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金士顿DCP1000企业NVMe SSD评测

2017-6-5 01:12| 发布者: TylerDong| 查看: 479| 评论: 0

摘要: 金士顿前不久发布了面向数据中心的 DCP-1000 系列 PCIe NVMe 固态硬盘驱动器新品,其提供了 800GB、1.6TB、以及 3.2TB 三档容量,且标称持续读取速度均达到了 6800MB/s 。其采用了 PCIe 3.0 x8 接口 + 全高单槽设计 ...

金士顿前不久发布了面向数据中心的 DCP-1000 系列 PCIe NVMe 固态硬盘驱动器新品,其提供了 800GB、1.6TB、以及 3.2TB 三档容量,且标称持续读取速度均达到了 6800MB/s 。

其采用了 PCIe 3.0 x8 接口 + 全高单槽设计,持续写入速度从 5000MB/s 起步,较大容量的版本更是可以倒到 6000MB/s 。此外,1.6TB 版本可提供 1100k / 200k IOPS 的随机读写性能。写入量方面,800GB 可以达到 187 TBW,3.2TB 版本则可达到 697 TBW 。金士顿DCP1000数据中心NVMe企业SSD可谓满足了过去十年来我们在数据中心当中迫切需要的吞吐量快,IOPS越高,存储量大,以及超低的延迟等要求,极大的保障和促进了数据中心的效率。此次给大家带来的是中间档容量为1.6TB的评测。

规格和可用性
金士顿DCP1000是一种数据中心SSD,可作为HHHL(半高半长)附加卡,容量为800GB,1.6TB和3.2TB。它是一款采用PCIe Gen 3 x8通道的NVMe SSD,是一款具有灵活驱动器拓扑的即插即用设备,最初被认为是可根据用户需求进行配置的四个逻辑驱动器。保修期限为5年,DCP1000的MTBF为200万小时。功耗为35W,与Win 8.1 / 10 / Server 2008 R2(更新)/ 2012 R2,Linux内核3.3及更高版本,FreeBSD 10x / 11和VMware vSphere 6.0兼容。
性能规格详细说明6.8GB / s读取和5GB / s的顺序吞吐量为800GB容量写入,6.8GB / s读取和6GB / s写入为1.6TB和3.2TB容量。稳定状态随机4K读写被列为800GB的900K / 145K IOP,1.6TB为1,100K / 200K IOPS,对于3.2TB容量为1,oooK / 180K IOPS。典型的读/写延迟额定值为100us / 30us读/写。最后,耐久性列为748TBW(800GB),1500TBW(1.6TB)和2788TBW(3.2TB)。

金士顿DCP1000拆解
当我们拆卸金士顿DCP1000 NVMe企业SSD时,我们可以看到它包含四个金士顿400GB NVMe M.2固态硬盘,它们将PLX PEX8725 24通道,10端口PCIe 3.0交换机连接到PCIe 3.0 x8插卡。

PLX开关在第一张照片中是可识别的,因为它具有自己的黑色散热器,并在其下方的品牌。此外,在DCP1000的顶部可见9个电源电容器,可在发生电源故障时提供基于硬件的数据丢失保护。

DCP1000即插即用,最初被识别为可以设置为任意数量配置的四个逻辑驱动器,包括但不限于RAID。

DCP1000上的四个M.2 SSD中的每一个由PhisonPS5007-11八通道四核控制器供电,每个SSD还包含东芝15nm MLC NAND闪存(TH58TF69DFLBA8C)和金士顿品牌DRAM缓存芯片的八个模块。

如果终端用户选择在单个RAID卷外的配置中使用DCP1000,那么这两款是分别为187TBW(200GB),375TBW(400GB)和697TBW(800GB)的,所以金士顿甚至列出了个人M.2 SSD的耐久值。

以下按照SNIA的测试规范进行测试
清除:安全擦除,格式化单位或特定的供应商
预处理:2x容量填充128K顺序写入
每轮由0.5K,4K,8K,16K,32K,64K,128K和1MB访问
每个访问大小分别为100%,95%,65%,50%,35%,5%和0%读/写混合。
测试由25轮(一轮56分钟,25轮= 1,400分钟)组成
总共有25次测试,每次持续56分钟,每轮由8种不同的块大小(512字节到1MB)和7种不同的访问模式(100%的读取和100%的访问)组成

结果显示,金士顿DCP1000能够在100%4K读取时提取近110万IOPS。在65/35%的读/写工作负载下,它实现了285K IOPS,而在100%写入期间,它平均为211K IOPS。8K和16K的结果在这里很好。在100%8K读取速度下,它提供了与Micron 9100 MAX相比几乎两倍的性能,超过了Intel DC P3608 200K 的IOPS。

为了特别测量延迟,我们使用一系列512b,4K和8K测量。在每个块大小时,测量100%读取,65%读取/ 35%写入和100%写入/ 0%读取混合的延迟。

该测试的延迟结果与Intel DC P3608非常相似。在100%的读取工作负载下,金士顿DCP1000表现突出。与混合或写入工作负载相比,它的延迟非常低。

类似于平均延迟结果,在100%读取期间,DCP1000表现出极强的性能。这些工作负载下的延迟时间都不到3ms,最大的写入和混合的工作负载延迟以及平均延迟被证明是非常有竞争力的,但金士顿DCP1000的最大延迟结果显著高于其他PCIe NVMe SSD,可想而知金士顿DCP1000是针对读密集型操作。


接下来,通过两次顺序写入RAW NAND容量来填充驱动器。然后我们用QD256的4KB随机写入来预驱动驱动器,直到驱动器处于稳定状态。最后,我们通过QD1-256循环读取5分钟,然后读取。以上操作通过脚本不间断的运行。预处理的最后一小时,每个QD的平均IOPS和平均延迟时间如下图所示。

结果显示性能数据点从每个方向分散在大约80K IOPS,平均约为180K IOPS。延迟时间可能高达10ms,平均只有2ms以下。

以上结果显示在4K读取期间,DCP1000与HGST SN100进行了对比,我们过去已经进行了测试。在QD 1和两个DCP1000具有优势,但直到QD 32,SN100以小幅度领先。除此之外,它只是通过在QD 128上提供超过850K的IOPS来完全支配测试池,这是Intel DC P3608需要的一半,并在QD256上提供了110万个IOPS!

QD 1-16的延迟范围为0.106ms,然后在QD 32处增加到0.111ms,在QD64处增加0.124ms,在QD 128下增加0.149ms,在QD256处最大值为0.235ms。

虽然金士顿DCP1000在4K读取中完全占据了与我们的比较驱动器相当的位置,但却无法在4K写入中击败面向写入和大容量的Micron 9100 MAX。

从QD 1-4开始,DCP1000显示出比其他游戏机提供更高的IOPS,但是除此以外,Micron也表现出非凡的性能。

同样的方法以下是8K/B随机读写图片显示。

在这里,我们可以看到大约40K IOPS的性能分布和高达7ms的延迟。金士顿DCP1000绝对主导读取性能。它具有最低的延迟,并且比其它任何其他驱动器都要高的IOPS。在QD256,表现出的664K IOPS,超过我们测试的任何驱动器超过160K的IOP。延迟时间保持低于0.20ms,直到QD 64.QD 128平均为0.204ms,QD256平均为0.385ms。其中与其他SSD测试的性能相比,写入性能的一致性概况看起来并不好,但平均写入结果突出。除了Micron 9100 MAX,Kingston DCP1000在所有SSD中的8K写入中提供了最高的性能,在比较中,最大值在100K IOPS左右。

128K/B顺序读写


虽然金士顿DCP1000的一致性不如我们测试过的其他许多其他SSD一样好,但在顺序写入操作期间,似乎更加完善。大多数情况下,平均写入次数超过6GB / s,下降到大约5GB / s,最糟糕的情况是它可以下降到约4GB / s,这仍然真的很快。令人惊讶的是,与随机性能测试的结果相反,在顺序读取期间的QD 1-2中,DCP1000受到了英特尔DC P3608的打击,然而,从QD 4开始,金士顿DCP1000的加热和柔化。在QD 8,已经超过英特尔DCP3608在QD 32的性能,而在QD 32,它的性能超过了7GB / s!在顺序写测试中,金士顿DCP1000我们认为读取速度非常快,但是在查看顺序写入时,与池相比,金士顿DCP1000在连续的写入工作量下,没有任何驱动器可以靠近金士顿DCP1000。


为了记录功率,这里以使用Quarch Technology可编程功率模块。它允许我们准确地测量一段时间内的功耗,并且具有足够的灵活性,可以让我们测试任何厂商的SSD。我们研究空闲功耗和工作负载平均值,以质量为256为单位。这有助于我们测量每瓦的IOPS。功率分析可能会随着时间的推移而改变,但现在我们仅仅看几个指标,主要目标是根据制造商的评级来衡量我们的结果。



很明显,金士顿DCP1000的表现与动力相匹配。这是特别可见的,当它的书面功耗,平均只有超过40W的测试!然而除了当使用较小的文件大小进行测试时,其他大多数结果与2.4TB Micron 9100 MAX类似。总的来说,金士顿DCP1000距离测试的其余部分相差还不算太远。在随机读取和顺序读取和写入工作负载期间,非常有效率。在随机写入工作负载期间,表现平均。

以下是官网规格详细资料
产品规格
> 外观尺寸  半高半长 PCIe(AIC)
> 传输接口 Non-Volatile Memory Express(NVMe )PCEe Gen3 x 8 通道
> 存储容量1 800GB、1.6TB、3.2TB
> 连续读取/写入速度2
800GB – 6,800 / 5,000MB/s
1.6TB – 6,800 / 6,000MB/s
3.2TB – 6,800 / 6,000MB/s
> 稳态随机 4k 读取/写入速度2
800GB – 900,000 / 145,000 IOPS
1.6TB – 1,100,000 / 200,000 IOPS
3.2TB – 1,000,000 / 180,000 IOPS
> 延迟  (典型)读取/写入 100 微秒 / 30 微秒3
> 耐用性:写入 TB 数(整个驱动器)4
800GB – 748TB5
1.6TB – 1500TB5
3.2TB – 2788TB5
> 耐用性:写入 TB 数
200GB – 187TB5
400GB – 375TB5
800GB – 697TB5
> 企业级 SMART 工具  可靠性跟踪、使用统计、剩余寿命、磨损均衡、
温度
> 功耗 35W(运转)
> 存储温度 -40°C~85°C
> 作业温度 0°C~70°C
> 推荐气流 500LFM 时 35°C 或 600LFM 时 40°C
> 尺寸 168mm x 69mm x 18mm(不含安装支架)
> 重量 209g
> 运行时的抗震强度  最大 2.17G(7–800Hz)
> 非运行时的抗震强度  最大 20G(10–2000Hz)
> 断电保护  支持
> MTBF 200 万小时
> 保固/支持6 5 年有限保固,提供免费技术支持
> 操作环境
Windows 8.1、Windows 10、Windows Server 2012 R2、Windows 7
和 Windows Server 2008 R2(通过更新或修复驱动程序下载)、
Linux Kernel 3.3 和更高版本、FreeBSD 10.x/11、VMWare vShpere 6.0
(vShpere 5.5 作为下载驱动程序)

总结

金士顿DCP1000由于其多体积设计,因此在大多数工作负载下提供更多的每个QD IOPS非常擅长,但是存在缺点。虽然它是一个顺序的工作负载和读取工作负载的怪物,并在混合和写入工作负载中提供出色的性能,但是在这些工作负载中,性能不尽如人意。由于行业中的许多大厂商重点关注一致性,因此在这些工作负载下,金士顿DCP1000的性能下降并不奇怪。反映这一点和提供的金士顿DCP1000规格,实际上很难反对它的表现。毕竟,金士顿DCP1000企业SSD是一款面向读取的数据中心企业SSD。金士顿和Liqid建立了DCP的这个具体任务,并且知道在推动业界最高性能的SSD时可能会给予和承担。它是为更多的面向读取的应用程序而设计的,并且将被最好地利用,在需要提供的高性能的同时,不需要这样的耐力。

对DCP1000显示的多体积设计的另一个观察

它消耗更多的功率并产生更多的热量。它基本上是四个SSD安装到单个PCIe板。虽然它在活动时的功耗为35W,但在特定的工作负载下,它可以从我们的电源模块中抽出40W.我们可能会建议,如果您计划在服务器或服务器解决方案中部署这些卡,则应满足35C的500LFM或40C时的600LFM的气流要求。最后,还可以考虑到DCP1000的设计具有四个控制器,桥芯片和SMD,车轮上有更多的齿轮可能会导致故障。从另一个角度看,如果您将其设置在软件中的镜像RAID中,或者在软件定义的存储应用程序中使用它,就像为其设计一样,这可能被认为是故障切换的好东西。

金士顿DCP1000整体表现强劲。当它充分发挥潜力时,可以为绝大多数采用者提供足够的性能。测试当中能够分别承受7GB / s和6GB / s的顺序读写速度!也能够提供超过110万的IOPS与4KB随机读取性能和180K以上的写入。在服务器工作负载期间,除了在更高QD的更多写入繁重工作负载的情况下,除了Micron 9100 以外大部分测试的SSD都处于弱势。来自中低档QD的金士顿虽然表现不俗,但表现却相似。IOPS和平均延迟以及最高延迟的结果是非常有用的。与测试池比较中的其他SSD有着相似的最大延迟。利用Linux和FIO而不是Windows和Iometer,他们没有观察到这些极高的最大延迟。而客户现实测试DCP1000,到目前为止,在其POC测试中或在将驱动器部署到其生产应用程序中之后,没有人报告过类似的高延迟。不过,我们也希望在不久的将来会在某个地方期待他的固件更新。因为最终用户不应该看到类似的工作负载尖峰。最后,考虑到效率,我们可以说,尽管它耗费了大量的功耗,但是它吐出来的性能可以很容易的弥补它。

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