Обзор SSD Samsung 970 EVO Plus (1 ТБ)

SSD 970 EVO Plus – это самое последнее слово компании Samsung на рынке твердотельных накопителей с интерфейсом NVMe. Вышедший следом за SSD 970 EVO, диск 970 EVO Plus выпускается в формате M.2 2280 и, как и его предшественник, представляет собой идеальное решение для профессионалов в сфере IT, разработчиков контента, кибер-спортсменов и вообще для всех компьютерных энтузиастов, которым нужна высокая скорость и надежность накопителя при работе с интенсивной нагрузкой на пользовательском ПК или рабочей станции.

В части производительности компанией Samsung заявлены существенно улучшенные по сравнению с предыдущим поколением характеристики: скорость последовательного чтения/ записи – до 3500/ 3300 МБ/с соответственно, случайного чтения/ записи – 620/ 560 тыс. IOPS соответственно. Samsung также упоминает значительное (на 53%) по сравнению с предшественником увеличение скорости случайной записи у версии диска емкостью 250 ГБ.

В данном обзоре мы рассмотрим диск емкостью 1 ТБ, хотя доступны и меньшие емкости – 500 и 250 ГБ.

Спецификации SSD Samsung 970 EVO

Производительность

Тестовая платформа

В качестве основы для тестовой платформы мы использовали сервер Dell PowerEdge R740xd. Исследуемые SATA-диски мы подключали через плату RAID-контроллера Dell H730P этого сервера, которая, чтобы исключить влияние кэша RAID-контроллера, использовалась в режиме адаптера HBA. Диски NVMe мы, естественно, подключали к адаптеру PCIe через интерфейс M.2. В основе методологии тестирования – моделирование пользовательской нагрузки с помощью виртуализованного сервера с учетом вариативности, масштабируемости и общей адекватности тестов. Основное внимание было уделено времени задержки во всем диапазоне нагрузок, причем не только с минимальной глубиной очереди (QD1, Queue-Depth 1). Это обусловлено тем, что многие популярные бенчмарки не вполне точно воспроизводят профили нагрузки конечного пользователя.

Тест Houdini от SideFX

Тест Houdini разработан специально для оценки производительности накопителя в задачах CGI-рендеринга. Это приложение мы запускали на тестовой платформе на базе сервера Dell PowerEdge R740xd с двумя процессорами Intel 6130 и 64 ГБ оперативной памяти. Для этого теста мы установили на «голое железо» операционную систему Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64). Результаты здесь выражены в секундах, меньшее время означает лучший результат.

Демо-тест Maelstrom представляет один из аспектов рендеринга, выявляющий производительность накопителя при перемещении данных, когда файловая ячейка используется как вспомогательная область памяти. В этом тесте не записываются итоговые данные и их пошаговая обработка – чтобы исключить влияние задержек на основной измеряемый показатель. Тест состоит из пяти этапов, три из которых мы выбрали в качестве контрольных.

Этапы теста:

1. Загрузка упакованных данных с диска. Время загрузки определяется как время чтения с диска. Это однопоточный процесс, который может быть лимитирован общей пропускной способностью.
2. Распаковка данных в одномерный массив для последующей обработки. Если данные не зависят от других данных, то их порядок может быть оставлен без изменения. Этот этап многопоточный.
3. Обработка данных (не исследовалась).
4. Переупаковка данных в новый набор блоков, который должен быть записан обратно на диск. Это многопоточная процедура.
5. Запись собранных блоков данных обратно на диск (не исследовалась).

Время рендеринга, характеризующее производительность диска (чем оно меньше, тем лучше), у SSD 970 EVO Plus составило 2646,7 с. С таким результатом наш диск располагается в верхней части турнирной таблицы и проигрывает всего несколько мест SSD Samsung 970 Pro, который в свою очередь уступает только дискам Optane.

Производительность в системе SQL Server

Для имитации нагрузки, с которой имеют дело разработчики приложений на локальных рабочих станциях, мы собрали небольшую виртуальную машину (ВМ), работающую с системой управления базами данных (СУБД) SQL Server. Этот тест подобен тестам для дисковых массивов или дисков корпоративного класса, но его масштаб уменьшен с целью более адекватного моделирования той нагрузки, которую наш диск получит у конечного пользователя. Нагрузка соответствует текущей схеме бенчмарка C из пакета Transaction Processing Performance Council (TPPC-C); этот тест моделирует онлайн-обработку транзакций – сложную последовательность действий, связанную с работой многих приложений.

В конфигурации ВМ для SQL Server было выделено три виртуальных диска: 100 ГБ – для загрузочных файлов, 350 ГБ – для базы данных и регистрационных файлов, 150 ГБ – для резервной копии базы данных, которую мы восстанавливали после каждого запуска. В части системных ресурсов каждая ВМ включала в себя 16 виртуальных процессоров, 32 ГБ оперативной памяти и контроллер LSI Logic с интерфейсом SCSI SAS. В этом тесте мы использовали версию СУБД SQL Server 2014, серверную операционную систему Windows Server 2012 R2 на ВМ, а в качестве тестовой нагрузки взяли бенчмарк для баз данных Dell Benchmark Factory.

Тестовая конфигурация SQL Server (для каждой ВМ)

• ОС Windows Server 2012 R2
• Дисковое пространство: 600 ГБ занято, 500 ГБ используется
• СУБД SQL Server 2014:
• размер базы данных: 1500 scale
• количество виртуальных клиентов: 15000
• буфер RAM: 24 ГБ
• Продолжительность теста – 3 часа, из них:
• 2,5 ч – настройка конфигурации
• 30 мин – прогон теста

В этом тесте терабайтный диск Samsung 970 Plus занимает первое место с результатом 3161,7 TPS (транзакций в секунду).

И в этом же тесте SSD 970 Plus продемонстрировал впечатляюще низкую задержку – в среднем 1,0 мс – и опять занял верхнюю строчку турнирной таблицы.

Тесты VDBench Workload Analysis

В первом из наших тестов VDBench Workload Analysis мы определяли характеристики случайного чтения четырехкилобайтных файлов. Здесь диск 970 EVO Plus выходит из области задержек до 0,1 мс уже при скорости 129 тыс. IOPS. Диск 970 EVO Plus достигает максимальной скорости 431 тыс. IOPS с величиной задержки 295,3 мкс и по совокупности этих двух параметров становится вторым после терабайтного SSD Samsung 970 Pro. Но, хотя наш диск финишировал здесь с более высокой максимальной скоростью, чем Intel Optane 800P, диск Optane смог выйти на более чем вдвое большую скорость по сравнению с Samsung 970 Plus при величине задержки в пределах 0,1 мс.

С характеристиками случайной записи четырехкилобайтных файлов дело обстоит гораздо лучше: здесь 970 EVO Plus сохраняет задержку менее 0,1 мс на протяжении почти всего теста, а его максимальная скорость – практически такая же, как у 970 Pro. Итак, максимальная скорость диска 970 EVO Plus здесь составила 365 тыс. IOPS при величине задержки 348 мкс.

Характеристики последовательного чтения 64-килобайтных файлов слегка разочаровывают: наш диск начинает тест с величиной задержки 196,3 мкс и достигает максимальной скорости 18582,05 IOPS (или 1,12 ГБ/с) с задержкой 861,2 мкс.

В части последовательной записи 64-килобайтных файлов картина заметно улучшается: 970 EVO Plus удерживается в области задержек до 0,1 мс вплоть до скорости 21 тыс. IOPS. Диск 970 EVO Plus уступает здесь диску 970 Pro, но все-таки демонстрирует в целом впечатляющую производительность с максимальной скоростью 22374,6 IOPS (или 1398,41 МБ/с) при величине задержки 707,3 мс.

Далее рассмотрим наши бенчмарки VDI, которые были разработаны для более детального тестирования дисков. Пакет включает в себя тесты Boot, Initial Login и Monday Login. В тесте Boot диск Samsung 970 EVO Plus показывает себя не с самой лучшей стороны, финишируя вторым с конца с максимальной скоростью 84431,48 IOPS при величине задержки 424,5 мкс.

В тесте VDI Initial Login диск 970 EVO Plus демонстрирует гораздо лучшие результаты, занимая итоговое второе место с максимальной скоростью 49272 IOPS при задержке 606 мкс.

И в последнем нашем тесте, VDI Monday Login, диск 970 EVO Plus финиширует на третьем месте (и с начала и с конца) с максимальной скоростью 33620 IOPS и задержкой 473,6 мкс.

Заключение

Модель 970 EVO Plus – это новейший NVMe SSD на базе 3-битной флэш-памяти MLC, разработанный компанией Samsung для пользовательских ПК. Диск 970 EVO Plus использует последние технологии Samsung и обладает выдающимися характеристиками надежности и производительности, которые позволяют ему стать лидером в своем классе. В данном обзоре мы рассматривали версию диска емкостью 1 ТБ, но в продаже имеются и меньшие емкости – 500 и 250 ГБ, которые, вероятно, в части производительности слегка уступают терабайтному SSD.

Что касается работы с приложениями, то в тесте с SQL диск Samsung 970 EVO Plus показал лучшие результаты среди всех пользовательских SSD, протестированных нами на сегодняшний день: 3161,7 TPS и средняя задержка 1,0 мс. Диск 970 EVO Plus не только занял первое место по числу транзакций в секунду, но и продемонстрировал задержку втрое меньшую по сравнению с моделью 970 Pro – а эта модель ориентирована на пользователей, которым нужна более высокая производительность. Все остальные диски здесь просто подчеркивают впечатляющие результаты 970 EVO в части TPS и задержки. В тесте Houdini диск 970 EVO Plus хотя и не занял первого места, но тем не менее показал очень приличный для M.2 SSD результат: 2646,7 секунды.

При случайном чтении и записи четырехкилобайтных файлов диск снова продемонстрировал впечатляющие результаты: 431 и 365 тыс. IOPS соответственно. В последовательном чтении и записи 64-килобайтных файлов 970 EVO Plus показал скорость соответственно 1,12 и 1,46 ГБ/с. И хотя при чтении показатели задержки были не самыми лучшими, диск с лихвой компенсировал это в тестах на скорость и задержку при записи. В бенчмарках VDI диск 970 EVO Plus показал результаты от средних до хороших: Boot – 84 тыс. IOPS, Initial Login – 49 тыс. IOPS, Monday Login – 34 тыс. IOPS.

Итак, компания Samsung добавила к линейке EVO еще один отличный диск. В тестах VDBench он продемонстрировал показатели производительности на уровне лучших NVMe SSD, а в тесте с СУБД SQL Server оказался лучшим в пользовательском классе: число транзакций в секунду у 970 EVO Plus было самым высоким, а задержка (всего 1 мс) – намного меньше, чем у всех остальных дисков.