Samsung jako pierwszy pojawił się na imprezie korporacyjnych dysków SSD NVMe 2.5", ogłaszając model XS1715 latem 2013 roku. Był to również pierwszy dysk SSD wykorzystujący nowe złącze SFF-8639. Chociaż dysk wszedł do masowej produkcji dopiero we wrześniu 2014 roku, XS1715 natychmiast znalazł uznanie wśród producentów OEM serwerów, którzy chcieli przesunąć granice możliwości w zakresie szybkiej pamięci masowej. Po raz pierwszy zobaczyliśmy XS1715 w serwerze Dell PowerEdge R920, który jest częścią linii serwerów Dell z czterema procesorami. Dell obsługiwał do ośmiu dysków NVMe w tym systemie i nawet przy zaledwie dwóch 800-gigabajtowych dyskach XS1715 zanotowaliśmy ponad 1.1 miliona operacji odczytu 4K na sekundę i ponad 4 800,000 operacji odczytu 8K na sekundę; podawano również, że zapewnia sekwencyjną prędkość odczytu do 3,000 MB/s, co pozwala na przetwarzanie 500 GB danych. danych w mniej niż 3 minuty. W związku z tym, nieco z opóźnieniem, przyjrzymy się dyskowi SSD XS1715 o pojemności 1.6 TB, aby sprawdzić, jak radzi sobie z nieco podstarzałym dyskiem, podczas gdy reszta branży ściga się z Samsungiem, który w początkach swojej pozycji lidera na rynku korporacyjnych dysków NVMe.
Od tego czasu na rynku pojawiło się kilka dysków NVMe, np. Memblaze PBlaze4 i Intel SSD DC P3700. W części recenzji poświęconej wydajności porównamy z nimi dysk XS1715.
Sercem dysku XS1715 jest kontroler PMC 89HF16P04CG3, który jest wydajnym kontrolerem pamięci flash PCIe zoptymalizowanym pod kątem obciążeń korporacyjnych. Kontroler charakteryzuje się również programowalną architekturą, umożliwiającą twórcom dysków SSD kontrolowanie różnicowania produktów poprzez dostosowywanie oprogramowania układowego. Samsung z pewnością wykorzystał tę zaletę. XS1715 jest również wyposażony w pełną ochronę ścieżki danych i zabezpieczenie przed utratą zasilania dzięki kondensatorom tantalowym. XS1715 oferuje współczynnik UBER (Uncorrectable Bit Error Rate) na poziomie 1 do 1017. XS1715 charakteryzuje się również imponującym MTBF wynoszącym dwa miliony godzin. Dysk SSD XS1715 NVMe jest dostępny w pojemnościach 400 GB, 800 GB i 1.6 TB – ten pierwszy będzie testowany przez nas. Ponadto dysk Samsung znajduje się na liście NVMe Integrators List (IL), co oznacza, że XS1715 to łatwy w zarządzaniu dysk i niezwykle niezawodne rozwiązanie zarówno dla klientów z branży centrów danych, jak i serwerów/pamięci masowych.
Dysk SSD XS1715 objęty jest pięcioletnią gwarancją i jest objęty 5-letnią gwarancją DWPD.
Specyfikacja Samsunga XS1715
- Współczynnik kształtu 2.5”: (SFF-8639)
- Pojemność (GB): 400 GB, 800 GB, 1.6 TB
- Interfejs hosta: PCIe Gen 3.0 (x4) — NVMe
- Wymiary fizyczne: 100 x 70 x 15 mm
- Waga: 210g
- MTBF: godziny 2,000,000
- Niekorygowany współczynnik błędów bitowych (UBER): 1 na 1017
- Pobór mocy (aktywność/bezczynność): 25/8 W
- Trwała wydajność
- Opóźnienie odczytu: 90 μs
- Opóźnienie zapisu: 25 μs
- Losowe odczyty 4K: do 750 000 IOPS
- Losowe zapisy 4K: do 115 000 IOPS
- 128 KB odczytów sekwencyjnych: do 3,000 MB/s
- 128 KB zapisów sekwencyjnych: do 1,400 MB/s
- Wytrzymałość 4K Losowy WPD:
- 400 GB: 7 WPD
- 800 GB/1.6 TB: 5.6 WPD
Zaprojektuj i zbuduj
Dostępny w formacie 2.5" z 15-milimetrową wysokością, XS1715 łączy się z magistralą PCIe za pomocą złącza SFF-8639. Choć wygląda ono podobnie do typowego złącza SAS, nie jest nim. Wygląd i funkcjonalność XS1715 nawiązują do reszty oferty dysków SSD Samsunga, charakteryzując się minimalistycznym, matowo-czarnym designem z jedynie logo firmy i typem napędu.
Boczne profile napędów posiadają 4 otwory, co ułatwia montaż wewnątrz stacji roboczej lub serwera. Wewnątrz napęd posiada podwójną płytkę PCB oraz dużą podkładkę termiczną, która pomaga odprowadzać ciepło pod obciążeniem.
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.
Przetestowaliśmy 2.5-calowy dysk Samsung XS1715 w systemie Supermicro SuperServer 2028U-TNR4T 4x NVMe, porównując go z dyskami SSD NVMe:
- 2.5-calowy dysk SSD Intel DC P3700 SSD
- 2.5-calowy dysk SSD Memblaze PBlaze4
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 Samsunga XS1715 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.
Protokół testowania OLTP dla Microsoft SQL Server firmy StorageReview 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. Test TPC-C jest bliższy niż syntetyczne testy wydajnościowe, jeśli chodzi o ocenę mocnych stron i wąskich gardeł infrastruktury pamięci masowej w środowiskach baz danych. Każda instancja maszyny wirtualnej SQL Server, którą testujemy 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.
Jeśli chodzi o dane wyjściowe programu SQL Server, dysk Intel miał najwyższą łączną przepustowość wynoszącą 3,157.341 TPS i najwyższą przepustowość pojedynczej maszyny wirtualnej wynoszącą 3,157.469, chociaż dysk XS1715 miał pojedynczą maszynę wirtualną, której przepustowość mieściła się w przedziale mniejszym niż 0.1 TPS od maszyny wirtualnej Intel.
Średnie wyniki opóźnień w teście porównawczym SQL Server dla 15 tys. użytkowników umieściły dysk Samsunga na czele stawki – wszystkie dyski miały opóźnienie 7 ms, co dało średnią również 7 ms. Wyniki były identyczne z dyskiem SSD Intel P3700, natomiast dysk Memblaze uzyskał nieco wyższą wartość łączną – 7.5 ms.
Kolejny test porównawczy aplikacji dotyczy bazy danych Percona MySQL OLTP, mierzonej za pomocą SysBench. Test ten mierzy średnią liczbę transakcji na sekundę (TSP), średnie opóźnienie oraz średnie opóźnienie na poziomie 99. percentyla. Percona i MariaDB korzystają z interfejsów API aplikacji obsługujących pamięć flash Fusion-io w najnowszych wersjach swoich baz danych, jednak na potrzeby tego porównania testujemy każde urządzenie w jego „starszych” trybach blokowej pamięci masowej.
W teście średniej liczby transakcji na sekundę, XS1715 uplasował się znacznie poniżej czołówki, osiągając wydajność 3,463.6 TPS. Dysk Intela wykazał się najlepszą wydajnością, osiągając łącznie 5,779.7 TPS.
Wyniki średniego opóźnienia pokazują generalnie tę samą pozycję wśród dysków, z Samsungiem na samym dole, ponownie z indywidualnymi maszynami wirtualnymi działającymi w przedziale od 37.27 ms do 36.58 ms i średnim opóźnieniem wynoszącym 36.96 ms. Dyski Intela ponownie znalazły się na szczycie, z wynikiem 21.80 ms. Intel uzyskał również najlepszy łączny wynik – 22.15 ms.
Jeśli chodzi o najgorszy scenariusz opóźnienia MySQL (opóźnienie na poziomie 99. percentyla), Samsung XS1715 znalazł się na końcu tabeli wyników z zauważalną przewagą, z maszynami wirtualnymi działającymi w czasie od 71.97 ms do 73.36 ms i średnim wynikiem 73.03 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 Samsunga XS1715 wykorzystuje dwa profile, które są szeroko stosowane w specyfikacjach producentów i testach porównawczych. 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.
- 4k
- 100% odczytu i 100% zapisu
- 8k
- 70% odczytu/30% zapisu
W naszym teście wstępnego przygotowania zapisu 4k, Intel P3700 uzyskał najlepsze wyniki, zaczynając od około 400 000 IOPS, a następnie osiągając w stanie ustalonym nieco poniżej 170 000 IOPS. Chociaż Samsung XS1715 uzyskał wyniki w trybie burst, plasując się tuż za dyskiem Intela, spadł na ostatnie miejsce (za znacznie bardziej stabilnym Memblaze) w stanie ustalonym na poziomie około 113 000 IOPS.
W przypadku średniego opóźnienia, zarówno dyski Samsunga, jak i Intela, wystartowały z wartością około 0.6 ms, a skoki nastąpiły po 20 minutach. Dysk Intela pozostał najstabilniejszy przez resztę testu, zajmując pierwsze miejsce; jednak Memblaze był dyskiem o najbardziej spójnym opóźnieniu.
Wyniki były względnie podobne, jeśli chodzi o maksymalne opóźnienie, ponieważ dysk Memblaze pozostał najbardziej stabilnym dyskiem. Samsung XS1715 wykazał doskonałe opóźnienie na początku testu, jednak wkrótce zaczęło ono spadać, kończąc się stanem ustalonym na poziomie około 2.2 ms.
Obliczenia odchylenia standardowego mają na celu ułatwienie wizualizacji spójności wyników dotyczących opóźnień dysków SSD. W tym przypadku dysk Samsunga zaczął od mocnego uderzenia, choć po około 22 minutach nastąpił znaczny wzrost opóźnienia, które ostatecznie oscylowało wokół 3.0 ms.
Podczas podstawowego syntetycznego testu porównawczego 4k, Samsung XS1715 uplasował się na samym końcu naszej listy przepustowości z wynikiem 420 544 IOPS przy odczycie i 114 444 IOPS przy zapisie. Memblaze był zdecydowanie najlepszy w kategorii odczytu z imponującym wynikiem 717 172 IOPS, a dysk Intel wykazał się najlepszą wydajnością zapisu z wynikiem 172 672 IOPS.
Wyniki odzwierciedlono średnim opóźnieniem – dysk Samsunga osiągnął 0.61 ms odczytu i 2.23 ms zapisu, zajmując ostatnie miejsce (choć nieznacznie).
Pod względem maksymalnego opóźnienia, Samsung XS1715 osiągnął najniższe opóźnienie odczytu, wynoszące zaledwie 5.8 ms. Najwyższą wartością opóźnienia zapisu charakteryzował się dysk Intel P3700, który odnotował 33.1 ms.
W odchyleniu standardowym, Samsung XS1715 ponownie wykazał najwyższe opóźnienie odczytu – 0.08 ms (przy zapisie 2.994 ms). Najwyższą powtarzalnością opóźnienia zapisu charakteryzował się dysk Intel z wynikiem 1.377 ms.
Nasze kolejne obciążenie wykorzystuje transfery 8k z proporcją 70% operacji odczytu i 30% operacji zapisu. Ponownie, zaczniemy od wyników wstępnego kondycjonowania, zanim przejdziemy do testów głównych. Pod względem przepustowości, dysk Samsung wykazał serię skoków na początku testu, a następnie zarówno dyski Intel, jak i Memblaze przez cały test, osiągając wynik około 120 000 IOPS.
Średnie opóźnienie dało podobne wyniki – dysk Samsunga wykazywał różne skoki w pierwszej części testu. Pod koniec osiągnął stan ustalony na około 2.0 ms.
Pod względem maksymalnego opóźnienia, dysk Intel charakteryzował się zdecydowanie najbardziej stabilnym czasem pracy, wykazując niemal stałą wartość przez cały czas. Dysk Samsunga odnotował niewielkie skoki opóźnienia podczas testu; natomiast dysk SSD Memblaze charakteryzował się bardzo niestabilnym opóźnieniem, notując ogromne skoki w całym teście.
Odchylenie standardowe wykazało niestabilne opóźnienie w pierwszej godzinie testu dysku Samsunga, które pod koniec testu wyniosło około 1.4 ms, co plasowało go nieznacznie wyżej od Memblaze. Intel P3700 uzyskał najlepsze wyniki, przekraczając 1.2 ms tylko kilkakrotnie.
Po pełnym przygotowaniu dysku Samsunga, poddaliśmy go głównemu testowi 8k 70/30. Pod względem przepustowości dysk Samsunga ustępował zarówno dyskom Intel, jak i Memblaze przez cały test, aż do samego końca, osiągając początkowo około 23 700 IOPS, a kończąc na około 128 000 IOPS.
Średnie opóźnienie przedstawiało podobny obraz, choć wyniki dysków Intel i Memblaze były znacznie zbliżone. Dysk Samsunga wystartował z opóźnieniem około 0.2 ms, a w przypadku dysków 16T/16Q wzrósł o prawie 2.0 ms. Pozostałe dwa dyski wypadły nieco lepiej niż Samsung, osiągając opóźnienie na poziomie 1.6 ms w terminalu.
Analiza maksymalnego opóźnienia wykazała, że Samsung XS1715 osiągnął najbardziej spójne wyniki przy najmniejszych skokach opóźnienia; jednak Intel P3700 osiągnął najlepsze ogólne wyniki, przekraczając granicę 20 ms tylko w kilku przypadkach.
Odchylenie standardowe wykazało wyniki zbliżone do średniego opóźnienia, choć dysk Samsung XS1715 wyprzedził dysk Memblaze pod względem głębokości kolejki terminali. Dysk Intel uzyskał najlepsze ogólne wyniki, mieszczące się w zakresie od 0.2 ms do 1.15 ms.
Wniosek
Wprowadzony na rynek około rok temu, Samsung XS1715 jest reklamowany jako jeden z pierwszych w branży dysków SSD NVMe, oferujący wydajność niespotykaną dotąd w szybkich serwerach pamięci masowej. Nie było to wielkim zaskoczeniem, ponieważ Samsung od dłuższego czasu jest liderem w branży dysków SSD, zarówno w segmencie konsumenckim, jak i korporacyjnym. Chociaż przyjrzeliśmy się dyskowi Samsunga pokrótce podczas naszej recenzji Dell PowerEdge R920, postanowiliśmy sprawdzić, jak model 1.6 TB wypada na tle nowszych dysków NVMe rok po jego premierze. Dostępny w pojemnościach 400 GB, 800 GB i 1.6 TB, Samsung XS1715 oferuje pełną ochronę ścieżki danych i utratę zasilania dzięki wbudowanym kondensatorom tantalowym i zapewnia wskaźnik UBER na poziomie 1 do 10 17 z dwumilionowym czasem bezawaryjnej pracy (MTBF).
Patrząc na wydajność z pewnością pokazało nam, że Samsung XS1715 miał pewne problemy z nadążaniem za nowszymi dyskami NVMe, Memblaze PBlaze4 3.2TB i Intel P3700 2TB SSD, w wielu naszych testowanych obciążeniach. W naszym teście SQL Server, dysk Samsunga był gorszy od dysku Intela o mniej niż 0.1 TPS i zajął pierwsze miejsce, osiągając średnią prędkość 3,157. Ponadto, średnie opóźnienie Samsunga XS1715 w tym samym czasie wykazało 7.0 ms (jak również średnio 7.0 ms), co plasuje go na samym szczycie tabeli liderów. W naszych testach Sysbench odnotowaliśmy TPS sięgające 3,463.6, średnie opóźnienie 36.96 ms i najgorszy przypadek (99. percentyl) łączny wynik 73.03 ms, które wszystkie były ostatnie wśród porównywalnych. Podczas naszych syntetycznych testów porównawczych, dysk Samsung XS1715 osiągnął przepustowość 4K na poziomie 420 544 IOPS przy odczycie i 114 444 IOPS przy zapisie, średnie opóźnienie przy odczycie 1.61 ms i zapisie 2.23 ms, a także najlepszy stosunek maksymalnego opóźnienia do odchylenia standardowego wynoszący 5.8 ms przy odczycie i 0.08 ms przy odczycie. W przypadku obciążenia 8K 70/30 dysk nieco zwolnił, ponieważ dysk Samsunga znalazł się głównie na końcu stawki.
ZALETY
- Pierwszy 2.5-calowy dysk SSD NVMe, który zostanie wydany
- Programowalna architektura w kontrolerze
- Stałe opóźnienie pod obciążeniem
Wady
- Wolniejsza wydajność Sysbench
Podsumowanie
Nawet po roku od premiery Samsung XS1715 jest dyskiem SSD NVMe, który charakteryzuje się dobrą wydajnością i dorównuje modelom, które niedawno weszły na rynek.
Amazon