Тестирование 2,5" (U.2) NVMe SSD HGST SN100
(495) 747 31 13
(800) 555 99 78
Заказать звонок
Авторизация Регистрация
Авторизуйтесь для скачивания!

EUR 109.0126

USD 103.4305

Ваша корзина пуста 



	
Заказ звонка

  


   

		

						

				
				*			

			

				
				*			

			

				
							

						

				
							

										

					
Защита от автоматических сообщений

					
					
CAPTCHA

					
Введите слово на картинке*
					
					

				

						

				
			

		

   

 


			
			


				



				
 





















				

				

				

				

										
				


				
			

			

									
Главная › Обзоры
					

						

							
Тестирование 2,5" (U.2) NVMe SSD HGST SN100

						
	
								
			


	

					
08.04.16

						
Предисловие


Если вы ещё не знакомы с накопителями NVMe, ничего не знаете о различиях между NVMe и другими PCI-E SSD, о преимуществах и форм-факторах NVMe-накопителей, то необходимую информацию можно найти в Википедии и в нашем предыдущем обзоре накопителя HGST SN150[1].



Форм-фактор U.2



В наших обзорах уже встречались NVMe SSD в форм-факторе низкопрофильных карт расширения PCI Express. Сегодня речь пойдёт о накопителях U.2 — знакомый по HDD и SSD с интерфейсом SAS форм-фактор 2,5" толщиной 15 мм. Накопители форм-фактора U.2 используют разъём SFF-8639, обратно совместимый с SFF-8482, который используется для подключения накопителей SATA и SAS.


Применение такого форм-фактора даёт несколько преимуществ:

    
	
  • Накопители не занимают слоты расширения PCIe. Это особенно актуально для одноюнитовых корпусов, но даже в распространённых двухпроцессорных серверах 2U у нас есть 6-8 слотов PCIe и при этом целых 80 линий PCIe (по 40 с каждого процессора) — занимать слоты x8 и x16 карточками x4 попросту нерационально.
    • 
	
  • Важный для построения СХД функционал — горячая замена и двухпортовое подключение. Поддержка горячего подключения/отключения NVMe и других PCIe устройств есть Windows Server 2012/2012 R2 и в ядре Linux начиная с версии 3.10. Поддержка со стороны оборудования тоже есть: все выпускаемые накопители форм-фактора U.2 поддерживают hot-plug, остальные компоненты поддержки (бэкплейны с индикацией разрешённого отключения, поддержка со стороны BIOS и т.п.) реализованы в современных серверных платформах, поддерживающих установку U.2 накопителей.
	
    Двухпортовое подключение — задел на будущее, для построения отказоустойчивых СХД на базе NVMe. Вместо одного линка x4 используется два x2. Реализована поддержка двухпортовости в накопителях OCZ 6000/6300 (обзор Z6300 будет в следующей статье) и недавно анонсированных накопителях из новой линейки Intel.
	
    
	
    • 
	
  • 
	
    
	Компактность. По-другому разместить два NVMe накопителя в каждом из серверных модулей платформы Supermicro 5039MS-H12TRF или 48 (!) NVMe в 2U сервере 2028R-NR48N было бы попросту невозможно.
    • 





U.2 NVMe в платформе Supermicro 1028R-WC1R



Для тестирования накопителей HGST SN100 мы использовали платформу Supermicro 1028R-WC1R. Это одноюнитовый двухпроцессорных сервер с 10-ю отсеками 2.5". Интересной особенностью является то, что два крайних справа отсека имеют разъём SFF-8639, а с обратной стороны к ним можно подключить либо SATA/SAS контроллер, либо по четыре линии PCI Express через разъём SFF-8643. Для этого нужно добавить ретаймер Supermicro AOC-SLG3-2E4R — плата устанавливается в нижний слот райзера и обеспечивает подачу двух линков с четырьмя линиями PCIe и SMbus.


Стоит добавить, что это упрощённый вариант ретаймера без применения PCIe свитча и он имеет ограниченный список совместимости. Поддерживаются только платы X10DRW-i(T), X10DRH-xx, X10QRH. Универсальный вариант — AOC-SLG3-2E4 c использованием PLX PE8718 (свитч на 16 линий PCIe).



Платформа в сборе выглядит так:


Салазки MCP-220-00127-0B отличаются от обычных только защёлкой оранжевого цвета с замком, который защищает накопитель от непреднамеренного отключения. Светодиоды, как обычно, размещаются на бэкплейне. При этом нижний является трехцветным: красный цвет в зависимости от режима означает неисправность, процесс ребилда (для NVMe это имеет значение в случае построения программных массивов через RSTe) или идентификацию, зелёный — готовность к отключению, мигающий оранжевый — запрет на отключение. 





В web-интерфейсе IPMI после обновления прошивки мы можем наблюдать статус подключённых накопителей (температура, серийные номера и т.п.) и управлять безопасным отключением:





UEFI OpROM'ы накопителей доступны через BIOS материнской платы. Функционал зависит от производителя. В случае HGST мы можем управлять созданием и форматированием пространств имён[1] и можем обновить прошивку:





NVMe накопители HGST SN100 и SN150

SN100 и SN150 — это одна и та же линейка накопителей, отличающихся между собой лишь объёмом и форм-фактором. HGST SN150 — низкопрофильные платы расширения 1,6 и 3,2 ТБ (подробный обзор и тестирование производительности SN150 1,6 ТБ см. в нашей статье)[1].




HGST SN100 — накопители форм-фактора U.2. К 1,6 и 3,2 ТБ добавлена младшая модель объёмом 800 ГБ. Накопители производятся в корпусе из анодированного алюминия, имеют стандартные габариты и разъём SFF-8639.


Для улучшения охлаждения боковые стенки корпуса снабжены отверстиями:


С противоположной от SFF-8639 стороны расположены светодиоды (активность, готовность к отключению, идентификация) и служебный разъём.






Характеристики HGST SN100


    
	
  • Объём: 0,8 ТБ, 1,6 ТБ, 3,2 ТБ
    • 
	
  • Форм-фактор: U.2 (2,5", высота 15 мм)
    • 
	
  • Интерфейс: PCI-E 3.0 x4
    • 
	
  • Производительность (в скобках — для модели 0,8 ТБ)
		
      
			
    • Последовательный доступ (блок 128КиБ): чтение — 3000 (2600) МБ/с, запись — 1600 (1400) МБ/с
      • 
			
    • Случайный доступ (блок 4 КиБ): чтение — 743 (634) тыс. IOPS, запись — 140 (80) тыс. IOPS, 70/30 чтение/запись — 310 (190) тыс. IOPS
      • 
			
    • Случайный доступ (блок 8 КиБ): чтение — 385 (330) тыс. IOPS, запись — 75 (42) тыс. IOPS
      • 
			
    • Средняя задержка (блок 512 байт, случайный доступ, запись): 20 мкс
      • 
		
    
	
    • 
	
  • Поддержка T10 DIF. Размер сектора: 512/520/528 и 4096/4160/4224 байт
	
    • 
	
  • Ресурс: 3 DWPD
	
    • 
	
  • Максимальное энергопотребление: 25 Вт
    • 
	
  • Гарантийный срок: 5 лет
    • 




Подробнее — в официальной спецификации.[4]



Результаты тестирования


Условия тестирования

Конфигурация тестового стенда:

    
	
  • Два процессора Intel Xeon E5-2660 V3 (10 ядер, 2,6 ГГц, HT включен)
    • 
	
  • 64 ГБ памяти
    • 
	
  • Платформа 1028R-WC1R, системная плата Supermicro X10SRi-F, BIOS v 2.0
    • 
	
  • CentOS Linux 7 X86_64
    • 
	
  • Для генерации нагрузки применялся FIO версии 2.8
    • 
	
  • Использовался штатный драйвер NVMe
    • 


Тестируемые устройства:

    
	
  • HGST Ultrastar SN100 1.6TB HUSPR3216ADP301
    • 
	
  • Прошивка: KMGNP120
    • 
	
  • Объём: 1600321314816 байт (1490,4 ГиБ)
    • 




Методика тестирования SSD неоднократно описывалась в наших предыдущих статьях. Актуальное описание можно увидеть в статье Тестирование NVMe SSD Intel P3608. Полное тестирование не проводилось из-за идентичности накопителей SN150 и SN100 — в феврале тестировался SN150 аналогичного объёма. Был повторён тест с измерением задержки при варьировании количества потоков (1–4) и глубины очереди (1–128).




SNIA PTS: latency test



В таблице приведены данные для одного потока с QD=1. Данные отличаются от SN150 по причине перехода с CentOS 6 на CentOS 7. Процессор остался прежним — Xeon E5-2660 V3, но из-за перехода на 2-процессорную платформу понадобилась дополнительная оптимизация с учётом NUMA. Для этого сначала был определён процессор (точнее, узел NUMA), к которому подключён накопитель. В Linux это можно сделать, посмотрев топологию подключения при помощи lspci:

lspci -tv
\-[0000:00]-+-00.0  Intel Corporation Xeon E7 v3/Xeon E5 v3/Core i7 DMI2
             +-01.0-[01]--+-00.0  Intel Corporation I350 Gigabit Network Connection
             |            \-00.1  Intel Corporation I350 Gigabit Network Connection
             +-02.0-[02-03]----00.0  HGST, Inc. Ultrastar SN100 Series NVMe SSD
             +-02.1-[04-05]----00.0  HGST, Inc. Ultrastar SN100 Series NVMe SSD


Затем узел NUMA можно посмотреть в /sys/devices/pci*/*/numa_node и запустить fio с параметром numa_cpu_nodes=x (где x — номер узла NUMA).







	
HGST SN100 1.6TB	Intel P3608 (P3600 0.8TB)
	
	
Задержка4КиБ	8КиБ4КиБ	8КиБ
	

Средняя
				

Чтение								97	109	67		101	

Запись								22		26		16		18		

Чтение/запись 70/30%			120	162	92		139	

99%
				

Чтение								266	185	125	153	

Запись								33		41		31		31		

Чтение/запись 70/30%			354	3345	182	400	

99,99%
				

Чтение							2015	226	2832	2812	

Запись							44		59		79		86		

Чтение/запись 70/30%			3120	7100	3096	3180	







Сравнение с Intel P3600

Приведены графики зависимости задержки (среднее значение, 99% и 99,99% перцентили) от IOPS при варьировании количества потоков (1–4) и глубины очереди (1–128). Пунктирные линии соответствуют накопителю Intel P3608 1,6 ТБ из предыдущего теста.[2] Intel P3608 представляет собой два накопителя P3600 в общем корпусе, данные приведены для одной «половины» объёмом 800 ГБ.

Средняя задержка.








99% перцентиль задержки.






99,99% перцентиль задержки.






SNIA PTS: Host Idle Recovery



Графики для этого теста приведены для одной половины накопителя. Напомним, что данный тест проводится после предыдущего, т.е. накопитель находится в режиме насыщения, с небольшим запасом подготовленных для записи ячеек. Производительность на запись снижена, далее мы даём накопителю возможность восстановить её, прерывая серию из 360 раундов с непрерывной нагрузкой (чёрный цвет на графике) сериями из 360-ти раундов с увеличивающимися паузами:

    
	
  • 5 секунд нагрузки + 5 секунд паузы
    • 
	
  • 5 секунд нагрузки + 10 секунд паузы
    • 
	
  • 5 секунд нагрузки + 15 секунд паузы
    • 
	
  • 5 секунд нагрузки + 25 секунд паузы
    • 
	
  • 5 секунд нагрузки + 50 секунд паузы
    • 






5-секундных пауз хватает на восстановление IOPS до уровня «свежего» накопителя. По мере увеличения пауз производительность стабилизируется.






Средняя задержка сразу же снижается с 1,8 до диапазона 0,6–0,7 мс, и в дальнейшем стабилизируется.






Перцентиль 99,99%. На начальном этапе мы видим уровень до 20-30 мс, в дальнейшем значение практически никогда не выходит за границы 7–8 мс.






Два HGST SN100

Напоследок — результаты с двух накопителей HGST SN100, объединённых в зеркало:

    
	
  • Случайный доступ, блок 4 КиБ, 10 потоков с QD=128: 1565000 (1,5 миллиона) IOPS при средней задержке в 1,6 мс (99,9% < 10 мс). При этом была получена 80-90% нагрузка на 5 ядер 10-ядерного Xeon E5-2660 v3. Напомним, что при сравнительном тестировании SAS контроллеров нам удалось получить «всего лишь» 1,1 млн. IOPS при 100% нагрузке на 12-ядерный Xeon E5-2690 V3 – накладные расходы по обработке ввода-вывода через традиционный стек SCSI в ОС выше в сравнении с NVMe.
    • 
	
  • Последовательный доступ, блок 128 КиБ, 4 потока с QD=128: 6774 МиБ/с. Вполне ожидаемый результат, ограниченный пропускной способностью 8 линий PCIe 3.0.
    • 




Заключение



Все сказанное насчёт SN150 можно отнести и к SN100 — хорошая производительность, отличное соотношение цена/производительность. Немного не хватает лишь линейки с существенно большим ресурсом (10 DWPD), но текущие 3 DWPD можно увеличить, отформатировав накопитель на меньший объём. Дополнительный плюс HGST SN100 как накопителя в форм-факторе U.2 — совместимость с платформами Supermicro.




Примечания



	
[1] Пространство имён NVMe (англ. NVMe namespace) — область накопителя NVMe, отформатированная для блочного доступа. Пространства имён могут иметь различные размеры сектора или могут использоваться виртуальными машинами через SR-IOV.

	
[2] Прямое сравнение является не совсем корректным из-за разницы в объёме. К тому же выяснилось, что P3608/P3600 демонстрирует лучшие результаты под Windows.





Ссылки



     
[1] Тестирование NVMe-совместимого PCI-E SSD HGST SN150. True System.

     
[2] Ultrastar SN100 Series PCIe SSD. HGST.

     
[3]  Ultrastar SN100 Series PCIe SSD datasheet. HGST.

	 
[4] 1028R-WC1R. Supermicro.

	 
[5] Supermicro NVMe Platforms. Supermicro.

	 
[6] Expanding platform capabilities by enabling Hot-Plug support of Intel NVMe SSDs. Intel.

	 
[7] Lance Shelton High Performance I/O with NUMA Systems in Linux. Fusion-IO.



		

	

		


	

Вернуться к списку


	



	Добавить новый комментарий







 
									

								

			

		

	

	

		

			
			

				



	
	
								
Информация

				
	
	
								
Серверное оборудование

				
	
	
								
Поддержка

				
	
	
								
О компании

				

				

					
Контакты:


    
	
  • Адрес: 115487, г. Москва, ул. Нагатинская, дом 16  (Метро "Нагатинская")
    • 
	
  • Телефон: (495) 747-3113
    • 
	
  • Факс: (495) 747-3112
    • 
	
  • Гарантийный отдел: (495) 747-3113 (доб. 333, 304)
    • 
	
  • Отдел продаж: (495) 747-3113
    • 

				

				

			

		

		

			

				© 2006-2024 True System inc