Recenzja dysku Samsung SSD 970 PRO

by Adama Armstronga on 24 kwietnia 2018 r.

Firma Samsung Electronics America, Inc. ogłosiła wprowadzenie na rynek trzeciej generacji popularnych dysków SSD M.2 NVMe. Ponownie wprowadza na rynek wydajny model 970 PRO oraz model 970 EVO o większej pojemności . Podobnie jak poprzednie wersje, model 970 oferuje jeszcze wyższą wydajność, oferując prędkość odczytu 3.5 GB/s, zapisu 2.7 GB/s oraz do 500 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) zarówno podczas odczytu, jak i zapisu. Ten poziom wydajności jest idealny dla prosumentów i entuzjastów technologii, a także osób pracujących z grafiką 3D i 4K, grami high-end i analizą danych.

Samsung 970 PRO wykorzystuje 2-bitową pamięć MLC V-NAND firmy Samsung i jest wyposażony w zupełnie nowy kontroler Phoenix. Kontroler ten zapewnia dyskowi maksymalną wydajność i niezawodność. Kontroler Phoenix jest niklowany, aby szybciej odprowadzać ciepło. Ta generacja pamięci V-NAND oferuje również prawie o 50% większą wytrzymałość, sięgającą 1,200 TBW. Dysk jest dostępny w wersjach o pojemności 512 GB i 1 TB, a jego niewielki format M.2 zapewnia dużą elastyczność zastosowań: w komputerach stacjonarnych, notebookach, ultrabookach itp.

Dysk Samsung SSD 970 PRO objęty jest 5-letnią ograniczoną gwarancją, a jego sugerowana cena detaliczna wynosi 329.99 USD za wersję 512 GB i 629.99 USD za wersję 1 TB.

Specyfikacja dysku Samsung SSD 970 PRO

Budowa	M.2 2280
Pojemność	512GB	1TB
kontroler	Kontroler Samsung Phoenix
NAND	Pamięć flash Samsung V-NAND 2bit MLC
Interfejs	PCIe Gen 3.0×4, NVMe 1.3
Wydajność
Sekwencyjny odczyt	3,500MB / s
Zapis sekwencyjny	2,300MB / s	2,700MB / s
Losowy odczyt QD 32 Wątek 4	370 tys. IPOS	500K IOPS
Losowy zapis QD 32 Wątek 4	500K IOPS
Pobór energii
Idle	30mW
Aktywne czytanie	5.2mW
Aktywny zapis	5.2mW	5.7mW
Tryb DEVSLP La.3	5mW
Niezawodność
temperatura robocza	0 ° C do 70 ° C
Temperatura przechowywania	-45 ° C do 85 ° C
Wilgotność	% 5 do 95%
Szok	1,500G (grawitacja), czas trwania: 0.5 ms, 3 osie
Wibracja	20~2,000 Hz, 20 G
MTBF	1.5 milion godzin
Gwarancja	5-letnia, ograniczona
Wymiary	Maks. 80.15 x maks. 22.15 x maks. 2.38 (mm)

Wydajność

Stanowisko testowe

Platformą testową wykorzystaną w tych testach jest serwer Dell PowerEdge R740xd . Wydajność SAS i SATA mierzymy za pomocą karty RAID Dell H730P wewnątrz tego serwera, chociaż ustawiliśmy kartę w tryb HBA tylko po to, aby zniwelować wpływ pamięci podręcznej karty RAID. NVMe jest testowane natywnie za pomocą karty adaptera M.2 do PCIe. Zastosowana metodologia lepiej odzwierciedla przepływ pracy użytkownika końcowego dzięki testowaniu spójności, skalowalności i elastyczności w ramach oferty serwerów zwirtualizowanych. Duży nacisk kładziemy na opóźnienie dysku w całym zakresie obciążenia, a nie tylko na najniższych poziomach QD1 (Queue-Depth 1). Robimy to, ponieważ wiele popularnych testów porównawczych dla użytkowników końcowych nie odzwierciedla w odpowiedni sposób profili obciążenia użytkownika końcowego.

Houdini od SideFX

Test Houdini został zaprojektowany specjalnie do oceny wydajności pamięci masowej w kontekście renderowania CGI. Platformą testową dla tej aplikacji jest wariant serwera Dell PowerEdge R740xd, którego używamy w laboratorium, z dwoma procesorami Intel 6130 i 64 GB pamięci DRAM. W tym przypadku zainstalowaliśmy system Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) działający bez systemu operacyjnego. Wynik testu porównawczego jest mierzony w sekundach, przy czym im mniej sekund, tym lepiej.

Demo Maelstrom przedstawia fragment procesu renderowania, który uwypukla możliwości wydajnościowe pamięci masowej, demonstrując jej zdolność do efektywnego wykorzystania pliku wymiany jako formy pamięci rozszerzonej. Test nie zapisuje danych wynikowych ani nie przetwarza punktów, aby wyizolować wpływ opóźnienia na bazowy komponent pamięci masowej. Sam test składa się z pięciu faz, z których trzy uruchamiamy w ramach benchmarku:

Ładuje spakowane punkty z dysku. Jest to czas odczytu z dysku. Jest to proces jednowątkowy, co może ograniczać ogólną przepustowość.
Rozpakowuje punkty do pojedynczej, płaskiej tablicy, aby umożliwić ich przetworzenie. Jeśli punkty nie są zależne od innych punktów, zbiór roboczy można dostosować tak, aby pozostał w rdzeniu. Ten krok jest wielowątkowy.
(Nie uruchomiono) Przetwarzaj punkty.
Przepakowuje je do bloków zbiorczych, które można zapisać z powrotem na dysku. Ten krok jest wielowątkowy.
(Nie uruchamiaj) Zapisz podzielone bloki z powrotem na dysk.

Jeśli chodzi o czas renderowania (gdzie mniej znaczy lepiej), najlepszy czas bez Optane uzyskał Samsung 970 PRO – 2,477.2 sekundy.

Wydajność serwera SQL

Używamy lekkiej, zwirtualizowanej instancji SQL Server, aby odpowiednio odwzorować to, czego programista aplikacji użyłby na lokalnej stacji roboczej. Test jest podobny do tego, który przeprowadzamy na macierzach pamięci masowej i dyskach korporacyjnych, tylko w mniejszej skali, aby lepiej odzwierciedlał zachowania użytkownika końcowego. Obciążenie wykorzystuje aktualną wersję roboczą testu Benchmark C (TPC-C) opracowanego przez Transaction Processing Performance Council – internetowego testu porównawczego przetwarzania transakcji, który symuluje działania występujące w złożonych środowiskach aplikacji.

Lekka maszyna wirtualna SQL Server jest skonfigurowana z trzema dyskami wirtualnymi: woluminem 100 GB do rozruchu, woluminem 350 GB na pliki bazy danych i dziennika oraz woluminem 150 GB na kopię zapasową bazy danych, którą odzyskujemy po każdym uruchomieniu. Z perspektywy zasobów systemowych, konfigurujemy każdą maszynę wirtualną z 16 procesorami wirtualnymi, 32 GB pamięci DRAM i wykorzystujemy kontroler LSI Logic SAS SCSI. W tym teście wykorzystano SQL Server 2014 działający na gościnnych maszynach wirtualnych z systemem Windows Server 2012 R2 i został on poddany testowi Dell Benchmark Factory for Databases.

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: 24 GB
Długość testu: 3 godziny
- 2.5 godziny przygotowania wstępnego
- 30-minutowy okres próbny

Jeśli chodzi o dane wyjściowe programu SQL Server, Samsung 970 PRO znalazł się w wyższej połowie średniej półki z wynikiem 3,158.5 TPS, co ciekawe, niżej niż 970 EVO.

Jeśli chodzi o średnie opóźnienie, model 970 PRO uzyskał opóźnienie na poziomie 6 ms, co dało mu piąte miejsce.

Analiza obciążenia VDBench

W naszych testach VDBench należy również zauważyć, że testowaliśmy 512-gigabajtową próbkę dysku 970 PRO, z której wynika, że w przeszłości, w przypadku Samsunga, dyski o niższej pojemności zazwyczaj nie radzą sobie tak dobrze. W przypadku odczytu danych 4K, 970 PRO osiągnął szczytową wydajność 376 KB IOPS i opóźnienie 338 μs, zajmując trzecie miejsce.

W przypadku losowego zapisu 4K karta 970 PRO uzyskała najlepszą ogólną wydajność: 330 181 IOPS i opóźnienie 376 μs.

Przechodząc do wydajności sekwencyjnej, najpierw przyjrzeliśmy się testowi odczytu 64 KB. W tym przypadku karta 970 PRO zajęła mniej więcej czwarte miejsce z wynikiem 22 154 IOPS (1.4 GB/s) i opóźnieniem 710 μs.

Przy zapisie 64 KB karta 970 PRO ponownie objęła prowadzenie, osiągając maksymalną wydajność 24 232 IOPS lub 1.5 GB/s i opóźnienie wynoszące 653 μs.

Następnie przyjrzeliśmy się naszym testom porównawczym VDI, które mają na celu jeszcze większe obciążenie dysków. Testy te obejmują rozruch, początkowe logowanie i logowanie w poniedziałek. W teście rozruchu, 970 PRO zajął trzecie miejsce z wynikiem 97 191 IOPS i opóźnieniem 342 μs.

W teście początkowego logowania do VDI, 970 PRO zajął pierwsze miejsce z wynikiem 56 699 IOPS i opóźnieniem wynoszącym 527 μs.

Podczas ostatniego logowania VDI Monday, 970 PRO ponownie zajął pierwsze miejsce, osiągając maksymalną wydajność na poziomie 53 843 IOPS i opóźnienie wynoszące 295 μs.

Wniosek

Samsung 970 PRO to dysk SSD M.2 NVMe trzeciej generacji tej firmy. Dysk ten obiecuje wyższą wydajność w porównaniu z poprzednią generacją, a także lepszą wytrzymałość. Nowy, niklowany kontroler Phoenix napędza wydajność, a najnowsza generacja 2-bitowej pamięci MLC V-NAND firmy Samsung zwiększyła wytrzymałość o prawie 50%. Dysk jest dostępny w dwóch pojemnościach: 512 GB i 1 TB, i jest skierowany do prosumentów i entuzjastów technologii.

Jeśli chodzi o wydajność, należy zauważyć, że testowaliśmy mniejszą próbkę o pojemności 512 GB. W poprzednich recenzjach widzieliśmy wyraźny spadek wydajności w próbkach o mniejszej pojemności. W tym przypadku, w przypadku 970 PRO, wydajność nie była wcale słaba – wręcz przeciwnie, był najlepszy w testach Houdini (bez Optane – 2,477.2 sekundy), zapisach 4K (330 tys. IOPS), zapisach 64K (1.5 GB/s), początkowym logowaniu VDI (57 tys. IOPS) i logowaniu VDI Monday (prawie 54 tys. IOPS). W innych testach porównawczych uzyskał średnią lub wyższą wydajność, na przykład 3,158.5 TPS w SQL Server ze średnim opóźnieniem 6 ms, a wydajność VDBench wyniosła: odczyt 4K (376 tys. IOPS), odczyt 64K (1.4 GB/s) i rozruch VDI (97 tys. IOPS).

Ponownie, Samsung 970 PRO wypadł bardzo dobrze (najlepiej w połowie naszych testów), ale wydawało się, że zdominuje konkurencję, podobnie jak poprzednie modele. Być może wynikało to z postrzegania, ale być może wynikało to z mniejszej liczebności próby, co – jak widzieliśmy – prowadziło do niższej wydajności w poprzednich modelach Samsunga.