Žiadali ste reálne príklady využitia našich firemných SSD diskov a profesionálne testy. Predstavujeme vám podrobný prehľad našich SSD diskov od nášho partnera Truesystems. Odborníci z Truesystems zostavili skutočný server a emulovali absolútne reálne úlohy, s ktorými sa stretávajú všetky SSD diskové jednotky podnikovej úrovne. Poďme sa pozrieť, čo sa im podarilo!
Modelová línia Kingston z roku 2019
Na úvod trochu suchej teórie. Všetky SSD disky Kingston môžeme rozdeliť do štyroch hlavných skupín. Toto rozdelenie je podmienené, pretože tie isté disky spadajú do niekoľkých rodín.
- SATA SSD vo formátoch 2,5″, M.2 a mSATA Kingston UV500 a dve modely diskov s NVMe rozhraním — Kingston A1000 a Kingston KC2000;
- . Tiež rovnaké modely ako v predchádzajúcej skupine, a navyše SATA SSD Kingston A400;
- : UV500 a KC2000;
- . Disky série DC500, ktoré sa stali hrdinom tohto prehľadu. Línia DC500 je rozdelená na DC500R (preferované čítanie, 0,5 DWPD) a DC500M (zmiešané zaťaženia, 1,3 DWPD).
Na teste od Truesystems boli Kingston DC500R s kapacitou 960 GB a Kingston DC500M s 1920 GB pamäte. Obnovme si ich parametre:
Kingston DC500R
- Kapacita: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Formát: 2,5″, výška 7 mm
- Rozhranie: SATA 3.0, 6 Gb/s
- Zverejnený výkon (pre model 960 GB)
- Sekvenčný prístup: čítanie — 555 MB/s, zápis — 525 MB/s
- Náhodný prístup (blok 4 KB): čítanie — 98 000 IOPS, zápis — 20 000 IOPS
- QoS latencie (blok 4 KB, QD=1, percentil 99,9%): čítanie — 500 µs, zápis — 2 ms
- Emulovaná veľkosť sektora: 512 bajtov (logická/fyzická)
- Životnosť: 0,5 DWPD
- Záručná doba: 5 rokov
Kingston DC500M
- Kapacita: 480, 960, 1920, 3840 GB
- Formát: 2,5″, výška 7 mm
- Rozhranie: SATA 3.0, 6 Gb/s
- Zverejnený výkon (pre model 1920 GB)
- Sekvenčný prístup: čítanie — 555 MB/s, zápis — 520 MB/s
- Náhodný prístup (blok 4 KB): čítanie — 98 000 IOPS, zápis — 75 000 IOPS
- QoS latencie (blok 4 KB, QD=1, percentil 99,9%): čítanie — 500 µs, zápis — 2 ms
- Emulovaná veľkosť sektora: 512 bajtov (logická/fyzická)
- Životnosť: 1,3 DWPD
- Záručná doba: 5 rokov
Experti spoločnosti Truesystems si všimli, že v úložiskách Kingston sú uvedené hodnoty QoS celkovej latencie ako maximálna hodnota percentilu 99,9 % (99,9 % všetkých hodnôt bude menších ako uvedená hodnota). To je veľmi dôležitý parameter, najmä pre serverové úložiská, pretože sa od nich vyžaduje predvídateľnosť, stabilita a absencia neočakávaných zlyhaní. Ak viete, aké QoS latencie sú uvedené v špecifikácii úložiska, môžete predpovedať jeho výkon, čo je veľmi pohodlné.
Parametre testovania
Obe úložiská boli testované na testovacej stanici, ktorá imituje server. Jej charakteristiky sú:
- Procesor Intel Xeon E5-2620 V4 (8 jadier, 2,1 GHz, HT zapnuté)
- 32 GB pamäte
- Základná doska Supermicro X10SRi-F (1x socket R3, Intel C612)
- CentOS Linux 7.6.1810
- Na generovanie záťaže bol použitý FIO verzie 3.14
A ešte raz o tom, aké SSD úložiská boli testované:
- Kingston DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Objem: 960 197 124 096 bajtov
- Kingston DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- Firmware: SCEKJ2.3
- Objem: 1 920 383 410 176 bajtov
Metodika testovania
Za základ bol vzatý populárny súbor testov , avšak testeri do neho zaviedli úpravy, aby zaťaženia boli bližšie k reálnemu použitiu podnikových SSD v roku 2019. V popise každého testu uvedieme, čo konkrétne bolo zmenené a prečo.
Test operácií vstupu a výstupu (IOPS)
V tomto teste sa meria počet operácií vstupu a výstupu za sekundu pre bloky rôznej veľkosti (1024 kB, 128 kB, 64 kB, 32 kB, 16 kB, 8 kB, 4 kB, 0,5 kB) a náhodný prístup s rôznym pomerom čítania/zápisu (100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95, 0/100). Experti spoločnosti Truesystems použili nasledujúce parametre testu: 16 tokov s hĺbkou fronty 8. Pri tom blok 0,5 kB (512 bajtov) vôbec nebol spustený, pretože jeho veľkosť je príliš malá na to, aby vážne zaťažil úložiská.
Kingston DC500R v teste IOPS
Tabuľkové údaje:
Kingston DC500M v teste IOPS
Tabuľkové údaje:
Test IOPS nepredpokladá dosiahnutie saturácie, preto sa vykonáva celkom ľahko. Oba disky si s tým poradili výborne a plne zodpovedali deklarovaným výrobným charakteristikám. Testované disky preukázali vynikajúci výkon pri zápise blokmi po 4 KB: 70 a 88 tisíc IOPS. To je skvelé, najmä pre Kingston DC500R, ktorý je orientovaný na čítanie. Čo sa týka samotných operácií čítania, tieto SSD disky nielenže prekračujú svoje vlastné výrobné hodnoty, ale celkovo sa približujú k stropnej výkonnosti rozhrania SATA.
Test priepustnosti
V tomto teste sa skúma priepustnosť pri sekvenčnom prístupe. Teda oba SSD disky vykonávajú operácie sekvenčného čítania a zápisu blokmi 1 MB a 128 KB. 8 prúdov s hĺbkou frontu 16 pre každý prúd.
Kingston DC500R:
- 128 KB sekvenčné čítanie: 539,81 MB/s
- 128 KB sekvenčný zápis: 416,16 MB/s
- 1 MB sekvenčné čítanie: 539,98 MB/s
- 1 MB sekvenčný zápis: 425,18 MB/s
Kingston DC500M:
- 128 KB sekvenčné čítanie: 539,27 MB/s
- 128 KB sekvenčný zápis: 518,97 MB/s
- 1 MB sekvenčné čítanie: 539,44 MB/s
- 1 MB sekvenčný zápis: 518,48 MB/s
A tu tiež vidíme, že rýchlosť sekvenčného čítania SSD sa priblížila k limitu priepustnosti rozhrania SATA 3. Vôbec neboli zistené problémy so sekvenčným čítaním pri diskoch Kingston.
Sekvenčný zápis je trochu slabší, čo je obzvlášť dobre vidieť na Kingston DC500R, ktorý patrí do triedy orientovanej na čítanie, teda je určený na intenzívne čítanie. Preto Kingston DC500R v tejto časti testu dosiahol hodnoty dokonca nižšie ako deklarované. Ale odborníci z Truesystems sa domnievajú, že pre disk, ktorý vôbec nie je určený na takéto zaťaženia (pripomíname, že životnosť DC500R je 0,5 DWPD), týchto 400 a viac MB/s sa stále dá považovať za dobrý výsledok.
Test oneskorenia
Ako sme už spomínali, toto je najdôležitejší test pre podnikové úložiská. Podľa neho je možné určiť, aké problémy sa vyskytujú pri dlhodobom každodennom používaní SSD disku. Počas štandardného testu SNIA PTS sa merajú priemerné a maximálne latencie pre rôzne veľkosti blokov (8 KB, 4 KB, 0,5 KB) a pomery čítania/zápisu (100/0, 65/35, 0/100) pri minimálnej hĺbke frontu (1 vlákno s QD=1). V redakcii Truesystems sa však rozhodli vážne upraviť test, aby získali realistickejšie hodnoty:
- Bol vylúčený blok 0,5 KB;
- Namiesto jednovláknového zaťaženia s frontami 1 a 32 sa zaťaženie mení podľa počtu vlákien (1, 2, 4) a hĺbky frontu (1, 2, 4, 8, 16, 32);
- Namiesto pomeru 65/35 sa používa 70/30, čo je realistickejšie;
- Uvádzajú sa nielen priemerné a maximálne hodnoty, ale aj percentily 99%, 99,9%;
- Pre vybrané hodnoty počtu vlákien sa zostavujú grafy závislosti latencie (99%, 99,9% a priemerná hodnota) od IOPS pre všetky bloky a pomery čítania/zápisu.
Údaje sa priemerovali zo štyroch z 25 kôl trvajúcich 35 sekúnd (5 "zohriatí" + 30-sekundové zaťaženie) každý. Pre grafy redakcia Truesystems vybrala sériu hodnôt s hĺbkou frontu od 1 do 32 pri 1–4 vláknach. To bolo vykonané na posúdenie výkonu úložísk z hľadiska latencie, teda maximálne realistický ukazovateľ.
Ukazovatele priemernej latencie:
Tento graf jasne demonštruje rozdiel medzi modelmi DC500R a DC500M. Kingston DC500R je navrhnutý na intenzívne operácie čítania, takže počet zápisových operácií prakticky nerastie so zvyšujúcim sa zaťažením a zostáva na úrovni 25 000.
Ak sa pozrieme na zmiešané zaťaženie (70% zápisu a 30% čítania), rozdiel medzi DC500R a DC500M je tiež výrazný. Pri zaťažení, ktoré zodpovedá latencii 400 mikrosekúnd, je vidno, že univerzálny DC500M má trojnásobný výkon. To je tiež celkom logické a vyplýva z charakteristík úložísk.
Zaujímavý detail – DC500M prekonáva DC500R aj pri 100%-nom čítaní, pričom zabezpečuje nižšiu latenciu pri rovnakom počte IOPS. Rozdiel je malý, ale veľmi zaujímavý.
99%-percentil latencie:
99.9%-percentil latencie:
Na týchto grafoch odborníci Truesystems overovali dôveryhodnosť deklarovaných charakteristík z hľadiska QoS oneskorenia. V špecifikáciách bola uvedená hodnota 0,5 ms pri čítaní a 2 ms pri písaní pre blok 4 KB pri hĺbke fronty rovnej 1. S hrdosťou oznamujeme, že tieto čísla sa potvrdili, a to s veľkou rezervou. Zaujímavé je, že minimálne oneskorenie pri čítaní (280–290 µs pre DC500R a 250–260 µs pre DC500M) sa dosahuje nie pri QD=1, ale pri 2–4.
Oneskorenie pri písaní pri QD=1 bolo 50 µs (takéto nízke oneskorenie vzniká vďaka tomu, že pri nízkej záťaži sa garantovane uvoľňuje cache pamäti, a my vždy vidíme oneskorenie pri písaní do cache). Táto hodnota je 40-krát nižšia ako deklarovaná hodnota!
Test kontinuálny výkon
Ďalšia veľmi realistická kontrola, pri ktorej sa skúma zmena výkonu (IOPS a oneskorenia) počas dlhodobej intenzívnej práce. Ako pracovný scenár bola zvolená náhodná zápisovávacia prevádzka po blokoch 4 KB počas 600 minút. Zmysel tohto testu spočíva v tom, že pri takejto záťaži SSD disk prechádza do stavu saturácie, keď sa radič neustále zaoberá zberom fragmentov pamäte na prípravu voľných blokov na zápis. Teda ide o maximálne vyčerpávajúci režim — presne to, s čím sa stretávajú SSD disky podnikovej triedy umiestnené na reálnych serveroch.
Na základe testu Truesystems dosiahli nasledujúce výkonnostné hodnoty:
Hlavný výsledok tejto časti testu: aj Kingston DC500R, aj Kingston DC500M v reálnej práci prevyšujú vlastné továrenské hodnoty. Keď sa pripravované bloky vyčerpajú, začne sa režim saturácie, Kingston DC500R sa udržuje na úrovni 22 000 IOPS (namiesto 20 000 IOPS). Kingston DC500M sa udržuje v rozsahu 77-78 000, hoci v profile disku je uvedených 75 000 IOPS. Taktiež z tohto testu je jasne viditeľný rozdiel medzi diskami: ak je v pracovnom procese disku predpokladaná vysoká miera zápisových operácií, Kingston DC500M je viac než trikrát výkonnejší (takisto nezabúdajme, že aj pri čítacích operáciách sa DC500M prejavil lepšie z hľadiska oneskorení).
Oneskorenia počas nepretržitých zápisových operácií sú uvedené na nasledujúcom grafe. Mediánová hodnota, percentily 99%, 99,9% a 99,99%.
Vidíme, že oneskorenie oboch diskov rastie proporcionálne so znižovaním výkonnosti, bez výrazných poklesov a nepochopiteľných vrcholov. To je veľmi dobré, pretože práve predvídateľnosť očakávajú od firemných diskov. Odborníci Truesystems zdôrazňujú, že testovanie prebiehalo v 8 vláknach s hĺbkou fronty 16 na každý vlákn, preto sú dôležité nie absolútne hodnoty, ale dynamika. Keď testovali DC400, v tomto teste sa objavili silné oneskorenia kvôli práci ovládača, ale v tomto grafe také problémy u Kingston DC500R a Kingston DC500M nie sú.
Distribúcia oneskorenia pod zaťažením
Ako bonus redakcia Truesystems prehnala Kingston DC500R a Kingston DC500M cez zjednodušený test č. 13 špecifikácie SNIA SSS PTS 2.0.1. Skúmala sa distribúcia oneskorenia pod zaťažením vo forme špeciálneho vzoru CBW:
Veľkosti blokov:
Distribúcia zaťaženia podľa objemu disku:
Pomer čítanie/zápis: 60/40%.
Po secure erase a predbežnom zaťažení testeri spustili 10 60-sekundových kôl hlavného testu pre počet vláken 1–4 a hĺbku fronty 1–32. Na základe výsledkov bola zostavená histogram distribúcie podľa hodnôt z kôl, ktoré zodpovedali priemernej výkonnosti (IOPS). Pre oba disky bola dosiahnutá pri jednom vlákně s hĺbkou fronty 4.
Na konci, dostali nasledujúce hodnoty:
DC500R: 17949 IOPS pri oneskorení 594 μs
DC500M: 18880 IOPS pri 448 μs.
Distribúcia oneskorenia bola analyzovaná samostatne pre čítanie a zápis.
Záver
Redakcia Truesystems dospela k záveru, že výkon testov Kingston DC500R a Kingston DC500M jednoznačne sa interpretuje ako dobrý. Kingston DC500R veľmi dobre zvláda operácie čítania a môže byť odporúčaný ako profesionálne vybavenie pre príslušné úlohy. Pre zmiešané zaťaženie a pri potrebe väčších prostriedkov Truesystems odporúča Kingston DC500M. Redakcia taktiež vyzdvihla atraktívne ceny na celú modelovú radu firemných diskov Kingston a uznala, že prechod na TLC 3D-NAND skutočne pomohol znížiť cenu, bez straty kvality. Ešte odborníkom Truesystems sa páčil vysoký úroveň technickej podpory Kingston a päťročná záruka na sériu diskov DC500.
P.S. Pripomíname, že .
Pre viac informácií o produktoch spoločnosti Kingston Technology sa obráťte .
Zdroj: habr.com
