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Comparaison entre NVMe - SATA - atteindre 1 million IOPS :
Quelles sont les différences d'utilisation des SSD SATA et des SSD NVMe ?

INTRODUCTION

La demande en performance est actuellement en augmentation. Diverses applications, telles les analyses du big-data, la virtualisation de serveur et les bases de données à haute performance exigent des latences basses, des performances de stockage extrêmes, pour délivrer des résultats inégalés aux applications et un meilleur ROI pour centres de données et serveurs. De vastes quantités de données doivent être accédées et traitées rapidement pour améliorer l'expérience utilisateur, qui dépend directement des capacités de stockage sous-jacentes du système.

De nombreuses méthodes sont actuellement mises en œuvre pour obtenir de hauts niveaux de performance pour des applications de stockage, mais toutes les méthodes ne génèrent pas les mêmes résultats.

CONTEXTE

Nombre d'architectes de centres de données sont actuellement forcés d'utiliser des technologies "suffisamment bonnes" pour délivrer les hautes performances exigées par des applications, nouvelles ou existantes, tout en s'efforçant de réduire les coûts et améliorer le retour sur investissement (ROI). Cette approche augmente souvent la complexité sans apporter les avantages très recherchés de la réduction du coût total de possession (TCO). L'industrie recherche maintenant de nouvelles technologies, telles que NVMe et PCIe, la prochaine génération de protocole et d'interface de stockage, pour remplacer des interfaces patrimoniales comme SATA/AHCI. Le remplacement de ces technologies contribuera à augmenter la performance, à réduire la latence, la complexité et les coûts.

ANALYSE DES PERFORMANCES

L'objectif principal de ce livre blanc est d'étudier différentes méthodes pour atteindre une performance de stockage d'un million IOPS et 6Go/s avec différents types de SSD. En particulier, quelles sont les différences si vous utilisez des disques SSD SATA par rapport à des disques SSD NVMe ? Il est important de comprendre le nombre de disques requis, les besoins des contrôleurs hôtes de bus (HBA), les différences en termes de consommation d'énergie, et l'impact sur les latences de l'application. Un seul disque SSD NVMe peut remplacer des banques de disques SSD SATA patrimoniaux déployés derrière des cartes contrôleurs hôtes de bus (HBA). Les disques SSD NVMe réduiront la complexité, la consommation d'énergie, fourniront une performance accrue et amélioreront le coût total de possession du centre de données.

RÉSULTATS

Les tests réalisés ont révélé trois conclusions importantes : Une carte DCP1000 Kingston est

1) une meilleure méthode pour générer 1 million IOPS et des vitesses de transfert de 6Go/s
2) 70% moins d'énergie par rapport à 12 SSD SATA et 3 HBA
3) 65% moins de latence par rapport à une approche SATA patrimoniale
4) réduction importante de la complexité et amélioration du coût total de possession du centre de données

Tableau 1 : Exigences des SSD SATA contre SSD NVMe pour atteindre 1 million OPS et 6Go/s
SSD SATASSD NVMe
Nombre de SSD 12 1
Nombre de HBA 3 -
IOPS ~850K IOPS ~1,1M IOPS
Lecture séqu. ~6,7 Go/s ~6,8 Go/s
Latence ~175 us ~60 us
Total énergie ~90W ~27W
CONFIGURATION DU TEST
Configuration SSD DCP1000 NVMe :

*la configuration NVMe est basée sur une liaison directe de la carte SSD DCP1000 Gen3x8 PCIe NVMe de Kingston

Configuration NVMe :
  • 1 SSD NVMe

  • 8 PCIe Gen. 3

  • ~1M IOPS

  • ~6 Go/s

  • Direct Connect PCIe

  • Total équipement : 1 élément

Application : IOMeter Rev 1.1.0
Accès aléatoires : Rnd Rd 4Ko QD=64
Accès séquentiels : Rnd Rd 64 Ko QD=8
Mesures de latence : Rnd Rd 4 Ko QD=1

Configuration SATA :

*la configuration SATA est basée sur un disque SSD SATA Kingston et un HBA LSI

Configuration SATA :
  • 12 SSD SATA

  • SATA 6Go/s.

  • ~100K IOPS

  • ~550 Mo/s

  • 3 Ports HBA LSI 4

  • Total équipement : 30 éléments

SÉLECTION DU STOCKAGE

Les avantages apportés par la DCP1000 NVMe sont importants. Ce qui pouvait être accompli par des banques de disques SSD SATA connectés par des faisceaux complexes à de nombreuses cartes HBA peut maintenant être obtenu en installant une seule carte DCP1000 PCIe à haute performance. Cette carte DCP1000 de Kingston réduit la complexité et les coûts, améliore la performance globale du système. Elle permet de faire plus de travail avec moins de dispositifs installés dans le serveur. Moins de dispositifs signifie moins de composants, donc moins de risques de pannes, et par conséquent un niveau de fiabilité largement amélioré. Les avantages générés par l'installation d'une carte DCP1000 NVMe dans des serveurs peut considérablement réduire le coût total de possession grâce à l'amélioration de la fiabilité et la réduction du nombre de systèmes déployés pour une même charge de travail applicative.

RÉACTIVITÉ DE L'APPLICATION

La réduction importante des latences dans les applications est un des principaux avantages apportés par la DCP1000 NVMe. La latence de stockage peut alors réduite jusqu'à 65% par rapport à des dispositifs SATA déployés derrière un contrôleur hôte de bus. La carte DCP1000 NVMe Kingston supporte des niveaux supérieurs d'efficacité et de réactivité très recherchés pour les centres de données de la prochaine génération.

RÉSUMÉ

Les tests ont révélé des avantages évidents apportés par les solutions de stockage NVMe, telles que la DCP1000 de Kingston, comparées à l'approche patrimoniale “suffisamment bonne” des stockages SATA. Par rapport aux banques de disques SSD SATA derrière les HBA, la connexion directe des SSD NVMe autorisée par la carte DCP1000 apporte des améliorations évidentes en termes de performance, de fiabilité, de consommation d'énergie, de coût total de possession dans les centres de données nécessitant des stockages SSD à haute performance. Une solution qui exigeait une armoire entière de dispositifs SATA peut maintenant être remplacée par une seule carte DCP1000 !

Une meilleure compréhension des avantages apportés par une carte SSD NVMe à haute performance entraînera une migration naturelle depuis les protocoles patrimoniaux vers les solutions de stockage PCIe et NVMe.

Pour obtenir d'autres informations ou pour demander une évaluation d'une carte DCP1000, veuillez contacter votre représentant ou revendeur Kingston.

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