Recenze SSD disku Micron 5100 MAX

by Adam armstrong on 29. června, 2017

Enterprise ◇ SSD

Společnost Micron začátkem tohoto roku uvedla na trh novou řadu SSD disků pro datová centra – 5100. Tato řada se dodává ve třech variantách: ECO pro úlohy náročné na čtení, jako je streamování videa, PRO pro transakční databáze citlivé na latenci a MAX pro logovací aplikace náročné na zápis. V lednu jsme model ECO recenzovali a zjistili, že ačkoli v některých našich úlohách postrádá výkon, nabízí až 8 TB kapacity (což z něj činí ideální náhradu za pevný disk) a firmware FlexPro. V této recenzi se zaměříme na model 5100 MAX.

Disk MAX byl navržen speciálně pro aplikace s vysokými nároky na zápis a má mnohem vyšší odolnost než model ECO. Všechny disky řady 5100 jsou vybaveny vestavěným 256bitovým šifrováním AES a podnikovou ochranou TCG. Disky MAX jsou také dodávány s validací FIPS 140-2. Stejně jako ostatní disky řady 5100 lze i disk MAX optimalizovat pomocí firmwaru FlexPro od společnosti Micron.

Specifikace Micron 5100 MAX:

Tvar: 2.5”
NAND: Micron 3D eTLC
Kapacita: 240 GB, 480 GB, 960 GB, 1.92 TB
Rozhraní: SATA 6 Gb/s
Vytrvalost
- DWPD: 5
- TBW: 2.2–17.6 PB
- MTTF: 2M
Výkon
- Sekvenční čtecí výkon (128K): 540MB/s
- Sekvenční zápis (128K): 310–520 MB/s
- Výkon náhodného čtení (4K): 93 000 IOPS
- Výkon náhodného zápisu (4K): 48 000–74 000 IOPS

Design a budování

Micron 5100 MAX má velmi podobný design jako ECO, ve skutečnosti jsou téměř identické. Disk je umístěn v tmavě modrém hliníkovém pouzdře s velkou nálepkou, která zabírá většinu prostoru na přední straně a obsahuje informace, jako je model, kapacita atd. Zadní strana disku je většinou prázdná s ochrannými prvky v rozích.

Po sejmutí krytu se odhalí deska plošných spojů s 8mikronovými NAND packy nahoře.

Na druhé straně desky plošných spojů se nachází dalších 8 NAND pamětí, stejně jako řadič Micron a DRAM.

Testovací pozadí a srovnatelné materiály

Testovací laboratoř StorageReview Enterprise Test Lab nabízí flexibilní architekturu pro provádění benchmarků podnikových úložných zařízení v prostředí srovnatelném s tím, s čím se administrátoři setkávají v reálných nasazeních. Testovací laboratoř Enterprise Test Lab zahrnuje řadu serverů, sítí, napájecích systémů a další síťové infrastruktury, která umožňuje našim zaměstnancům nastavit reálné podmínky pro přesné měření výkonu během našich kontrol.

Tyto podrobnosti o laboratorním prostředí a protokolech začleňujeme do recenzí, aby IT profesionálové a osoby zodpovědné za pořízení úložišť mohly pochopit podmínky, za kterých jsme dosáhli následujících výsledků. Žádná z našich recenzí není placena ani dohlížena výrobcem zařízení, které testujeme. Další podrobnosti o testovací laboratoři StorageReview Enterprise a přehled jejích síťových možností jsou k dispozici na příslušných stránkách.

Srovnávací údaje pro tuto recenzi:

S rostoucí kapacitou a výkonem disků SATA a SAS přešel StorageReview k agresivnějšímu testovacímu režimu pro jednotlivé SSD disky. Tento testovací proces se odráží i u produktů NVMe, což usnadňuje proces srovnání – i když se produkty nacházejí v naprosto odlišných třídách na špičce. V této recenzi porovnáváme Micron MAX s Micron Eco a 1.92TB Toshiba HK4R, a také se třemi dalšími produkty SAS3, které pomáhají nastavit referenční bod pro vysoký výkon. S tím, jak se do testovací laboratoře dostává více disků s kapacitou větší než 1.2 TB, budeme do této skupiny i nadále přidávat srovnatelné disky.

Analýza pracovní zátěže aplikací

Abychom pochopili výkonnostní charakteristiky podnikových úložných zařízení, je nezbytné modelovat infrastrukturu a aplikační zátěže v živých produkčních prostředích. Našimi prvními benchmarky pro Micron 5100 MAX jsou proto výkon MySQL OLTP pomocí SysBench a výkon Microsoft SQL Server OLTP se simulovanou zátěží TCP-C. Pro naše aplikační zátěže bude každý disk provozovat 2–4 identicky nakonfigurované virtuální počítače.

Výkon serveru SQL

Každý virtuální počítač SQL Serveru je nakonfigurován se dvěma virtuálními disky: 100GB svazkem pro bootování a 500GB svazkem pro databázi a soubory protokolů. Z hlediska systémových prostředků jsme každý virtuální počítač nakonfigurovali s 16 virtuálními procesory (vCPU), 64 GB paměti DRAM a využili jsme řadič LSI Logic SAS SCSI. Zatímco naše testované úlohy v Sysbenchu dříve přesytily platformu jak v oblasti úložných I/O operací, tak i kapacity, test SQL se zaměřuje na výkon s ohledem na latenci.

Tento test využívá SQL Server 2014 spuštěný na hostovaných virtuálních počítačích se systémem Windows Server 2012 R2, které jsou zatěžovány nástrojem Benchmark Factory for Databases od společnosti Dell. Testovací protokol Microsoft SQL Server OLTP od společnosti StorageReview využívá aktuální návrh benchmarku Transaction Processing Performance Council Benchmark C (TPC-C), online benchmarku pro zpracování transakcí, který simuluje aktivity vyskytující se ve složitých aplikačních prostředích. Benchmark TPC-C se více než syntetické benchmarky výkonu blíží měření silných stránek výkonu a úzkých míst úložné infrastruktury v databázových prostředích. Každá instance našeho virtuálního počítače SQL Server pro tuto recenzi používá databázi SQL Server o velikosti 333 GB (škálování 1 500) a měří transakční výkon a latenci při zátěži 15 000 virtuálních uživatelů.

Konfigurace testování SQL Serveru (na virtuální počítač)

Windows Server 2012 R2
Úložná stopa: 600 GB přiděleno, 500 GB využito
SQL Server 2014
- Velikost databáze: škálování 1 500
- Zatížení virtuálních klientů: 15 000
- Vyrovnávací paměť RAM: 48 GB
Délka testu: 3 hodiny
- 2.5 hodiny předběžné přípravy
- 30minutový vzorek

Při pohledu na výstup SQL Serveru měl 5100 MAX nejnižší individuální skóre, v rozmezí od 2 440,9 do 2 565,4 TPS, a také nejnižší celkové skóre 5 006,2 TPS.

Průměrná latence opět ukázala, že 5100 MAX se umístil na spodních příčkách, přičemž jednotlivé virtuální stroje dosáhly až 1 107 ms a 1 404 ms a celkového skóre 1 256 ms.

Výkon Sysbench

Další aplikační benchmark zahrnuje databázi Percona MySQL OLTP měřenou pomocí SysBench. Tento test měří průměrný TPS (transakce za sekundu), průměrnou latenci a také průměrnou latenci 99. percentilu.

Každý virtuální počítač Sysbench je nakonfigurován se třemi virtuálními disky: jedním pro bootování (~92 GB), jedním s předpřipravenou databází (~447 GB) a třetím pro testovanou databázi (270 GB). Z hlediska systémových zdrojů jsme každý virtuální počítač nakonfigurovali s 16 virtuálními procesory (vCPU), 60 GB paměti DRAM a využili jsme řadič LSI Logic SAS SCSI.

Konfigurace testování Sysbench (na virtuální počítač)

CentOS 6.3 64bitový
Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Databázové tabulky: 100
- Velikost databáze: 10 000 000
- Vlákna databáze: 32
- Vyrovnávací paměť RAM: 24 GB
Délka testu: 3 hodiny
- 2 hodiny předběžné přípravy 32 vláken
- 1 hodina 32 vláken

V benchmarku průměrného počtu transakcí za sekundu dokázal 5100 MAX překonat svého ECO sourozence s jednotlivými virtuálními stroji v rozmezí od 424.4 TPS do 445 TPS a celkovým skóre 1 770,4 TPS.

Při pohledu na průměrnou latenci virtuálních strojů v Sysbench jsme u jednotlivých virtuálních strojů naměřili hodnotu mezi 70.2 ms a 75.4 ms, přičemž celková latence byla 72.3 ms, což ji řadí blízko dna.

V našem nejhorším scénáři latence MySQL (latence 99. percentilu) se 5100 MAX umístil o něco lépe s jednotlivými virtuálními počítači v rozmezí od 128.6 ms do 136.2 ms a celkovým skóre 131.1 ms.

Analýza syntetické pracovní zátěže v podniku

Výkon flash paměti se mění s tím, jak se disk přizpůsobuje své pracovní zátěži, což znamená, že flash úložiště musí být před každým syntetickým benchmarkem fio předběžně připraveno , aby byla zajištěna jejich přesnost. Každý z porovnatelných disků je předběžně připraven do ustáleného stavu s vysokou zátěží 16 vláken a nevyřízenou frontou 16 vláken na vlákno.

Předběžné testy a primární testy v ustáleném stavu:

Propustnost (agregace IOPS pro čtení a zápis)
Průměrná latence (zprůměrovaná latence čtení a zápisu)
Maximální latence (špičková latence čtení nebo zápisu)
Směrodatná odchylka latence (smíšeně zprůměrovaná směrodatná odchylka čtení a zápisu)

Jakmile je předběžná příprava dokončena, každé zařízení je testováno v intervalech napříč několika profily hloubky vláken/front, aby se ukázal výkon při lehkém a náročném využití. Naše analýza syntetické zátěže pro SSD disky RI SATA se zaměřuje na jeden profil, naši smíšenou náhodnou zátěž 8K 70/30. Je důležité vzít v úvahu, že syntetické zátěže nikdy nebudou na 100 % reprezentovat aktivitu pozorovanou v produkčních zátěžích a v některých ohledech nepřesně zobrazují disk ve scénářích, které by se v reálném světě nevyskytly.

8k
- 70 % čtení/30 % zápis

Hostitel FIO

Supermicro SuperServer 2028U-TNR4T+
- Dva procesory Intel E5-2699 v3 (2.3 GHz, 18 jader, 45 MB mezipaměti)
- 768 GB RAM (32 GB x 24 DDR4, 384 GB na procesor)
- CentOS 7.2
- HBA Supermicro AOC-S3008L-L8i

Náš 8k benchmark používá poměr 70 % operací čtení a 30 % operací zápisu. V našem testu propustnosti běžel Micron 5100 MAX na vrcholu od začátku do konce s maximem 47 045 IOPS.

Při pohledu na průměrnou latenci byl Micron 5100 MAX opět nejlepším modelem a po celou dobu testování jen velmi těsně porážel ostatní disky.

Maximální latence způsobila, že 5100 MAX zaznamenal několik velkých výkyvů a skončil druhý.

Se směrodatnou odchylkou jsme zopakovali průměrnou latenci, přičemž 5100 MAX dosahuje nejlepších výsledků a jen o chlup poráží ostatní disky.

Zmatek

Micron 5100 MAX je SATA SSD disk řady 5100 s vysokou zápisovou náročností a vyšší odolností. 5100 MAX má kapacitu od 240 GB do 1.92 TB a je dodáván s firmwarem FlexPro, který uživatelům umožňuje přizpůsobit si používání. Stejně jako všechny disky řady 5100 má i MAX vestavěné 256bitové šifrování AES a podnikovou ochranu TCG, ale MAX je také dodáván s validací FIPS 140-2.

SSD disk Micron 5100 MAX má mnohem větší odolnost než ostatní disky v řadě, ale v naší analýze aplikační zátěže se to neprojevilo vyšším výkonem. V našich benchmarkech dosáhl MAX celkového skóre 5 006,2 TPS a latence 1 256 ms v SQL Serveru. Celkově se výkon zlepšil v Sysbench s celkovým skóre 1 770,4 TPS, celkovou latencí 72.3 ms a latencí v nejhorším případě 131.1 ms.

Také jsme se podívali na syntetické testy s diskem Micron 5100 MAX, kde si vedl mnohem lépe. Pouze při pohledu na 8k 70/30 jsme zjistili, že 5100 MAX má nejlepší výsledky v propustnosti, průměrné latenci a směrodatné odchylce. Jediným benchmarkem bylo, že MAX neobsadil první místo v maximální latenci, ale skončil na druhém místě. Celkově, i když jsme s jeho výkonem na úrovni aplikací v našich specifických testech nebyli spokojeni, syntetická data ukazují, že disk má potenciál i v jiných oblastech.

Klady