您要求展示使用我们的企业级 SSD 驱动器的真实示例和专业测试。 我们为您提供 SSD 驱动器的详细概述 来自我们的合作伙伴 Truesystems。 Truesystems 专家组装了一台真实的服务器，并模拟了所有企业级 SSD 面临的绝对真实的问题。 让我们看看他们想出了什么！
2019金士顿阵容
首先，有一点干巴巴的理论。 所有金士顿 SSD 均可分为四大组。 这种划分是有条件的，因为相同的驱动器同时属于多个系列。
- 2,5 英寸、M.2 和 mSATA 外形尺寸的 SATA SSD 金士顿 UV500 以及两种带有 NVMe 接口的硬盘型号 - 金士顿 A1000 和金士顿 KC2000；
- 。 与上一组相同的型号，此外还有 SATA SSD Kingston A400；
- ：UV500和KC2000；
- 。 DC500系列硬盘，成为本次评测的主角。 DC500系列分为DC500R（初级读数，0,5 DWPD）和DC500M（混合负载，1,3 DWPD）。
在测试中，Truesystems 使用了内存为 500 GB 的金士顿 DC960R 和内存为 500 GB 的金士顿 DC1920M。 让我们回顾一下它们的特点：
金士顿DC500R
- 容量：480、960、1920、3840 GB
- 外形尺寸：2,5 英寸，高度 7 毫米
- 接口：SATA 3.0，6 Gbit/s
- 声称的性能（960 GB 型号）
- 顺序访问：读取 - 555 MB/秒，写入 - 525 MB/秒
- 随机访问（4 KB 块）：读取 - 98 IOPS，写入 - 000 IOPS
- QoS 延迟（4 KB 块，QD=1，99,9 百分位）：读取 - 500 µs，写入 - 2 ms
- 模拟扇区大小：512 字节（逻辑/物理）
- 资源：0,5 DWPD
- 质保期：5年
金士顿DC500M
- 容量：480、960、1920、3840 GB
- 外形尺寸：2,5 英寸，高度 7 毫米
- 接口：SATA 3.0，6 Gbit/s
- 声称的性能（1920 GB 型号）
- 顺序访问：读取 - 555 MB/秒，写入 - 520 MB/秒
- 随机访问（4 KB 块）：读取 - 98 IOPS，写入 - 000 IOPS
- QoS 延迟（4 KB 块，QD=1，99,9 百分位）：读取 - 500 µs，写入 - 2 ms
- 模拟扇区大小：512 字节（逻辑/物理）
- 资源：1,3 DWPD
- 质保期：5年
Truesystems 专家注意到，金士顿硬盘将总延迟的 QoS 值指示为最大百分位值 99,9%（所有值中的 99,9% 将小于指定值）。 这是一个非常重要的指标，特别是对于服务器驱动器而言，因为它们的运行需要可预测性、稳定性和不出现意外冻结。 如果您知道驱动器规范中指定了哪些QoS延迟，则可以预测其操作，这非常方便。
测试参数
两种驱动器都在模拟服务器的测试台上进行了测试。 其特点：
- Intel Xeon 处理器 E5-2620 V4（8 核，2,1 GHz，启用 HT）
- 32 GB的内存
- Supermicro X10SRi-F 主板（1x 插槽 R3，Intel C612）
- CentOS Linux 7.6.1810
- 为了生成负载，使用了 FIO 版本 3.14
再次关于哪些 SSD 驱动器进行了测试：
- 金士顿 DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
- 固件：SCEKJ2.3
- 容量：960 字节
- 金士顿 DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- 固件：SCEKJ2.3
- Объём: 1 920 383 410 176 байт
测试方法
以流行的一组测试为基础 不过，测试人员对其进行了调整，使负载更接近2019年企业SSD的真实使用情况。 在每个测试的描述中，我们将注明具体更改的内容以及原因。
输入/输出操作测试 (IOPS)
此测试测量不同块大小（1024 KB、128 KB、64 KB、32 KB、16 KB、8 KB、4 KB、0,5 KB）的 IOPS 以及不同读取/读取比率的随机访问。记录（100/0 、95/5、65/35、50/50、35/65、5/95、0/100）。 Truesystems 专家使用以下测试参数：16 个线程，队列深度为 8。同时，根本不运行 0,5 KB 块（512 字节），因为它的大小太小，无法严重加载驱动器。
金士顿 DC500R IOPS 测试
表数据：
金士顿 DC500M IOPS 测试
表数据：
IOPS测试并不意味着达到饱和模式，因此很容易通过。 两款驱动器均表现出色，完全符合规定的工厂规格。 测试对象在 4 KB 块写入方面表现出了出色的性能：70 和 88 IOPS。 这非常棒，尤其是对于以阅读为主的金士顿 DC500R。 至于读取操作本身，这些SSD驱动器不仅超出了其出厂值，而且普遍接近SATA接口的性能上限。
带宽测试
该测试检查顺序吞吐量。 也就是说，两个 SSD 驱动器都以 1 MB 和 128 KB 块执行顺序读取和写入操作。 8 个线程，每个线程的队列深度为 16。
金士顿 DC500R：
- 128 KB 顺序读取：539,81 MB/秒
- 128 KB 顺序写入：416,16 MB/秒
- 1 MB 顺序读取：539,98 MB/秒
- 1 MB 顺序写入：425,18 MB/秒
金士顿 DC500M：
- 128 KB 顺序读取：539,27 MB/秒
- 128 KB 顺序写入：518,97 MB/秒
- 1 MB 顺序读取：539,44 MB/秒
- 1 MB 顺序写入：518,48 MB/秒
而且这里我们也看到SSD的顺序读取速度已经接近SATA 3接口的吞吐极限，总体来说金士顿硬盘在顺序读取方面没有出现任何问题。
顺序写入有一点滞后，这一点在金士顿DC500R上表现得尤为明显，它属于读密集类，即专为精读而设计。 因此，金士顿DC500R在这部分测试中得出的数值甚至低于规定值。 但 Truesystems 专家认为，对于根本不是为此类负载设计的驱动器（请记住 DC500R 的资源为 0,5 DWPD），这些 400+ MB/s 仍然可以被认为是一个不错的结果。
延迟测试
正如我们已经指出的，这是对企业硬盘最重要的测试。 毕竟，它可以用来确定SSD硬盘在长期日常使用过程中出现了哪些问题。 标准 SNIA PTS 测试测量各种块大小（8 KB、4 KB、0,5 KB）和读/写比率（100/0、65/35、0/100）在最小队列深度（1 QD=1 的线程）。 然而，Truesystems 的编辑决定认真修改它以获得更现实的值：
- 排除块0,5 KB；
- 负载不是队列 1 和 32 的单线程负载，而是在线程数量 (1, 2, 4) 和队列深度 (1, 2, 4, 8, 16, 32) 方面有所不同；
- 使用 65/35 代替 70/30，因为它更真实；
- 不仅给出了平均值和最大值，还给出了99%、99,9%的百分位数；
- 对于选定的线程数值，根据所有块的 IOPS 和读/写比率绘制延迟图（99%、99,9% 和平均值）。
数据是 25 轮中的 35 轮的平均值，每轮持续 5 秒（30 次热身 + 1 秒负载）。 对于图表，Truesystems 编辑者选择了一系列队列深度为 32 到 1 的值以及 4-XNUMX 个线程。 这样做是为了评估驱动器的性能，同时考虑延迟，即最现实的指标。
平均延迟指标：
该图清楚地显示了 DC500R 和 DC500M 之间的差异。 金士顿 DC500R 专为密集读取操作而设计，因此写入操作数量实际上不会随着负载的增加而增加，仍保持在 25 个。
如果查看混合负载（70% 写入和 30% 读取），DC500R 和 DC500M 之间的差异仍然很明显。 如果我们取400微秒延迟对应的负载，我们可以看到通用DC500M的性能是通用DCXNUMXM的三倍。 这也是很自然的，源于驱动器的特性。
一个有趣的细节是，即使在 500% 读取情况下，DC500M 的性能也优于 DC100R，在相同的 IOPS 量下提供更低的延迟。 差异很小，但非常有趣。
99% 延迟百分位：
99.9% 延迟百分位：
Truesystems 专家使用这些图表检查了所声明的 QoS 延迟特征的可靠性。 规格表明队列深度为 0,5 的 2 KB 块的读取时间为 4 毫秒，写入时间为 1 毫秒。我们很自豪地报告这些数字已得到确认，并且有很大的裕度。 有趣的是，最小读取延迟（DC280R 为 290–500 μs，DC250M 为 260–500 μs）不是通过 QD=1 实现的，而是通过 2–4 实现的。
QD=1 时的写入延迟为 50 μs（获得如此低的延迟是因为在低负载时驱动器缓存保证有时间释放，并且在写入缓存时我们总是看到延迟）。 这个数字比申报价值低了40倍！
连续性能测试
另一项极其真实的测试，用于检查长时间密集工作期间的性能变化（IOPS 和延迟）。 工作场景为以4KB块随机记录600分钟。 这个测试的重点是，在这样的负载下，SSD驱动器进入饱和模式，此时控制器不断进行垃圾收集以准备空闲的内存块以供写入。 也就是说，这是最累人的模式 - 这正是真实服务器中的企业级 SSD 面临的情况。
根据测试结果，Truesystems 获得了以下性能指标：
这部分测试的主要结果是：金士顿DC500R和金士顿DC500M在实际运行中均超过了各自的出厂值。 当准备好的块用完时，饱和模式开始，金士顿 DC500R 保持在 22 IOPS（而不是 000 IOPS）。 尽管驱动器配置文件指出 20 IOPS，但金士顿 DC000M 仍保持在 500-77 范围内。 该测试还清楚地显示了驱动器之间的差异：如果驱动器的操作过程涉及高比例的写入操作，则金士顿 DC78M 的生产效率提高三倍以上（我们还记得 DC000M 在读取操作中表现出更好的延迟） ）。
下图绘制了持久写入操作期间的延迟。 中位数、99%、99,9% 和 99,99% 百分位。
我们看到两个驱动器的延迟随着性能的下降而增加，没有急剧下降或莫名其妙的峰值。 这非常好，因为可预测性正是企业驱动器所期望的。 Truesystems 专家强调，测试在 8 个线程中进行，每个线程的队列深度为 16，因此重要的不是绝对值，而是动态。 当他们测试 DC400 时，由于控制器的操作，本次测试出现了严重的延迟，但在这张图中金士顿 DC500R 和金士顿 DC500M 没有这样的问题。
负载延迟分布
作为奖励，Truesystems 编辑人员通过 SNIA SSS PTS 500 规范的第 500 号简化测试运行了金士顿 DC13R 和金士顿 DC2.0.1M。 以特殊 CBW 模式的形式研究了负载下延迟的分布：
块尺寸：
整个存储卷的负载分布：
读/写比率：60/40%。
在安全擦除和预加载之后，测试人员运行了 10 轮 60 秒的主测试，线程数为 1-4，队列深度为 1-32。 根据结果，构建了与平均性能（IOPS）相对应的轮次值分布的直方图。 对于这两种驱动器，它都是通过队列深度为 4 的一个线程来实现的。
结果得到以下值：
DC500R：17949 IOPS，594 µs 延迟
DC500M：18880 µs 时 448 IOPS。
分别分析读取和写入的延迟分布。
结论
Truesystems的编辑得出的结论是，金士顿DC500R和金士顿DC500M的测试性能显然被解读为良好。 金士顿DC500R可以很好地应对读取操作，可以推荐作为相应任务的专业设备。 对于混合负载以及需要更多功率时，Truesystems 推荐使用金士顿 DC500M。 该出版物还指出金士顿企业硬盘整个型号系列的价格极具吸引力，并承认向 TLC 3D-NAND 的过渡确实有助于降低价格而不损失质量。 Truesystems 专家还喜欢金士顿的高水平技术支持以及 DC500 系列硬盘的五年保修
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来源： habr.com