Обзор корпоративного SSD Kingston DC500M

Твердотельный накопитель (SSD) корпоративного класса для дата-центров (серия DC) от Kingston – DC500M – вышел в марте этого года. Этот диск на базе памяти последнего поколения 3D TLC NAND с интерфейсом SATA поддерживает строгую приоритизацию трафика (QoS), которая позволяет спрогнозировать скорость случайного чтения/ записи и величину задержки в широком диапазоне рабочих нагрузок. В отличие от диска DC500R (R означает специализацию под более высокую нагрузку в направлении чтения данных), который в задачах с повышенной интенсивностью записи часто проваливается, диск DC500M рассчитан на интенсивную нагрузку в обоих направлениях.

Таким образом, наш новый SSD Kingston предназначен для использования в типовых серверах предприятий, а также в серверах крупных дата-центров и облачных сервисов, то есть там, где требуются высокопроизводительные накопители со сравнительно низкой себестоимостью. Он также оснащен встроенной технологией Power Loss Protection (PLP), которая – за счет использования мощных конденсаторов – позволяет осуществить «мгновенную» запись данных в память NAND и тем самым снизить вероятность повреждения данных, например, при внезапном отключении питания.

В части производительности диск DC500M обладает следующими номинальными характеристиками: последовательная скорость чтения и записи – до 555 и 520 МБ/с соответственно; установившаяся скорость случайного четырехкилобайтного чтения и записи – 98000 и 75000 IOPS соответственно (последние два значения относятся к терабайтным моделям DC500M).

Диск Kingston DC500M имеет гарантийный срок 5 лет, в течение которого предлагается бесплатное техническое обслуживание. Доступные емкости: 480 ГБ, 960 ГБ, 1.92 ТБ и 3.84 ТБ. В данном обзоре мы рассматриваем модель емкостью 3.84 ТБ.

Технические характеристики SSD Kingston DC500M

Производительность

Тестовые платформы

Обзорные тестирования корпоративных SSD мы проводим на серверных платформах Lenovo ThinkSystem SR850 (тестирование приложений) и Dell PowerEdge R740xd (синтетические бенчмарки). ThinkSystem SR850 – это хорошо оснащенная четырехпроцессорная платформа, которая предлагает вычислительную мощность, более чем достаточную для того, чтобы по максимуму нагрузить высокопроизводительный накопитель. Синтетические тесты не требуют стольких ресурсов, поэтому их мы запускаем на более традиционном двухпроцессорном сервере. В обоих случаях наша цель – показать работу накопителя в наиболее выгодном свете, на уровне максимальных характеристик, заявленных производителем.

Lenovo ThinkSystem SR850:

• четыре процессора Intel Platinum 8160 (2,1 ГГц x 24 ядра);
• 16 модулей памяти по 32 ГБ DDR4-2666 МГц ECC;
• два RAID-контроллера 930-8i 12 Гбит/с;
• восемь NVMe-отсеков;
• операционная система VMware ESXI 6.5.

• два процессора Intel Gold 6130 (2,1 ГГц x 16 ядер);
• четыре модуля памяти по 16 ГБ DDR4-2666 МГц ECC;
• RAID-контроллер PERC 730 2 ГБ 12 Гбит/с;
• встроенный NVMe-адаптер;
• операционная система Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64.

Методология тестирования

Тестовый пакет StorageReview Enterprise Test Lab позволяет составить гибкую программу тестирования накопителей корпоративного класса в рабочей среде, приближенной к той, с которой имеют дело администраторы в условиях реальной эксплуатации серверов. Пакет Enterprise Test Lab обеспечивает достаточное разнообразие конфигураций серверов, сетей, режимов энергопотребления и других параметров инфраструктуры; благодаря этому мы можем адекватно воссоздавать условия реальной эксплуатации серверных систем и с высокой точностью измерять показатели производительности подсистем хранения данных.

Эти подробности мы приводим здесь для того, чтобы профессионалы IT или закупщики, отвечающие за приобретение накопителей для организации, могли представить, в каких условиях были получены приведенные в обзоре результаты. Все наши обзоры пишутся без участия наблюдателей из компаний-производителей тестируемой продукции и тестового оборудования и не оплачиваются этими компаниями.

Анализ тестовой нагрузки и результаты тестирования

Чтобы определить характеристики производительности накопителя корпоративного класса, нужно по существу создать модель инфраструктуры, работающую с приложениями, которые используются в реальных условиях. Соответственно, наши бенчмарки выявляют производительность накопителей при онлайн-обработке транзакций (OLTP) в MySQL с помощью SysBench и в Microsoft SQL Server с помощью модельной нагрузки TPPC-C. В наших тестах на каждом накопителе создается от 2 до 4 виртуальных машин (ВМ) одинаковой конфигурации.

Производительность в SQL Server (TPPC-C)

В SQL Server каждая ВМ включает в себя два виртуальных диска: загрузочный диск объемом 100 ГБ и диск объемом 500 ГБ, на котором размещается база данных и загрузочные файлы. В части системных ресурсов каждая конфигурация ВМ содержит 16 виртуальных CPU, 64 ГБ DRAM и использует SCSI SAS-контроллер LSI Logic. И если в Sysbench предварительно собранная платформа тестируется в первую очередь на скорость операций I/O и эффективное использование емкости накопителя, то тест SQL помогает определить значения времени задержки.

Этот тест работает с версией SQL Server 2014, которая запускается на гостевой ВМ под управлением операционной системы Windows Server 2012 R2; стрессовой нагрузкой является приложение Quest Benchmark Factory для баз данных. В программе OLTP-тестирования StorageReview на базе Microsoft SQL Server используется текущий проект бенчмарка C из пакета Transaction Processing Performance Council (TPPC-C), который является моделью онлайн-обработки транзакций и имитирует сложную последовательность действий, связанную с работой многих приложений. Бенчмарк TPPC-C стоит ближе к синтетическим тестам, определяющим сильные и слабые стороны серверных накопителей, проявляющиеся в работе с базами данных. В нашем случае каждая ВМ работала с базой данных SQL Server размером 333 ГБ (1500 scale); производительность и время задержки при обработке транзакций измерялись под нагрузкой в 15000 виртуальных пользователей.

Тестовая конфигурация SQL Server (в 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: 48 ГБ
• Продолжительность теста – 3 часа, из них:
• 2,5 ч – настройка конфигурации
• 30 мин – прогон теста

В транзакционном бенчмарке SQL Server диск Kingston DC500M проявил себя хорошо: с итоговым результатом 6288.0 TPS он лишь слегка отстал от DC500R.

Еще более наглядным, чем TPS, показателем производительности накопителя в SQL Server является время задержки. И здесь мы видим, что Kingston DC500M замыкает лидирующую группу, демонстрируя задержку 28.0 мс.

Производительность в MySQL (Sysbench)

Следующий бенчмарк определяет OLTP-производительность при работе с базой данных Percona MySQL; измерение показателей производительности осуществляется с помощью SysBench. В этом тесте определяется среднее число транзакций в секунду (TPS), среднее время задержки, а также среднее время задержки при наиболее неблагоприятном сценарии (99th percentile).

В Sysbench каждая ВМ-конфигурация включает в себя три виртуальных диска: один загрузочный диск (примерно 92 ГБ), один диск с предустановленной базой данной (примерно 447 ГБ) и один диск для тестовой базы данных (270 ГБ). В части системных ресурсов каждая ВМ содержит 16 виртуальных CPU, 60 ГБ DRAM и использует SCSI SAS-контроллер LSI Logic.

Тестовая конфигурация для Sysbench (в каждой ВМ)

• Операционная система CentOS 6.3 64-bit
• БД Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1:
• число таблиц БД: 100
• размер БД: 10000000
• число потоков БД: 32
• буфер RAM: 24 ГБ
• Продолжительность теста – 3 часа, из них:
• 2 ч – настройка конфигурации 32 потоков
• 1 ч – прогон 32 потоков

В транзакционном бенчмарке Sysbench диск DC500M занял второе место (и заметно превзошел DC500R) с солидным результатом 2052.3 TPS.

Среднее время задержки в Sysbench – 62.4 мс – также ставит DC500M на второе место.

По результатам худшего сценария диск DC500M опять стал вторым – время задержки составило 110.7 мс. Производительность DC500M в Sysbench очень даже впечатляет.

Тесты VDBench

Когда речь идет о тестировании накопителей, то тесты с реальными приложениями являются более предпочтительными по сравнению с синтетическими тестами. Но, хотя синтетические бенчмарки неидеальны с точки зрения их соответствия реальным рабочим нагрузкам, с точки зрения повторяемости тестовых задач и нормирования результатов они оказываются удобным инструментом для сравнительного тестирования конкурирующих аналогов. Эти бенчмарки предлагают широкий набор тестовых профилей – от типовых "краеугольных" тестов на перенос баз данных определенного размера до создания копий различных инфраструктур виртуализации рабочего стола (VDI). Во всех тестах используется один и тот же генератор нагрузки vdBench с программным движком, который обеспечивает автоматическую обработку и запись результатов большими кластерами. Это позволяет задавать одну и ту же нагрузку для целого ряда накопителей – как дисковых массивов, так и отдельных дисков. У нас в этих тестах диски целиком заполнялись данными, при этом были выделены разделы, занимающие по 25% емкости диска. Это было сделано с целью моделирования возможного варианта взаимодействия накопителя с нагрузочным приложением – отличного от полностью «хаотичных» тестов, в которых задействуется сразу весь диск, а затем процесс обработки данных приходит в равновесное состояние (с установившейся скоростью). То есть приведенные ниже графики получены при более стабильных скоростях записи.

Тестовые профили

В первом тесте VDBench – на 4-КБ случайное чтение – диск Kingston DC500M показал впечатляющий результат: задержка держалась в пределах 1 мс вплоть до выхода на скорость 77000 IOPS. Максимальная скорость составила 79891 IOPS (при задержке 1.6 мс) – это на волосок меньше, чем результат DC500R (80209 IOPS).

В части 4-KБ случайной записи все диски показали здесь практически одинаковые результаты: максимальная скорость чуть больше 63000 IOPS при задержке 2 мс.

Переходим к последовательным нагрузкам. Сначала рассмотрим 64-KБ чтение. В этом сценарии Kingston DC500M, находясь в пределах миллисекундной задержки, немного не дошел до скорости 5000 IOPS (360 МБ/с). А с пиковой производительностью 6948 IOPS (434.3 МБ/с) при задержке 2.3 мс диск DC500M занял третье место, практически поделив его с Samsung 860 DCT.

Зато в последовательной записи наш сегодняшний главный фигурант от Kingston показал абсолютно лучший результат: задержка в пределах одной миллисекунды вплоть до скорости 6200 IOPS (380 МБ/с) и максимальная скорость 6662 IOPS (416 МБ/с) с задержкой 2.38 мс.

Во всех трех тестах с SQL-нагрузками Kingston DC500M сохранял задержку в пределах одной миллисекунды (а единственным диском, систематически выходившим за ее пределы, стал DC500R). В первом тесте DC500M достиг максимальной скорости 42178 IOPS при задержке 0.76 мс и снова разделил третье место с Samsung 860 DCT.

В SQL 90-10 наш диск Kingston показал средний по сравнению с остальными результат – максимальная скорость 41476 IOPS при задержке 0.77 мс.

Подобную картину мы видим и в SQL 80-20: диск DC500M делит с двумя другими дисками второе-третье места, демонстрируя при этом максимальную скорость 40453 IOPS и задержку 0.79 мс.

В тестах Oracle диск DC500M держится в районе второго места и сохраняет задержку в пределах одной миллисекунды. В первом тесте наш Kingston достиг максимальной скорости 38164 IOPS при задержке 912 мкс.

В тесте Oracle 90-10 диск DC500M показал пиковую производительность 37824 IOPS при задержке 580 мкс.

В Oracle 80-20 накопитель DC500M финишировал с максимальной скоростью 37611 IOPS при задержке 581 мкс – практически ноздря в ноздрю с дисками Seagate Nytro и IronWolf.

Переходим к созданию копий VDI – полных и связанных ссылками. В тесте VDI Full Clone (FC) Boot диск DC500M снова показал одинаковую производительность с Samsung 860 DCT: выход за пределы миллисекундной задержки на скорости более 20000 IOPS и максимальная скорость 25069 IOPS при задержке 1.39 мс.

В тесте VDI FC Initial Login диск DC500M сохранял задержку в пределах миллисекунды примерно до скорости 13000 IOPS, а на пиковую скорость около 15000 IOPS вышел при задержке 1.99 мс.

В тесте VDI FC Monday Login диск Kingston DC500M вновь уверенно занял второе место с максимальной скоростью 13800 IOPS при задержке 1.15 мс.

Переходим к группе тестов Linked Clone (LC). В LC Boot диск Kingston DC500M на протяжении всего теста шел на третьем месте, за пределы миллисекундной задержки вышел на скорости около 9000 IOPS и достиг максимальной скорости 13831 IOPS при задержке 1.15 мс.

В тесте VDI LC Initial Login диск Kingston стабильно занимал второе место, не выходя за пределы миллисекундной задержки. Его максимальная скорость составила 9385 IOPS при задержке 0.847 мс.

И последний тест – VDI LC Monday Login. Здесь мы снова видим наш диск на второй позиции. Kingston DC500M показал максимальную скорость 10434 IOPS при задержке 1.52 мс, а превысил он миллисекундную задержку на скорости около 8000 IOPS.

Заключение

Диск DC500M – это один из новейших корпоративных SATA SSD от Kingston, разработанный специально для тех случаев, когда требуется высокая скорость записи в условиях рабочей среды со смешанной нагрузкой. SSD Kingston DC500M предлагает диапазон емкостей от 480 ГБ до 3.84 ТБ, флэш-память 3D TLC NAND, а также функции самошифрования (AES 256-bit) и приоритизации трафика. Кроме того, он имеет встроенную поддержку ECC, обеспечивающую целостность данных при чтении и записи, и встроенную защиту от потери данных при отключении питания (для этого применяются мощные конденсаторы плюс специальная прошивка). Номинальные характеристики этого диска Kingston: ресурс – 9110 TBW (у модели емкостью 3.84 ТБ), скорости последовательного чтения и записи – 555 и 520 МБ/с соответственно, случайного чтения и записи – 98000 и 75000 IOPS соответственно.

В тестах на производительность мы сравнили диск Kingston DC500M с несколькими популярными SATA SSD, в том числе и с его собратом DC500R. В целом Kingston DC500M показал очень приличные результаты, хотя в приложении SQL и не опередил лидеров, показав производительность 6288.0 TPS и задержку 28.0 мс. Зато в Sysbench, который отличается более интенсивной нагрузкой в направлении записи, DC500M вышел на лидирующие позиции со следующими результатами: производительность – 2052.3 TPS, средняя задержка – 62.4 мс и максимальная задержка (при наиболее неблагоприятном сценарии) – 110.7 мс.

В тестах с четырехкилобайтным случайным чтением/ записью диск Kingston DC500M читал данные со скоростью 79891 IOPS при задержке 1.6 мс и записывал их со скоростью примерно 63000 IOPS при задержке 2 мс. В последовательном 64-KБ чтении/ записи диск DC500M показал скорость 6948 IOPS (434.3 МБ/с) и задержку 2.3 мс при чтении и скорость 6662 IOPS (416 МБ/с) и задержку 2.38 мс при записи.

В синтетических тестах SQL и Oracle диск DC500M продолжил уверенно демонстрировать свой высокий уровень производительности – как и положено диску, разработанному специально для интенсивных нагрузок в части записи. В тестах SQL, оставаясь в пределах миллисекундной задержки, он уступил лидерам совсем немного. Однако в тестах Oracle – во всех трех – DC500M не опускался ниже второго места. В бенчмарках VDI диск Kingston DC500M копировал данные с солидной скоростью: 25069, 15000 и 13800 IOPS соответственно в FC Boot, Initial Login и Monday Login и 13831, 9385 и 10434 IOPS в соответствующих LC-тестах.

В целом диск Kingston DC500M продемонстрировал очень хорошую производительность, не только в части чтения, что мы уже видели у DC500R, но и в части записи. В большинстве бенчмарков он занимал места в верхней части турнирной таблицы, а в некоторых тестах – например, на последовательную запись – показал абсолютно лучший результат. Корпоративные клиенты, которым нужны конкурентоспособные решения с интерфейсом SATA – в качестве загрузочных дисков или в расчете на смешанную нагрузку, по достоинству оценят новый SSD Kingston DC500M.

Читайте также:

Обзор корпоративного SSD Kingston DC500R

Твердотельный накопитель (SSD) корпоративного класса Kingston DC500R, представляет собой идеальное решение для тех компаний, которые часто сталкиваются с задачами, требующими высокой скорости чтения

Сравнительный анализ мобильных процессоров Intel Core i7-9750H и i7-8750H

Несколько недель назад компания Intel выпустила ряд новых процессоров девятого поколения

Intel Core i5-9400F против AMD Ryzen 5 2600X

С недавних пор компания Intel испытывает некоторые затруднения, усложняющие конкурентную борьбу с новой волной процессоров Ryzen.