Контакты
15.04.2020

Kingston DC500R - SSD для багаторівневих систем зберігання

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.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

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.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

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:

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.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

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.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

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.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

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.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

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.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

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.

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

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.

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

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.

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

9. Латентність в режимі Video on Demand

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

10. Продуктивність в режимі Video on Demand

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

11. Продуктивність в режимі База даних

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

12. Латентність в режимі База даних

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

13. Латентність в режимі База даних при затримках до 2 мс

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

14. Продуктивність в режимі Довільний читання

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

15. Продуктивність в режимі Довільна запис

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

16. Порівняння производительностей в режимі довільного читання і запису при розмірі блоку 4 КБ

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

17. Порівняння латентності в режимі довільного читання і запису при розмірі блоку 4 КБ

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

18. Продуктивність в режимі змішаної навантаження при розмірі блоку 4 КБ

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

19. Продуктивність в режимі послідовного читання

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

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.

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

Для SSD TM Kingston моделей DC500R і DC500M, компанія Entry надає послугу "Hot Swap". Безкоштовна заміна здійснюється протягом 1-2 робочих днів