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Test der Kingston A1000 M.2 NVMe SSD

by Lyle Smith

Die Kingston A1000 ist eine leistungsstarke, preisgünstige NVMe-SSD, die den Standard-M.2-2280-Formfaktor mit einer PCIe-Gen3-x2-Schnittstelle nutzt. Während mittlerweile leistungsstärkere Optionen verfügbar sind, wie beispielsweise der KC1000, der der erste Versuch des Unternehmens auf dem PCIe-NVMe-Markt war, entspricht der A1000 eher den üblichen budgetfreundlichen Speicherprodukten von Kingston, die ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bieten.


Die Kingston A1000 ist eine leistungsstarke, preisgünstige NVMe-SSD, die den Standard-M.2-2280-Formfaktor mit einer PCIe-Gen3-x2-Schnittstelle nutzt. Während mittlerweile leistungsstärkere Optionen verfügbar sind, wie beispielsweise der KC1000, der der erste Versuch des Unternehmens auf dem PCIe-NVMe-Markt war, entspricht der A1000 eher den üblichen budgetfreundlichen Speicherprodukten von Kingston, die ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bieten.

Das Consumer-Laufwerk nutzt einen 4-Kanal-Phison-E8-Controller und verfügt über 4 Kerne und ausreichend DRAM, um Endbenutzer zufrieden zu stellen, die mit HD-Videoproduktion arbeiten. Es ist ideal für PC-Enthusiasten und Gamer. Der A1000 nutzt außerdem Toshibas 256 GB BiCS 3D TLC NAND. Der A1000 soll bei sequentiellen Lese- und Schreibvorgängen mehr als 1,500 MB/s bzw. 1,000 MB/s und bei zufälligen Lese- und Schreibvorgängen 120,000 IOPS bzw. 100,000 IOPS liefern.

Der A240 ist in den Kapazitäten 480 GB, 960 GB und 1000 GB erhältlich und verfügt über eine begrenzte fünfjährige Garantie sowie den umfassenden technischen Support des Unternehmens.

Technische Daten des Kingston A1000

Formfaktor M.2 2280
Kapazität 240GB, 480GB und 960GB
Interface NVMe
NAND- Toshiba 256 GB BICs 3D TLC NAND
Umgebungstemperaturbereich 0 ° C ° C bis 70
Kennzahlen
Sequenzielles Lesen 240 GB – bis zu 1,500/800 MB/s

480 GB – bis zu 1,500/900 MB/s

960 GB – bis zu 1,500/1000 MB/s

 Zufälliges 4K-Lesen / Schreiben 240 GB – bis zu 100,000/80,000 IOPS

480 GB – bis zu 100,000/90,000 IOPS

960 GB – bis zu 120,000/100,000 IOPS

Ausdauer
Gesamtzahl der geschriebenen Bytes (TBW) 240 GB – 150 TB

480 GB – 300 TB

960 GB – 600 TB

Vibrationsbetrieb 2.17 G Peak (7-800 Hz)
Vibration außer Betrieb 20 G Peak (20-1000 Hz)
Power
Leerlauf 11W
Durchschnittlich .99W
Max (gelesen) 4.95W
Garantie 5-Jahr-Garantie mit kostenlosem technischen Support

Design und bauen

Das Kingston A000 hat den M.2-Formfaktor und kann, wie alle Laufwerke dieser Art, für mehr Flexibilität über den M.2 2280 oder die halbhohe, halblange Zusatzkarte in einen PCI-Express-Sockel eingebaut werden beim Aufbau eines Systems.

Die NAND-Packs und der Controller befinden sich auf einer Seite der SSD. Erstere ist mit einem Aufkleber abgedeckt, auf dem die üblichen Zertifizierungen zu sehen sind. Die andere Seite ist eine leere, blaue Platine.

Kennzahlen

Testbed

Die bei diesen Tests eingesetzte Testplattform ist a Dell PowerEdge R740xd Server. Wir messen die SAS- und SATA-Leistung über eine Dell H730P RAID-Karte in diesem Server, obwohl wir die Karte nur in den HBA-Modus versetzt haben, um die Auswirkungen des RAID-Karten-Cache zu deaktivieren. NVMe wird nativ über eine M.2-zu-PCIe-Adapterkarte getestet. Die verwendete Methodik spiegelt den Arbeitsablauf des Endbenutzers besser wider, indem sie Konsistenz-, Skalierbarkeits- und Flexibilitätstests innerhalb virtualisierter Serverangebote durchführt. Ein großer Fokus liegt auf der Laufwerkslatenz über den gesamten Lastbereich des Laufwerks, nicht nur auf den kleinsten QD1-Ebenen (Queue-Depth 1). Wir tun dies, weil viele der gängigen Verbraucher-Benchmarks die Arbeitslastprofile der Endbenutzer nicht ausreichend erfassen.

Houdini von SideFX

Der Houdini-Test wurde speziell zur Bewertung der Speicherleistung im Zusammenhang mit der CGI-Wiedergabe entwickelt. Der Prüfstand für diese Anwendung ist eine Variante des Kerns Dell PowerEdge R740xd Servertyp, den wir im Labor verwenden, mit zwei Intel 6130-CPUs und 64 GB DRAM. In diesem Fall haben wir Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) mit Bare-Metal installiert. Die Ausgabe des Benchmarks wird in Sekunden bis zum Abschluss gemessen, wobei weniger besser ist.

Die Maelstrom-Demo stellt einen Abschnitt der Rendering-Pipeline dar, der die Leistungsfähigkeiten des Speichers hervorhebt, indem er seine Fähigkeit demonstriert, die Auslagerungsdatei effektiv als eine Form von Erweiterungsspeicher zu nutzen. Der Test schreibt die Ergebnisdaten nicht aus und verarbeitet die Punkte nicht, um den Wandzeiteffekt der Latenzauswirkungen auf die zugrunde liegende Speicherkomponente zu isolieren. Der Test selbst besteht aus fünf Phasen, von denen wir drei im Rahmen des Benchmarks durchführen:

  1. Lädt gepackte Punkte von der Festplatte. Dies ist die Zeit zum Lesen von der Festplatte. Hierbei handelt es sich um Single-Threaded, was den Gesamtdurchsatz einschränken kann.
  2. Entpackt die Punkte in ein einzelnes flaches Array, damit sie verarbeitet werden können. Wenn die Punkte nicht von anderen Punkten abhängig sind, kann der Arbeitssatz so angepasst werden, dass er im Kern bleibt. Dieser Schritt ist multithreaded.
  3. (Nicht ausführen) Verarbeiten Sie die Punkte.
  4. Packt sie in Bucket-Blöcke um, die für die Speicherung auf der Festplatte geeignet sind. Dieser Schritt ist multithreaded.
  5. (Nicht ausgeführt) Schreiben Sie die in Buckets unterteilten Blöcke zurück auf die Festplatte.

Betrachtet man die Leistung der Renderzeit (wobei weniger besser ist), rangiert das Kingston-Laufwerk am Ende der Tabelle. Es wurden 4,759.6 ms aufgezeichnet, was deutlich mehr Zeit im Vergleich zum nächstbesten Laufwerk darstellt.

SQL Server-Leistung

Wir verwenden eine schlanke virtualisierte SQL Server-Instanz, um angemessen darzustellen, was ein Anwendungsentwickler auf einer lokalen Workstation verwenden würde. Der Test ähnelt dem, den wir auf Speicher-Arrays und Unternehmenslaufwerken durchführen, wurde jedoch reduziert, um eine bessere Annäherung an das Verhalten des Endbenutzers zu erhalten. Der Workload basiert auf dem aktuellen Entwurf des Benchmark C (TPC-C) des Transaction Processing Performance Council, einem Online-Transaktionsverarbeitungs-Benchmark, der die Aktivitäten in komplexen Anwendungsumgebungen simuliert.

Die schlanke SQL Server-VM ist mit drei vDisks konfiguriert: 100-GB-Volume für den Start, ein 350-GB-Volume für die Datenbank und Protokolldateien und ein 150-GB-Volume für die Datenbanksicherung, die wir nach jedem Lauf wiederherstellen. Aus Sicht der Systemressourcen konfigurieren wir jede VM mit 16 vCPUs, 32 GB DRAM und nutzen den LSI Logic SAS SCSI-Controller. Dieser Test verwendet SQL Server 2014, das auf Windows Server 2012 R2-Gast-VMs ausgeführt wird, und wird durch Dells Benchmark Factory für Datenbanken belastet.

SQL Server-Testkonfiguration (pro VM)

  • Windows Server 2012 R2
  • Speicherbedarf: 600 GB zugewiesen, 500 GB genutzt
  • SQL Server 2014
    • Datenbankgröße: Maßstab 1,500
    • Virtuelle Client-Auslastung: 15,000
    • RAM-Puffer: 24 GB
  • Testdauer: 3 Stunden
    • 2.5 Stunden Vorkonditionierung
    • 30-minütiger Probezeitraum

Bei der Betrachtung der SQL Server-Ausgabe verzeichnete das A1000-Laufwerk eine mittlere Leistung von 3,142 TPS.

Bei der durchschnittlichen Latenz lag der A1000 mit 31 ms erneut im unteren Mittelfeld der Bestenliste; obwohl es viel langsamer war als das nächstbeste Laufwerk.

VDBench-Workload-Analyse

In unserer ersten VDBench-Workload-Analyse haben wir die zufällige 4K-Leseleistung untersucht. Hier konnte der A1000 während des gesamten Tests eine Latenzzeit von unter einer Millisekunde aufrechterhalten und erreichte einen Spitzenwert von etwa 197,900 und 645 μs. Diese Ergebnisse lagen deutlich unter denen der anderen getesteten SSDs.

Bei der zufälligen 4K-Schreibleistung konnte der Kingston A1000 eine Latenz von unter einer Millisekunde nur bis etwa 62,631 IOPS aufrechterhalten. Das Laufwerk erreichte bei der 3.1 IOPS-Marke eine Latenzzeit von 41,256 ms, schoss dann aber am Ende des Tests auf 2.24 ms zurück. Auch dies waren im Vergleich zu den anderen Laufwerken schlechte Zahlen.

Als wir uns der sequentiellen Leistung zuwandten, schauten wir uns zunächst die 64K-Benchmarks an. Hier behielt der A1000 eine Latenz von unter einer Millisekunde bei, bis etwa 9,000 IOPS oder 640 MB/s erreichten, während der Spitzenwert bei 11,084 IOPS (685.3 MB/s) und einer Latenz von 1.46 ms lag. Alle anderen Laufwerke konnten die 1GB/s-Marke erreichen.

Beim sequentiellen 64K-Schreiben behielt der A1000 eine Latenzzeit von unter einer Millisekunde bei, bis er die 2,589 IOPS-Marke oder 160 MB/s erreichte, während die Spitzenleistung bei 6,200 IOPS oder 393 MB/s mit einer Latenz von 2.53 ms aufgezeichnet wurde.

Als nächstes haben wir uns unsere VDI-Benchmarks angesehen, die darauf ausgelegt sind, die Laufwerke noch stärker zu belasten. Zu diesen Tests gehören Boot, Erstanmeldung und Montagsanmeldung. Beim Boot-Test erreichte der A1000 eine Latenzspitze um die 48,778 IOPS-Marke, während er einen Spitzen-IOPS von 52,040 IOPS bei 657 μs erreichte.

Beim ersten VDI-Login verzeichnete der A1000 einen enormen Latenzanstieg von 17,164 IOPS, der über 5 ms erreichte. Es erreichte einen Spitzen-IOPS von knapp 20,000 und eine Verzögerung von 1.5 ms und lag damit deutlich hinter dem Rest der getesteten SSDs.

Beim letzten VDI Monday Login zeigte der A1000 eine ordentliche Leistung, bis er die 13,370 IOPS erreichte, wo er seinen Trend einer starken Latenzspitze fortsetzte und dieses Mal 3.1 ms erreichte; Der Rest der Laufwerke überschritt die 0.5-ms-Marke nicht.

Fazit

Die Kingston A1000 ist eine NVMe-Consumer-SSD, die den M.2-2280-Formfaktor nutzt und mit einem 4-Kanal-Phison-E8-Controller ausgestattet ist. Verbraucher, die keinen M.2-Steckplatz zur Verfügung haben, können ihn in eine Zusatzkarte halber Höhe und halber Länge einbauen. Es kommt. Diese preisgünstige NVMe-SSD für Privatanwender war, wie Sie den obigen Diagrammen entnehmen konnten, im Vergleich zu High-End-Laufwerken schnell überfordert. Das war natürlich zu erwarten.

Wenn wir uns die Details seiner Leistung ansehen, beginnen wir mit unserem Test-/Entwicklungs-SQL-Server-Benchmark, bei dem der A1000 3,142 TPS und eine Latenz von 31.0 ms aufzeichnete, was beides im unteren mittleren Teil der Bestenliste landete. Während unseres VDBench-Tests zeigte das neue Kingston-Laufwerk eine Einstiegsleistung bei unserem 4K-Zufallslesen (beibehaltene Latenz von unter einer Millisekunde während des gesamten Tests, Spitzenwert bei etwa 197,900 und 0.645μs und 3.53ms Latenz) und 64K-sequentiellen Lesen (beibehaltene Submillisekunden-Latenz). -Millisekunden-Latenzzeit bis etwa 9,000 IOPS, während der Spitzenwert bei 11,084 IOPS oder 685.3 MB/s liegt. Bei den übrigen VDBench- und VDI-Benchmarks war das Gleiche ähnlich, sodass die A1000 deutlich hinter den anderen getesteten SSDs zurückblieb.

Obwohl die Zahlen enttäuschend ausfielen, schnitt das neue budgetfreundliche PCIe-NVMe-Laufwerk von Kingston wie erwartet ab. Kingston stellt mit dem Laufwerk keine großen Leistungsansprüche auf und vermarktet das A1000 als neues Laufwerk, das sich an Massenmarktverbraucher richtet, die ihr System einfach aufrüsten möchten. Das ist ihnen gelungen. Das A1000 kostet für das 220-GB-Modell nur 480 US-Dollar, was nur etwas weniger ist als das viel leistungsstärkere Samsung 960 EVO. Mit einem aggressiveren Preis, sobald es eine Weile auf dem Markt ist, wird der A1000 eine attraktivere Option sein und über genügend Leistung verfügen, um die meisten leichten Endbenutzer-Workloads zu bewältigen.

Fazit

Das Kingston A1000 ist ein erschwingliches NVMe-Laufwerk und bietet Potenzial für diejenigen, die ihr System für leichte Arbeitslasten aufrüsten möchten, ohne die Bank zu sprengen.

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