Jeśli chodzi o marketing dysków SSD klasy enterprise, to obecnie na pierwszych stronach gazet królują dyski NVMe i SAS o dużej pojemności. Jednak za ich bardziej efektownymi kuzynami kryje się cała gama dysków SSD SATA, które stanowią lwią część całkowitej sprzedaży dysków SSD. Dyski SSD SATA klasy enterprise są zazwyczaj dzielone na kategorie intensywnie odczytujące i intensywnie zapisujące. W kilku wyjątkowych przypadkach producent może również dostarczyć dysk do zastosowań mieszanych, aby pokryć wszystkie potrzeby. W rzeczywistości wszystkie te dyski są takie same, a kluczową różnicą jest po prostu nadmiarowe alokowanie pamięci i oprogramowanie układowe. Nadmierne alokowanie pamięci zazwyczaj determinuje użyteczną pojemność i wytrzymałość dysku. W tym zestawieniu stosujemy niestandardowe podejście. Nasze recenzje dysków SSD to zazwyczaj dogłębna analiza pojedynczego dysku. W tym przypadku zestawiliśmy pięć wiodących dysków SSD o intensywnej odczytującej pamięci od firm Intel, Toshiba, Samsung, Micron i SanDisk, aby sprawdzić, jak wypadają w tym lukratywnym segmencie rynku.
Testowanie tła i porównań
Laboratorium testowe StorageReview Enterprise oferuje elastyczną architekturę do przeprowadzania testów porównawczych urządzeń pamięci masowej klasy enterprise w środowisku porównywalnym z tym, z jakim administratorzy spotykają się w rzeczywistych wdrożeniach. Laboratorium testowe Enterprise obejmuje różnorodne serwery, sieci, urządzenia do kondycjonowania zasilania i inną infrastrukturę sieciową, co pozwala naszym pracownikom na stworzenie rzeczywistych warunków i dokładną ocenę wydajności podczas testów.
Uwzględniamy te informacje dotyczące środowiska laboratoryjnego i protokołów w recenzjach, aby specjaliści IT i osoby odpowiedzialne za pozyskiwanie pamięci masowej mogli zrozumieć warunki, w jakich osiągnęliśmy poniższe rezultaty. Żadna z naszych recenzji nie jest opłacana ani nadzorowana przez producenta testowanego sprzętu. Dodatkowe informacje na temat laboratorium testowego StorageReview Enterprise Test Lab oraz przegląd jego możliwości sieciowych są dostępne na odpowiednich stronach.
Porównywalne produkty do tej recenzji
- Intel 3520 1.6 TB
- Micron 5100 ECO 1.92 TB
- Samsung PM863a 1.92TB
- SanDisk CloudSpeed Eco Gen2 1.92 TB
- Toshiba HK4R 1.92 TB
Analiza obciążenia aplikacji
Aby zrozumieć charakterystykę wydajności urządzeń pamięci masowej klasy enterprise, niezbędne jest modelowanie infrastruktury i obciążeń aplikacji w rzeczywistych środowiskach produkcyjnych. Nasze pierwsze testy porównawcze dla grupy dysków SSD RI to wydajność MySQL OLTP w SysBench oraz wydajność Microsoft SQL Server OLTP z symulowanym obciążeniem TCP-C. W przypadku obciążeń aplikacji, każdy dysk będzie obsługiwał 2–4 identycznie skonfigurowane maszyny wirtualne.
Wydajność serwera SQL
Każda maszyna wirtualna SQL Server jest skonfigurowana z dwoma dyskami wirtualnymi: woluminem 100 GB na rozruch i woluminem 500 GB na bazę danych i pliki dziennika. Z perspektywy zasobów systemowych, skonfigurowaliśmy każdą maszynę wirtualną z 16 procesorami wirtualnymi, 64 GB pamięci DRAM i wykorzystaliśmy kontroler LSI Logic SAS SCSI. Podczas gdy nasze obciążenia Sysbench testowane wcześniej obciążały platformę zarówno pod względem operacji wejścia/wyjścia, jak i pojemności pamięci masowej, test SQL sprawdza wydajność pod kątem opóźnień.
W tym teście wykorzystano SQL Server 2014 działający na gościnnych maszynach wirtualnych z systemem Windows Server 2012 R2, testowany przez Dell Benchmark Factory for Databases. Protokół testowania OLTP Microsoft SQL Server firmy StorageReview wykorzystuje aktualną wersję roboczą testu Benchmark C (TPC-C) organizacji Transaction Processing Performance Council, internetowego testu porównawczego przetwarzania transakcji, który symuluje działania występujące w złożonych środowiskach aplikacji. Test TPC-C jest bliższy niż syntetyczne testy wydajnościowe oceny mocnych stron i wąskich gardeł infrastruktury pamięci masowej w środowiskach baz danych. Każda instancja naszej maszyny wirtualnej SQL Server w ramach tego testu korzysta z bazy danych SQL Server o pojemności 333 GB (w skali 1,500) i mierzy wydajność transakcyjną oraz opóźnienia przy obciążeniu 15 000 użytkowników wirtualnych.
Konfiguracja testowania serwera SQL Server (na maszynę wirtualną)
- Windows Server 2012 R2
- Zajętość pamięci masowej: 600 GB przydzielonych, 500 GB wykorzystanych
- SQL Server 2014
- Rozmiar bazy danych: skala 1,500
- Obciążenie wirtualnego klienta: 15 000
- Bufor RAM: 48 GB
- Długość testu: 3 godziny
- 2.5 godziny przygotowania wstępnego
- 30-minutowy okres próbny
Host fabryki testów porównawczych OLTP w programie SQL Server
- Supermicro SuperServer 2028U-TNR4T+
- Dwa procesory Intel E5-2699 v3 (2.3 GHz, 18 rdzeni, pamięć podręczna 45 MB)
- 768 GB pamięci RAM (32 GB x 24 DDR4, 384 GB na procesor)
- 7.2 CentOS
- Karta HBA Supermicro AOC-S3008L-L8i
W naszym obciążeniu SQL Server TPC-C, analizując wydajność transakcji, widzimy ogromne zróżnicowanie w wydajności, począwszy od Toshiba HK4R i Samsung PM863a na prowadzeniu z wynikami odpowiednio 6,245.7 i 6,224 TPS, po Intel 3520 plasujący się na drugim miejscu z wynikiem 3,796.7 TPS.
Analizując średnie opóźnienie w SQL Server, różnice między dyskami stają się jeszcze bardziej widoczne. Ponownie, Toshiba HK4R i Samsung PM863a przodują z wynikami 61 ms i 78 ms, Micron 5100 ECO osiąga 973 ms, SanDisk CloudSpeed Eco Gen2 osiąga 1,151 ms, a Intel 3520 osiąga 3,161 ms.
Wydajność Sysbench
Kolejny test porównawczy aplikacji obejmuje bazę danych Percona MySQL OLTP, mierzoną za pomocą SysBench. Test ten mierzy również średnią liczbę transakcji na sekundę (TSP), średnie opóźnienie oraz średnie opóźnienie na poziomie 99. percentyla.
Każda maszyna wirtualna Sysbench jest skonfigurowana z trzema dyskami wirtualnymi: jednym do rozruchu (~92 GB), jednym z predefiniowaną bazą danych (~447 GB) i trzecim dla testowanej bazy danych (270 GB). Z perspektywy zasobów systemowych, skonfigurowaliśmy każdą maszynę wirtualną z 16 procesorami wirtualnymi, 60 GB pamięci DRAM i wykorzystaliśmy kontroler LSI Logic SAS SCSI.
Konfiguracja testów Sysbench (na maszynę wirtualną)
- CentOS 6.3 64-bit
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Tabele bazy danych: 100
- Rozmiar bazy danych: 10 000 000
- Wątki bazy danych: 32
- Bufor RAM: 24 GB
- Długość testu: 3 godziny
- 2 godziny wstępnego kondycjonowania 32 wątków
- 1 godzina 32 wątki
Host Sysbench OLTP
- Supermicro SuperServer 2028U-TNR4T+
- Dwa procesory Intel E5-2699 v3 (2.3 GHz, 18 rdzeni, pamięć podręczna 45 MB)
- 768 GB pamięci RAM (32 GB x 24 DDR4, 384 GB na procesor)
- 7.2 CentOS
- Karta HBA Supermicro AOC-S3008L-L8i
W przypadku średniej liczby transakcji na sekundę widzimy kolejną dużą różnicę między dyskami w grupie dysków intensywnie odczytujących dane. Toshiba HK4R prowadzi z wynikiem 1,787.4 TPS, a Micron 5100 ECO plasuje się na drugim miejscu z wynikiem 1,092.7 TPS. Ponownie, Samsung zajął drugie miejsce, plasując się tuż za nim z dużą różnicą w wydajności.
Porównując średnie opóźnienia między różnymi dyskami SSD SATA o dużej intensywności odczytu, zmierzyliśmy średnie opóźnienie wynoszące 71.7 ms w przypadku dysku Toshiba HK4R, 72.3 ms w przypadku dysku Samsung PM863a, 78 ms w przypadku dysku SanDisk CloudSpeed Eco Gen2, 109.9 ms w przypadku dysku Intel 3520 i 117 ms w przypadku dysku Micron 5100 ECO.
Niewielką zmianę zauważono w 99. percentylu, gdzie Samsung PM863a wykazał się największą powtarzalnością opóźnienia na poziomie 134 ms, podczas gdy Intel 3520 znalazł się na drugim miejscu z wynikiem 233.4 ms.
Analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa
Wydajność pamięci flash zmienia się w miarę dostosowywania dysku do obciążenia, co oznacza, że pamięć flash musi zostać wstępnie przygotowana przed każdym syntetycznym testem porównawczym fio , aby zapewnić dokładność testów. Każdy z porównywalnych dysków jest wstępnie przygotowany do stanu ustalonego z dużym obciążeniem 16 wątków i kolejką oczekujących 16 wątków na wątek.
Wstępne kondycjonowanie i podstawowe testy stanu stacjonarnego:
- Przepustowość (łączna liczba operacji wejścia/wyjścia na sekundę odczytu i zapisu)
- Średnie opóźnienie (średnie opóźnienie odczytu i zapisu)
- Maksymalne opóźnienie (maksymalne opóźnienie odczytu lub zapisu)
- Odchylenie standardowe opóźnienia (uśrednione odchylenie standardowe odczytu i zapisu)
Po zakończeniu wstępnego kondycjonowania, każde urządzenie jest testowane w odstępach czasu na wielu profilach głębokości wątków/kolejek, aby pokazać wydajność przy lekkim i intensywnym użytkowaniu. Nasza analiza syntetycznego obciążenia dla dysków SSD RI SATA koncentruje się na jednym profilu – mieszanym, losowym obciążeniu 8K 70/30. Należy pamiętać, że syntetyczne obciążenia nigdy nie odzwierciedlą w 100% aktywności obserwowanej w obciążeniach produkcyjnych i pod pewnymi względami niedokładnie obrazują dysk w scenariuszach, które nie wystąpiłyby w rzeczywistości.
- 8k
- 70% odczytu/30% zapisu
Host FIO
- Supermicro SuperServer 2028U-TNR4T+
- Dwa procesory Intel E5-2699 v3 (2.3 GHz, 18 rdzeni, pamięć podręczna 45 MB)
- 768 GB pamięci RAM (32 GB x 24 DDR4, 384 GB na procesor)
- 7.2 CentOS
- Karta HBA Supermicro AOC-S3008L-L8i
Nasz benchmark 8k wykorzystuje stosunek 70% operacji odczytu do 30% operacji zapisu. W naszym teście przepustowości Micron 5100 Eco rozpoczyna z pozycji lidera i utrzymał tę przewagę przez cały test. Micron 5100 Eco osiągnął szczytową wartość 46 137 IOPS i niewiele ustąpił Samsungowi PM863.
Patrząc na średnie opóźnienie, Micron 5100 Eco uzyskał najniższe opóźnienie, tuż za nim, tuż za Samsungiem PM863, który biegł łeb w łeb w całym teście.
W przypadku maksymalnego opóźnienia na pierwszym miejscu znalazł się dysk Samsung PM863 z najniższym opóźnieniem spośród wszystkich dysków, choć dysk ten ustępował dyskowi SanDisk.
Biorąc pod uwagę odchylenie standardowe, Samsung i Micron ponownie rywalizowali o pierwsze miejsce. Choć trudno to dostrzec na wykresie, Samsung miał najniższe opóźnienie przez większość testu, zanim pod koniec nieznacznie spadł za Microna.
Wniosek
Rynek dysków SSD SATA klasy enterprise kwitnie, w dużej mierze dzięki wdrożeniom pamięci masowej zdefiniowanej programowo i infrastruktury HCI, które mogą skutecznie zarządzać dyskami SATA, zapewniając jednocześnie usługi pamięci masowej oczekiwane przez organizacje. Na przykład VMware vSAN wykorzystuje podejście oparte na pamięci podręcznej, gdzie większość dysków SSD w danym wdrożeniu to dyski SATA. Dzięki technologiom redukcji danych (kompresja, deduplikacja) dysk SSD SATA o pojemności 1.92 TB (lub 1.6 TB w przypadku komputerów Intel) może zaoferować efektywną pojemność 2-5 razy większą, przy jednoczesnym zachowaniu niższego kosztu. Eksplozja tych bardziej elastycznych systemów pamięci masowej z pewnością dobrze wróży całej kategorii dysków SSD SATA.
Trendy rynkowe sprawiają, że jest to idealny moment, aby przyjrzeć się najbardziej dostępnej kategorii dysków SSD klasy korporacyjnej – dyskom SATA o dużej intensywności odczytu. Co ciekawe, niektóre z tych dysków mają już swoje lata, a niektóre przyjęły inne strategie punktowe, ale wszystkie są obecnie dostępne na rynku i stanowią najlepszą ofertę każdego dostawcy w tej kategorii. Wyniki naszych testów są dość jednoznaczne: Toshiba i Samsung przodują pod względem wydajności aplikacji, a Toshiba zajmuje czołowe miejsca. W naszym syntetycznym obciążeniu, Micron 5100 ECO zajął pierwsze miejsce, wyprzedzając zarówno Samsunga PM863a, jak i Toshibę HK4R, chociaż wyniki te nie przełożyły się na nasze testy aplikacji.
Ostatecznie Toshiba jest liderem, a Samsung depcze im po piętach; prawdziwym pytaniem dla klientów będzie cena. Trudno znaleźć sposób na polecenie pozostałych trzech dysków, zwłaszcza Intela, który oprócz słabej wydajności, nie zwraca 320 GB pojemności, tak jak robią to inni dostawcy.
Amazon