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Análise do SSD Corporativo Kingston DC500M

Empreendimento  ◇  SSD

Lançado em março deste ano, o Kingston Data Center DC500M é um SSD SATA empresarial que utiliza a mais recente tecnologia NAND 3D TLC. O novo SSD da Kingston implementa os rigorosos requisitos de QoS da empresa para garantir desempenho previsível de E/S aleatória, bem como baixa latência previsível em uma ampla gama de cargas de trabalho de leitura e gravação. Enquanto o DC500R (R significa leitura intensiva) tendia a apresentar desempenho inferior à medida que a atividade de gravação aumentava, o DC500M foi projetado para se destacar nesses tipos de cargas de trabalho.

Como tal, o novo Kingston SSD é direcionado para casos de uso como servidores corporativos convencionais, servidores de centro de dados de hiperescala e provedores de serviços em nuvem que exigem armazenamento de baixo custo e alto desempenho. Ele também possui proteção contra perda de energia (PLP) integrada com capacitores de energia, que grava dados em voo no NAND para ajudar a diminuir as chances de dados corrompidos durante eventos como perda repentina de energia.

Em termos de desempenho, o DC500M oferece velocidades sequenciais de leitura e gravação de até 555 MB/s e 520 MB/s, respectivamente, enquanto atinge 4k de leitura e gravação estáveis ​​de 98,000 IOPS e 75,000 IOPS (somente para as duas capacidades mais altas).

Apoiado por uma garantia de 5 anos e suporte técnico gratuito, o Kingston DC500M está disponível em capacidades de 480 GB, 960 GB, 1.92 TB e 3.84 TB. Para esta revisão, veremos a capacidade de 3.84 TB.

Especificações Kingston Data Center DC500M

Fator de Forma 2.5 Inch
Interface SATA Rev. 3.0 (6Gb/s) – com compatibilidade com SATA Rev. 2.0 (3Gb/s)
NAND 3D TLC
Unidade com criptografia automática (SED) Criptografia AES de 256 bits
Desempenho
Leitura / Gravação Sequencial

480 GB – 555 MB/s, 520 MB/s      
960 GB – 555 MB/s, 520 MB/s
1.92 TB – 555 MB/s, 520 MB/s    
3.84 TB – 555 MB/s, 520 MB/s

Leitura/Gravação 4k em estado estacionário

480 GB – 98,000, 58,000 IOPS  
960 GB – 98,000, 70,000 IOPS
1.92 TB – 98,000, 75,000 IOPS  
3.84 TB – 98,000, 75,000 IOPS

Qualidade de Serviço (Latência) TYP Leitura/Gravação: <500 µs / <2 ms
Compatível com Hot-Plug  
Nivelamento de desgaste estático e dinâmico  
Ferramentas inteligentes corporativas  
resistencia

480 GB – 1,139 TBW (1.3 DWPD)
960 GB – 2,278 TBW (1.3 DWPD)
1.92 TB – 4,555 TBW (1.3 DWPD)
3.84 TB – 9,110 TBW (1.3 DWPD)

Consumo de energia

Inativo: 1.56W
Média: 1.6 W
Leitura máxima: 1.8 W
Gravação máxima: 7.5 W

Temperatura de armazenamento -40 ° C ~ 85 ° C
Temperatura de operação 0 ° C ~ 70 ° C
Dimensões 69.9mm x 100mm x 7mm
Peso 92.34g
vibração Operação de vibração: pico de 2.17 G (7 a 800 Hz)
Vibração não operacional: pico de 20 G (10–2000 Hz)
MTBF 2 milhões de horas
Garantia/suporte Garantia limitada de 5 anos com suporte técnico gratuito

Desempenho do Kingston DC500M

Mesa de teste

Nossas análises de SSDs corporativos utilizam um Lenovo ThinkSystem SR850 para testes de aplicativos e um Dell PowerEdge R740xd para benchmarks sintéticos. O ThinkSystem SR850 é uma plataforma quad-CPU bem equipada, oferecendo potência de processamento muito superior à necessária para estressar o armazenamento local de alto desempenho. Os testes sintéticos que não exigem muitos recursos de CPU utilizam o servidor dual-processador mais tradicional. Em ambos os casos, o objetivo é demonstrar o armazenamento local da melhor maneira possível, de acordo com as especificações máximas dos fornecedores.

Lenovo Think System SR850

  • 4 x CPU Intel Platinum 8160 (2.1 GHz x 24 núcleos)
  • 16 x 32GB DDR4-2666Mhz ECC DRAM
  • 2 x placas RAID 930-8i 12 Gb/s
  • 8 compartimentos NVMe
  • VMware ESXI 6.5

Dell PowerEdge R740xd

  • 2 x CPU Intel Gold 6130 (2.1 GHz x 16 núcleos)
  • 4 x 16 GB DDR4-2666 MHz ECC DRAM
  • 1 placa RAID PERC 730 2GB 12Gb/s
  • Adaptador NVMe Complementar
  • Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64

Fundo de teste 

O Laboratório de Testes Empresariais da StorageReview oferece uma arquitetura flexível para a realização de benchmarks de dispositivos de armazenamento corporativos em um ambiente comparável ao que os administradores encontram em implantações reais. O Laboratório de Testes Empresariais incorpora uma variedade de servidores, redes, condicionamento de energia e outras infraestruturas de rede que permitem à nossa equipe estabelecer condições reais para avaliar com precisão o desempenho durante nossas análises.

Incorporamos esses detalhes sobre o ambiente de laboratório e protocolos em revisões para que os profissionais de TI e os responsáveis ​​pela aquisição de armazenamento possam entender as condições em que alcançamos os resultados a seguir. Nenhuma de nossas análises é paga ou supervisionada pelo fabricante do equipamento que estamos testando. 

Análise de carga de trabalho do aplicativo

Para entender as características de desempenho de dispositivos de armazenamento corporativos, é essencial modelar a infraestrutura e as cargas de trabalho de aplicativos encontradas em ambientes de produção reais. Nossos benchmarks para o Kingston DC500M são, portanto, o desempenho do MySQL OLTP via SysBench e o desempenho do Microsoft SQL Server OLTP com uma carga de trabalho TCP-C simulada. Para nossas cargas de trabalho de aplicativos, cada unidade executará de 2 a 4 VMs configuradas de forma idêntica.

Desempenho do SQL Server

Cada VM do SQL Server é configurada com dois vDisks: volume de 100 GB para inicialização e um volume de 500 GB para o banco de dados e arquivos de log. Do ponto de vista dos recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 64 GB de DRAM e aproveitamos o controlador LSI Logic SAS SCSI. Embora nossas cargas de trabalho Sysbench testadas anteriormente tenham saturado a plataforma tanto em E/S de armazenamento quanto em capacidade, o teste de SQL procura desempenho de latência.

Este teste utiliza o SQL Server 2014 executado em máquinas virtuais convidadas com Windows Server 2012 R2 e é submetido a testes de estresse com o Benchmark Factory for Databases da Quest. O protocolo de teste OLTP do Microsoft SQL Server da StorageReview emprega a versão atual do Benchmark C (TPC-C) do Transaction Processing Performance Council, um benchmark de processamento de transações online que simula as atividades encontradas em ambientes de aplicativos complexos. O benchmark TPC-C se aproxima mais do que benchmarks de desempenho sintéticos na avaliação dos pontos fortes e gargalos de desempenho da infraestrutura de armazenamento em ambientes de banco de dados. Cada instância de nossa máquina virtual do SQL Server para esta análise utiliza um banco de dados SQL Server de 333 GB (escala 1,500) e mede o desempenho transacional e a latência sob uma carga de 15,000 usuários virtuais.

Configuração de teste do SQL Server (por VM)

  • Windows Server 2012 R2
  • Ocupação de armazenamento: 600 GB alocados, 500 GB usados
  • SQL Server 2014
    • Tamanho do banco de dados: escala 1,500
    • Carga de cliente virtual: 15,000
    • Memória RAM: 48 GB
  • Duração do teste: 3 horas
    • 2.5 horas de pré-condicionamento
    • período de amostra de 30 minutos

Para nosso benchmark transacional do SQL Server, o Kingston DC500M teve um bom desempenho e um pouco atrás do DC500R com um total de 6,288.0 TPS.

Uma indicação melhor do desempenho do SQL Server é a latência em comparação com o TPS. Aqui, vemos a Kingston DC500M ligeiramente atrás dos líderes com 28.0ms.  

Desempenho do Sysbench

O próximo teste de desempenho consiste em um banco de dados Percona MySQL OLTP, medido pelo SysBench. Este teste mede a média de TPS (Transações por Segundo), a latência média e a latência média do 99º percentil.

Cada máquina virtual (VM) do Sysbench é configurada com três discos virtuais (vDisks): um para inicialização (~92 GB), um com o banco de dados pré-construído (~447 GB) e o terceiro para o banco de dados em teste (270 GB). Em termos de recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 60 GB de DRAM e utilizamos o controlador SCSI SAS da LSI Logic.

Configuração de teste do Sysbench (por VM)

  • CentOS 6.3 64 bits
  • Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
    • Tabelas de banco de dados: 100
    • Tamanho do banco de dados: 10,000,000
    • Segmentos de banco de dados: 32
    • Memória RAM: 24 GB
  • Duração do teste: 3 horas
    • 2 horas de pré-condicionamento 32 tópicos
    • 1 hora 32 tópicos

Com o benchmark transacional Sysbench, o DC500M ficou em segundo lugar (e superando o DC500R) com sólidos 2,052.3 TPS.

Na latência média do Sysbench, o DC500M também obteve o segundo lugar com 62.4ms.

Para nossa latência de pior cenário (99º percentil), o DC500M terminou seu impressionante desempenho de sysbench em segundo lugar mais uma vez com 110.7 ms de latência.

Análise de Carga de Trabalho do VDBench

Quando se trata de dispositivos de armazenamento de comparação, o teste de aplicativo é o melhor e o teste sintético vem em segundo lugar. Embora não seja uma representação perfeita das cargas de trabalho reais, os testes sintéticos ajudam a estabelecer a linha de base dos dispositivos de armazenamento com um fator de repetibilidade que facilita a comparação entre soluções concorrentes. Essas cargas de trabalho oferecem uma variedade de perfis de teste diferentes, desde testes de "quatro cantos", testes comuns de tamanho de transferência de banco de dados até capturas de rastreamento de diferentes ambientes VDI. Todos esses testes utilizam o gerador de carga de trabalho vdBench comum, com um mecanismo de script para automatizar e capturar resultados em um grande cluster de teste de computação. Isso nos permite repetir as mesmas cargas de trabalho em uma ampla variedade de dispositivos de armazenamento, incluindo arrays flash e dispositivos de armazenamento individuais. Nosso processo de teste para esses benchmarks preenche toda a superfície da unidade com dados e, em seguida, particiona uma seção da unidade igual a 25% da capacidade da unidade para simular como a unidade pode responder às cargas de trabalho do aplicativo. Isso é diferente dos testes de entropia total, que usam 100% da unidade e os colocam em estado estacionário. Como resultado, esses números refletirão velocidades de gravação sustentadas mais altas.

perfis:

  • Leitura aleatória em 4K: 100% de leitura, 128 threads, 0-120% de atualização
  • Gravação aleatória em 4K: 100% de gravação, 64 threads, 0-120% de atualização
  • Leitura sequencial de 64K: 100% de leitura, 16 threads, 0-120% iorado
  • Gravação sequencial de 64K: 100% gravação, 8 threads, 0-120% iorado
  • Banco de Dados Sintético: SQL e Oracle
  • Clone completo de VDI e rastreamentos de clone vinculados

Em nossa primeira análise de carga de trabalho VDBench, leitura aleatória de 4K, o Kingston DC500M teve números de desempenho impressionantes, ficando abaixo de 1 ms de latência até quase 77,000 IOPS. Ele também mostrou um desempenho máximo de 79,891 IOPS (1.6 ms), muito abaixo dos 500 IOPS do DC80,209R.

Com gravações aleatórias de 4K, todas as unidades testadas tiveram resultados quase idênticos, registrando pouco mais de 63,000 IOPS com uma latência de 2ms.

Passando para as cargas de trabalho sequenciais, primeiro examinamos nosso teste de leitura de 64K. Nesse cenário, o Kingston DC500M teve latência abaixo de milissegundos até pouco mais de 5,000 IOPS ou 360 MB/s. Para desempenho máximo, a unidade Kingston alcançou o segundo lugar com 6,948 IOPS ou 434.3 MB/s com uma latência de 2.3 ms, logo ao lado do Samsung 860 DCT.

Observando as gravações sequenciais, a unidade Kingston apresentou o melhor desempenho geral, mantendo a latência abaixo de milissegundos até cerca de 6,200 IOPS ou 380 MB/s e atingindo o pico de 6,662 IOPS ou 416 MB/s com uma latência de 2.38 ms.

Em seguida, passamos para nossas cargas de trabalho SQL, onde o Kingston DC500M apresentou latência abaixo de milissegundos em todos os três testes (o DC500R foi a única unidade que não apresentou). Aqui, o DC500M teve um desempenho máximo de 42,178 IOPS e uma latência de 0.76ms ao lado do Samsung 860 DCT

Para SQL 90-10, a unidade Kingston ficou atrás das outras unidades com desempenho máximo de 41,476 IOPS e latência de 0.77 ms.

No SQL 80-20, a tendência continua. Aqui, o DC500M teve um desempenho máximo de 40,453 IOPS e uma latência de 0.79 ms.  

Passando para as cargas de trabalho da Oracle, o DC500M ficou pairando em torno do 2º lugar e manteve uma latência inferior a um milissegundo. Para o primeiro teste, a unidade Kingston teve desempenho máximo de 38,164 IOPS com latência de 912 μs.

Com o Oracle 90-10, o DC500M teve um desempenho máximo de 37,824 IOPS com uma latência de 580μs.

O Oracle 80-20 tinha o drive DC500M em 37,611 IOPS com uma latência de 581μs, que estava empatado com os drives Seagate Nytro e IronWolf. 

Em seguida, mudamos para nosso teste de clone VDI, Full and Linked. Para VDI Full Clone Boot, o DC500M novamente espelhou o desempenho do Samsung 860 DCT, quebrando a latência de menos de um milissegundo em cerca de 20,000 IOPS e atingindo um pico de 25,069 IOPS com uma latência de 1.39 ms.

O VDI FC Initial Login viu o DC500M mantendo uma latência abaixo de milissegundos até cerca de 13,000 IOPS e chegou ao pico em cerca de 15,000 IOPS com uma latência de 1.99ms.

O DC500M ficou sozinho em segundo lugar por uma margem significativa no VDI FC Monday Login. Aqui, a unidade Kingston teve um desempenho máximo de 13,800 IOPS com uma latência de 1.15 ms.

Mudando para Linked Clone (LC), o DC500M ficou em terceiro lugar durante o teste de inicialização, quebrando a latência abaixo de milissegundos em torno de 3 IOPS. A unidade Kingston teve um desempenho máximo de 9,000 IOPS e uma latência de 13,831 ms.

Olhando para o login inicial do VDI LC, a unidade Kingston ficou em segundo lugar com latência abaixo de um milissegundo durante o teste. No pico, o drive apresentou 9,385 IOPS com uma latência de 0.847ms.

Para o nosso teste final, examinamos o VDI LC Monday Login. Aqui, a unidade teve um bom desempenho novamente com desempenho máximo de 10,434 IOPS e latência de 1.52 ms. O DC500M teve latência abaixo de milissegundos até cerca de 8,000 IOPS.

Conclusão

O DC500M é uma das mais novas ofertas de SSD SATA da Kingston projetadas para empresas que exigem maior desempenho de gravação geralmente encontrado em um ambiente de carga de trabalho de uso misto. Disponível em capacidades que variam de 480 GB a 3.84 TB, o DC500M apresenta 3D TLC NAND, criptografia AES de 256 bits e requisitos rígidos de QoS. Ele também possui proteção de integridade de dados ECC integrada para proteção contra corrupção de dados para proteção de dados de ponta a ponta e proteção contra perda de energia integrada durante falhas de energia por meio de capacitores de energia e firmware. A Kingston cita um valor de resistência de 9,110 TBW para o modelo de 3.84 TB, velocidades sequenciais de até 555 MB/s de leitura e 520 MB/s de gravação e taxa de transferência de até 98,000 IOPS de leitura e 75,000 IOPS de gravação.

Para testar o desempenho, comparamos o Kingston DC500M com uma variedade de SSDs SATA populares, incluindo seus irmãos DC500R. No geral, o Kingston DC500M mostrou resultados impressionantes, embora tenha ficado um pouco para trás em nosso aplicativo SQL com desempenho TPS de 6,288.0 acompanhando um perfil de latência mais baixo de 28.0 ms. As coisas melhoraram durante nossa carga de trabalho Sysbench, que apresenta um perfil de gravação mais pesado. Aqui, o DC500M acelerou seu ritmo com 2,052.3 TPS, uma latência média de 62.4 ms e uma latência de pior cenário de 110.7 ms.

Em nossos testes aleatórios de 4K, o Kingston DC500M mediu leituras em 79,891 IOPS com uma latência de 1.6ms e postou aproximadamente 63,000 IOPS com uma latência de 2ms. Na leitura e gravação de 64K, o DC500M apresentou velocidades de leitura de 6,948 IOPS ou 434.3 MB/s com latência de 2.3 ms e 6,662 IOPS ou 416 MB/s com latência de 2.38 ms, respectivamente. 

Em cargas de trabalho sintéticas, como SQL e Oracle, o DC500M manteve seu desempenho sólido, pois a unidade foi projetada especificamente para se destacar em ambientes de gravação pesada. Em nossas cargas de trabalho SQL, permaneceu em território de latência abaixo de milissegundos, embora tenha caído um pouco na tabela de classificação. Nossos testes Oracle, no entanto, mostraram o DC500M pairando em segundo lugar em todos os 3 testes. Nos benchmarks Linked e Full Clone VDI, o Kingston DC500M apresentou desempenho de pico sólido de 25,069 IOPS, 15,000 IOPS e 13,800 IOPS para inicialização completa, login e perfis de segunda-feira, respectivamente, enquanto o LC mostrou 13,831 IOPS, 9,385 IOPS e 10,434 IOPS, respectivamente. 

No geral, o Kingston DC500M teve um desempenho muito bom, com base no forte desempenho que vimos com o DC500R de leitura intensiva, com maior desempenho de gravação. Na maioria dos nossos benchmarks, ele ficou no topo do pacote, com certos benchmarks, como desempenho de gravação sequencial, liderou o pacote. Para compradores corporativos que procuram uma oferta SATA competitiva, seja para cargas de trabalho de inicialização ou mistas, o novo DC500M é uma opção muito sólida.

Kingston DC500M

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Lyle Smith

Lyle é redator da StorageReview, onde aborda uma ampla gama de tópicos de TI para usuários finais e empresas.