Огляд та тестування NVMe-накопичувача Kingston DC2000B місткістю 960 ГБ для серверів й дата-центрів

Еволюція серверного обладнання та устаткування відбувається з більшою швидкістю, ніж може здатись, адже зазвичай знаходиться в тіні, поза яскравим RGB геймерських збірок. І це доволі прикро, адже в сегменті дата-центрів насправді відбувається чимало чого цікавого. Виробники хоч цього і не афішують, особливо гучними заявами, але теж йдуть в ногу з часом, оновлюють свої продукти та виводять їх на ринок у вільний продаж. Поточний учасник огляду як раз є одним з таких.

Kingston DC2000B PCIe 4.0 NVMe SSD

Виробник заявляє про свій накопичувач, як продукт «індустріального класу для серверних застосунків», та рекомендує використовувати його як завантажувальний накопичувач або типовим накопичувачем для зберігання даних, у разі відсутності необхідності конкурувати за кількість слотів бекплейну, що будуть віддані іншим накопичувачам.

Ключові характеристики продукту зібрані в таблиці нижче:

На відміну від своїх, скажімо так, консюмерських продуктів перед нами повні детальні характеристики, від користувача нічого не приховується, і детально розписано як є. Головною візитною карткою, очікувано, є захист від втрати живлення, він же PLP (Power Loss Protection).

Комплект постачання

Він виглядає досить типово, як й більшість поточних накопичувачів виробника продукт знаходиться в картонному блістері. Зайвості в комплекті відсутні.

Ззаду блістера надрукована технічна інформація про диск, а також посилання на повні гарантійні умови.

Kingston DC2000B 960GB

Текстоліт накопичувача синього кольору. Елементи розташовано з двох сторін, а наліпка з технічною інформацією знаходиться ззаду. Так, все вірно, сторона з радіатором — це перед накопичувача. На ньому розташовано контролер під радіатором, PMIC Phison PS6108-22, чип оперативної пам’яті SK hynix H5ANAG6NCJR-XNC (DDR4 обсягом 2 ГБ), один чип NAND Flash пам'яті Kingston FP51208UCT1-C0 (інформації не знайдено на момент написання огляду) та шість танталових конденсаторів ємністю 47 мкФ та робочою напругою 35 В.

Інша сторона розташовує на собі ще один чип NAND Flash, чотири танталових конденсатори, силову підсистему PLP, а також невідому мікросхему без маркування.

SSD працює на контролері Phison PS5018-E18DC-41, який виготовлено за 12-нм технологією на потужностях TSMC, має в собі три ядра ARM Cortex R5 та сумісний з протоколом NVMe 1.4. Цей контролер здатний забезпечити лінійні швидкості 7400 й 7000 Мбайт/с на читання та запис відповідно, але в конкретному випадку запис спеціально обмежено до 1300 Мбайт/с. Це дозволило забезпечити неперервну та статичну швидкість процедури.

Галерея інших фото:

Після ініціалізації в операційній системі Windows й форматування з типовим обсягом кластера користувачу буде доступно 894 ГБ простору. В режимі RAID 0, відповідно, 1,74 ТБ.

В умовах CentOS:

Стенд для тестування

Накопичувач Kingston DC2000B перевірявся з такими компонентами:

• процесор: Intel Core i9-14900KF;
• система охолодження: контур СВО із чилером;
• термоінтерфейс: Arctic MX-4;
• материнська плата: ASUS ROG MAXIMUS Z790 APEX ENCORE (UEFI 1301);
• пам'ять: Kingston Fury Beast KF560C40BBK2-32 (DDR5-6000, 2x16 ГБ, CL40-40-40-80 2T, 1,35 В);
• відеокарта: GeForce GT 1030 (GIGABYTE GV-N1030D5-2GL);
• системний накопичувач: Kingston KC3000 1024GB (SKC3000S/1024G);
• блок живлення: Rosewill Hercules 1600S (1600 Вт);
• додатково: Thermalright LGA1700-BCF замість заводського механізму притиску;
• ПЗ: Microsoft Windows 11 Pro 23H2 x64 (22631.4037).

В тестуванні використовувались стандартні налаштування (аналогічні після CLEAR_CMOS чи OPTIMIZED_DEFAULTS), виключення — частота ОЗП, що була встановлена в режимі JEDEC DDR5-5600. Опції Above_4G_Decoding та ReSize_BAR були увімкнені. Управління обертами вентилятора за налаштуванням — автоматичне. В операційній системі увімкнено опції Memory_integrity та Core_isolation для наближення до звичайних умов експлуатації. Файл довантаження та режим глибокого сну на час тестів були деактивовані. За допомогою штатних засобів MS Windows 11 був створений логічний розділ з файловою системою NTFS зі стандартними налаштуваннями кластера, що займає весь доступний дисковий простір. В CentOS форматування проводилося в Ext4. Масив RAID 0 створювався програмними засобами ОС в обох випадках. Тестування було проведено як із порожнім накопичувачем, так й з заповненим різноманітними файлами на 95% своєї місткості. Тестування RAID 0 відбувалось лише на порожніх накопичувачах. Подібний формат дозволить оцінити швидкодію SSD не тільки в стані «з коробки», але й у сценаріях, наближених до реальної експлуатації пристрою, коли диск за крок до свого повного заповнення. Температура в приміщенні утримувалась на рівні 20 градусів за Цельсієм. Накопичувачі мали прямий обдув корпусним вентилятором під час тестування.

Результати тестування

Традиційний тест AIDA64 Disk Benchmark підтвердив статичний запис з мінімальними просіданнями. Середня швидкість лінійного запису склала 1322 МБ/с, сталося одиничне просідання до 977 МБ/с і ще одне менш значне. Тобто можна з упевненістю сказати: хоч накопичувач і не призначений для інтенсивного запису інформації, але якщо виникає необхідність — він впорається з цим.

Коли справа стосується типового копіювання з одного SSD на інший (архів резервної копії модів на The Elder Scrolls V: Skyrim обсягом 476 ГБ) накопичувач робить це із заявленою швидкістю рівня 1,35 ГБ/с без будь-яких просідань.

Тротлінг потребує особливої уваги. По-перше — диск не просто «призначений» до сімейства класу дата-центр, його реально складно експлуатувати в типовій  настільній системі, і справа тут в тому самому передвстановленому радіаторі на контролері. Попередник DC1000B не мав такого охолоджувального елементу, тож без проблем допускав встановлення в будь-які системи, включно з ноутбуками, та дозволяв використання інших систем охолодження на кшталт радіатора материнської плати. А ось на DC2000B встановити нестандартну систему охолодження без зняття комплектного радіатора контролера неможливо, це призведе до втрати гарантії. Тож накопичувач буде відчувати себе добре лише в серверних шасі, або workstation-корпусах з наскрізним продувом компонентів. Якщо він не матиме обдуву, то буде відбуватись щось подібне:

При досягненні температури 70 °C відбувається тротлінг і швидкість запису знижується до рівня 800 МБ/с. Якщо температура продовжує збільшуватись, то швидкість спаде вже до рівня 650 МБ/с, і так до самого кінця процедури. До речі, це були показники програмного моніторингу HWINFO, теплова камера бачила радикально іншу ситуацію. Порядок термофото: спокій без обдуву накопичувача, навантаження без обдуву, навантаження з обдувом.

Перейдемо до бенчмарків. Вони представлені у вигляді трьох блоків результатів: перший на порожньому накопичувачі, другий на заповненому на 95% місткості накопичувачі, а третій — в режимі RAID 0. В CentOS будуть результати одного накопичувача та RAID 0.

CrystalDiskMark

ATTO Disk Benchmark

AS SSD Benchmark

Anvil's Storage Utilities

PCMark 8

3DMark Storage Benchmark

CentOS

Sysbench

Цей алгоритм використовувався на нашому ресурсі вже не один раз. Тест проводиться в режимі випадкового читання, випадкового запису та гібридного навантаження (читання та запис одночасно). Це відбувається в 192 потоках, а саме емуляція роботи накопичувача не тільки з безліччю даних, але й одночасно працюючими фоновими процесами. Для RAID 0 обсяг створюваних файлів був подвоєний (960 ГБ замість 480 ГБ). Усього на накопичувачі буде 64 файли ідентичного обсягу записаних блоками 4K. Скрипт бенчмарку:

for size in 480G; 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

Порядок блоків наступний: RNDRD, RNDWR, RNDRW.

Sysbench RAID 0

Повтор бенчмарку в тій же послідовності блоків.

Висновки

Накопичувач вкрай складно експлуатувати поза цільовим сегментом дата-центрів, серверів та робочих станцій, і справа тут в передвстановленому радіаторі (власноручне зняття призводить до втрати гарантії), що не дозволяє використовувати зовнішнє охолодження на кшталт заводських M.2 радіаторів материнських плат. Це спірний момент, адже у відповідних серверних умовах таке питання взагалі не підіймається. Також показники RAID 0 масштабуються не настільки сильно, як того хотілось би, однак, це буде вкрай рідкий сценарій експлуатації, адже масштабувати максимальну місткість 960 ГБ не дуже практично, як і формфактор M.2, цей сценарій більш характерний для U.2 або SATA.

Головний і, по суті, єдиний мінус — високий нагрів. Не дивлячись на заявлений робочий режим до 70 °C теплова камера фіксувала температуру до 96°C на радіаторі контролера SSD, тому наявність активної вентиляції є базовою необхідністю. І якщо так вже сталось, що в цільовому сервері чи робочій станції її неможливо організувати, то перегрів накопичувача неминучий.

Ну а щодо плюсів — це стабільні затримки, швидкість читання й запису на рівні 7000 МБ/с та 1300 МБ/с відповідно. Тестування підтвердило відсутність проблем та помітних просідань показників. Навіть заповнений на 95% накопичувач зберігає свій рівень продуктивності. IOPS теж заходиться на пристойному рівні. Завдяки наявності захисту від втрати живлення цей накопичувач стратегічно вигідній при експлуатації в теперішніх умовах в нашій країні.

Тож звичайному користувачу взагалі немає сенсу роздивлятись цей накопичувач, а ось корпоративний сегмент знайде в ньому надійний, передбачуваний, та доволі продуктивний завантажувальний SSD.