Обзор серверного накопителя Kingston DC1500M U.2 емкостью 1,92 ТБ. NVMe в корпоративном форм-факторе

В этом материале мы продолжим знакомиться с новыми накопителями Kingston для корпоративного IT-сектора. Разобравшись в прошлых статьях с решениями M.2 (DC1000B) и SATA (DC500M, DC500R, DC450R), перейдем к U.2 Gen 3.0 x4 PCIe NVME в лице Kingston DC1500M.

Накопитель реализован в форм-факторе U.2 (2,5 дюйма, 15 мм), оснащен интерфейсом PCI-E Gen3, что позволяет использовать его в множестве серверных бэкплейнов. В первую очередь он рассчитан на роль диска смешанных нагрузок, вроде виртуализации, кэширования веб-хостинга, облачных сервисов, рабочих нагрузок ERP, CRM, GL, OLAP, OLTP, ERM, BI, EDW и многих других. Клиент может выбрать четыре варианта емкостей: 960 ГБ, 1,92 ТБ, 3,84 ТБ, 7,68 ТБ. Как представитель линейки Data Center — накопитель обеспечен пятилетней гарантией и бесплатной технической поддержкой от производителя. Kingston смело заявляет, что это накопитель Enterprise-класса с исключительным балансом производительности. Так ли это, мы и проверим.

Ключевые характеристики собраны в таблицу:

Обращает на себя внимание количество записываемых байтов, которое хоть и не дотягивает до модели DC500M, но находится на том же высоком уровне. Ниже представлена сводная таблица накопителей Kingston с прицелом на использование в ЦОД:

Kingston DC1500M 1,92TB

Накопитель поставляется в картонном блистере, типичным для других продуктов производителя. На лицевой стороне располагается голографический стикер. Это прямое доказательство для покупателя, что товар импортирован на наш рынок официально.

Ничего лишнего в комплекте нет. Испытуемый выполнен в форм-факторе 2,5-дюйма, корпус сделан из металла и окрашен в серый цвет. Ключевая информация о накопителе собрана на наклейке, расположенной на лицевой части устройства. Гарантийная пломба находится на боковой грани.

Габариты составляют 100,09x69,84x14,75 мм, это значит, что они схожи с типичными 2,5-дюймовыми жесткими дисками SAS, нежели с привычными большинству SSD.

Накопитель также снабжен дополнительными отверстиями для сквозной вентиляции в условиях корзины в серверном корпусе.

Корпус принимает участие в охлаждении контроллера SSD, тепло передается через термопрокладку.

Вскрыв накопитель обнаруживаем составную конструкцию из двух плат, причем они неотделимы друг от друга, жесткий шлейф выходит прямо из текстолита одной платы и входит в другую. Конструкция весьма прочна, нужно приложить усилия, чтобы раскрыть ее. На текстолите распаяны танталовые конденсаторы, которые смогут амортизировать нестабильное питание, а также защитить накопитель от потери данных при обесточивании (PLP).

На внешней части главной платы расположен контроллер Silicon Motion SM2270F, четыре микросхемы DRAM-памяти (Kingston D2516ACPCXGPH), две микросхемы флэш-памяти NAND (Kingston FB12808UCT1-7F), 18 танталовых конденсаторов, контактная площадка U.2 (SFF-8639).

На обратной стороне главной платы размещены еще пять танталовых конденсатора и две микросхемы флэш-памяти NAND. Есть посадочные места еще для четырех микросхем DRAM-памяти, а также 13 конденсаторов.

Внешняя часть вспомогательной платы оснащена восемью микросхемами флэш-памяти NAND.

С внутренней стороны вспомогательной платы расположены еще восемь микросхем флэш-памяти NAND.

Зачем реализовать такого рода «бутерброд»? Все просто — вентиляция! Такие накопители устанавливаются в типичные серверные бекплейны, а значит так или иначе сталкиваются со сквозным продувом. Эта конструкция гарантирует беспрепятственную вентиляцию, да и в случае с обычным ПК даст преимущество, если накопитель соседствует с вентилятором.

После форматирования для работы будет доступно 1,74 Тбайт свободного пространства.

Kingston SSD Manager дает возможность проверить актуальную прошивку, стереть накопитель, просмотреть журнал событий, а также проверить датчик температуры накопителя.

Кстати, о датчике, он не показывает температуру в реальном времени, автоматическое обращение к нему происходит примерно раз в три минуты. Вот простая демонстрация его «прогрева» при отсутствии какого-либо обдува:

Троттлинг происходит при нагреве до 65 градусов, накопитель замедляется в два раза. Это совершенно не актуально в серверном шасси, однако следует это учесть при сборке workstation. При наличии обдува температура едва ли выше комнатной.

Тестовый стенд

В качестве тестового стенда выступит платформа LGA 3647 во главе с ASUS ROG DOMINUS EXTREME:

• процессор: Intel Xeon Silver 4108;
• материнская плата: ASUS ROG DOMINUS EXTREME (Intel C621, UEFI 0704);
• память: HyperX Predator HX441C19PB3/8 х6 (6х8 ГБ, DDR4-4133, CL19-26-26-45-2T);
• видеокарта: GeForce GT 1030 (GIGABYTE GV-N1030D5-2GL);
• системный накопитель: Kingston A1000 240GB (SA1000M8/240G);
• блок питания: Rosewill Hercules 1600-S (1600 Вт);
• кулер: Arctic Freezer 2U 3647 (ACFRE00041A);
• операционная система: Microsoft Windows 10 Pro 64-bit + CentOS 7.9.2009.

Для одиночного испытуемого в качестве системного диска использовался твердотельный накопитель Kingston A1000 240GB в переходнике DIMM.2, испытуемый был подключен через кабель SFF-8643 (Mini-SAS HD) > SFF-8639 (U.2). В RAID-режиме оба испытуемых были подключены одинаковыми типами кабелей. Файл подкачки и режим гибернации на время тестов были отключены. На тестируемых SSD штатными средствами Windows 10 был создан логический раздел с файловой системой NTFS со стандартными настройками кластера, занимающий все доступное дисковое пространство. В CentOS форматирование производилось в Ext4. Массив RAID 0 создавался программными средствами ОС. Одиночный накопитель тестировался в двух режимах: чистый (0% объема занято), и заполненный (90% объема занято). Тесты RAID 0 делались только на чистом массиве (0% объема занято). Обе системы получили актуальные обновления на момент октября 2021 года. Для измерения производительности использовались следующие программы:

• AIDA64 Engineer 6.32.5600;
• Anvil's Storage Utilities 1.1.0.337;
• AS SSD Benchmark 1.7.4739.38088;
• ATTO Disk Benchmark v4.1.0.0;
• CrystalDiskMark 8.0.2 x64;
• HWINFO 6.40;
• PCMark 8 (2.10.901);
• SysBench 1.0.17.

Результаты тестирования

Сперва устойчивость непрерывной записи в AIDA64:

Средняя скорость составила 1935,3 МБ/с, это отличный результат. В самом худшем случае происходили просадки до 1523,5 МБ/с.

Anvil's Storage Utilities

2381/2522 Мбайт/с линейные чтение/запись. Блоки 4К обрабатываются на скоростях 37/115 Мбайт/с. Практически нулевые потери на заполненном накопителе, просела лишь запись на ~4%.

RAID увеличивает скоростные показатели на ~65%.

AS SSD Benchmark

2745/1906 Мбайт/с линейные чтение/запись. Блоки 4К обрабатываются на скоростях 37/108 Мбайт/с. Потери на заполненном накопителе попадают под допустимую погрешность измерений.

RAID увеличивает скоростные показатели на ~72%.

ATTO Disk Benchmark

Скорость работы с блоками выше 256K устойчива и в среднем находится на уровне ~3,28 Гбайт/с для чтения и ~2,82 Гбайт/с для записи. Скорость работы с 4K блоками 201 и 268 Мбайт/с для чтения и записи соответственно. Потери на заполненном накопителе вписываются в погрешность измерений.

RAID обеспечивает практически идеальный рост скоростей в два раза (~92%).

CrystalDiskMark

3520/3048 Мбайт/с линейного чтения и записи. Никаких потерь скорости на заполненном накопителе.

RAID обеспечивает идеальный рост скоростей в два раза в чтении, и почти идеальный рост в записи.

PCMark 8

Комплексная оценка накопителя пресетом Storage 2.0 выдает скорость на уровне 498,95 Мбайт/с, заполненный накопитель не теряет производительности.

RAID остался на том же уровне показателей.

CentOS

Вот на что способен Kingston DC1500M 1,92TB во встроенном в ОС бенчмарке:

Идеальный рост показателей в два раза в RAID.

Пришло время Sysbench, использовался следующий скрипт:

for size in 1600G; do
   for mode in rndrd; do
   for blksize in 4096; do
      sysbench --test=fileio --file-num=64 --file-total-size=$size prepare
      for threads in 192; do
         echo "====== testing $blksize in $threads threads"
         echo PARAMS $size $mode $threads $blksize > sysbench-size-$size-mode-$mode-threads-$threads-blksz-$blksize
         sysbench --test=fileio --file-total-size=$size --file-test-mode=$mode
            --time=120 --events=100000000 --threads=$threads 
            --file-num=64 --file-extra-flags=direct --file-fsync-freq=0 --file-block-size=$blksize run 
            | tee -a sysbench-size-$size-mode-$mode-threads-$threads-blksz-$blksize 2>&1
      done
      sysbench --test=fileio --file-total-size=$size cleanup
   done
   done
done

Для тех, кто не читал предыдущие обзоры линейки Data Center следует пояснить его суть. Тест проводится в режиме случайного чтения, случайной записи и гибридной нагрузки (чтение и запись одновременно). Это происходит в 192 потока (эмуляция работы накопителя не только со множеством данных, но и с одновременно работающими фоновыми процессами). Для режима RAID 0 объем создаваемых файлов был удвоен (3200 ГБ вместо 1600 ГБ). Всего на накопителе будет 64 файла идентичного объема записанных блоками 4K.

Чтение на уровне 521k IOPS — идеальное соответствие заявленным производителем 510k, при этом полученные показатели их даже превосходят. RAID обеспечивает рост чтения до 759k IOPS.

Запись 300k IOPS, это значительно превосходит заявленные производителем 220k. RAID обеспечивает рост до 399k.

В гибридном режиме можно рассчитывать на 182k IOPS чтения и 121k IOPS записи. RAID подымает эти скорости до 251k IOPS чтения и 167k IOPS записи.

Выводы

Текущий модельный ряд Gen 3.0 x4 PCIe NVME не предусматривает альтернатив Kingston DC1500M, это единственное решение данного стандарта, и как показало тестирование — отличное решение. К единственному недостатку можно отнести не самый высокий рост показателей в режиме RAID 0. Из-за своей высоты в 14,75 мм этот SSD не подойдет в большинство «гражданских» посадочных мест под 2,5-дюймовый накопитель. Хоть это и достаточно специфичные случаи, например HEDT-workstation в стандартном ATX-корпусе, но о них не следует забывать. Данный момент совершенно не актуален для серверных шасси, как Rackmount, так и пьедесталов. В остальном это сплошные преимущества: отличные скорости, большой ресурс флэш-памяти, наличие ECC, защита PLP, ну и конечно же, уверенность производителя в своем продукте, что подтверждается гарантией в пять лет и заявленным ресурсом до внушительных 13450 TBW.

Kingston DC1500M 1,92TB действительно не боится непрерывных нагрузок дата-центра, а также обещает большой ресурс эксплуатации, а именно это и требуется от накопителя для ЦОД.