Этот сайт использует идентификационные файлы cookie для предоставления посетителям расширенных функциональных возможностей. Пользуясь данным сайтом, вы даете на это согласие. Мы ценим вашу конфиденциальность и безопасность данных. Ознакомьтесь с нашей Политикой работы с файлами cookie и Политикой соблюдения конфиденциальности, поскольку недавно обе политики были обновлены.
Интерфейс NVMe по сравнению с SATA - 1 миллион операций ввода-вывода в секунду
Каковы различия при использовании твердотельных накопителей с интерфейсом SATA и твердотельных накопителей с интерфейсом NVMe?

ОБЗОР

Требования к производительности оборудования постоянно ужесточаются. Такие области применения, как анализ больших данных, виртуализация серверов и базы данных с высокоскоростным доступом, требуют низкой латентности и высочайшей производительности системы хранения данных для достижения конкурентоспособных результатов работы и лучшей окупаемости инвестиций на уровне как серверов, так и центров обработки и хранения данных. 

Чтобы удовлетворить все требования конечных пользователей, необходимо быстро получать доступ к большим объемам данных и обрабатывать их, а это напрямую зависит от основных рабочих характеристик систем хранения данных. В настоящее время для достижения высокого уровня производительности хранилищ данных используются разнообразные методы, но не все они дают одинаковые результаты.

ИСТОРИЯ ВОПРОСА

В наше время многие архитекторы центров обработки и хранения данных вынуждены использовать устаревшие технологии для того, чтобы добиваться высокой производительности, которой требуют новые и существующие компьютерные приложения, одновременно пытаясь понизить снизить общие расходы для повышения окупаемости инвестиций. Этот подход зачастую увеличивает сложность оборудования, не снижая совокупную стоимость владения. Компании начинают рассматривать возможность внедрения новых технологий, включая NVMe и PCIe (протокол хранения данных и интерфейс нового поколения), которые смогут заменить устаревающие интерфейсы SATA/AHCI. Замена этих технологий позволит уменьшить сложность оборудования и расходы, одновременно повысив производительность и понизив задержки.

АНАЛИЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Основная задача настоящего документа - исследование различных методов для достижения 1 млн. операций ввода-вывода в секунду и скорости обработки данных на уровне 6 ГБ/с с помощью твердотельных накопителей различных типов. В частности, в документе описываются различия в эксплуатации твердотельных накопителей с интерфейсом SATA и NVMe. Необходимо определить нужно количество накопителей, требования к адаптерам главной шины, различия в общей потребляемой мощности и влияние интерфейса на задержки в работе приложений. Предполагается, что один твердотельный накопитель NVMe сможет заменить блоки твердотельных накопителей SATA старого образца. Твердотельные накопители NVMe уменьшат сложность оборудования, понизят потребление электроэнергии, обеспечат повышение производительности оборудования и снизят общую стоимость владения центрами обработки и хранения данных.

РЕЗУЛЬТАТЫ

На основании тестов удалось сделать три важных вывода: расширительная карта Kingston DCP1000 обеспечивает

1) более эффективный метод для того, чтобы добиться производительности на уровне 1 млн. операций ввода/вывода в секунду и скорости передачи данных в 6 ГБ/с.
2) на 70% меньшее потребление электроэнергии по сравнению с 12 твердотельными накопителями SATA и 3 адаптерами главной шины
3) на 65% меньшая задержка по сравнению с прежним подходом на основе интерфейса SATA
4) значительно меньшая сложность оборудования и снижение общей стоимости владения центром обработки и хранения данных.

Таблица 1: Требования к твердотельным накопителям SATA и NVMe для поддержания производительности на уровне 1 млн. операций ввода/вывода в секунду и скорости передачи данных 6 ГБ/с.
Накопители SATAНакопители NVMe
Количество накопителей 12 1
Количество адаптеров главной шины 3 -
Количество операций ввода/вывода в секунду ~850 тыс. ~1,1 млн.
Последовательное считывание ~6,7 ГБ/с ~6,8 ГБ/с
Латентность ~175 мс ~60 мс
Общая потребляемая мощность ~90 Вт ~27 Вт
УСЛОВИЯ ТЕСТА
Настройки твердотельного накопителя NVMe DCP1000

* Интерфейс NVMe тестировался на примере твердотельных накопителей NVMe Kingston DCP1000 Gen3x8 PCI с прямым соединением

Настройки интерфейса NVMe:
  • 1 твердотельный накопитель NVMe

  • PCIe Gen. 3 x8

  • ~1 млн. операций ввода/вывода в секунду

  • ~6 ГБ/с

  • PCIe с прямым подключением

  • Общее количество аппаратных единиц: 1 шт.

Приложение: IOMeter версия 1.1.0
Произвольный доступ: 4 КБ, произвольное чтение QD=64
Последовательный доступ: 64 КБ, произвольное чтение QD=8
Латентность: 4 тыс., произвольное чтение QD=1

Настройки интерфейса SATA:

* Интерфейс SATA тестировался на примере твердотельных накопителей SATA Kingston и адаптера главной шины LSI

Настройки интерфейса SATA:
  • 12 твердотельных накопителей SATA

  • SATA 6 ГБ/с

  • ~100 тыс. операций ввода/вывода в секунду

  • ~550 МБ/с

  • 3 4-портовых адаптера главной шины LSI

  • Общее количество аппаратных единиц: 30 шт.

ВЫБОР ХРАНИЛИЩА ДАННЫХ

Преимущества, которые дает расширительная карта DCP1000 с интерфейсом NVMe, трудно недооценить. Результатов, которые можно было добиться с помощью блоков твердотельных накопителей SATA, соединенных сложной проводкой с многочисленными картами адаптера главной шины, теперь можно получить с помощью одной высокопроизводительной платы PCIe DCP1000. Эта расширительная карта компании Kingston снижает сложность оборудования и уменьшает его стоимость, одновременно повышая общую производительность; она позволяет выполнять больше работы с помощью меньшего количества устройств. Меньше устройств - значит, меньше деталей, что, в свою очередь, снижает количество точек отказа а значит, повышает надежность. Благодаря преимуществам использования накопителей NVMe DCP1000 в серверах можно значительно снизить стоимость владения центром обработки и хранения данных, повысив надежность и уменьшив общее количество аппаратных средств, предназначенных для выполнения того же объема работы.

СКОРОСТЬ ОТКЛИКА ПРИЛОЖЕНИЙ

Одним из главных преимуществ использования расширительной карты NVMe DCP1000 является уменьшение задержки в работе приложений. По сравнению с устройствами c интерфейсом SATA, подключенными через адаптер главной шины, она снижает задержку в работе хранилища данных до 65%. Плата NVMe Kingston DCP1000 обеспечит более высокий уровень эффективности и скорости отклика для центров обработки и хранения данных.

ВЫВОДЫ

Испытания показали явное преимущество использования накопителей данных с интерфейсом NVMe, как, например, твердотельный накопитель DCP1000 компании Kingston, по сравнению с устаревшими накопителями с интерфейсом SATA. По сравнению с использованием блоков твердотельных накопителей SATA, подключенных через адаптеры главной шины, подключенные напрямую твердотельные накопители NVMe, используемые в DCP1000, увеличивают производительность, повышают надежность, снижают потребление электроэнергии и снижают общую стоимость владения центрами обработки и хранения данных, требующих высокой производительности хранилищ данных на твердотельных накопителях. Результатов, для которых раньше требовался целый ящик устройств с интерфейсом SATA, теперь можно добиться с помощью одной платы DCP1000!

По мере того, как преимущества использования высокопроизводительных твердотельных накопителей NVMe станут очевидны большему количеству пользователей, будет происходить естественный переход с устаревающих протоколов на решения с интерфейсом PCIe и NVMe.

Для получения более подробной информации или отправки запроса на предоставление расширительной карты DCP1000 компании Kingston для оценки ее преимуществ обращайтесь к вашему представителю или дилеру компании Kingston.

Подробнее

        Back To Top