Ați cerut exemple reale de utilizare a SSD-urilor noastre corporative și teste profesionale. Vă prezentăm o revizuire detaliată a SSD-urilor noastre de la partenerul nostru Truesystems. Experții Truesystems au construit un server real și au simulat sarcini reale cu care se confruntă toate unitățile de stocare SSD de clasă corporativă. Să vedem ce au descoperit!
Gama de modele Kingston din 2019
Începem cu câteva informații teoretice. Toate SSD-urile Kingston pot fi împărțite în patru mari grupuri. Împărțirea este convențională, deoarece aceleași unități se încadrează în mai multe familii.
- SSD-uri SATA în formate de 2,5″, M.2 și mSATA Kingston UV500 și două modele de unități cu interfață NVMe — Kingston A1000 și Kingston KC2000;
- . Aceleași modele ca și în grupul anterior și, în plus, SSD-ul SATA Kingston A400;
- : UV500 și KC2000;
- . Unități din seria DC500, care au devenit eroii acestei recenziei. Gama DC500 este împărțită în DC500R (preferință de citire, 0,5 DWPD) și DC500M (sarcini mixte, 1,3 DWPD).
La testele Truesystems au fost utilizate Kingston DC500R cu o capacitate de 960 GB și Kingston DC500M cu 1920 GB memorie. Să ne reîmprospătăm memoria cu specificațiile lor:
Kingston DC500R
- Capacitate: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Form factor: 2,5″, înălțime 7 mm
- Interfață: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Performanță declarată (pentru modelul de 960 GB)
- Acces secvențial: citire — 555 MB/s, scriere — 525 MB/s
- Acces aleator (bloc de 4 KB): citire — 98 000 IOPS, scriere — 20 000 IOPS
- QoS latențe (bloc de 4 KB, QD=1, percentil 99,9%): citire — 500 µs, scriere — 2 ms
- Dimensiune sector emulată: 512 bytes (logică/fizică)
- Resursă: 0,5 DWPD
- Perioadă de garanție: 5 ani
Kingston DC500M
- Capacitate: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Form factor: 2,5″, înălțime 7 mm
- Interfață: SATA 3.0, 6 Gbit/s
- Performanță declarată (pentru modelul de 1920 GB)
- Acces secvențial: citire — 555 MB/s, scriere — 520 MB/s
- Acces aleator (bloc de 4 KB): citire — 98 000 IOPS, scriere — 75 000 IOPS
- QoS latențe (bloc de 4 KB, QD=1, percentil 99,9%): citire — 500 µs, scriere — 2 ms
- Dimensiune sector emulată: 512 bytes (logică/fizică)
- Resursă: 1,3 DWPD
- Perioadă de garanție: 5 ani
Experții Truesystems au observat că în unitățile Kingston se specifică valorile QoS ale latenței totale ca fiind valoarea maximă pe percentila 99,9% (99,9% dintre toate valorile vor fi mai mici decât valoarea specificată). Aceasta este o metrică foarte importantă, în special pentru unitățile de stocare server, deoarece acestea necesită predictibilitate, stabilitate și absența blocajelor neașteptate. Dacă știți ce latențe QoS sunt specificate în specificația unității, puteți prognoza performanța acesteia, ceea ce este foarte convenabil.
Parametrii testării
Ambele unități de stocare au fost testate într-un banc de testare care imită un server. Caracteristicile sale:
- Procesor Intel Xeon E5-2620 V4 (8 nuclei, 2,1 GHz, HT activat)
- 32 GB memorie
- Placa de bază Supermicro X10SRi-F (1x socket R3, Intel C612)
- CentOS Linux 7.6.1810
- Pentru generarea sarcinii s-a folosit FIO versiunea 3.14
Și încă o dată despre unitățile SSD testate:
- Kingston DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Volum: 960 197 124 096 octeți
- Kingston DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Volum: 1 920 383 410 176 octeți
Metodologia de testare
S-a bazat pe un set popular de teste , totuși, evaluatorii au adus modificări pentru a face sarcinile mai apropiate de utilizarea reală a SSD-urilor corporative în 2019. În descrierea fiecărui test, vom menționa ce anume a fost modificat și de ce.
Testul operațiunilor de intrare-ieșire (IOPS)
În acest test se măsoară numărul de operațiuni de intrare-ieșire pe secundă pentru blocuri de dimensiuni diferite (1024 KB, 128 KB, 64 KB, 32 KB, 16 KB, 8 KB, 4 KB, 0,5 KB) și acces aleatoriu cu diferite proporții citire/scriere (100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95, 0/100). Experții Truesystems au folosit următoarele parametri de test: 16 fire cu adâncimea cozii de 8. Blocul de 0,5 KB (512 octeți) nu a fost rulat deloc, deoarece dimensiunea sa este prea mică pentru a încărca semnificativ unitățile.
Kingston DC500R în testul IOPS
Datele din tabel:
Kingston DC500M în testul IOPS
Datele din tabel:
Testul IOPS nu presupune atingerea modului de saturație, așa că acesta trece destul de ușor. Ambele unități s-au descurcat excelent, respectând complet specificațiile din fabrică. Subiecții au demonstrat o performanță excelentă în scrierea de blocuri de 4 KB: 70 și 88 de mii IOPS. Este impresionant, mai ales pentru Kingston DC500R, orientat către citire. Cât despre operațiunile de citire, aceste SSD-uri nu numai că depășesc valorile fabricate, dar se apropie în general de plafonul de performanță al interfeței SATA.
Testul lățimii de bandă
Acest test examinează lățimea de bandă în acces secvențial. Adică, ambele SSD-uri efectuează operațiuni de citire și scriere secvențiale cu blocuri de 1 MB și 128 KB. 8 fire de execuție cu o adâncime a cozii de 16 pentru fiecare fir.
Kingston DC500R:
- Citire secvențială 128 KB: 539,81 MB/s
- Scriere secvențială 128 KB: 416,16 MB/s
- Citire secvențială 1 MB: 539,98 MB/s
- Scriere secvențială 1 MB: 425,18 MB/s
Kingston DC500M:
- Citire secvențială 128 KB: 539,27 MB/s
- Scriere secvențială 128 KB: 518,97 MB/s
- Citire secvențială 1 MB: 539,44 MB/s
- Scriere secvențială 1 MB: 518,48 MB/s
Și aici observăm că viteza de citire secvențială a SSD-ului s-a apropiat de limita lățimii de bandă a interfeței SATA 3. Nu au fost identificate probleme cu citirea secvențială a unităților Kingston.
Scrierea secvențială rămâne oarecum în urmă, ceea ce se observă în special la Kingston DC500R, care este din clasa de citire intensivă, adică, destinat citirii intensive. Prin urmare, Kingston DC500R a obținut în această parte a testului valori chiar mai mici decât cele specificate. Totuși, experții de la Truesystems consideră că pentru o unitate care nu este deloc destinată unor astfel de sarcini (să ne amintim că resursa la DC500R este de 0,5 DWPD), aceste 400 și ceva MB/s pot fi considerate totuși un rezultat bun.
Testul latenței
Așa cum am menționat anterior, acest test este extrem de important pentru unitățile de stocare corporative. Prin intermediul acestuia, se pot identifica problemele care apar în urma unei exploatații zilnice îndelungate a unui SSD. În cadrul testului standard SNIA PTS se măsoară valoarea întârzierii medii și maxime pentru diferite dimensiuni ale blocului (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) și proporții de citire/scriere (100/0, 65/35, 0/100) la o adâncime minimă a cozii (1 fir cu QD=1). Totuși, în redacția Truesystems s-a decis să se revizuiască serios acest test pentru a obține valori mai realiste:
- S-a exclus blocul de 0,5 KB;
- În locul sarcinii monofişice cu cozi de 1 și 32, sarcina variază în funcție de numărul de fire (1, 2, 4) și adâncimea cozii (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- În locul proporției 65/35, se folosește 70/30, care este mai realistă;
- Se prezintă nu doar valorile medii și maxime, ci și percentiles 99%, 99,9%;
- Pentru valoarea aleasă a numărului de fire, se construiesc graficele dependenței întârzierii (99%, 99,9% și valoarea medie) de IOPS pentru toate blocurile și proporțiile de citire/scriere.
Datele au fost mediate pe patru din 25 de runde, fiecare având o durată de 35 de secunde (5 „incalziri” + o sarcină de 30 de secunde). Pentru grafice, redacția Truesystems a ales o serie de valori cu adâncimea cozii de la 1 la 32 la 1-4 fire. Acest lucru a fost realizat pentru a evalua performanța unităților de stocare ținând cont de întârzieri, adică un indicator cât mai realist.
Indicatorii întârzierii medii:
Acest grafic ilustrează diferența dintre modelele DC500R și DC500M. Kingston DC500R este conceput pentru operațiuni intensive de citire, astfel că numărul operațiunilor de scriere nu crește aproape deloc cu creșterea sarcinii, rămânând la nivelul de 25.000.
Dacă ne uităm la o sarcină mixtă (70% scriere și 30% citire), diferența dintre DC500R și DC500M rămâne, de asemenea, semnificativă. Dacă analizăm sarcina care corespunde unei întârzieri de 400 microsecunde, se observă că DC500M, universal, are o performanță de trei ori mai mare. Acest lucru este, de asemenea, perfect natural și se bazează pe specificațiile unităților de stocare.
Un detaliu interesant — DC500M depășește DC500R chiar și la 100%-citire, oferind o întârziere mai mică la același număr de IOPS. Diferența este mică, dar foarte interesantă.
Percentila 99% a întârzierii:
Percentila 99.9% a întârzierii:
Conform acestor grafice, experții Truesystems au verificat veridicitatea caracteristicilor declarate pentru QoS-ul întârzierei. În specificații s-a menționat o valoare de 0,5 ms pentru citire și 2 ms pentru scriere pentru blocuri de 4 KB la adâncimea cozii egală cu 1. Suntem mândri să anunțăm că aceste cifre au fost confirmate, și chiar cu un mare surplus. Este interesant că întârzierea minimă la citire (280–290 μs pentru DC500R și 250–260 μs pentru DC500M) este atinsă nu la QD=1, ci la 2–4.
Întârzierea la scriere la QD=1 a fost de 50 μs (această întârziere mică se obține datorită faptului că, la o sarcină mică, se eliberează în mod garantat cache-ul stocării, și observăm întotdeauna întârzierea la scrierea în cache). Această valoare este de 40 de ori mai mică decât cea declarată!
Test de performanță continuă
Încă o verificare extrem de realistă, în care se studiază schimbarea performanței (IOPS și întârzierea) în timpul unei lucrări intensive prelungite. Ca scenariul de lucru, s-a ales scrierea aleatorie în blocuri de 4 KB timp de 600 de minute. Scopul acestui test este că, la o astfel de sarcină, SSD-ul ajunge în modul de saturație, când controlerul se ocupă continuu cu colectarea deșeurilor pentru a pregăti blocurile de memorie libere pentru scriere. Așadar, acesta este modul cel mai epuizant — exact ceea ce întâlnesc SSD-urile de clasă enterprise aflate în servere reale.
În urma testului, Truesystems au obținut următoarele valori de performanță:
Principalul rezultat al acestei părți a testului: atât Kingston DC500R, cât și Kingston DC500M depășesc valorile lor de fabrică în utilizare reală. Când blocurile pregătite s-au terminat, începe modul de saturație, Kingston DC500R menține un nivel de 22 000 IOPS (în loc de 20 000 IOPS). Kingston DC500M se menține în intervalul 77-78 000, deși profilul stocării declară 75 000 IOPS. De asemenea, prin acest test se observă clar diferența între stocări: dacă în procesul de lucru al stocării se preconizează o proporție mare de operații de scriere, Kingston DC500M se dovedește a fi de peste trei ori mai performant (de asemenea, trebuie să reținem că și în operațiile de citire DC500M s-a comportat mai bine la întârzieri).
Întârzierile în timpul operațiunilor constante de scriere sunt prezentate în graficul următor. Valoarea mediană, percentile 99%, 99,9% și 99,99%.
Observăm că întârzierile ambelor unități cresc proporțional cu scăderea performanței, fără căderi bruște și vârfuri inexplicabile. Acest aspect este foarte important, deoarece companțiile se așteaptă de la unitățile corporative la predictibilitate. Experții de la Truesystems subliniază că testarea a fost realizată pe 8 fluxuri cu o adâncime a cozii de 16 pentru fiecare flux, așa că nu valorile absolute sunt importante, ci dinamica. Când au testat DC400, în acel test au apărut întârzieri semnificative din cauza funcționării controlerului, dar în acest grafic astfel de probleme nu există pentru Kingston DC500R și Kingston DC500M.
Distribuția întârzierii sub încărcare
Ca bonus, echipa Truesystems a supus Kingston DC500R și Kingston DC500M unui test simplificat nr. 13 din specificația SNIA SSS PTS 2.0.1. A fost investigată distribuția întârzierii sub încărcare sub forma unui tipar special CBW:
Dimensiunile blocurilor:
Distribuția încărcăturii pe volum de stocare:
Raportul citire/ Scriere: 60/40%.
După un ștergere sigură și o încărcare prealabilă, evaluatorii au inițiat câte 10 runde principale de testare de 60 de secunde pentru un număr de fluxuri de 1–4 și adâncimea cozii de 1–32. Ca urmare, a fost construit un histogramă de distribuție pe valorile din runde, corespunzătoare performanței medii (IOPS). Pentru ambele unități, aceasta a fost atinsă la un flux cu adâncimea cozii de 4.
În final, au rezultat următoarele valori:
DC500R: 17949 IOPS la întârziere de 594 µs
DC500M: 18880 IOPS la 448 µs.
Distribuția întârzierii a fost analizată separat pentru citire și scriere.
Concluzie
Echipa Truesystems a concluzionat că rezultatele testelor Kingston DC500R și Kingston DC500M sunt în mod clar interpretate ca fiind bune. Kingston DC500R se descurcă excelent la operațiile de citire și poate fi recomandat ca echipament profesional pentru sarcinile corespunzătoare. Pentru o încărcare mixtă și în caz de necesitate a mai multor resurse, Truesystems recomandă Kingston DC500M. De asemenea, publicația subliniază prețurile atractive pentru întreaga gamă de unități corporative Kingston și recunoaște că trecerea la TLC 3D-NAND a ajutat cu adevărat la reducerea costului, fără a pierde calitate. De asemenea, experții de la Truesystems au apreciat nivelul înalt de suport tehnic oferit de Kingston și garanția de cinci ani pentru seria de unități DC500.
P.S. Vă reamintim că .
Pentru informații suplimentare despre produsele Kingston Technology, vă rugăm să contactați .
Sursa: habr.com
