Na początku tego roku firma Micron wprowadziła na rynek nową rodzinę dysków SSD 5100 do centrów danych. Rodzina obejmowała trzy wersje dysków: ECO do obciążeń wymagających dużej intensywności odczytu, takich jak strumieniowanie wideo, PRO do transakcyjnych baz danych wrażliwych na opóźnienia oraz MAX do aplikacji rejestrujących dane z dużą intensywnością zapisu. W styczniu testowaliśmy dysk ECO i stwierdziliśmy, że chociaż w niektórych naszych zastosowaniach miał on słabą wydajność, oferował on takie funkcje, jak pojemność do 8 TB (co czyniło go idealnym zamiennikiem dysku twardego) oraz oprogramowanie układowe FlexPro. W tej recenzji przyjrzymy się dyskowi 5100 MAX.
Dysk MAX został zaprojektowany specjalnie do zastosowań wymagających dużej intensywności zapisu i charakteryzuje się znacznie wyższą wytrzymałością niż dysk ECO. Wszystkie dyski z serii 5100 są wyposażone we wbudowane szyfrowanie AES-256-bit i ochronę korporacyjną TCG. Dyski MAX posiadają również walidację FIPS 140-2. Podobnie jak w przypadku pozostałych dysków z serii 5100, dysk MAX można zoptymalizować za pomocą oprogramowania układowego FlexPro firmy Micron.
Specyfikacja Micron 5100 MAX:
- Współczynnik kształtu: 2.5”
- NAND: Micron 3D eTLC
- Pojemność: 240 GB, 480 GB, 960 GB, 1.92 TB,
- Interfejs: SATA 6 Gb/s
- Wytrzymałość
- DWPD: 5
- TBW: 2.2-17.6PB
- Średni czas do zajścia zdarzenia (MTTF): 2 mln
- Wydajność
- Wydajność odczytu sekwencyjnego (128 KB): 540 MB/s
- Wydajność zapisu sekwencyjnego (128 KB): 310–520 MB/s
- Wydajność odczytu losowego (4K): 93 000 IOPS
- Wydajność zapisu losowego (4K): 48 000–74 000 IOPS
Zaprojektuj i zbuduj
Micron 5100 MAX ma bardzo podobną konstrukcję do ECO, a właściwie są niemal identyczne. Dysk znajduje się w ciemnoniebieskiej aluminiowej obudowie, z dużą naklejką zajmującą większość powierzchni z przodu, zawierającą informacje takie jak model, pojemność itp. Tylna ścianka dysku jest w większości pusta, z zabezpieczeniami na rogach.
Po zdjęciu pokrywy naszym oczom ukazuje się płytka PCB z 8 mikronowymi modułami NAND na górze.
Po drugiej stronie płytki PCB znajduje się 8 dodatkowych pakietów NAND, a także kontroler Micron i pamięć DRAM.
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:
- Toshiba SAS3 1.6TB PX04SMB
- Toshiba HK4R 1.92TB THNSN81Q92
- Seagate SAS3 1.6 TB 1200.2
- HGST 1.6 TB SAS3
- Micron ECO 1.92 TB
Wraz ze wzrostem pojemności i wydajności dysków SATA i SAS, serwis StorageReview wprowadził bardziej agresywny schemat testowania poszczególnych dysków SSD. Ten proces testowania jest identyczny dla wszystkich produktów NVMe, co ułatwia porównywanie – mimo że produkty te osiągają bardzo różne wyniki w najwyższej klasie. W niniejszym przeglądzie porównujemy dysk Micron MAX z dyskami Micron Eco i Toshiba HK4R o pojemności 1.92 TB, a także z trzema dodatkowymi dyskami SAS3, które pomagają ustalić punkt odniesienia w zakresie wysokiej wydajności. Wraz z pojawianiem się w laboratorium testowym kolejnych dysków o pojemności powyżej 1.2 TB, będziemy nadal dodawać do tej grupy dyski porównywalne.
Analiza obciążenia aplikacji
Aby zrozumieć charakterystykę wydajności korporacyjnych urządzeń pamięci masowej, niezbędne jest modelowanie infrastruktury i obciążeń aplikacji w rzeczywistych środowiskach produkcyjnych. Nasze pierwsze testy porównawcze dla Micron 5100 MAX 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
Jeśli chodzi o dane wyjściowe programu SQL Server, system 5100 MAX uzyskał najniższe indywidualne wyniki, mieszczące się w przedziale od 2,440.9 do 2,565.4 TPS, a także najniższy łączny wynik wynoszący 5,006.2 TPS.
Średnie opóźnienie ponownie wskazało maszynę 5100 MAX na ostatnie miejsce, przy czym poszczególne maszyny wirtualne uzyskały odpowiednio 1,107 ms i 1,404 ms, a ich łączny wynik wyniósł 1,256 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
W teście średniej liczby transakcji na sekundę serwer 5100 MAX prześcignął modele z serii ECO, uzyskując wyniki od 424.4 TPS do 445 TPS dla poszczególnych maszyn wirtualnych i łączny wynik 1,770.4 TPS.
Analizując średnie opóźnienie maszyn wirtualnych w Sysbench, zmierzyliśmy, że dla poszczególnych maszyn wirtualnych wynosiło ono od 70.2 ms do 75.4 ms, a łączna wartość opóźnienia wyniosła 72.3 ms, co plasuje ten wynik w dolnej części tabeli.
Jeśli chodzi o najgorszy scenariusz opóźnień MySQL (opóźnienia na poziomie 99. percentyla), system 5100 MAX uzyskał nieco lepszą pozycję, z wynikami dla poszczególnych maszyn wirtualnych wynoszącymi od 128.6 ms do 136.2 ms i łącznym wynikiem wynoszącym 131.1 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 test porównawczy 8k wykorzystuje stosunek 70% operacji odczytu do 30% operacji zapisu. W naszym teście przepustowości Micron 5100 MAX osiągnął najwyższą wydajność od początku do końca, osiągając szczytową wartość 47 045 IOPS.
Biorąc pod uwagę średnie opóźnienie, Micron 5100 MAX ponownie okazał się najlepszy, minimalnie pokonując pozostałe dyski.
Maksymalne opóźnienie spowodowało, że 5100 MAX zanotował kilka dużych skoków i ostatecznie zajął drugie miejsce.
Przy odchyleniu standardowym mamy powtórzenie średniego opóźnienia, przy czym dysk 5100 MAX wypada najlepiej, minimalnie pokonując inne dyski.
Podsumowanie
Micron 5100 MAX to dysk SSD SATA o dużej intensywności zapisu i wyższej wytrzymałości z serii 5100. Dysk 5100 MAX oferuje pojemności od 240 GB do 1.92 TB i jest wyposażony w oprogramowanie układowe FlexPro, które umożliwia użytkownikom dostosowanie sposobu użytkowania. Podobnie jak wszystkie dyski z serii 5100, MAX posiada wbudowane szyfrowanie AES-256 bitów i ochronę korporacyjną TCG, ale posiada również certyfikat FIPS 140-2.
Dysk SSD Micron 5100 MAX charakteryzuje się znacznie większą wytrzymałością niż pozostałe dyski z tej serii, ale nie przełożyło się to na wyższą wydajność w naszej analizie obciążenia aplikacji. W naszych testach porównawczych dysk MAX uzyskał łączny wynik 5,006.2 TPS i opóźnienie 1,256 ms w programie SQL Server. Wydajność jest ogólnie lepsza w Sysbench, z łącznym wynikiem 1,770.4 TPS, łącznym opóźnieniem 72.3 ms i opóźnieniem w najgorszym przypadku wynoszącym 131.1 ms.
Przyjrzeliśmy się również testom syntetycznym z dyskiem Micron 5100 MAX, gdzie dysk wypadł znacznie lepiej. Biorąc pod uwagę jedynie 8k 70/30, stwierdziliśmy, że dysk 5100 MAX jest najlepszy pod względem przepustowości, średniego opóźnienia i odchylenia standardowego. W jedynym benchmarku dysk MAX nie zajął pierwszego miejsca pod względem maksymalnego opóźnienia, ale zajął drugie miejsce. Ogólnie rzecz biorąc, chociaż nie byliśmy zadowoleni z wydajności na poziomie aplikacji w naszych konkretnych testach, dane syntetyczne pokazują, że dysk ma potencjał w innych obszarach.
ZALETY
- Wysoka wytrzymałość
- Bezpieczne opcje, w tym FIPS 140-2
- Mocna wydajność syntetyczna
Wady
- Ogólnie słaba wydajność analizy obciążenia aplikacji
Bottom Line
Micron 5100 MAX to dysk SSD SATA przeznaczony do centrów danych, w których wytrzymałość podczas zadań wymagających dużej ilości zapisu ma kluczowe znaczenie; wyróżnia się przystępną ceną.
Amazon