Recenzja dysku WD Red SN700 4TB

Firma Western Digital przesłała nam niedawno do recenzji zupełnie nowy dysk WD Red SN700. Ten nowy dysk został niedawno dodany do oferty firmy i został zaprojektowany z myślą o wysokiej wytrzymałości i buforowaniu, co przyspiesza działanie systemów NAS. Firma WD stworzyła ten dysk z myślą o obsłudze środowisk NAS 24/7 z ciągłym działaniem aplikacji. Dysk ten został zaprojektowany z myślą o niezawodności i wytrzymałości do 5,100 TBW (model 4 TB).

WD Red SN700

Dysk WD Red SN700 wyróżnia się również szybką reakcją systemu i wydajnością wejścia/wyjścia, co idealnie sprawdza się w zastosowaniach z wieloma użytkownikami i wieloma aplikacjami. Western Digital twierdzi również, że dysk ten będzie w stanie „ujarzmić” nawet najbardziej wymagające projekty dla małych i średnich firm (MŚP). Oznacza to, że będzie w stanie obsłużyć wszystko, od wirtualizacji, przez edycję grupową, aż po intensywne przechowywanie danych w bazach danych. WD twierdzi również, że dzięki buforowaniu, dysk SN700 z łatwością obsłuży wiele losowych obciążeń jednocześnie.

Systemy QNAP, Synology i innych firm, wyposażone w zatoki lub karty akceleracji NVMe, będą mogły korzystać z tego nowego dysku SSD NVMe. Jak widać na powyższym rysunku, wiele modeli NAS, takich jak Synology, ma łatwo dostępne zatoki na dyski pamięci podręcznej na spodzie urządzenia. Gniazda QNAP są zazwyczaj wewnętrzne, jak widać poniżej. Nie wszystkie gniazda M.2 obsługują jednak NVMe, dlatego przed zakupem dysku NVMe w porównaniu z SATA należy skonsultować się z dostawcą NAS-a.

WD dodaje model SN700 (4 TB) do swojej nowej oferty rozwiązań pamięci masowej WD Red. Inne dyski w tej ofercie to dyski twarde WD Red Pro, dyski SSD SATA WD Red, dyski WD Red Plus i kilka innych. Dysk, który do nas dotarł, to dysk WD Red SN700 o maksymalnej pojemności 4 TB. WD oferuje jednak również modele SN700 w pojemnościach 250 GB, 500 GB, 1 TB i 2 TB. Model 4 TB, wraz z pozostałymi, jest już dostępny na Amazonie i u wybranych dystrybutorów. Ceny wahają się od 79.99 USD za dysk 500 GB do 479.99 USD za testowany model SN700 o pojemności 4 TB.

Specyfikacja dysku SSD WD Red SN700 NVMe

Pojemności	250GB	500GB	1TB	2TB	4TB
Form Factor	M.2 2280-S3-M	M.2 2280-S3-M	M.2 2280-S3-M	M.2 2280-S3-M	M.2 2280-S3-M
Interfejs	PCIe Gen3 8 Gb/s, do 4 linii	PCIe Gen3 8 Gb/s, do 4 linii	PCIe Gen3 8 Gb/s, do 4 linii	PCIe Gen3 8 Gb/s, do 4 linii	PCIe Gen3 8 Gb/s, do 4 linii
Moc szczytowa (10μs)	2.8A	2.8A	2.8A	2.8A	2.8A
Temperatura pracy	od 32ºF do 158ºF (0ºC do 70ºC)	od 32ºF do 158ºF (0ºC do 70ºC)	od 32ºF do 158ºF (0ºC do 70ºC)	od 32ºF do 158ºF (0ºC do 70ºC)	od 32ºF do 158ºF (0ºC do 70ºC)
Temperatura spoczynku	od 67ºF do 185ºF (-55ºC do 85ºC)	od 67ºF do 185ºF (-55ºC do 85ºC)	od 67ºF do 185ºF (-55ºC do 85ºC)	od 67ºF do 185ºF (-55ºC do 85ºC)	od 67ºF do 185ºF (-55ºC do 85ºC)
Wydajność	Odczyt sekwencyjny: 3,100 (MB/s) Sekwencyjna Zapis: 1,600(MB/s) Losowe czytanie: 220K IOPS Zapis losowy: 180K IOPS	Odczyt sekwencyjny: 3,430 (MB/s) Sekwencyjna Zapis: 2,600(MB/s) Losowe czytanie: 420K IOPS Zapis losowy: 380K IOPS	Odczyt sekwencyjny: 3,430 (MB/s) Sekwencyjna Zapis: 3,000(MB/s) Losowe czytanie: 515K IOPS Zapis losowy: 560K IOPS	Odczyt sekwencyjny: 3,400 (MB/s) Sekwencyjna Zapis: 2,900(MB/s) Losowe czytanie: 480K IOPS Zapis losowy: 540K IOPS	Odczyt sekwencyjny: 3,400 (MB/s) Sekwencyjna Zapis: 3,100(MB/s) Losowe czytanie: 550K IOPS Zapis losowy: 520K IOPS
Waga	7.5g	7.5g	7.5g	7.5g	7.5g
Wymiary	80x22x2.4mm	80x22x2.4mm	80x22x2.4mm	80x22x2.4mm	80x22x2.4mm
Dane Techniczne	FCC, UL, TUV, KCC, BSMI, VCCI, C-Tick	FCC, UL, TUV, KCC, BSMI, VCCI, C-Tick	FCC, UL, TUV, KCC, BSMI, VCCI, C-Tick	FCC, UL, TUV, KCC, BSMI, VCCI, C-Tick	FCC, UL, TUV, KCC, BSMI, VCCI, C-Tick
MTTF (godziny)	1,750,000	1,750,000	1,750,000	1,750,000	1,750,000
Ograniczona gwarancja	5 roku	5 roku	5 roku	5 roku	5 roku

Wydajność WD Red SN700

Stanowisko testowe

Migracja do testowania nowszych dysków SSD NVMe Gen4 wymagała zmiany platformy w naszym laboratorium, aby zapewnić obsługę nowszego interfejsu. Przenosiliśmy również nowsze dyski SSD NVMe Gen3 na tę samą platformę, aby umożliwić lepsze porównanie różnych generacji dysków. Do tych testów wykorzystaliśmy serwer Lenovo ThinkSystem SR635 , wyposażony w procesor AMD 7742 i 512 GB pamięci DDR4 3200 MHz.

Interfejs NVMe jest testowany natywnie za pomocą karty adaptera M.2 do PCIe w gnieździe karty brzegowej, natomiast dyski U.2 są ładowane z przodu. Zastosowana metodologia lepiej odzwierciedla przepływ pracy użytkownika końcowego, zapewniając spójność, skalowalność i elastyczność testów w ramach zwirtualizowanych serwerów. 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.

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 5% pojemności dysku, aby symulować potencjalną reakcję dysku na obciążenia aplikacji. Różni się to od testów pełnej entropii, które wykorzystują 100% pojemności dysku i wprowadzają go w stan ustalony. 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, 64 wątki, 0-120% ioracji
• 64K Sekwencyjny odczyt: 100% odczytu, 16 wątków, 0-120% ioracji
• 64K Sekwencyjny zapis: 100% zapisu, 8 wątków, 0-120% ioratu
• Syntetyczna baza danych: SQL i Oracle
• Ślady pełnego klonu VDI i klonów powiązanych

Porównywalne:

• Seagate IronWolf 525 1 TB
• Synology SVN3400-400GB
• Seagate IronWolf 510 1.92 TB

Na początek nasz losowy odczyt 4K. W tym przypadku WD Red SN700 osiągnął szczytową wartość 492 039 IOPS z opóźnieniem 258 µs, co dało mu pierwsze miejsce w klasyfikacji generalnej, wyprzedzając Seagate IronWolf 525.

Podczas zapisu 4K dysk SN700 rozpoczął pracę z bardzo niskim opóźnieniem, podobnie jak inne dyski, a następnie osiągnął wartość szczytową wynoszącą nieco ponad 70 177 IOPS i opóźnienie na poziomie 1,818 µs.

Po przejściu na obciążenia sekwencyjne, nowy dysk SN700 osiągnął wyższy wskaźnik IOPS niż Synology SVN3400-400GB i Seagate IronWold 510 1.92 TB. W tym przypadku SN700 osiągnął opóźnienie poniżej milisekundy, osiągając szczytowe wartości 2,850 MB/s i opóźnienie 692 µs, co dało mu zdecydowane pierwsze miejsce pod względem MB/s.

W zapisie sekwencyjnym SN700 osiągnął wyższą prędkość zapisu (MB/s) niż porównywalne urządzenia. Dysk osiąga prędkość maksymalną 500 MB/s i opóźnienie 214 µs, co plasuje go w czołówce porównywalnych urządzeń.

Następnie przechodzimy do naszych obciążeń SQL, gdzie wszystkie dyski były gorsze od SN700. Należy jednak zauważyć, że SN700 osiągnął szczytową wartość 161 874 IOPS przy opóźnieniu 197 µs w obciążeniu SQL. Dla porównania, dysk IronWolf 525 osiągnął ponad 123 829 IOPS i 257 µs opóźnienia.

W przypadku SQL 90-10, SN700 osiągnął szczytową wydajność 126 886 IOPS z opóźnieniem 245 µs. Ponownie, dysk IronWolf 525 miał wydajność nawet bliską wydajności SN700.

W przypadku SQL 80-20 widzimy, że dysk SN700 osiągnął szczytową wartość 99 552 IOPS przy opóźnieniu 320 µs.

Przechodząc do naszych obciążeń Oracle, dysk WD Red SN700 nadal charakteryzował się bardzo niskim opóźnieniem w trakcie testów. W profilu obciążenia Oracle dysk osiągnął szczytową wartość 85 423 IOPS przy opóźnieniu 418 µs.

W Oracle 90-10 widzieliśmy, że SN700 osiągnął szczytową wartość 111 136 IOPS przy opóźnieniu 197 µs. Ponownie, najbliżej pod względem wydajności był IronWolf 525, ale nawet nie zbliżył się do IOPS SN700, który osiągnął zaledwie 86 000 IOPS.

Oracle 80-20 odnotował szczytową wydajność SN700 na poziomie 86 304 IOPS przy opóźnieniu 253 µs.

Teraz przeszliśmy do testów klonowania VDI, pełnego i połączonego. W przypadku rozruchu pełnego klonowania VDI, SN700 osiągnął szczytową wartość 104 207 IOPS przy opóźnieniu 319 µs, po czym nastąpił niewielki spadek.

W przypadku początkowego logowania VDI FC zaobserwowaliśmy nieznaczny spadek wydajności SN700 w porównaniu do Synology SVN3400. W przypadku SN700 maksymalna wydajność wyniosła 20 405 IOPS przy 1465 µs.

W teście VDI FC Monday Login, dysk WD Red SN700 uzyskał podobne wyniki w zakresie IOPS co Synology SVN3400. SN700 osiągnął szczytowy wynik 19 550 IOPS przy 630 µs, podczas gdy SVN3400 osiągnął szczytowy wynik 20 933 IOPS.

Przechodząc do testu VDI Linked Clone Boot, SN700 osiągnął szczytową wartość 46 842 IOPS przy opóźnieniu 263 µs.

W teście początkowego logowania VDI LC zaobserwowaliśmy szczytową wartość SN700 wynoszącą 10 335 IOPS przy opóźnieniu 618 µs, po czym nastąpił znaczny spadek.

Wreszcie, w teście VDI LC Monday Login, wydajność SN700 okazała się gorsza od porównywalnych urządzeń, osiągając szczytową wartość 8440 IOPS i opóźnienie 1653 µs.

Analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa

Aby zmierzyć wydajność dysku WD Red SN700 w bardziej realistycznym scenariuszu, włożyliśmy dwa dyski SSD NVMe o pojemności 4 TB do serwera NAS QNAP TVS-h1288x z systemem operacyjnym QTS. Następnie utworzyliśmy grupę dysków RAID1 na obu dyskach SSD, aby udostępnić wolumin dla udziałów SMB i jednostek LUN iSCSI. Celem tych testów jest pokazanie bardziej realistycznych warunków, w tym faktu, że łączność sieciowa będzie odgrywać większą rolę niż interfejs NVMe, stanowiąc główne wąskie gardło.

Nasz proces testowania współdzielonej pamięci masowej i dysków twardych w przedsiębiorstwie warunkuje każdy dysk do stanu stabilnego przy takim samym obciążeniu, z jakim urządzenie będzie testowane, przy dużym obciążeniu 16 wątków i kolejce oczekujących 16 wątków na wątek, a następnie testuje go w określonych odstępach czasu, wykorzystując wiele profili głębokości wątków/kolejek, aby pokazać wydajność przy lekkim i intensywnym użytkowaniu. Ponieważ rozwiązania NAS bardzo szybko osiągają swój nominalny poziom wydajności, przedstawiamy na wykresie tylko główne sekcje każdego testu.

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)

Nasza analiza obciążenia syntetycznego w przedsiębiorstwie obejmuje cztery profile oparte na rzeczywistych zadaniach. Profile te zostały opracowane, aby ułatwić porównywanie z naszymi poprzednimi testami porównawczymi, a także powszechnie publikowanymi wartościami, takimi jak maks. prędkość odczytu i zapisu 4k oraz 8k 70/30, powszechnie stosowana w dyskach korporacyjnych.

• 4K
  • 100% odczytu lub 100% zapisu
  • 100% 4 tys.

• 8K 70/30
  • 70% czytania, 30% pisania
  • 100% 8 tys.

• 8K (sekwencyjnie)
  • 100% odczytu lub 100% zapisu
  • 100% 8 tys.

128K (sekwencyjnie)

• 100% odczytu lub 100% zapisu

Najpierw mamy obciążenia korporacyjne, gdzie mierzymy długą próbkę losowej wydajności 4K przy 100% aktywności zapisu i 100% aktywności odczytu. Jeśli chodzi o IOPS, dysk zapewnił nam prędkości SMB na poziomie 94 245 IOPS odczytu i 89 548 IOPS zapisu. iSCSI dało nam 289 930 IOPS odczytu i 279 774 IOPS zapisu.

W przypadku formatu 4K średnie opóźnienie dla protokołu SMB wyniosło 2.71 ms przy odczycie i 2.86 ms przy zapisie, podczas gdy dla protokołu iSCSI odczyt wynosił 0.88 ms, a zapis 0.91 ms.

Maksymalne opóźnienie przy 4K wynosiło dla protokołu SMB 10.9 ms przy odczycie i 10 ms przy zapisie, a dla protokołu iSCSI 2,542 ms przy odczycie i 91.3 ms przy zapisie.

Nasz ostatni test 4K przy odchyleniu standardowym dał wynik 1.87 ms przy odczycie i 2.5 ms przy zapisie w SMB oraz 4.06 ms przy odczycie i 1.18 ms przy zapisie w iSCSI.

Nasz kolejny test porównawczy mierzy 100% sekwencyjnego odczytu 8K z obciążeniem 16 wątków i 16 kolejek przy 100% odczycie i 100% zapisie. W tym przypadku Red SN700 osiągnął 122 844 IOPS odczytu i 86 345 IOPS zapisu w SMB, a także 219 371 IOPS odczytu i 209 527 IOPS zapisu w iSCSI.

W porównaniu ze stałym obciążeniem 16 wątków i maksymalnie 16 kolejek, które wykonaliśmy w teście zapisu 100% 4K, nasze profile obciążenia mieszanego skalują wydajność w szerokim zakresie kombinacji wątków/kolejek. W tych testach intensywność obciążenia rozciągała się od 2 wątków/2 kolejek do 16 wątków/16 kolejek. Pod względem przepustowości, SN700 zachowywał się dość stabilnie w SMB, zaczynając od 13 750 IOPS i kończąc na 38 500 IOPS. W przypadku iSCSI zaobserwowano znaczną poprawę od początku do końca, z wartością początkową 13 750 IOPS i końcową 193 000 IOPS.

Dla średniego opóźnienia 8K 70/30, konfiguracja SMB rozpoczęła się od 0.12 ms i wzrosła do 7.5 ms na końcu. Konfiguracja iSCSI rozpoczęła się od 0.12 ms i zakończyła na znacznie łagodniejszym poziomie 1.5 ms.

Przy maksymalnym opóźnieniu 8K 70/30 test SMB skrócił się z 25 ms do 27 ms, a test iSCSI — z 26 ms do 600 ms.

W przypadku 8K przy odchyleniu standardowym 70/30 opóźnienie wzrosło z 0.1 ms do 0.7 ms w przypadku SMB i z 0.1 ms do 2 ms w przypadku iSCSI.

Ostatnim syntetycznym benchmarkiem jest nasz test 128 KB, sekwencyjny test dużych bloków danych, który pokazuje najwyższą sekwencyjną prędkość transferu dla danego urządzenia. W tym scenariuszu obciążenia konfiguracja SMB osiągnęła prędkości 2.3 GB/s odczytu i 2.3 GB/s zapisu, podczas gdy iSCSI odnotowało prędkości 1.9 GB/s odczytu i 2.3 GB/s zapisu.

Wniosek

WD Red SN700 to najnowszy dysk SSD w ofercie WD Red. Dysk został zaprojektowany z myślą o przyspieszeniu działania systemu NAS, zapewniając szybką reakcję systemu i wyjątkową wydajność wejścia/wyjścia. Wydajność została przetestowana w testach VDBench i Enterprise. SN700 uzyskał całkiem solidne wyniki, zajmując pierwsze miejsce w niemal każdym teście w porównaniu z innymi dyskami, które testowaliśmy w tej kategorii. WD zaprezentowało SN700 z dużym potencjałem i pokazało, że nie potrzebuje on jeszcze interfejsu Gen4 do zamierzonego zastosowania.

Analizując szczytowe metryki VDBench, SN700 odnotował 492 039 IOPS przy odczycie 4K, 70 177 IOPS przy zapisie 4K, 2,850 MB/s przy odczycie 64K i 500 MB/s przy zapisie 64K. Po przejściu na obciążenia SQL zanotowaliśmy szczytowe wartości IOPS na poziomie 161 874 w teście obciążenia, 126 886 IOPS w teście 90-10 i 99 552 IOPS w teście 80-20. Następnie przeprowadziliśmy testy Oracle, w których osiągnęliśmy szczytowe wartości IOPS na poziomie 85 423 IOPS w teście obciążenia, 111 136 IOPS w teście 90-10 i 86 304 IOPS w teście 80-20. W naszych testach VDI FC dysk osiągnął 104 207 IOPS podczas rozruchu, 20 405 IOPS podczas pierwszego logowania i 19 550 IOPS podczas poniedziałkowego logowania. W naszych testach VDI LC, SN700 osiągnął szczytowe wartości IOPS: 46 842 IOPS podczas rozruchu, 10 335 IOPS podczas pierwszego logowania i 8,440 IOPS podczas poniedziałkowego logowania.

Kolejne testy przeprowadziliśmy z użyciem Red SN700 jako współdzielonej pamięci masowej w serwerze NAS QNAP TNS-h1288x w konfiguracji RAID1. W konfiguracji SMB zaobserwowaliśmy przepustowość 4K na poziomie 94 245 IOPS przy odczycie i 89 548 IOPS przy zapisie, średnie opóźnienie 4K na poziomie 2.71 ms przy odczycie i 2.86 ms przy zapisie, maksymalne opóźnienie 4K na poziomie 10.9 ms przy odczycie i 10 ms przy zapisie, sekwencyjny wynik 8K na poziomie 122 844 IOPS przy odczycie i 86 345 IOPS przy zapisie, a na koniec, w bloku 128K, uzyskaliśmy 2.3 GB/s przy odczycie i 2.3 GB/s przy zapisie w konfiguracji SMB. Następnie przeprowadziliśmy testy konfiguracji iSCSI. zaobserwowaliśmy przepustowość 4K wynoszącą 289 930 IOPS przy odczycie i 279 774 IOPS przy zapisie, średnie opóźnienie 4K wynoszące 0.88 ms przy odczycie i 0.91 ms przy zapisie, maksymalne opóźnienie 4K wynoszące 2,542 ms przy odczycie i 91.3 ms przy zapisie, sekwencyjne opóźnienie 8K wynoszące 219 371 IOPS przy odczycie i 209 527 IOPS przy zapisie, a na koniec duży blok 128K z odczytem 1.9 GB/s i zapisem 2.3 GB/s.

Ogólnie rzecz biorąc, WD Red SN700 to solidny wybór, jeśli chodzi o dysk SSD, który może przyspieszyć działanie współdzielonej pamięci masowej. Jest to istotne w przypadku zastosowań takich jak wirtualizacja, przechowywanie danych w bazach danych, dostęp współbieżny i edycja zespołowa. SN700 będzie dobrym wyborem do instalacji w NAS-ach obsługujących technologię NVMe w celu buforowania, warstwowania lub do obsługi dedykowanej pamięci masowej.

Dysk SSD WD Red SN700 NVMe w sklepie Amazon