`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

+22
голоса

По мере того, как твердотельные накопители становятся едва ли ни стандартным элементом серверных платформ, производители стараются оптимизировать характеристики SSD уже не только для многозадачной среды, но и под специфику конкретных приложений. Примером тому служит модель Kingston DC500R, с возможностями которой мы решили разобраться.

Как следует из названия этого SSD, накопитель ориентирован на работу в корпоративных ИТ-средах, поскольку название его серии DC расшифровывается, как Data Center. Производитель сообщает про оптимизацию накопителя DC500R на операции чтения, о чем свидетельствует индекс R в его названии. Стоит отметить, что в эту серию входит и модель с оптимизацией смешанных нагрузок DC500M, где M подразумевает mixed. Поскольку большая часть серверных приложений использует преимущественно операции чтения, изучим, как работает SSD DC500R в различных сценариях: основные приведены на рис. 1, а соответствующие им нагрузки по чтению и записи вынесены в таб. 1.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

1. Типы нагрузок для серверных SSD

Коротко остановимся на описании накопителя DC500R. Он оснащен интерфейсом SATA (6 Гб/с) и построен на базе 3D TLC NAND. Устройство выполнено в форм-факторе 2,5 дюйма и доступно в вариантах емкости 480 ГБ, 960 ГБ, 1,92 ТБ, 3,84 ТБ. Для защиты целостности данных в случае пропадания питания имеются встроенные конденсаторы, позволяющие завершить операцию записи в экстренной ситуации. Но, пожалуй, самой интересной среди заявленных для этого SSD возможностей является «предсказуемая производительность при выполнении произвольных операций ввода-вывода». Наше тестирование накопителя было как раз нацелено на то, чтобы проверить корректность такого заявления.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

2. Результаты Blackmagic Disk Speed Test

Заметим также, что твердотельные накопители Kingston поддерживают работу с ПО Kingston SSD Manager. С его помощью можно контролировать состояние этих устройств и управлять их настройками, что может быть очень важно в течение жизненного цикла устройства. Функциональность утилиты включает:

  • Мониторинг состояния диска (S.M.A.R.T.) и получение информации о нем;

  • Просмотр и экспорт подробных отчетов о работоспособности накопителя и его состоянии;

  • Обновление прошивки накопителя;

  • Надежное стирание записанных на нем данных;

  • Изменение размера резервной зоны (over provisioning).

Кроме того, для просмотра S.M.A.R.T. параметров можно использовать широко распространенную программу smartmontools, в базе которой уже есть эта серия SSD. Среди преимуществ данного ПО — возможность определения S.M.A.R.T параметров, даже если SSD находятся в программном или аппаратном RAID-массиве.

Тестирование

В исследовании возможностей SSD серии DC500R использовался накопитель емкостью 480 ГБ. Для него заявлена примерно одинаковая производительность в операциях последовательного доступа: 555 МБ/с при чтении и 500 МБ/с при записи. Что же касается случайного доступа блоками по 4K, накопитель должен обеспечивать 98000 IOPS в операциях чтения и 12000 IOPS — записи. Показатель QoS или латентность заявлена не более 500 мкс для чтения и до 2 мс для записи. При этом выносливость данного твердотельного накопителя заявлена на уровне 438 TBW, что соответствует 0.5 DWPD: таким образом, он допускает ежедневно запись объемом в половину своей емкости.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

Таблица 1. Серверные приложения и соответствующий им тип нагрузки на систему хранения

Тестирование выполнялось на сервере Entry i2-2011 под управлением ОС Microsoft Server 2016, где через контроллер LSI SAS HBA 9207-4i4e PCI-E было подключено четыре SSD Kingston DC500R. На их базе был сформирован пул хранения — виртуальный диск (Storage Space — mirror).

Первым этапом тестирования — стало исследование работы накопителей в режиме последовательного доступа с использованием пакетов Blackmagic Disk Speed Test и AJA System Test. В первом из них генерируются файлы различных форматов, применяемых в производстве видео-материалов. Со всеми пунктами программы накопители справились, продемонстрировав примерно одинаковую скорость в режимах чтения и записи: 1501,1 МБ/с и 1574,4 МБ/с, соответственно. Во втором же с помощью файла определенного формата проверятся производительность и стабильность операций последовательных операций записи и чтения. Как видно по результатам, была получена достаточно хорошая стабильность записи и чтения. Правда, в этом тесте скорость чтения (1886 МБ/с) оказалась почти вдвое выше записи (814 МБ/с), что можно объяснить оптимизацией прошивки контроллера SSD для такого типа нагрузки.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

3. Исходные данные AJA System Test

Тесты были также выполнены для режимов нагрузки «Video on Demand» и «Media Streaming». Как видно по результатам Media Streaming, даже при большом количестве запросов (QD=128) реакция на запрос не превышает 5 мс. Такой производительности вполне достаточно для решения задачи потокового вещания видео/аудио в режиме реального времени. В режиме Video on Demand была достигнута производительность 4 KIOPs при количестве запросов (QD=128) при обеспечении времени обработки одного запроса не более 32 мс, что можно оценить как хороший показатель для решения такого рода задач.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

4. Результаты AJA System Test

Тестирование сформированного нами хранилища на базе SSD серии DC500R при OLTP нагрузках выполнялось с помощью ПО IOMeter. В тесте «База данных» было задействовано 24 виртуальных инициатора (Workers), которые формировали запросы с глубиной очереди (QD=1...8). Максимальное количество одновременных запросов составило 128. Поскольку многие приложения при работе с хранилищами работают с размерами блоков 4, 8 и 64 КБ, тестирование проводилось именно для этих значений. По итогам исследований выяснилось, что производительность произвольных операций ввода/вывода достигала 170 KIOPs. Стоит признать, что это большой запас, который обеспечит эффективную работу не только с небольшими базами данных, но и с БД средних размеров. И хотя рассматриваемые нами SSD оптимизированы для операций чтения, мы убедились в том, что они могут справиться и со смешанными операциями.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

5. График чтения AJA System Test

Если задать пороговое значение латентности в 2 мс, чего должно быть более чем достаточно для работы с большинством баз данных, что можно убедиться в том, что исследуемый нами пул ресурсов на базе SSD серии DC500R может обеспечить одновременную обработку 16 запросов (блок 64 КБ) и более 128 запросов при размерах блоков 4 КБ и 8 КБ.

Kingston DC500R — SSD для многоуровневых систем хранения

6. График записи AJA System Test

В тесте «Произвольное чтение и запись» мы исследовали возможности SSD серии DC500R в тех режимах, которые не являются для них оптимальными. Выяснилось, что при операциях чтения с различными размерами блоков максимальная производительность лежит в пределах от 27 до 250 KIOPs. Для сравнения, операции записи выполняются со скоростью в диапазоне 11-100 KIOPs. На отдельную диаграмму вынесено сравнение производительности чтения и записи при небольших очередях. Интересно, что в этом случае скорости не только весьма близки, но более того, запись выполняется быстрее при QD<16. Заметим, что в данном тестировании исследуются не просто отдельные диски, а хранилище на их основе, которое работает в среде Windows Server 2016. А значит, стоит учитывать наличие ее собственной кэш-памяти, которая, безусловно, влияет на производительность. Можно предположить, что при небольших очередях хранилище оказывается оптимизировано под произвольную запись, чем под произвольное чтение. Правда, необходимо отметить, что в реальных условиях эксплуатации для режима «100% чтения» реальные нагрузки существуют, тогда как для «100% записи» их сложно представить, хотя и можно разбить ввод/вывод на составляющие, но это может быть не эффективно.

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

7. Производительность в режиме Media Streaming

Считается, что наиболее неблагоприятной нагрузкой систем для ввода-вывода на базе SSD является смешанный режим (50% Rd / 50% Wr). Полученные в нем результаты приятно удивили стабильностью для всех размеров очередей.

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

8. Латентность в режиме Media Streaming

В программу исследований вошло также тестирование хранилища при последовательных операциях ввода-вывода. Такого типа нагрузки возникают при выполнении архивирования данных, при репликации, формировании логов, при обмене информацией между слоями «горячих» и «холодных» данных в многоуровневых системах хранения и во многих других задачах. Для тестирования были выбраны блоки размером 128 КБ и 1 МБ (этот размер блока традиционно используется в большинстве последовательных операциях). Полученных в итоге значений скорости 1700 МБ/с по чтению и 900 МБ/с при записи более чем достаточно для организации эффективного ввода-вывода в вышеперечисленных задачах.

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

9. Латентность в режиме Video on Demand

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

10. Производительность в режиме Video on Demand

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

11. Производительность в режиме База данных

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

12. Латентность в режиме База данных

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

13. Латентность в режиме База данных при задержках до 2 мс

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

14. Производительность в режиме Произвольное чтение

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

15. Производительность в режиме Произвольная запись

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

16. Сравнение производительностей в режиме произвольного чтения и записи при размере блока 4 КБ

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

17. Сравнение латентности в режиме произвольного чтения и записи при размере блока 4 КБ

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

18. Производительность в режиме смешанной нагрузки при размере блока 4 КБ

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

19. Производительность в режиме последовательного чтения

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

20. Производительность в режиме последовательной записи

Выводы

Подводя итоги тестирования твердотельных накопителей Kingston DC500R, можно отметить, что эти устройства справились со всеми тестами, показав соответствие заявленным характеристикам. Основываясь на оптимизации этих SSD на операциях чтения, можно порекомендовать их использование в многоуровневых системах хранения. Дело в том, что в последнее время в составе программно-определяемых СХД традиционно задействуют раздельные кеширующие SSD для операций чтения и записи, хотя они и не являются конструктивно отдельными. В такой конфигурации кэш для чтения не обязательно защищать от потери информации, так как последняя может быть восстановлена с основного хранилища. Это позволяет при конфигурации кэша для чтения использовать RAID0, что обеспечит повышение производительности при операциях чтения. Для такого рода кэш-памяти использование SSD, оптимизированных под чтение, является экономически целесообразным.

Kingston DC500R &mdash; SSD для многоуровневых систем хранения

Для SSD TM Kingston моделей DC500R и DC500M, компания Entry предоставляет услугу “Hot Swap”. Бесплатная замена осуществляется в течении 1-2 рабочих дней


Вы можете подписаться на наш Telegram-канал для получения наиболее интересной информации

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT