Recenzja dysku SSD KIOXIA CD6

KIOXIA CD6 to flagowy dysk firmy, zaprojektowany z myślą o zapewnieniu stabilnej wydajności w wymagających środowiskach 24/7, w tym w środowiskach hiperskalowalnych, IoT i analityki dużych zbiorów danych, wirtualizacji, streamingu multimediów i sieciach dostarczania treści. Dysk CD6 jest dostępny w różnych pojemnościach (od 960 GB do 15.36 TB) oraz w kilku różnych opcjach bezpieczeństwa i wytrzymałości.

Seria KIOXIA jest dostępna w formacie 2.5 cala i 15 mm wysokości Z. Wyposażona jest w opatentowany kontroler firmy oraz 96-warstwową pamięć BiCS FLASH 3D TLC. Wykorzystuje również konstrukcję jednoportową, co oznacza, że ​​istnieje tylko jedna ścieżka danych od hosta do dysku SSD.

Wcześniej, latem 2020 roku, recenzowaliśmy przedprodukcyjną wersję dysku CD6, która wówczas była jednym z pierwszych dysków PCIe 4.0 dostępnych na rynku korporacyjnym. Ponieważ dysk jest już dostępny na rynku, a w próbkach produkcyjnych dostępna jest bardziej dojrzała wersja oprogramowania sprzętowego, postanowiliśmy przetestować dysk SSD pozyskany za pośrednictwem…

Jeśli chodzi o wydajność, obecny model CD6 ma zapewniać prędkość odczytu do 6.2 GB/s (modele 7.68 GB i 3.84 GB) oraz zapisu do 4 GB/s (modele 15.36 GB i 7.68 GB) w trybie sekwencyjnym. Wydajność losowa ma osiągnąć ponad 1 milion operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) podczas odczytu, ale zaledwie 85 000 operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) podczas zapisu.

KIOXIA CD6 oferuje również 6. generację, odzyskiwanie danych po awarii dwóch układów scalonych, podwójną ochronę parzystości, ochronę przed utratą zasilania (PLP) oraz kompleksową korekcję danych. Dostępne opcje zabezpieczeń danych obejmują SIE, SED i FIPS 140-2. Pobór mocy w stanie aktywnym wynosi od 13 do 19 W, z sześcioma dostępnymi trybami zasilania.

Specyfikacja oprogramowania układowego KIOXIA CD6

Pojemność	15,360GB	7,680 GB	3,840GB	1,920GB	960GB
Podstawowe dane techniczne
interfejs	PCIe 4.0, NVMe 1.4
Prędkość interfejsu	64 GT/s (Gen4 x4)
Typ pamięci Flash	BiCS FLASH TLC
Wydajność w trybie pojedynczego portu (1×4) (do)
Utrzymany sekwencyjny odczyt 128 KiB	5,500MB / s	6,200MB / s		5,800MB / s
Utrzymany zapis sekwencyjny 128 KiB	4,000MB / s		2,350MB / s	1,150MB / s	1,300MB / s
Utrzymany losowy odczyt 4 KiB	750K IOPS	1,000K IOPS		700K IOPS
Utrzymany losowy zapis 4 KiB	30K IOPS	85K IOPS	60K IOPS	30K IOPS
Wymagania dotyczące zasilania
Napięcie zasilające	12V ± 10%, 3.3 Vaux ± 15%
Pobór mocy (aktywny)	19W typ.		15W typ.	13W typ.
Pobór mocy (tryb gotowości)	5W typ.
Niezawodność
MTTF	2,500,000 godzin
Gwarancja	5 roku
DWPD	1
Wymiary
Wysokość	15.0 mm + 0, – 0.5 mm
Szerokość	69.85 ± 0.25 mm
długość	100.45 mm Maks.
Waga	Maks. 130 g.
Środowiskowy
Temperatura (robocza)	0 ° C do 70 ° C
Wilgotność (podczas pracy)	5% do 95% wilgotności względnej
Wibracje (podczas pracy)	21.27 m / s2{ 2.17 Grms } ( 5 do 800 Hz )
Wstrząs (operacyjny)	9,800 m / s2{ 1,000 G } ( czas trwania 0.5 ms )

Wydajność KIOXIA CD6

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:

• Mikron 7400 Pro
• Samsung PM9A3
• Memblaze PBlaze6 6920
• Intel P5510

Stanowisko testowe

Nasze testy dysków SSD PCIe Gen4 Enterprise wykorzystują dysk Lenovo ThinkSystem SR635 do testów aplikacyjnych i syntetycznych testów porównawczych. ThinkSystem SR635 to dobrze wyposażona platforma jednoprocesorowa AMD, oferująca moc obliczeniową znacznie przekraczającą wymagania dotyczące wydajnej lokalnej pamięci masowej. Jest to również jedyna platforma w naszym laboratorium (i jedna z niewielu dostępnych obecnie na rynku) z zatokami PCIe Gen4 U.2. Testy syntetyczne nie wymagają dużych zasobów procesora, ale nadal wykorzystują tę samą platformę Lenovo. W obu przypadkach celem jest zaprezentowanie lokalnej pamięci masowej w jak najlepszym świetle, zgodnie z maksymalnymi specyfikacjami dysków oferowanymi przez producentów pamięci masowej.

Platforma syntetyczna i aplikacyjna PCIe Gen4 ( Lenovo ThinkSystem SR635 )

• 1 x AMD 7742 (2.25 GHz x 64 rdzenie)
• 8 x 64 GB pamięci DRAM DDR4-3200 MHz z funkcją ECC
• CentOS 7.7 1908
• ESXi 6.7u3

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 8 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 i poddano go testowi Quest 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

W naszym teście transakcyjnym SQL Server pierwsze miejsce zajął KIOXIA CD6 z wynikiem 12 651,5 TPS.

Biorąc pod uwagę średnie opóźnienie serwera SQL Server, CD6 osiągnął świetne wyniki ze średnim opóźnieniem wynoszącym zaledwie 2.3 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 8 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

Jeśli chodzi o nasz test transakcyjny Sysbench, KIOXIA CD6 uzyskała wyniki plasujące się w górnym przedziale średnim (3. ^miejsce ) – 10 975 TPS.

Przy średnim opóźnieniu Sysbench CD6 odnotował 11.66 ms, co było wartością wystarczającą dla 3^rd i nieznacznie za napędami Samsung PM9A3 i Memblaze.

W najgorszym scenariuszu opóźnienia (99. percentyl) KIOXIA CD6 zajęła czwarte miejsce z opóźnieniem 22.81 ms.

Analiza obciążenia VDBench

W przypadku benchmarkingu urządzeń pamięci masowej, testy aplikacji sprawdzają się najlepiej, a testy syntetyczne plasują się na drugim miejscu. Chociaż testy syntetyczne nie odzwierciedlają idealnie rzeczywistych obciążeń, pomagają one w ustaleniu punktu odniesienia dla urządzeń pamięci masowej, zapewniając powtarzalność, która ułatwia porównywanie konkurencyjnych rozwiązań. Obciążenia te oferują szereg różnych profili testowych, od testów „czterech kątów”, przez testy rozmiaru transferu w typowych bazach danych, po przechwytywanie śladów z różnych środowisk VDI.

Wszystkie te testy wykorzystują wspólny generator obciążeń vdBench z silnikiem skryptowym do automatyzacji i przechwytywania wyników w dużym klastrze obliczeniowym. Pozwala nam to na powtarzanie tych samych obciążeń na szerokiej gamie urządzeń pamięci masowej, w tym macierzach flash i indywidualnych urządzeniach pamięci masowej. Nasz proces testowania tych benchmarków polega na wypełnieniu całej powierzchni dysku danymi, a następnie partycjonowaniu sekcji dysku równej 25% pojemności dysku, aby symulować potencjalną reakcję dysku na obciążenia aplikacji. Różni się to od testów pełnej entropii, które wykorzystują 100% dysku i wprowadzają go w stan stabilny. W rezultacie te wartości będą odzwierciedlać wyższe, stałe prędkości zapisu.

Profile:

• Losowy odczyt 4K: 100% odczytu, 128 wątków, 0-120% ioratu
• 4K losowy zapis: 100% zapisu, 128 wątki, 0-120% ioracji
• 16K Sekwencyjny odczyt: 100% odczytu, 32 wątków, 0-120% ioracji
• 16K Sekwencyjny zapis: 100% zapisu, 16 wątków, 0-120% ioratu
• 64K Sekwencyjny odczyt: 100% odczytu, 32 wątków, 0-120% ioracji
• 64K Sekwencyjny zapis: 100% zapisu, 16 wątków, 0-120% ioratu
• 4K, 8K i 16K 70R/30W losowy miks, 64 wątki, 0-120% joranu
• Syntetyczna baza danych: SQL i Oracle
• Ślady pełnego klonu VDI i klonów powiązanych

W naszej pierwszej analizie obciążenia VDBench, losowym odczycie 4 KB, dysk KIOXIA CD6 osiągnął szczytową wydajność na poziomie 1.03 mln IOPS przy opóźnieniu 492.6 µs, co dało mu 2. miejsce wśród testowanych dysków.

W przypadku losowego zapisu 4K, CD6 spadł na ostatnie miejsce ze znaczną przewagą, osiągając szczytową wartość 159K IOPS i opóźnienie 3,207 µs.

Po przełączeniu na obciążenia sekwencyjne 64k, CD6 znalazł się ostatni, osiągając wynik 4.16 GB/s odczytu (66 563 IOPS) przy opóźnieniu odczytu 960 µs.

Podczas zapisu 64K wydajność CD6 osiągnęła szczyt na poziomie 623 MB/s (9,970 IOPS) przy opóźnieniu 6,382 µs.

Teraz czas na naszą wydajność sekwencyjną 16K. W przypadku odczytu, CD6 osiągnął szczytową prędkość 2.9 GB/s (185 854 IOPS) i opóźnienie 171.1 µs.

Dysk KIOXIA nadal wykazywał słabą wydajność zapisu w trybie sekwencyjnym 16K, osiągając szczytową wartość zaledwie 40K IOPS (623 MB/s) przy opóźnieniu 396 µs.

W naszym mieszanym profilu 70/30 4k (70% odczytu, 30% zapisu) CD6 zajął przedostatnie miejsce ze szczytową wartością 479 356 IOPS przy opóźnieniu 131 µs.

W naszym mieszanym profilu 70/30 16k, CD6 osiągnął 130 996 IOPS przy opóźnieniu 485.8 µs, plasując się na ostatnim miejscu.

W naszym ostatnim mieszanym profilu (70/30 8k) CD6 osiągnął szczyt na poziomie 260 802 IOPS przy opóźnieniu 242.3 µs.

Kolejny zestaw testów obejmuje obciążenia SQL: SQL, SQL 90-10 i SQL 80-20, które dały podobne wyniki. Zaczynając od SQL, dysk KIOXIA plasował się nieco w tyle, osiągając szczytową wydajność 244 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) przy opóźnieniu 130 µs.

Wydajność SQL 90-10 na czterech najlepszych dyskach była podobna, jednak CD6 znów nieznacznie odstawał, osiągając szczyt na poziomie 237 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę przy opóźnieniu 133.2 µs.

W przypadku SQL 80-20 CD6 ponownie znalazł się w tyle, osiągając szczyt na poziomie 231 tys. IOPS przy opóźnieniu 136.2 µs.

Następnie mamy obciążenia Oracle: Oracle, Oracle 90-10 i Oracle 80-20. Podobnie jak w testach porównawczych SQL, CD6 nadal nieznacznie ustępował pozostałym testowanym dyskom. Począwszy od Oracle, CD6 osiągnął szczytową wydajność 228 tys. IOPS przy 155.8 µs.

W przypadku Oracle 90-10 CD6 osiągnął szczytową wydajność 183 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) przy opóźnieniu 119 µs.

W porównaniu z Oracle 80-20, CD6 osiągnął szczytową wydajność 185 tys. IOPS przy 117.8 µs.

Następnie przeszliśmy do testu klonowania VDI, pełnego i połączonego. W przypadku rozruchu VDI Full Clone (FC), CD6 zaczął dobrze, ale ostatecznie ponownie pozostał w tyle, osiągając szczyt na poziomie 192 tys. IOPS i opóźnienie 175.2 µs.

Podczas początkowego logowania do VDI FC, CD6 pozostawał w tyle, osiągając dość duże skoki i spadł z tabeli liderów, zbliżając się do granicy 40 tys. IOPS. Udało mu się osiągnąć szczyt na poziomie 44 tys. IOPS (671 µs), zanim pod koniec odnotował spadek wydajności.

W przypadku logowania VDI FC Monday dysk KIOXIA CD6 uplasował się daleko w tyle za pozostałymi testowanymi dyskami, uzyskując wynik 52 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) przy opóźnieniu 286.3 µs.

W przypadku rozruchu VDI Linked Clone (LC) wydajność dysku CD6 znacznie wzrosła (podobnie jak w przypadku dysku Micron Pro), choć ustabilizowała się na poziomie około 40 tys. IOPS. Ostatecznie osiągnęła szczyt na poziomie solidnych 93 tys. IOPS z czasem reakcji 170.3 µs.

W teście VDI LC Initial Login, wydajność dysku CD6 od samego początku sprawiała problemy, podobnie jak dysków Samsunga i Micron. Ostatecznie osiągnęła ona wynik zaledwie 16 tys. IOPS przy 513.2 µs, co wystarczyło na trzecie ^miejsce , ale wciąż znacznie poniżej dysków Memblaze i Intel.

W przypadku VDI LC Monday Login, CD6 nadal miał problemy (podobnie jak dyski Samsung i Micron), osiągając szczytową wartość około 18 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę, ale ostatecznie osiągając 12 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę przy opóźnieniu 1,363 µs.

Wniosek

KIOXIA CD6 to dysk SSD NVMe TLC o wydajności jednego zapisu dziennie i był jednym z pierwszych dysków klasy korporacyjnej wykorzystujących interfejs PCIe 4.0. Dostępny jest w formacie 2.5 cala i wysokości 15 mm (Z), z 96-warstwową pamięcią 3D TLC NAND KIOXIA BiCS FLASH i szeroką gamą pojemności od 960 GB do 15.36 TB. Oferuje również szereg opcji bezpieczeństwa.

Pod względem wydajności, dysk KIOXIA CD6 uzyskał wysoką wydajność w naszych testach aplikacji, choć wypadł słabiej w testach porównawczych skoncentrowanych na zapisie. Dysk KIOXIA przetestowaliśmy w porównaniu z czterema innymi dyskami SSD PCIe Gen4 klasy enterprise o pojemności 7.68 TB o podobnej specyfikacji i zastosowaniach: Samsung PM9A3, Memblaze 6920 i Intel P5510, a także najnowszym z nich, Micron 7400 Pro. Podczas analizy przeanalizowaliśmy zarówno analizę obciążenia aplikacji, jak i obciążenia VDBench.

W naszych testach Sysbench KIOXIA CD6 wypadła bardzo dobrze, uzyskując łączny wynik 10 975 TPS, średnie opóźnienie 11.66 ms i 22.81 ms w najgorszym scenariuszu. Wyniki były fantastyczne podczas testu porównawczego transakcji SQL Server, osiągając 12 651,5 TPS i średnie opóźnienie 2.3 ms.

Po przejściu na VDBench, KIOXIA CD6 wykazała nierównomierną wydajność, szczególnie słabą podczas zapisu. Najważniejsze wyniki to 1.03 mln IOPS odczytu i 159 tys. IOPS zapisu w obciążeniach 4K, a także 4.16 GB/s przy odczycie 64K, 623 MB/s przy zapisie 64K, 2.9 GB/s przy odczycie 16K i 2.6 GB/s przy 623 MB/s przy zapisie, podczas obciążeń sekwencyjnych. Nasze mieszane profile 70/30 odnotowały 479 tys. IOPS w 4K, 261 tys. IOPS w 8K i 131 tys. IOPS w 16K.

W naszych testach SQL, CD6 odnotował szczytowe wartości IOPS na poziomie 244 tys. IOPS, 237 tys. IOPS w SQL 90-10 i 231 tys. IOPS w SQL 80-20, pozostając cały czas w tyle. Obciążenia Oracle prezentowały podobną sytuację, rejestrując 228 tys. IOPS, 183 tys. IOPS w Oracle 90-10 i 185 tys. IOPS w Oracle 80-20.

Następnie przeprowadziliśmy testy klonu VDI, pełnego i połączonego. W pełnym klonie zanotowaliśmy 192 tys. IOPS podczas rozruchu, 44 tys. IOPS podczas pierwszego logowania (choć później nastąpiły znaczne skoki wydajności) i 52 tys. IOPS podczas poniedziałkowego logowania. W połączonym klonie dysk KIOXIA ponownie miał problemy, osiągając szczyt 93 tys. IOPS podczas rozruchu i zaledwie 12 tys. IOPS podczas poniedziałkowego logowania. Pierwsze logowanie osiągnęło szczyt 16 tys. IOPS (3. miejsce), choć nadal pozostawało daleko w tyle za dyskami Intel i Memblaze.

Ogólnie rzecz biorąc, z zadowoleniem przyjęliśmy powrót do CD6 w wersji z kanału, z bardziej dopracowaną wersją oprogramowania. Ostatecznie jednak wydajność zapisu nie wypada aż tak dobrze na tle konkurencji.