W tej witrynie używane są pliki cookie w celu rozszerzenia zakresu funkcji. Korzystanie z witryny jest równoznaczne z zaakceptowaniem tego. Szanujemy Twoją prywatność i bezpieczeństwo danych. Zapoznaj się z naszymi zasadami dotyczącymi plików cookie i polityką prywatności. Oba dokumenty zostały ostatnio zaktualizowane.
NVMe a SATA - Osiągnąć 1 mln IOPS
Czym różnią się dyski SSD SATA od dysków SSD NVMe?

INFORMACJE OGÓLNE

Zapotrzebowanie na coraz większą wydajność nieustannie rośnie. Takie zastosowania jak analizy dużych ilości danych, wirtualizacja serwerów i wysokowydajne bazy danych wymagają niskich opóźnień i ekstremalnej wydajności pracy pamięci masowych, aby oferować bezkonkurencyjne rezultaty i lepszą rentowność zarówno na poziomie serwerów, jak i całych centrów danych. Wymagany jest błyskawiczny dostęp do dużych ilości danych i szybkie ich przetwarzanie. 

Bez spełnienia tego wymagania niemożliwa jest poprawa odczuć użytkowników końcowych aplikacji, które są bezpośrednio uzależnione od pracy fizycznych urządzeń magazynujących na poziomie systemu. Obecnie w celu osiągnięcia wysokiej wydajności urządzeń magazynujących stosuje się wiele metod, jednak nie wszystkie z nich dają takie same rezultaty.

WPROWADZENIE

W celu uzyskania wysokiej wydajności wymaganej przez nowe i wdrożone już aplikacje wielu z architektów współczesnych centrów danych jest zmuszona stosować starsze, „wystarczająco dobre” technologie. Jednocześnie stawia się przed nimi zadanie obniżenia ogólnych kosztów w celu podwyższenia rentowności inwestycji. Takie podejście do zagadnienia często zwiększa złożoność systemu, bez pożądanych korzyści w postaci obniżenia całkowitych kosztów utrzymania. Branża coraz częściej sięga po nowsze technologie, takie jak NVMe i PCIe, czyli najnowsze protokoły i interfejsy urządzeń magazynujących, które mogą z powodzeniem zastąpić starsze interfejsy, takie jak SATA/AHCI. Zastąpienie tych technologii pomaga redukować stopień złożoności systemów i koszty, jednocześnie podnosząc wydajność i obniżając opóźnienia.

ANALIZA WYDAJNOŚCI

Głównym celem tego dokumentu jest zbadanie różnych metod uzyskania wydajności magazynu na poziomie 1M IOPS i 6 GB/s przy zastosowaniu różnych typów dysków SSD. W szczególności przyjrzymy się różnicom między dyskami SSD SATA i SSD NVMe. Niezbędne jest poznanie liczby wymaganych napędów, wymagań kontrolerów HBA i zrozumienie różnic w łącznym zużyciu energii oraz wpływu na opóźnienia w pracy aplikacji. Przewiduje się, że jeden dysk SSD NVMe będzie w stanie zastąpić banki starszych dysków SSD SATA zainstalowanych z użyciem kart adaptera magistrali hosta. Dyski SSD NVMe redukują złożoność systemu, obniżają zużycie energii, oferują wyższą wydajność i obniżają całkowity koszt utrzymania centrów danych.

WYNIKI

Testy pozwoliły poczynić trzy ważne ustalenia: Dysk SSD DCP1000 AIC firmy Kingston oferuje

1) lepszą metodę uzyskania 1 miliona IOPS i prędkości przesyłania 6 GB/s;
2) zużycie energii o 70% niższe w porównaniu do 12 dysków SSD SATA i 3 kontrolerów HBA
3) opóźnienia niższe o 65% w porównaniu do starszej technologii SATA;
4) znacząco niższą złożoność i niższe łączne koszty utrzymania centrum danych.

Tabela 1: Porównanie dysków SSD SATA i SSD NVMe wymaganych do osiągnięcia 1M IOPS i 6 GB/s
SSD SATASSD NVMe
Liczba dysków SSD 12 1
Liczba kontrolerów HBA 3 -
IOPS ~850K IOPS ~1,1M IOPS
Odczyt sekw. ~6,7 GB/s ~6,8 GB/s
Opóźnienie ~175 us ~60us
Całkowity pobór mocy ~90W ~27W
KONFIGURACJA TESTOWA
Konfiguracja z dyskiem SSD DCP1000 NVMe:

* Konfiguracja NVMe oparta na bezpośrednio podłączonym dysku SSD DCP1000 Gen3x8 PCIe NVMe firmy Kingston

Konfiguracja NVMe:
  • 1 dysk SSD NVMe

  • PCIe Gen. 3 x8

  • ~1M IOPS

  • ~6 GB/s

  • PCIe, podłączenie bezpośrednie

  • Łączna liczba elementów sprzętowych: 1 sztuka

Aplikacja: IOMeter Wer. 1.1.0
Wzór dostępu losowego: 4 KB Rnd Rd QD=64
Wzór dostępu sekwencyjnego: 64 KB Rnd Rd QD=8
Pomiar opóźnienia: 4K Rnd Rd QD=1

Konfiguracja SATA:

* Konfiguracja SATA oparta na dysku SSD SATA firmy Kingston i HBA LSI

Konfiguracja SATA:
  • 12 dysków SSD SATA

  • SATA 6 Gb/s

  • ~100K IOPS

  • ~550 MB/s

  • 3 kontrolery HBA LSI po 4 porty

  • Łączna liczba elementów sprzętowych: 30 sztuk

WYBÓR PAMIĘCI MASOWEJ

Korzyści uzyskiwane dzięki zastosowaniu dysku SSD DCP1000 NVMe AIC są niezaprzeczalne. Wyniki uzyskiwane uprzednio dzięki bankom dysków SSD SATA podłączonym skomplikowanym okablowaniem do kilku kart kontrolerów HBA można obecnie uzyskać z użyciem pojedynczego, wysokowydajnego dysku SSD DCP1000 na karcie PCIe. To rozwiązanie firmy Kingston redukuje złożoność systemu i ogranicza koszty, jednocześnie podnosząc ogólną wydajność – możliwe jest wykonywanie większej liczby zadań przy mniejszej liczbie urządzeń zainstalowanych w serwerze. Mniej urządzeń oznacza mniej komponentów, co z kolei zmniejsza liczbę punktów awarii, podnosząc niezawodność. Korzyści z wykorzystania dysków SSD DCP1000 NVMe w serwerach mogą diametralnie obniżyć całkowite koszty utrzymania centrów danych poprzez zwiększenie niezawodności i ograniczenie łącznej liczby systemów zaangażowanych w obsługę takiego samego obciążenia.

CZAS REAKCJI APLIKACJI

Jedną z najważniejszych korzyści wynikających z użycia dysków SSD DCP1000 NVMe AIC jest obniżenie opóźnień w pracy aplikacji. Opóźnienia zapisu mogą spaść nawet o 65% w porównaniu do urządzeń SATA podłączonych poprzez kontroler HBA. Dysk SSD DCP1000 NVMe firmy Kingston oferuje wyższe poziomy wydajności i krótsze czasy reakcji ważne w pracy centrów danych najnowszej generacji.

PODSUMOWANIE

Testy ujawniły oczywistą przewagę pamięci masowych bazujących na technologii NVMe, takich jak dyski SSD DCP1000 firmy Kingston, w porównaniu do starszych, „wystarczająco dobrych” rozwiązań opartych na interfejsie SATA. W porównaniu do banków dysków SSD SATA połączonych przez kontrolery HBA bezpośrednio podłączone napędy SSD NVMe w dysku DCP1000 oferują wyższą wydajność, wyższą niezawodność, niższe zużycie energii i całkowity koszty utrzymania w centrach danych, które wymagają wysokowydajnych pamięci masowych SSD. Zadania, które wcześniej wymagały zestawu urządzeń SATA można teraz wykonać z użyciem dysku SSD DCP1000 mieszczącego się na jednej karcie!

Wraz z rosnącym zrozumieniem zalet wysokowydajnych dysków SSD NVMe będzie miał miejsce naturalny proces odchodzenia od starszych protokołów i wykorzystywania pamięci masowych bazujących na technologiach PCIe i NVMe.

Więcej informacji na temat dysków SSD DCP1000 AIC firmy Kingston można uzyskać u przedstawiciela lub odsprzedawcy firmy Kingston, którzy mogą też umożliwić przetestowanie i ocenę tych dysków.

Więcej informacji

        Back To Top