Обзор SATA SSD Kingston DC500M 480GB. Когда выносливость имеет значение

Продолжая тему обзоров накопителей Kingston серии Data Center рассмотрим модель DC500M, которая гарантирует выносливость до 9110 TBW и является флагманским SSD с интерфейсом SATA 3.0 (6 Гбит/с). Накопитель предназначен для смешанных нагрузок, как, например: кеширование, транзакционная система, крупная база данных, стриминг-сервер, облачное применение. Под каждую задачу можно подобрать необходимый объем: 480 ГБ, 960 ГБ, 1,92 ТБ или 3,84 ТБ. Производитель обеспечивает все продукты пятилетней гарантией, а также бесплатной технической поддержкой.

Основные характеристики накопителей DC500M собраны в таблицу:

Вся линейка накопителей Kingston с прицелом на использование в ЦОД включает следующие серии:

Kingston DC500M 480GB

Сегодняшний испытуемый поставляется в картонном блистере. На лицевой стороне упаковки находится голографический стикер, наличие которого свидетельствует о том, что товар импортирован на наш рынок официально.

Ничего лишнего в комплекте нет. Дизайн испытуемого не отличается от других 2,5-дюймовых продуктов. Типичный твердотельный накопитель в металлическом корпусе серого цвета окраски. Вся основная информация о нем собрана на наклейке на лицевой части. Справа нанесена круглая гарантийная пломба.

Габариты стандартные — 69,9x100x7 мм. Снизу и по бокам присутствуют типичные крепежные отверстия, на одном из торцов находятся привычные разъемы питания и передачи информации.

Для охлаждения контроллера используется корпус SSD, тепло к которому передается через термопрокладку.

Рассматриваемый SSD состоит из:

• 10 микросхем NAND Flash памяти FH64B08UCN1-41 (3D TLC, 64 ГБ каждая);
• шести танталовых конденсаторов A337C (330 мкФ 10 В);
• двух микросхем DRAM-памяти Kingston D5128ACPCPGPH (DDR4 512 МБ)
• контроллера Phison PS3112-S12DC.

Компоненты расположены по обе стороны PCB. Присутствуют посадочные места для большего количества танталовых конденсаторов, двух банок DRAM и шести чипов NAND Flash. Сосед по линейке DC500R снаряжен на одну микросхему DRAM и две микросхемы NAND Flash меньше, чем DC500M. Что ж, 128 ГБ дополнительной резервной зоны и двойной буфер оперативной памяти не могут не радовать.

В серверных SSD Kingston серии Data Center, в отличие от доступных потребительских продуктов, гарантируется фиксированный тип памяти — TLC. В случае, если в спецификации на официальном сайте Kingston тип указан как «3D NAND» или не указан вовсе — значит тип памяти может быть как TLC, так и QLC (характерно для бюджетных серий SSD, таких как А400 или NV1, для которых производитель старается держать цены доступными для максимально широкого круга покупателей).

Про контроллер Phison PS3112-S12DC рассказывалось уже не раз. Он изготовлен по 28-нм техпроцессу, поддерживает восемь каналов памяти, аппаратное шифрование AES-256, защиту от потери данных при обесточивании, LDPC 3.0 ECC (коррекция и кодирование ошибок).

Тестовый стенд

В качестве тестового стенда использовался полноценный современный сервер в 1U-корпусе на базе платформы LGA 1151v2:

• процессор: Intel Xeon E-2276G;
• материнская плата: Supermicro X11SCZ-F (Intel C246);
• память: Micron Technology MTA18ASF2G72AZ-2G6E2 (2x16 ГБ, DDR4-2666, ECC, 19-19-19-43 2T, 1,20 В);
• видеокарта: Aspeed AST2500 BMC;
• системный накопитель: Kingston A2000 500 GB (SA2000M8/500G);
• блок питания: Supermicro PWS-351-1H (350 Вт);
• кулер: Supermicro SNK-P0046P;
• шасси: Supermicro SuperChassis 813MT-350CB
• операционная система: Microsoft Windows Server 2019 Standard 64-bit + CentOS 7.9.2009.

Методика тестирования

В качестве системного диска использовался твердотельный накопитель Kingston A2000 500GB в слоте M.2 PCI-e NVMe. Испытуемые DC500M работали через заводской бэкплейн, подключенный к SATA-портам чипсета Intel C246. Файл подкачки и режим гибернации на время тестов были отключены. На тестируемых SSD штатными средствами MS Windows Server 2019 был создан логический раздел с файловой системой NTFS со стандартными настройками кластера, занимающий все доступное дисковое пространство. В CentOS форматирование производилось в Ext4. RAID0 массив 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 июня 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 7.02;
• PCMark 8 (2.10.901);
• SysBench 1.0.17.

После форматирования для работы будет доступно 447 Гбайт свободного пространства.

Фирменная утилита Kingston SSD Manager позволяет проверить актуальную прошивку, температуру, стереть или зашифровать накопитель, а также просмотреть журнал событий.

Результаты тестирования

Начнем тестирование с буфера памяти, чтобы оценить устойчивость скорости записи.

506 Мбайт/с идеальной устойчивой записи. Дельта между минимальной и максимальной скоростью всего-то 2,1 Мбайт/с, и это показатель того, что этот накопитель осилит задачу любой сложности на длинной дистанции. Теперь о температурах.

Вне серверного корпуса без обдува накопитель прогревается до 48 градусов. Нагрев умеренный, но этот вопрос вряд ли актуален, так как находясь на положенном месте в корзине сервера, он едва ли прогреется выше температуры помещения серверной или дата-центра.

Anvil's Storage Utilities

512/458 Мбайт/с линейные чтение/запись, малость не хватает до заявленных скоростей. Блоки 4K обрабатываются со скоростью 20 Мбайт/с. Практически нулевые потери скорости на заполненном накопителе.

RAID 0 увеличивает показатели практически в два раза. Блоки 4К обрабатываются примерно с той же скоростью.

AS SSD Benchmark

520/455 Мбайт/с линейного чтения и записи, примерно схожие показатели с прошлым бенчмарком. 4K блоки считываются и записываются на скорости 26/86 МБ/с. Нулевые потери скорости на заполненном накопителе.

RAID 0 дает без малого двойное превосходство в линейной записи и чтении, но не помогает с блоками 4K.

ATTO Disk Benchmark

Скорость работы с блоками выше 256K устойчива и в среднем находится на уровне ~531 Мбайт/с для чтения, и ~480 Мбайт/с для записи. Скорость работы с 4K блоками 209 и 278 Мбайт/с для чтения и записи соответственно. Никаких потерь на заполненном накопителе.

RAID не дает видимого преимущества при работе с блоками 4K, а вот с блоками больше 256К скорость выросла в два раза.

CrystalDiskMark

557/507 Мбайт/с линейного чтения и записи, быстрее предыдущего бенчмарка в комплексе. Малые потери скорости на заполненном накопителе, впрочем, их можно списать на погрешность.

В CrystalDiskMark массив демонстрирует почти двукратный рост линейных скоростей.

PCMARK 8

Комплексная оценка накопителя пресетом Storage 2.0 выдает скорость на уровне 287,35 Мбайт/с, заполненный накопитель показывает 284,74 Мбайт/с.

RAID 0 обеспечил 386,02 Мбайт/с или 5041 балл.

Переходим на Linux, и начнем со встроенного в ОС бенчмарка.

Практически идеальные заявленные скорости и двойное превосходство массива RAID 0.

А теперь тяжелая артиллерия — испытуемые против Sysbench на CentOS со следующим скриптом:

for size in 400G; 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

Кроме режима случайного чтения будут также протестированы режимы случайной записи, и гибридная нагрузка. 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 (800 ГБ вместо 400 ГБ). Всего на накопителе будет 64 файла идентичного объема записанных блоками 4K.

97k IOPS чтения, почти идеальные заявленные 98k. RAID 0 — 192k IOPS, практически идеальный двукратный рост скорости.

82k IOPS записи, что превосходит заявленные 58k. RAID 0 жмет 166k IOPS, очень хорошо.

В гибридном режиме 54k IOPS чтения и 36k записи, или 212,52/ 141,68 Мебибайт/с (222,84/148,56 Мбайт/с) одновременного чтения и записи. RAID 0 подымает скорости до 109k IOPS чтения и 73k записи, что, в принципе, можно назвать идеальным двойным ростом показателей.

Выводы

Представитель флагманской SATA SSD линейки Data Center — Kingston DC500M 480GB — выглядит достаточно надежным устройством. Распаянные танталовые конденсаторы гарантируют сохранность данных при эксцессах, ECC поможет в коррекции ошибок, а избыток банок флеш-памяти (по сути, это 640 ГБ накопитель) позволяет производителю заявить о ресурсе 1139TBW (1,3 DPW) для модели на 480 ГБ. И ведь это самая бюджетная модель, а старшие решения имеют ресурс 9110TBW, впридачу к пяти годам гарантии от производителя.

Скорости хорошие, находятся на пределе возможностей интерфейса SATA 3.0 и без проблем обеспечат должную производительность в смешанных нагрузках. Единственное, что могло бы быть лучше — работа с блоками 4К. Безусловно, скорость абсолютно устойчива, но не отличается от младших представителей линейки, вроде DC450R. В целом испытуемый вполне подходит для непрерывных нагрузок в дата-центре, и обещает весьма немалый ресурс эксплуатации.

Благодарю компанию «T-ПЛАТФОРМЫ Киев» за прокат сервера