Recenze SSD disku Samsung PM1735

Společnost Samsung na podzim roku 2019 uvedla na trh téměř dvacet iterací své řady podnikových SSD disků PCIe Gen4. Modely PM1733 a PM1735 byly navrženy tak, aby plně využily propustnost, kterou Gen4 nabízí. Nyní, když dodavatelé serverů zahrnují porty Gen4 do svých serverů s procesory AMD a Intel, se tyto SSD disky konečně dostávají na trh ve velkém. PM1733 je model s možností zápisu jednoho disku za den, zatímco PM1735 nabízí tři zápisy za den. V této recenzi se podíváme na variantu HPE PM1735 s kapacitou 3.2 TB ( HPE P16499-B21 ).

Samsung PM1735 vs. PM1733

Jak již bylo zmíněno, PM1733 se od PM1735 výrazně liší výdrží; první uvádí 1 DWPD (počet zápisů na disk za den), zatímco druhý toto číslo trojnásobuje s 3 DWPD. Oba disky uvádějí stejnou sekvenční rychlost zápisu (např. 3 800 MB/s u modelů s nejvyšší kapacitou). Rychlost čtení se však trochu liší, protože PM1735 nabízí potenciálních 8 000 MB/s u modelů s kapacitou 12.8 TB, 3.2 TB a 6.4 TB oproti 7 000 MB/s u všech modelů PM1733.

Je také třeba poznamenat, že většina dodavatelů serverů má SSD disky firmware specifický pro daného dodavatele, v tomto případě například HPE. Tyto disky také nemusí být běžně dostupné v maloobchodě, protože jsou zaměřeny na výrobce originálního vybavení (OEM). Společnost Samsung nabízí pro maloobchod 1.3 DWPD PM9A3. PM9A3 je jednoportový disk pro datová centra nabízený v řadě formátů, včetně M.2, U.2, E1.L a E1.S.

Specifikace Samsung PM1735

Číslo produktu (SKU)	P16499-B21
Celoživotní psaní	17,520TB
Výdrž DWPD (počet zápisů na disk za den)	3
Čtení IOPS	Náhodné čtení IOPS (4KiB, Q=16): 180 000 Max. počet IOPS při náhodném čtení (4KiB): 950 000 při Q256
Zápis IOPS	Náhodný zápis IOPS (4KiB, Q=16) 350 000 Max. počet IOPS náhodného zápisu (4KiB) 350 000 při 16. čtvrtletí
Výkon (W)	14
Výška	15mm
Plug Type	Připojitelné za provozu
Záruka	Standardní záruka 3/0/0

Výkon Samsungu PM1735

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.

Protože je HPE PM1735 nabízen pouze ve verzi U.3, testovali jsme jej uvnitř serveru HPE ProLiant DL365 Gen10 Plus.

Konfigurace HPE ProLiant DL365 Gen10 Plus:

• 2 x procesory 7713 AMD Epyc Gen 3 (64 jader, 2 GHz)
• 16 x 16GB DDR4 3200MHz
• 1 x SSD disk HPE Samsung PM1735 3.2 GB U.3 Gen4
• ESXi 7.0u1

Analýza pracovní zátěže aplikací

Abychom pochopili výkonnostní charakteristiky podnikových úložných zařízení, je nezbytné modelovat infrastrukturu a aplikační zátěže v živých produkčních prostředích. Naše benchmarky pro HPE/Samsung PM1735 zahrnují výkon MySQL OLTP pomocí SysBench a výkon Microsoft SQL Server OLTP se simulovanou zátěží TCP-C. Pro naše aplikační zátěže bude každý srovnatelný disk provozovat 4 identicky nakonfigurované virtuální počítače. Vzhledem k tomu, že PM1735 je varianta POUZE U.3, testovali jsme jej na HPE DL365 Gen10 Plus, zatímco ostatní modely byly na našem Lenovo ThinkSystem SR635.

Výkon serveru SQL

Každý virtuální počítač se SQL Serverem je nakonfigurován se dvěma virtuálními disky: 100GB svazkem pro bootování a 500GB svazkem pro databázi a soubory protokolů. Z hlediska systémových zdrojů jsme každý virtuální počítač nakonfigurovali s 8 virtuálními procesory (vCPU), 64 GB paměti DRAM a využili jsme řadič LSI Logic SAS SCSI. Zatímco naše testované úlohy v Sysbench dříve platformu nasytily 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 běžící na hostovaných virtuálních počítačích se systémem Windows Server 2012 R2 a je zatížen nástrojem Benchmark Factory for Databases od společnosti Quest. Testovací protokol Microsoft SQL Server OLTP od společnosti StorageReview využívá aktuální návrh benchmarku Transaction Processing Performance Council Benchmark C (TPC-C), což je online benchmark 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

V našem transakčním benchmarku SQL Serveru se PM1735 umístil s 12 625,56 TPS těsně za diskem Kioxia.

S průměrnou latencí SQL Serveru měl PM1735 průměrnou latenci 11.25 ms, což je dvojnásobek oproti diskům Kioxia.

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 8 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 našem transakčním benchmarku Sysbench dosáhl PM1735 hodnoty 7 869,21 TPS, což ho řadí výrazně za disky Kioxia.

S průměrnou latencí v Sysbench dosáhl PM1735 16.26 ms, což bylo těsně za dvěma disky Kioxia.

V našem nejhorším případě (99. percentil) vykázal PM1735 latenci 28.90 ms, což jej řadí mezi disky Kioxia CM6 a CD6.

Analýza pracovní zátěže VDBench

Pokud jde o benchmarking úložných zařízení, nejlepší je testování aplikací a syntetické testování je na druhém místě. I když syntetické testy nepředstavují dokonalou reprezentaci skutečných úloh, pomáhají stanovit základní parametry úložných zařízení s faktorem opakovatelnosti, který usnadňuje porovnávání konkurenčních řešení. Tyto úlohy nabízejí řadu různých testovacích profilů, od testů „čtyř rohů“, přes běžné testy velikosti přenosu databáze až po zachycení tras z různých prostředí VDI.

Všechny tyto testy využívají společný generátor úloh vdBench se skriptovacím enginem pro automatizaci a zaznamenávání výsledků na velkém clusteru výpočetních testů. To nám umožňuje opakovat stejné úlohy napříč širokou škálou úložných zařízení, včetně flash polí a jednotlivých úložných zařízení. Náš testovací proces pro tyto benchmarky zaplní celou plochu disku daty a poté rozdělí sekci disku o délce rovnající se 25 % kapacity disku, aby simuloval, jak by disk mohl reagovat na úlohy aplikací. To se liší od testů s plnou entropií, které využívají 100 % disku a uvádějí ho do ustáleného stavu. V důsledku toho budou tyto hodnoty odrážet vyšší trvalé rychlosti zápisu.

Profily:

• Náhodné čtení 4K: 100% čtení, 128 vláken, rychlost čtení 0–120 %
• 4K Náhodný zápis: 100% zápis, 128 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
• Náhodné čtení 4K (vysoké zatížení): 100% čtení, 512 vláken, rychlost čtení 0–120 %
• 4K Náhodný zápis (vysoké zatížení): 100% zápis, 512 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
• 64K sekvenční čtení: 100% čtení, 32 vláken, rychlost čtení 0–120 %
• 64K sekvenční zápis: 100% zápis, 16 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
• Sekvenční čtení 64K (vysoké zatížení): 100% čtení, 64 vláken, rychlost čtení 0–120 %
• 64K sekvenční zápis (vysoké zatížení): 100% zápis, 64 vláken, rychlost iorate 0–120 %
• Syntetická databáze: SQL a Oracle
• Trasování úplného klonu VDI a propojených klonů

Srovnatelné:

• KIOXIA CD6
• KIOXIA CM6

V naší první analýze pracovní zátěže VDBench, Random 4K Read, vykazoval disk PM1735 slabý výkon ve srovnání s disky Kioxia, s vrcholem pouhých 631 959 288 IOPS a latencí 800.7 µs při vysokém zatížení. Normální zatížení vykázalo něco málo přes 400K a maximální výkon 319.6 ms. To řadí disk výrazně za vedoucí disky.

V případě náhodného zápisu 4K si disk Samsung vedl opět dobře za disky Kioxia. Při vysokém zatížení dosáhl PM1735 maxima 195 953 IOPS s latencí 2 605 µs, než došlo k mírnému nárůstu. Při normálním zatížení dosáhl 227 664 IOPS s latencí 557.6 ms.

Sekvenční zátěže naznačovaly podobný výsledek, kdy PM1735 opět zaostával v rychlosti čtení 64K s maximálním skóre 75 598 IOPS (neboli 4.72 GB/s) při latenci pouhých 761.7 µs, než došlo k velkému poklesu výkonu (konec 3.9 GB/s). Při normální zátěži dosáhl PM1735 maxima 59 915 IOPS neboli 3.74 GB/s s latencí 532.8 µs.

Při zápisech 64K dosáhl PM1735 maximálního výkonu 35 160 K IOPS neboli 2.3 GB/s s latencí přibližně 445 µs. Při sekvenčním zápisu 64K s vysokou zátěží dosáhl PM1735 výkonu přibližně 33 643 IOPS neboli 2.1 GB/s s latencí 1.88 ms.

Naše další sada testů se týká SQL úloh: SQL, SQL 90-10 a SQL 80-20. Počínaje testem SQL se Samsung PM1735 umístil hned vedle disku Kioxia CD6 s maximálním výkonem 241 721 IOPS a latencí 131 µs.

Pro SQL 90-10 vykazoval PM1735 opět podobný špičkový výkon jako CD6 s maximálním výkonem 241 804 IOPS při latenci 130.8 µs.

S SQL 80-20 se výsledky trochu více rozptýlily, což PM1735 posunulo mírně dozadu o 3^rd místo s maximálním výkonem 225 753 IOPS 139.7 µs.

Další na řadě jsou naše úlohy s Oracle: Oracle, Oracle 90-10 a Oracle 80-20. Počínaje Oraclem, PM1735 vykázal maximální výkon 229 702 IOPS s latencí 155.1 µs, což ho řadí mírně za disky Kioxia.

V testu Oracle 90-10 se PM1735 konečně umístil na druhém místě (a hned za CM6) s maximálním výkonem 199 587 IOPS při latenci pouhých 109 µs.

PM1735 se opět umístil na druhém místě v testu Oracle 80-20 s maximálním výkonem 197 236 IOPS při nízké latenci 110.1 µs.

Dále jsme přešli k našemu testu VDI klonů, Full a Linked. V testu VDI Full Clone se disk Samsung umístil ve všech kategoriích výrazně níže. Prvním v pořadí je (FC) Boot, kde PM1735 dosáhl maxima 110 816 IOPS a latence 313.4 µs.

V porovnání s disky VDI FC Initial Login zůstal disk PM1735 s maximálním výkonem pouhých 51 903 IOPS a latencí 571.8 µs (než došlo k dalšímu nárůstu výkonu) výrazně za disky Kioxia.

V našem benchmarku VDI FC Monday Login se model PM1735 mírně přiblížil diskům Koxia s maximálním výkonem 68 023 IOPS a latencí 230 µs.

V případě spouštění VDI Linked Clone (LC) se PM1735 opět výrazně vrátil do formy s maximálním skóre 78 481 IOPS při latenci 202 µs.

Po počátečním přihlášení do VDI LC skončil PM1735 s velkým náskokem před disky Kioxia s maximem necelých 50 000 IOPS a latencí 159.4 µs, než došlo k určitému poklesu.

Nakonec se v testu VDI LC Monday Login model PM1735 umístil opět na spodních příčkách s maximálním skóre 55 088 IOPS a latencí 285.1 µs.

Závěr

Samsung PM1735 je PCIe Gen4 SSD disk určený pro náročné podnikové úlohy. Díky své odolnosti 3 DWPD a výkonnostnímu profilu 8 GB/s pro čtení a 3.8 GB/s pro zápis se disk na papíře jeví jako vhodný pro daný úkol. To je hlavní důvod, proč jej HPE zahrnuje do svých nejnovějších serverů s podporou Gen4 pod číslem dílu HPE P16499-B21. Mimochodem, jelikož dodavatelé serverů dodávají své komponenty od více dodavatelů, toto číslo dílu zahrnuje také KIOXIA CM6 a Intel P4610 v kategorii „vysoce výkonný smíšený SFF“.

Co se týče výkonu, podrobili jsme nový disk Samsung naší obvyklé zkoušce analýzy zátěže aplikací (Application Workload Analysis) a VDBench. Kromě toho jsme, stejně jako v recenzích disků KIOXIA, které jsme publikovali dříve, přidali test s vyšší zátěží ve VDBench, abychom jej ještě více zatížili, protože disky jsou navrženy tak, aby to zvládly.

Pro naše testy analýzy pracovní zátěže aplikací jsme spustili SQL Server a Sysbench. S SQL Serverem měl PM1735 TPS a průměrnou latenci 12 625,56 ms a 11.25 ms, což bylo v obou případech blízko spodních příček žebříčku. S Sysbench dosáhl 7 869,21 TPS (což bylo výrazně méně než u disků KIOXIA), průměrné latence 16.26 ms a latence v našem nejhorším případě 28.90 ms.

Ve VDBench se disk Samsung opravdu trápil. Mezi základní výkony patří něco málo přes 400 tisíc IOPS při čtení 4K, 632 tisíc IOPS při čtení 4K s vysokou zátěží, 228 tisíc IOPS při zápisu 4K, 196 tisíc IOPS při zápisu 4K s vysokou zátěží, 1.55 GB/s při čtení 64K, 2.47 GB/s při čtení 64K s vysokou zátěží a 2.3 GB/s při zápisu 64K a 2.1 GB/s při zápisu 64K. SQL zaznamenal maxima 242 tisíc IOPS, 242 tisíc IOPS v SQL 90-10 a 226 tisíc IOPS v SQL 80-20.

Oracle nám nabídl maxima 230 tisíc IOPS, 200 tisíc IOPS v Oracle 90-10 a 197 tisíc IOPS v Oracle 80-20. VDI FC nám nabídl 111 tisíc IOPS při spuštění, 52 tisíc IOPS při prvním přihlášení a 68 tisíc IOPS v pondělí při přihlášení. VDI LC zaznamenal 78 tisíc IOPS při spuštění, 50 tisíc IOPS při prvním přihlášení a 55 tisíc IOPS při přihlášení v pondělí. V rámci těchto úloh, kde ostatní testované modely snadno absorbovaly dodatečné zvýšené úlohy, se Samsung PM1735 zasekával.

Přechod na Gen4 nakonec dal dodavatelům podnikových SSD disků spoustu příležitostí k lepšímu výkonu. Zatímco PM1735 si v několika ohledech vedl docela dobře, jeho výkonnostní profil byl poměrně nerovnoměrný. V reálných případech použití si toho ale nemusí všimnout, v závislosti na použitém hardwaru. To platí zejména v případě, že se jedná o databázové úlohy, kde si disk vedl dobře. Vzhledem k výběru disků na platformách HPE je však CM6 jednoznačně lepší volbou.