação em QD = 1 foi de 50 μs (uma latência tão baixa é obtida devido ao fato de que com carga baixa o cache da unidade tem tempo para ser liberado e sempre vemos um atraso ao gravar no cache). Este valor é 40 vezes inferior ao valor declarado!
Teste de desempenho contínuo
Outro teste extremamente realista que examina alterações de desempenho (IOPS e latência) durante trabalhos longos e intensivos. O cenário de trabalho é a gravação aleatória em blocos de 4 KB por 600 minutos. O objetivo deste teste é que sob tal carga, a unidade SSD entra no modo de saturação, quando o controlador está continuamente envolvido na coleta de lixo para preparar blocos de memória livres para gravação. Ou seja, este é o modo mais exaustivo – exatamente o que os SSDs de classe empresarial encontrados em servidores reais enfrentam.
Com base nos resultados dos testes, a Truesystems recebeu os seguintes indicadores de desempenho:
O principal resultado desta parte do teste: tanto o Kingston DC500R quanto o Kingston DC500M em operação real excedem seus próprios valores de fábrica. Quando os blocos preparados acabam, o modo de saturação começa, o Kingston DC500R permanece em 22 IOPS (em vez de 000 IOPS). Kingston DC20M permanece na faixa de 000-500, embora o perfil da unidade indique 77 IOPS. Este teste também mostra claramente a diferença entre os drives: se o processo operacional do drive envolve uma alta proporção de operações de gravação, o Kingston DC78M acaba sendo mais de três vezes mais produtivo (lembramos também que o DC000M apresentou melhor latência nas operações de leitura ).
As latências durante operações de gravação persistentes são plotadas no gráfico a seguir. Mediana, percentis 99%, 99,9% e 99,99%.
Vemos que a latência de ambos os drives aumenta proporcionalmente à diminuição do desempenho, sem quedas bruscas ou picos inexplicáveis. Isso é muito bom, pois a previsibilidade é exatamente o que se espera dos drives corporativos. Os especialistas da Truesystems enfatizam que os testes ocorreram em 8 threads com uma profundidade de fila de 16 por thread, portanto não são os valores absolutos que são importantes, mas a dinâmica. Quando testaram o DC400, houve atrasos severos neste teste devido à operação do controlador, mas neste gráfico o Kingston DC500R e o Kingston DC500M não apresentam tais problemas.
Distribuição de latência de carga
Como bônus, os editores da Truesystems executaram o Kingston DC500R e o Kingston DC500M por meio do teste simplificado nº 13 da especificação SNIA SSS PTS 2.0.1. A distribuição do atraso sob carga foi estudada na forma de um padrão CBW especial:
Tamanhos de bloco:
Distribuição de carga no volume de armazenamento:
Proporção de leitura/gravação: 60/40%.
Após o apagamento seguro e o pré-carregamento, os testadores executaram 10 rodadas de 60 segundos do teste principal para uma contagem de threads de 1 a 4 e uma profundidade de fila de 1 a 32. Com base nos resultados foi construído um histograma da distribuição dos valores das rodadas correspondentes ao desempenho médio (IOPS). Para ambas as unidades, isso foi alcançado com um thread com profundidade de fila de 4.
Como resultado, foram obtidos os seguintes valores:
DC500R: 17949 IOPS com latência de 594 µs
DC500M: 18880 IOPS a 448 µs.
As distribuições de latência foram analisadas separadamente para leitura e gravação.
Conclusão
Os editores da Truesystems chegaram à conclusão de que o desempenho do teste Kingston DC500R e Kingston DC500M é claramente interpretado como bom. Kingston DC500R lida muito bem com operações de leitura e pode ser recomendado como equipamento profissional para as tarefas correspondentes. Para cargas mistas e quando é necessária mais potência, a Truesystems recomenda o Kingston DC500M. A publicação também destaca os preços atrativos para toda a linha de modelos de unidades corporativas da Kingston e admite que a transição para o TLC 3D-NAND realmente ajudou a reduzir o preço sem perder qualidade. Os especialistas da Truesystems também gostaram do alto nível de suporte técnico da Kingston e da garantia de cinco anos para a série de unidades DC500
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Fonte: habr.com