Як випливає з назви цього SSD, накопичувач орієнтований на роботу в корпоративних ІТ-середовищах, оскільки назва його серії DC розшифровується, як Data Center. Виробник повідомляє про оптимізацію накопичувача DC500R на операції читання, про що свідчить індекс R в його назві. Варто відзначити, що в цю серію входить і модель з оптимізацією змішаних навантажень DC500M, де M має на увазі mixed. Оскільки більша частина серверних додатків використовує переважно операції читання, вивчимо, як працює SSD DC500R в різних сценаріях: основні наведені на рис. 1, а відповідні їм навантаження з читання і запису винесені в таб. 1.
1. Типи навантажень для серверних SSD
Коротко зупинимося на описі накопичувача DC500R. Він оснащений інтерфейсом SATA (6 Гб / с) і побудований на базі 3D TLC NAND. Пристрій виконаний у форм-факторі 2,5 дюйма і доступно в варіантах ємності 480 ГБ, 960 ГБ, 1,92 ТБ, 3,84 ТБ. Для захисту цілісності даних в разі зникнення живлення є вбудовані конденсатори, що дозволяють завершити операцію запису в екстреній ситуації. Але, мабуть, найцікавішою серед заявлених для цього SSD можливостей є «передбачувана продуктивність при виконанні довільних операцій введення-виведення». Наше тестування накопичувача було якраз націлений на те, щоб перевірити коректність такої заяви.
2. Результати Blackmagic Disk Speed Test
Зауважимо також, що твердотільні накопичувачі Kingston підтримують роботу з ПО Kingston SSD Manager. З його допомогою можна контролювати стан цих пристроїв і управляти їх настройками, що може бути дуже важливо протягом життєвого циклу пристрою. Функціональність утиліти включає:
Моніторинг стану диска (SMART) і отримання інформації про нього;
Перегляд і експорт докладних звітів про працездатність накопичувача і його стані;
Оновлення прошивки накопичувача;
Надійне стирання записаних на ньому даних;
Зміна розміру резервної зони (over provisioning).
Крім того, для перегляду SMART параметрів можна використовувати широко розповсюджену програму smartmontools, в базі якої вже є ця серія SSD. Серед переваг даного ПЗ - можливість визначення SMART параметрів, навіть якщо SSD знаходяться в програмному або апаратному RAID-масиві.
тестування
У дослідженні можливостей SSD серії DC500R використовувався накопичувач ємністю 480 ГБ. Для нього заявлена приблизно однакова продуктивність в операціях послідовного доступу: 555 МБ / с при читанні і 500 МБ / с при записі. Що ж стосується випадкового доступу блоками по 4K, накопичувач повинен забезпечувати 98000 IOPS в операціях читання і 12000 IOPS - записи. Показник QoS або латентність заявлена не більше 500 мкс для читання і до 2 мс для запису. При цьому витривалість даного твердотільного накопичувача заявлена на рівні 438 TBW, що відповідає 0.5 DWPD: таким чином, він допускає щодня запис об'ємом в половину своєї ємності.
Таблиця 1. Серверні додатки і відповідний їм тип навантаження на систему зберігання
Тестування виконувалося на сервері Entry i2-2011 під управлінням ОС Microsoft Server 2016, де через контролер LSI SAS HBA 9207-4i4e PCI-E було підключено чотири SSD Kingston DC500R. На їх базі був сформований пул зберігання - віртуальний диск (Storage Space - mirror).
Першим етапом тестування - стало дослідження роботи накопичувачів в режимі послідовного доступу з використанням пакетів Blackmagic Disk Speed Test і AJA System Test. У першому з них генеруються файли різних форматів, що застосовуються у виробництві відео-матеріалів. З усіма пунктами програми накопичувачі впоралися, продемонструвавши приблизно однакову швидкість в режимах читання і запису: 1501,1 МБ / с і 1574,4 МБ / с, відповідно. У другому ж за допомогою файлу певного формату перевірятися продуктивність і стабільність операцій послідовних операцій запису і читання. Як видно з результатів, була отримана достатньо хороша стабільність запису і читання. Правда, в цьому тесті швидкість читання (1886 МБ / с) виявилася майже вдвічі вище записи (814 МБ / с), що можна пояснити оптимізацією прошивки контролера SSD для такого типу навантаження.
3. Вихідні дані AJA System Test
Тести були також виконані для режимів навантаження «Video on Demand» і «Media Streaming». Як видно за результатами Media Streaming, навіть при великій кількості запитів (QD = 128) реакція на запит не перевищує 5 мс. Такий продуктивності цілком достатньо для вирішення завдання потокового мовлення відео / аудіо в режимі реального часу. У режимі Video on Demand була досягнута продуктивність 4 KIOPs при кількості запитів (QD = 128) при забезпеченні часу обробки одного запиту не більше 32 мс, що можна оцінити як хороший показник для вирішення такого роду завдань.
4. Результати AJA System Test
Тестування сформованого нами сховища на базі SSD серії DC500R при OLTP навантаженнях виконувалося за допомогою ПО IOMeter. У тесті «База даних» було задіяно 24 віртуальних ініціатора (Workers), які формували запити з глибиною черги (QD = 1 ... 8). Максимальна кількість одночасних запитів склало 128. Оскільки багато додатків при роботі зі сховищами працюють з розмірами блоків 4, 8 і 64 КБ, тестування проводилося саме для цих значень. За підсумками досліджень з'ясувалося, що продуктивність довільних операцій введення / виводу досягала 170 KIOPs. Варто визнати, що це великий запас, який забезпечить ефективну роботу не тільки з невеликими базами даних, але і з БД середніх розмірів. І хоча розглядаються нами SSD оптимізовані для операцій читання, ми переконалися в тому, що вони можуть впоратися і зі змішаними операціями.
5. Графік читання AJA System Test
Якщо задати порогове значення латентності в 2 мс, чого повинно бути більш ніж достатньо для роботи з більшістю баз даних, що можна переконатися в тому, що досліджуваний нами пул ресурсів на базі SSD серії DC500R може забезпечити одночасну обробку 16 запитів (блок 64 КБ) і понад 128 запитів при розмірах блоків 4 КБ і 8 КБ.
6. Графік записи AJA System Test
У тесті «Довільний читання і запис» ми досліджували можливості SSD серії DC500R в тих режимах, які не є для них оптимальними. З'ясувалося, що під час операції читання з різними розмірами блоків максимальна продуктивність лежить в межах від 27 до 250 KIOPs. Для порівняння, операції запису виконуються зі швидкістю в діапазоні 11-100 KIOPs. На окрему діаграму винесено порівняння продуктивності читання і запису при невеликих чергах. Цікаво, що в цьому випадку швидкості не тільки дуже близькі, але більш того, запис виконується швидше при QD <16. Зауважимо, що в даному тестуванні досліджуються не просто окремі диски, а сховище на їх основі, яке працює в середовищі Windows Server 2016. А значить, варто враховувати наявність її власної кеш-пам'яті, яка, безумовно, впливає на продуктивність. Можна припустити, що при невеликих чергах сховище виявляється оптимізовано під довільну запис, ніж під довільне читання. Правда, необхідно відзначити, що в реальних умовах експлуатації для режиму «100% читання» реальні навантаження існують, тоді як для «100% записи» їх складно уявити, хоча і можна розбити введення / виведення на складові, але це може бути не ефективно.
7. Продуктивність в режимі Media Streaming
Вважається, що найбільш несприятливою навантаженням систем для введення-виведення на базі SSD є змішаний режим (50% Rd / 50% Wr). Отримані в ньому результати приємно здивували стабільністю для всіх розмірів черг.
8. Латентність в режимі Media Streaming
У програму досліджень увійшло також тестування сховища при послідовних операціях введення-виведення. Такого типу навантаження виникають при виконанні архівування даних, при реплікації, формуванні логів, при обміні інформацією між шарами «гарячих» і «холодних» даних в багаторівневих системах зберігання і в багатьох інших завданнях. Для тестування були обрані блоки розміром 128 КБ і 1 МБ (цей розмір блоку традиційно використовується в більшості послідовних операціях). Отриманих в результаті значень швидкості 1700 МБ / с з читання і 900 МБ / с при записі більш ніж достатньо для організації ефективного введення-виведення в перерахованих вище задачах.
9. Латентність в режимі Video on Demand
10. Продуктивність в режимі Video on Demand
11. Продуктивність в режимі База даних
12. Латентність в режимі База даних
13. Латентність в режимі База даних при затримках до 2 мс
14. Продуктивність в режимі Довільний читання
15. Продуктивність в режимі Довільна запис
16. Порівняння производительностей в режимі довільного читання і запису при розмірі блоку 4 КБ
17. Порівняння латентності в режимі довільного читання і запису при розмірі блоку 4 КБ
18. Продуктивність в режимі змішаної навантаження при розмірі блоку 4 КБ
19. Продуктивність в режимі послідовного читання
20. Продуктивність в режимі послідовного запису
висновки
Підводячи підсумки тестування твердотільних накопичувачів Kingston DC500R, можна відзначити, що ці пристрої впоралися з усіма тестами, показавши відповідність заявленим характеристикам. Грунтуючись на оптимізації цих SSD на операціях читання, можна порекомендувати їх використання в багаторівневих системах зберігання. Справа в тому, що останнім часом в складі програмно-визначених СГД традиційно задіють роздільні кешируєтся SSD для операцій читання і запису, хоча вони і не є конструктивно окремими. У такій конфігурації кеш для читання не обов'язково захищати від втрати інформації, оскільки вона може бути відновлена з основного сховища. Це дозволяє при конфігурації кеша для читання використовувати RAID0, що забезпечить підвищення продуктивності при операціях читання. Для такого роду кеш-пам'яті використання SSD, оптимізованих під читання, є економічно доцільним.
Для SSD TM Kingston моделей DC500R і DC500M, компанія Entry надає послугу "Hot Swap". Безкоштовна заміна здійснюється протягом 1-2 робочих днів
