您要求展示使用我們的企業級 SSD 硬碟的真實範例和專業測試。 我們為您提供 SSD 驅動器的詳細概述 來自我們的合作夥伴 Truesystems。 Truesystems 專家組裝了一台真實的伺服器，並模擬了所有企業級 SSD 面臨的絕對真實的問題。 讓我們看看他們想出了什麼！
2019年金士頓陣容
首先，有一點乾巴巴的理論。 所有金士頓 SSD 可分為四大組。 這種分割是有條件的，因為相同的磁碟機同時屬於多個系列。
- 2,5 吋、M.2 和 mSATA 外形尺寸的 SATA SSD 金士頓 UV500 以及兩種帶有 NVMe 接口的硬碟型號 - 金士頓 A1000 和金士頓 KC2000；
- 。 與上一組相同的型號，此外還有 SATA SSD Kingston A400；
- ：UV500和KC2000；
- 。 DC500系列硬碟，成為本次評測的主角。 DC500系列分為DC500R（初級讀數，0,5 DWPD）和DC500M（混合負載，1,3 DWPD）。
在測試中，Truesystems 使用了記憶體為 500 GB 的金士頓 DC960R 和記憶體為 500 GB 的金士頓 DC1920M。 讓我們回顧一下它們的特點：
金士頓DC500R
- 容量：480、960、1920、3840 GB
- 外形尺寸：2,5 英寸，高度 7 毫米
- 介面：SATA 3.0，6 Gbit/s
- 聲稱的性能（960 GB 型號）
- 順序存取：讀取 - 555 MB/秒，寫入 - 525 MB/秒
- 隨機存取（4 KB 區塊）：讀取 - 98 IOPS，寫入 - 000 IOPS
- QoS 延遲（4 KB 區塊，QD=1，99,9 百分位）：讀取 - 500 µs，寫入 - 2 ms
- 類比磁區大小：512 位元組（邏輯/物理）
- 資源：0,5 DWPD
- 保固期：5年
金士頓DC500M
- 容量：480、960、1920、3840 GB
- 外形尺寸：2,5 英寸，高度 7 毫米
- 介面：SATA 3.0，6 Gbit/s
- 聲稱的性能（1920 GB 型號）
- 順序存取：讀取 - 555 MB/秒，寫入 - 520 MB/秒
- 隨機存取（4 KB 區塊）：讀取 - 98 IOPS，寫入 - 000 IOPS
- QoS 延遲（4 KB 區塊，QD=1，99,9 百分位）：讀取 - 500 µs，寫入 - 2 ms
- 類比磁區大小：512 位元組（邏輯/物理）
- 資源：1,3 DWPD
- 保固期：5年
Truesystems 專家注意到，金士頓硬碟將總延遲的 QoS 值指示為最大百分位值 99,9%（所有值中的 99,9% 將小於指定值）。 這是一個非常重要的指標，特別是對於伺服器磁碟機而言，因為它們的運作需要可預測性、穩定性和不出現意外凍結。 如果您知道磁碟機規格中指定了哪些QoS延遲，則可以預測其操作，這非常方便。
測試參數
兩種驅動器都在模擬伺服器的測試台上進行了測試。 其特點：
- Intel Xeon 處理器 E5-2620 V4（8 核心，2,1 GHz，啟用 HT）
- 32 GB記憶體
- Supermicro X10SRi-F 主機板（1x 插槽 R3，Intel C612）
- CentOS Linux 7.6.1810
- 為了產生負載，使用了 FIO 版本 3.14
再次關於哪些 SSD 驅動器進行了測試：
- 金士頓 DC500R 960 GB (SEDC500R960G)
- 韌體：SCEKJ2.3
- 容量：960 位元組
- 金士頓 DC500M 1920 GB (SEDC500M1920G)
- 韌體：SCEKJ2.3
- Объём: 1 920 383 410 176 байт
測試方法
基於一組流行的測試 不過，測試人員對其進行了調整，使負載更接近2019年企業級SSD的真實使用情況。 在每個測試的描述中，我們將註明具體更改的內容以及原因。
輸入/輸出操作測試 (IOPS)
此測試測量不同區塊大小（1024 KB、128 KB、64 KB、32 KB、16 KB、8 KB、4 KB、0,5 KB）的 IOPS 以及不同讀取/讀取比率的隨機存取。記錄（100/0 、95/5、65/35、50/50、35/65、5/95、0/100）。 Truesystems 專家使用以下測試參數：16 個線程，隊列深度為 8。同時，完全不運行 0,5 KB 區塊（512 位元組），因為它的大小太小，無法嚴重載入驅動器。
金士頓 DC500R IOPS 測試
表數據：
金士頓 DC500M IOPS 測試
表數據：
IOPS測試並不意味著達到飽和模式，因此很容易通過。 兩款驅動器均表現出色，完全符合規定的工廠規格。 測試對像在 4 KB 區塊寫入方面表現出了出色的性能：70 和 88 IOPS。 這非常棒，尤其是對於以閱讀為主的金士頓 DC500R。 至於讀取操作本身，這些SSD驅動器不僅超出了其出廠值，而且普遍接近SATA介面的效能上限。
頻寬測試
此測試檢查順序吞吐量。 也就是說，兩個 SSD 磁碟機都以 1 MB 和 128 KB 區塊執行順序讀取和寫入操作。 8 個線程，每個線程的佇列深度為 16。
金士頓 DC500R：
- 128 KB 順序讀取：539,81 MB/秒
- 128 KB 順序寫入：416,16 MB/秒
- 1 MB 順序讀取：539,98 MB/秒
- 1 MB 順序寫入：425,18 MB/秒
金士頓 DC500M：
- 128 KB 順序讀取：539,27 MB/秒
- 128 KB 順序寫入：518,97 MB/秒
- 1 MB 順序讀取：539,44 MB/秒
- 1 MB 順序寫入：518,48 MB/秒
而且這裡我們也看到SSD的順序讀取速度已經接近SATA 3介面的吞吐極限，整體來說金士頓硬碟在順序讀取上沒有出現任何問題。
順序寫入有一點滯後，這點在金士頓DC500R上表現得特別明顯，它屬於讀密集類，即專為精讀而設計。 因此，金士頓DC500R在這部分測驗中所得的數值甚至低於規定值。 但 Truesystems 專家認為，對於根本不是為此類負載設計的驅動器（請記住 DC500R 的資源為 0,5 DWPD），這些 400+ MB/s 仍然可以被認為是一個不錯的結果。
延遲測試
正如我們已經指出的，這是對企業硬碟最重要的測試。 畢竟，它可以用來確定SSD硬碟在長期日常使用過程中出現了哪些問題。 標準 SNIA PTS 測試測量各種區塊大小（8 KB、4 KB、0,5 KB）和讀取/寫入比率（100/0、65/35、0/100）在最小佇列深度（1 QD=1 的執行緒）。 然而，Truesystems 的編輯決定認真修改它以獲得更現實的值：
- 排除塊0,5 KB；
- 負載不是佇列 1 和 32 的單執行緒負載，而是在執行緒數量 (1, 2, 4) 和佇列深度 (1, 2, 4, 8, 16, 32) 方面有所不同；
- 使用 65/35 代替 70/30，因為它更真實；
- 不僅給出了平均值和最大值，還給出了99%、99,9%的百分位數；
- 對於選定的執行緒數值，根據所有區塊的 IOPS 和讀/寫比率繪製延遲圖（99%、99,9% 和平均值）。
數據是 25 輪中的 35 輪的平均值，每輪持續 5 秒（30 次熱身 + 1 秒負載）。 對於圖表，Truesystems 編輯者選擇了一系列佇列深度為 32 到 1 的值以及 4-XNUMX 個執行緒。 這樣做是為了評估驅動器的性能，同時考慮延遲，即最現實的指標。
平均延遲指標：
該圖清楚地顯示了 DC500R 和 DC500M 之間的差異。 金士頓 DC500R 專為密集讀取操作而設計，因此寫入操作數量實際上不會隨著負載的增加而增加，仍保持在 25 個。
如果查看混合負載（70% 寫入和 30% 讀取），DC500R 和 DC500M 之間的差異仍然很明顯。 如果我們取400微秒延遲對應的負載，我們可以看到通用DC500M的效能是通用DCXNUMXM的三倍。 這也是很自然的，源自於驅動器的特性。
一個有趣的細節是，即使在 500% 讀取情況下，DC500M 的效能也優於 DC100R，在相同的 IOPS 量下提供更低的延遲。 差異很小，但非常有趣。
99% 延遲百分位數：
99.9% 延遲百分位數：
Truesystems 專家使用這些圖表檢查了所聲明的 QoS 延遲特徵的可靠性。 規格顯示佇列深度為 0,5 的 2 KB 區塊的讀取時間為 4 毫秒，寫入時間為 1 毫秒。我們很自豪地報告這些數字已得到確認，並且具有很大的裕度。 有趣的是，最小讀取延遲（DC280R 為 290–500 μs，DC250M 為 260–500 μs）不是透過 QD=1 實現的，而是透過 2–4 實現的。
QD=1 時的寫入延遲為 50 μs（獲得如此低的延遲是因為在低負載時驅動器快取保證有時間釋放，並且在寫入快取時我們總是看到延遲）。 這個數字比申報價值低了40倍！
連續性能測試
另一項極其真實的測試，用於檢查長時間密集工作期間的效能變化（IOPS 和延遲）。 工作場景為以4KB塊隨機記錄600分鐘。 這個測試的重點是，在這樣的負載下，SSD驅動器進入飽和模式，此時控制器不斷進行垃圾收集以準備空閒的記憶體區塊以供寫入。 也就是說，這是最累人的模式 - 這正是真實伺服器中的企業級 SSD 面臨的情況。
根據測試結果，Truesystems 獲得了以下效能指標：
這部分測試的主要結果是：金士頓DC500R和金士頓DC500M在實際運作中都超過了各自的出廠價值。 當準備好的區塊用完時，飽和模式開始，金士頓 DC500R 保持在 22 IOPS（而不是 000 IOPS）。 儘管驅動器設定檔指出 20 IOPS，但金士頓 DC000M 仍保持在 500-77 範圍內。 該測試還清楚地顯示了驅動器之間的差異：如果驅動器的操作過程涉及高比例的寫入操作，則金士頓DC78M 的生產效率提高三倍以上（我們還記得DC000M 在讀取操作中表現出更好的延遲） ）。
下圖繪製了持久寫入作業期間的延遲。 中位數、99%、99,9% 和 99,99% 百分位。
我們看到兩個驅動器的延遲隨著性能的下降而增加，沒有急劇下降或莫名其妙的峰值。 這非常好，因為可預測性正是企業驅動器所期望的。 Truesystems 專家強調，測試在 8 個執行緒中進行，每個執行緒的隊列深度為 16，因此重要的不是絕對值，而是動態。 當他們測試 DC400 時，由於控制器的操作，本次測試出現了嚴重的延遲，但在這張圖中金士頓 DC500R 和金士頓 DC500M 沒有這樣的問題。
負載延遲分佈
作為獎勵，Truesystems 編輯人員透過 SNIA SSS PTS 500 規範的第 500 號簡化測試運行了金士頓 DC13R 和金士頓 DC2.0.1M。 以特殊 CBW 模式的形式研究了負載下延遲的分佈：
塊尺寸：
整個儲存磁碟區的負載分佈：
讀/寫比率：60/40%。
在安全性擦除和預先載入之後，測試人員運行了 10 輪 60 秒的主測試，執行緒數為 1-4，佇列深度為 1-32。 根據結果，建構了與平均性能（IOPS）相對應的輪次值分佈的直方圖。 對於這兩種驅動器，它都是透過佇列深度為 4 的一個執行緒來實現的。
結果得到以下值：
DC500R：17949 IOPS，594 µs 延遲
DC500M：18880 µs 時 448 IOPS。
分別分析讀取和寫入的延遲分佈。
結論
Truesystems的編輯得出的結論是，金士頓DC500R和金士頓DC500M的測試性能顯然被解讀為良好。 金士頓DC500R可以很好地應對讀取操作，可以推薦作為相應任務的專業設備。 對於混合負載以及需要更多功率時，Truesystems 建議使用金士頓 DC500M。 該出版物還指出金士頓企業硬碟整個型號系列的價格極具吸引力，並承認向 TLC 3D-NAND 的過渡確實有助於降低價格而不損失品質。 Truesystems 專家也喜歡金士頓的高水準技術支援以及 DC500 系列硬碟的五年保固
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來源： www.habr.com