Спокуса обрізанням. Як підняти продуктивнiсть SSD

Ринок NVMe SSD корпоративного призначення ділять п’ятеро: Samsung, Solidigm, Micron, Kioxia, Western Digital. Накопичувачі відрізняються контролерами, типом комірок памʼяті NAND, стандартом шини PCIe, форм-фактором. Але порівняльні тести «однокласників» (SSD однакового об’єму на одному типу пам’яті і тому ж поколінні PCIe) показують: вони усі майже однаково швидкі. Що вибирати? Як завжди, дешевше з доступного. Або на ім'я бренду - яке подобається більше.

 

Вважається, покупець сервера не може вплинути на його характеристики продуктивності, що купив – так воно і працюватиме. У випадку з NVMe SSD це не зовсім так. Згадаємо природу речей. Коли кілька серверів і додатків виконують завдання одночасно у віртуальних машинах або контейнерах, потоки введення/виведення даних на SSD змішуються. Цей ефект змішування всіх, послідовних і випадкових робочих навантажень, називають I/O Blender. В результаті майже всі робочі навантаження SSD стають «подрібненими», сумішшю випадкових запитів. Отже, збільшення продуктивності випадкового запису матиме великий вплив на роботу додатків.

 

У будь-якого SSD є службова область комірок, розмір якої безпосередньо впливає на два показники: Write Random 4K IOPS (та сама продуктивність випадкового запису) і Endurance (ресурс перезапису комірок NAND, живучість накопичувача). Чим резерв комірок більше – тим менше переносів даних контролером всередині SSD, циклів перезапису, знос флеш-пам’яті. А запис швидше.

 

Однією з найцікавіших функцій NVMe є namespaces, простори імен. Простори імен поділяють NVMe SSD на логічно окремі та індивідуально адресовані простори зберігання, де кожен простір імен має власну чергу введення-виведення. Контролер NVMe сам визначає, де зберігати дані. ОС бачитиме простір імен як пристрій.

 

Якщо за допомогою параметру namespace призначити ємність NVMe SSD меншу за паспортну (скажімо, 3.2ТБ замість 3.84ТБ), залишок додається до пулу надлишкових комірок, службового резерву (overprovisioning). Наслідки докладно описані у звіті Kioxia: https://americas.kioxia.com/content/dam/kioxia/en-us/business/ssd/oem/dell/asset/productbrief/KIOXIA_CM6_Namespace_Performance_Brief.pdf

Деякі вендори NVMe SSD роблять «обрізання» на виробництві, на ринку присутні нестандартні ємності 1.6-3.2-6.4ТБ. Те саме може зробити сам користувач – за допомогою командного рядку або утиліти вендора. Ріжте, якщо вам треба.