Wiedza Fakty – czy warto kupić dysk SSD klasy Enterprise do serwera NAS? Recenzja Kingston DC400 SSD

Fakty – czy warto kupić dysk SSD klasy Enterprise do serwera NAS?
Autor: Silas, Mariusz - QNAP Systems, Inc.

Recenzja Kingston DC400 SSD
​

Dyski klasy korporacyjnej oferowane są przez największych producentów dysków SSD i stosowane na całym świecie. Klasa ta została zaprojektowania dla zastosowań wymagających większego obciążenia używanego przez centra danych, firmy hostingowe, a także w bankowości i dla operacji typu OLTP. Dziś przyjrzymy się wydajności i prędkości dysków SSD z klasy Enterprise i opiszemy ważne różnice w stosunku do dysków SSD klasy klienckiej. Odpowiemy także na pytanie czy warto – ba, czy powinno się stosować dyski klienckie SSD, dedykowane dla komputerów PC w macierzach dyskowych tj. QNAP i pracy w RAID. Szukając odpowiedzi, przyjrzymy się ofercie dysków SSD Enterprise Kingston z serii DC400 i ich parametrom oraz wydajności w pracy w serwerach QNAP.

Najczęściej popełniane błędy
Częstym problemem użytkowników jest niepoprawny wybór dysków SSD do pracy w grupie współtworzącej macierz dyskową RAID. Użytkownicy nie zdają sobie sprawy, że dyski klienckie SSD nie zapewniają stałej prędkości losowych operacji wejścia/wyjścia (IOPS). Użytkownicy czytając dostępne w Internecie recenzje, artykuły sponsorowane z pomiarami prędkości dysków innych producentów nie biorą pod uwagę spadku wydajności z upływem czasu użytkowania takiego dysku SSD wynikającego z trzech kluczowych elementów: wydajności, wytrzymałości i niezawodności.

Dlaczego SSD Enterprise? Zwykły „SSD-ek” też OK!
W przeciwieństwie do klienckich dysków SSD, które są zoptymalizowane pod kątem szczytowej wydajności tylko w pierwszych kilku sekundach operacji, oferowane przez firmę Kingston dyski korporacyjne SSD z serii DC400 zapewniają wyższą niezmienną wydajność dzięki wykorzystaniu dodatkowych bloków pamięci (OP). Co ciekawe i bardzo istotne dyski SSD Kingston DC400 klasy Enterprise wyposażone są w rozwiązania techniczne umożliwiające odzyskiwanie uszkodzonych bloków z wykorzystaniem parzystości danych (podobnie do RAID) przechowywanych w innych, dodatkowych segmentach pamięci.
Cykl pracy
Dyski SSD typu Enterprise różnią się od konsumenckich dysków SSD także cyklem pracy. W zwykłym dysku SSD przewiduje się maksymalny czas pracy 8 godzin w ciągu dnia, a właściwie cykl pracy 20/80 – czyli aktywność przez 20% czasu i 80% w stanie bezczynności lub uśpienia. Natomiast dyski SSD Kingston DC400 klasy korporacyjnej zostały zaprojektowane, aby obsługiwać nieustające obciążenie operacjami odczytu i zapisu w scenariuszach typowych dla serwerów i centrów danych – czyli pracy 24 godziny na dobę i 7 dni w tygodniu.


RAID na zwykłym SSD?
Dla serwerów, macierzy dyskowych tj. QNAP absolutnie odradza się używania klienckich dysków SSD nawet w pojedynczych konfiguracjach typu Single Disk, a zwłaszcza w RAID w przeciwnym razie będzie to skutkować dramatycznym spadkiem wydajności, a w rezultacie awarią. Stała wydajność i prędkość zapisywanych danych oraz praca 24/7 jest niezbędna do zachowania poprawnych i efektywnych rezultatów RAID 0, 1+0, 1 ale także dla RAID 5 i 6. Dla właśnie takich celów zostały zaprojektowane dyski SSD Kingston z serii DC400, które oferują niezmiennie wydajną pracę i niskie opóźnienia.

Dyski SSD Kingston DC400 zostały zaprojektowane z wykorzystaniem 15nm układów nieulotnej pamięci flash NAND typu MLC (multi-level cell), które przechowują w jednej komórce trzy bity. W dyskach SSD z serii DC400 układy flash NAND są obsługiwane przez cztero-rdzeniowy kontroler Phison S10 wyposażony w rozwiązania techniczne dedykowane dla rynku korporacyjnego.

Ponadto seria DC400 umożliwia przez użytkownika konfigurację ilości bloków nadmiarowych – zwanymi też rezerwowymi (Over-provisioning), przez co dysk SSD można manualnie dostosować do konkretnego scenariusza pracy, np. dla centrów danych zwiększając jego pojemność, lub też zwiększając ilość bloków nadmiarowych, aby zapewnić większą niezawodność w zastosowaniach np. transakcyjnych OLTP. Za pomocą narzędzia o nazwie Kingston SSD Manager (KSM) można zwiększyć ilość bloków nadmiarowych (Over-Provisioning) z fabrycznych 7% do 28% zwiększając wydajność kosztem niezawodności i wytrzymałości dysku SSD. Ponadto za pomocą narzędzia KSM można także zarządzać opcjami bezpieczeństwa TCG Opal i IEEE 1667, monitorowanie kondycji dysku SSD, bezpiecznie wymazać dane i zaktualizować oprogramowanie. Seria DC400, to nie tylko rozwiązanie dla centrum danych, ale także niezawodny nośnik SSD do podstawowych operacji tj. rozruch i działanie systemu operacyjnego oraz uruchomionych na nim aplikacji.

Kompatybilność i funkcje SSD w QNAP NAS

Model	Kompatybilność z QNAP	S.M.A.R.T. Monitoring	S.M.A.R.T. Self-Test	SSD Bezpieczne wymazanie danych	SSD Trim	DZAT (Deterministic Zeros After Trim)
SSD Kingston KC1000 480 GB	Tak	Tak	Nie	Nie	Tak	Nie
SSD Kingston DC400 480 GB	Tak	Tak	Tak	Tak	Tak	Tak
SSD Kingston SM2280 M.2 480 GB	Tak	Tak	Tak	Tak	Tak	Tak

Testy wydajności
Popatrzmy teraz na wyniki testów, którym poddane były dyski SSD Kingston DC400...

Opis: Testy wydajności odczytu sekwencyjnego i IOPS przeprowadzone bezpośrednio na serwerze QNAP TS-877 Ryzen 5 1600 48GB DDR4 RAM za pomocą funkcji dostępnej w oprogramowaniu QNAP QTS 4.3 w panelu zarządzania pamięcią masową i migawkami.

Opis: 1) Import maszyny wirtualnej polega na odczycie z tego samego dysku co docelowy dysk wyeksportowanego obrazu .qvm o objętości 120 GB i utworzenie maszyny wirtualnej z obrazem dysku o pojemności 384 GB. 2) Czas startu maszyny VM z 1 GB RAM tylko wykorzystując SWAP na HDD do pracy.

Testy aplikacji multimedialnych Plex i Emby:

​

Test przepustowości I/O i najważniejszy test wydajności transakcji OLTP w bazach danych MySQL przeprowadzony na maszynie wirtualnej VM Ubuntu 16.

HDD Seagate IronWolf 12 TB:

OLTP test statistics:
    queries performed:
        read:                            94192
        write:                           33633
        other:                           13453
        total:                           141278
    transactions:                        6725   (111.99 per sec.)
    deadlocks:                           3      (0.05 per sec.)
    read/write requests:                 127825 (2128.71 per sec.)
    other operations:                    13453  (224.04 per sec.)

Test execution summary:
    total time:                          60.0480s
    total number of events:              6725
    total time taken by event execution: 360.2237
    per-request statistics:
         min:                                 24.83ms
         avg:                                 53.56ms
         max:                                306.26ms
         approx.  95 percentile:             100.45ms

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           1120.8333/3.80
    execution time (avg/stddev):   60.0373/0.01

SSD Kingston KC1000 NVMe 480 GB:

OLTP test statistics:
    queries performed:
        read:                            1011192
        write:                           361058
        other:                           144427
        total:                           1516677
    transactions:                        72199  (1203.24 per sec.)
    deadlocks:                           29     (0.48 per sec.)
    read/write requests:                 1372250 (22869.40 per sec.)
    other operations:                    144427 (2406.97 per sec.)

Test execution summary:
    total time:                          60.0038s
    total number of events:              72199
    total time taken by event execution: 359.6366
    per-request statistics:
         min:                                  2.23ms
         avg:                                  4.98ms
         max:                                 46.21ms
         approx.  95 percentile:               7.66ms

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           12033.1667/22.39
    execution time (avg/stddev):   59.9394/0.00

SSD Kingston DC400 SATA3 480 GB:

OLTP test statistics:
    queries performed:
        read:                            322028
        write:                           114922
        other:                           45968
        total:                           482918
    transactions:                        22966  (382.69 per sec.)
    deadlocks:                           36     (0.60 per sec.)
    read/write requests:                 436950 (7281.01 per sec.)
    other operations:                    45968  (765.98 per sec.)

Test execution summary:
    total time:                          60.0123s
    total number of events:              22966
    total time taken by event execution: 359.9278
    per-request statistics:
         min:                                  7.47ms
         avg:                                 15.67ms
         max:                                104.48ms
         approx.  95 percentile:              24.37ms

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           3827.6667/6.05
    execution time (avg/stddev):   59.9880/0.00

Jeśli zerkniemy na wyniki dysków SSD Kingston DC400 i KC1000, to zobaczymy wzrost prędkości operacji nie tylko na operacjach I/O kopiowania danych, ale także zobaczymy wzrost wydajności aplikacji, maszyn wirtualnych i przede wszystkim ogromny wzrost operacji na bazach danych. Dzieje się tak ponieważ dyski SSD minimalizują opóźnienia odczytu/zapisu przez co procesor nie musi przechodzić w stan spoczynku lub oczekiwania na dalsze operacje.



Ocena końcowa

Zalety

• Doskonałe ogólne wyniki
• Obsługa wszystkich funkcji SSD w serwerach QNAP NAS
• Konfigurowalny Over-Provisioning
• 5 lat gwarancji

Wady

• Programowe zabezpieczenie przed utratą zasilania
  (za cenę 2.5-3x droższą niż konsumencki dysk SSD można by wymagać kondensatorów zabezpieczających przed utratą zasilania)

Podsumowując...
Cena, którą przychodzi nam płacić za oferowaną 5-krotną większą wytrzymałość dysków Enterprise SSD Kingston DC400 w stosunku do dysków SSD klienckich jest absolutnie uzasadniona. Seria DC400 to solidne dyski SSD o stabilnej wydajności, a 5 lat gwarancji i konfigurowalny OP sprawia, że jest to idealne rozwiązanie dla firm i przedsiębiorstw gdzie wymagana jest wytrzymała i niezawodna praca, ale także dla entuzjastów IT ceniących sobie niezawodną, stabilną i cichą pracę systemu przez wiele lat.



Dostępne modele
Seria dysków SSD Kingston DC400 została podzielona na dwa warianty. Modele zoptymalizowane pod kątem odczytu i modele zoptymalizowane pod kątem wydajności. Te pierwsze dostępne są wyłącznie na zamówienie i występują obecnie w wersji o pojemności 1800 GB. Natomiast drugi wariant, który jest dostępny na rynku „od ręki” to modele występujące w wersjach: 480 GB, 960 GB i 1600 GB.

Ciekawostka

W porównaniu pokazaliśmy też wyniku z dysku SSD dedykowanego dla firm Kingston KC1000 zbudowanego z pamięci nieulotnych NAND typu MLC pracującymi pod kontrolą procesora Phison PS5007-E7. Kingston KC1000 występuje w standardzie M.2 2280 z interfejsem NVMe™ PCIe Gen 3.0 x 4 linie i do serwera QNAP jest przyłączony za pomocą karty rozszerzeń QNAP QM2-2P-384. Na temat tego dysku SSD wrócimy w artykule „How-To Ready-To-Go 15min Własny, profesjonalny hosting Mail i WWW z opcją dalszej odsprzedaży w QNAP”, który opublikujemy w przed Świętami Bożego Narodzenia 2018.

Jak został wykonany test wydajności I/O?

Po zalogowaniu przez SSH do QNAP uruchomiono polecenie:

qcli_storage -t

Jak został wykonany test transakcji OLTP?

Na uruchomionej w QNAP maszynie wirtualnej z Ubuntu 14.04 wykonana została poniższa procedura:

# Zainstaluj sysbench
apt-get update ; apt-get install sysbench -y

MYSQL_USER=root            # wprowadź dane logowania admina MySQL
MYSQL_PASSWORD=admin       # wprowadź hasła dla admina MySQL

MYSQL_DBNAME=dbtest-qnap
CMD_MYSQL="mysql -u ${MYSQL_USER} -p${MYSQL_PASSWORD} -D ${MYSQL_DBNAME}"

# Utworz baze danych na ktorej przeprowadzimy test
echo "create database ${MYSQL_DBNAME};" | $CMD_MYSQL

# Przygotuj baze danych
sysbench --test=oltp --oltp-table-size=1000000 \
         --mysql-db=${MYSQL_DBNAME} \
         --mysql-user=${MYSQL_USER} \
         --mysql-password=${MYSQL_PASSWORD} \
         prepare

# Uruchom test wydajnosci transakcji OLTP
sysbench --test=oltp --oltp-table-size=1000000 --oltp-test-mode=complex \
         --oltp-read-only=off --num-threads=6 --max-time=60 --max-requests=0 \
         --mysql-db=${MYSQL_DBNAME} \
         --mysql-user=${MYSQL_USER} \
         --mysql-password=${MYSQL_PASSWORD} \
         run

# Usun baze jesli chcesz wykonac kolejny test...
echo "drop database dbtest;" | $CMD_MYSQL

 

[Kaleron]

Aby zobaczyć tę odpowiedź, musisz się zalogować lub zarejestrować.

 

[r70]

Aby zobaczyć tę odpowiedź, musisz się zalogować lub zarejestrować.

 

[Kaleron]

Aby zobaczyć tę odpowiedź, musisz się zalogować lub zarejestrować.

 

[r70]

Aby zobaczyć tę odpowiedź, musisz się zalogować lub zarejestrować.

 

[SiewcaRyżu]

Aby zobaczyć tę odpowiedź, musisz się zalogować lub zarejestrować.

 

[r70]

Aby zobaczyć tę odpowiedź, musisz się zalogować lub zarejestrować.