Обзор и тестирование SSD Kingston NV1 объемом 500 ГБ и 2 ТБ
Какой бы совершенной ни была новейшая технология, она не станет популярной, пока не найдет место в массовых продуктах. Первые твердотельные накопители для настольного рынка были уделом энтузиастов и долгое время SSD оставались недоступными обычным пользователям. С появлением протокола NVM Express (NVMe) устройства с интерфейсом SATA отошли на второй план и позволили прикоснуться к прогрессу каждому желающему, а через несколько лет даже накопители M.2 перестали быть настоящей экзотикой. Теперь стоимость этих решений практически сравнялась и все внимание потребителей переключилось на NVMe-продукты, представляющие собой быстрые и компактные SSD. Ноутбуки и миниатюрные ПК без них никак не обходятся, а в сборках, особенно игровых и рабочих машинах, запросто может быть установлено два-три подобных накопителя. Офисные системы также могут быть оснащены SSD NVMe, которые позволяют избавиться от лишних проводов, но здесь все уже будет зависеть от конечной стоимости устройства.
Итак, понятно, что цена является основополагающим критерием популярности того или иного решения, особенно, на отечественном рынке, и за выбор пользователей производителям необходимо еще побороться. В итоге для снижения стоимости в ход идут простые контроллеры, отсутствие буфера и не самая передовая флеш-память, но по цене такие устройства весьма привлекательны, что и влияет на выбор основной массы потребителей. С другой стороны, израсходовать в домашних условиях весь ресурс дешевого SSD не так-то просто и его без проблем хватит лет на 10, а до того момоента он уже морально устареет.
Модельная линейка Kingston 2019 года
Для начала немного сухой теории. Все твердотельные накопители Kingston можно поделить на четыре больших группы. Деление это условное, так как одни и те же накопители попадают сразу в несколько семейств.
-
SATA SSD в форм-факторах 2,5″, M.2 и mSATA Kingston UV500 и две модели накопителей с интерфейсом NVMe — Kingston A1000 и Kingston KC2000; . Такие же модели, что и в предыдущей группе и, вдобавок, SATA SSD Kingston A400; : UV500 и KC2000; . Накопители серии DC500, которые и стали героем этого обзора. Линейка DC500 делится на DC500R (преимущественное чтение, 0,5 DWPD) и DC500M (смешанные нагрузки, 1,3 DWPD).
Kingston DC500R
- Объём: 480, 960, 1920, 3840 ГБ
- Форм-фактор: 2,5″, высота 7 мм
- Интерфейс: SATA 3.0, 6 Гбит/с
- Заявленная производительность (для модели 960 ГБ)
- Последовательный доступ: чтение — 555 МБ/с, запись — 525 МБ/с
- Случайный доступ (блок 4 КБ): чтение — 98 000 IOPS, запись — 20 000 IOPS
- QoS задержки (блок 4 КБ, QD=1, перцентиль 99,9%): чтение — 500 мкс, запись — 2 мс
- Эмулируемый размер сектора: 512 байт (логический/физический)
- Ресурс: 0,5 DWPD
- Гарантийный срок: 5 лет
- Объём: 480, 960, 1920, 3840 ГБ
- Форм-фактор: 2,5″, высота 7 мм
- Интерфейс: SATA 3.0, 6 Гбит/с
- Заявленная производительность (для модели 1920 ГБ)
- Последовательный доступ: чтение — 555 МБ/с, запись — 520 МБ/с
- Случайный доступ (блок 4 КБ): чтение — 98 000 IOPS, запись — 75 000 IOPS
- QoS задержки (блок 4 КБ, QD=1, перцентиль 99,9%): чтение — 500 мкс, запись — 2 мс
- Эмулируемый размер сектора: 512 байт (логический/физический)
- Ресурс: 1,3 DWPD
- Гарантийный срок: 5 лет
Технические характеристики SSD-накопителей серии Kingston NV1
| Емкость | 500 ГБ | 1 ТБ | 2 ТБ |
|---|---|---|---|
| Обозначение | Kingston SNVS500G | Kingston SNVS1000G | Kingston SNVS2000G |
| Форм-фактор | M.2 2280 | M.2 2280 | M.2 2280 |
| Интерфейс | NVMe 1.3 PCIe Gen 3 x4 | NVMe 1.3 PCIe Gen 3 x4 | NVMe 1.4 PCIe Gen 3 x4 |
| Контроллер | Phison E13 | Phison E13 | Phison E13 |
| ОЗУ | Нет | Нет | Нет |
| Максимальная скорость чтения | 2100 MБ/с | 2100 MБ/с | 2100 MБ/с |
| Максимальная скорость записи | 1700 MБ/с | 1700 MБ/с | 1700 MБ/с |
| Ресурс по записи | 150 TB | 240 ТБ | 480 ТБ |
| Габариты, мм | 80 x 22 x 2.1 | 80 x 22 x 2.1 | 80 x 22 x 2.1 |
Цена в российской рознице на дату написания обзора составляла: от 4800 рублей за младшую модель, 9500 рублей – за среднюю, от 17000 рублей – за старшую. Следует заметить, что из-за зловредных действий майнеров и других экономических причин цены на накопители сейчас не стабильны и могут быстро меняться в любую сторону.
Тестирование
Тестирование накопителя проводится на открытом стенде без какого-либо обдува. Накопитель подключен в верхний M.2 слот, который работает по линиям PCIe процессора, что дает показать SSD максимальные результаты.
Тестовый стенд:
Процессор — Ryzen 5 3600
Охлаждение — СВО Cooler Master MasterLiquid 240P MIRAGE
Материнская плата — X570 AORUS MASTER
Память — Kingston HYPERX FURY RGB 3200
Системный накопитель — Intel Optane 900p 280GB
Накопитель источник (для тестов реальной записи) — Patriot Viper VP4300 1TB
Блок питания — Corsair RM1000x
Корпус — Thermaltake Core P3 (открытый стенд)
Операционная система — Microsoft Windows 10 Pro версия 20H2
Тестирование без радиатора, как есть
После установки нового накопителя в систему, необходимо разметить накопитель в файловую систему NTFS при помощи встроенной утилиты ОС «Управление дисками». Получаем чистый объем 465,75 Гигабайт, что свойственно накопителям с указанием объема 500 Гигабайт.
Утилита CrystalDiskInfo показывает, что с накопителя ничего не было прочитано и на накопитель ничего не было записано. А также у SSD всего одно включение и 0 часов работы. Это абсолютно новый SSD без какого-либо использования, даже производителем. Стартовая температура после первого включения составила 55 градусов.
Раздел «Датчики» утилиты AIDA64 показывает, что на нашем накопителе два датчика температуры. И это вызывает удивление, такое я встречал на NVMe SSD Samsung. А тут в недорогом накопителе от Kingston.
И уже на первом тесте в CrystalDiskMark накопитель показывает результаты гораздо выше, чем было заявлено производителем. 2532 МБ/сек на чтение и 1961 МБ/сек на запись, против 2100 и 1700 соответственно. Результат поражает, в хорошем смысле.
Далее проверяем накопитель утилитой AS SSD Benchmark и получаем 5528 баллов. А это уровень NVMe PCIe накопителей уровня «выше среднего» или «почти ТОП».
График полученный в ATTO Disk Benchmark показывает на чтение и запись почти 3 ГБ/сек. И тут я считаю, что в компании Phison знают, как сделать, чтобы график показал великолепные результаты. В любом случае, тут все хорошо. Просадок по скорости нет.
Программа AJA Video Systems на удивление показывает результаты выше, чем заявлено производителем. И это тоже приятно удивляет.
После паузы пора приступить к заполнению SSD, во время которого мы узнаем объем буфера (SLC-кэша). Для этого поочередно записываем папку объемом 100 Гигабайт с другого NVMe SSD.
И уже на записи первой папки мы получаем объем буфера размером 28 Гигабайт. Скорость до его переполнения держится на отметке 1,7-1,6 ГБ/сек, а после падает до 630 МБ/сек. К концу записи первой папки скорость падает до 550 МБ/сек.
На записи второй папики накопитель нагревается до 83 градусов, а скорость падает снова, до 450 МБ/сек. И это очень похоже на троттлинг, а следовательно, будем тестировать накопитель снова, но уже с установленным радиатором от материнской платы X570 AORUS MASTER. На записи еще двухсот гигабайт никаких отличий не происходит — температура 83, 84 градуса, а скорость 450 МБ/сек.
Второй тест CrystalDiskMark после пятнадцатиминутной паузы проводим на уже заполненном SSD. При заполнении на 86% или 401 Гигабайт, накопитель теряет в скорости линейной записи. Но все равно это отличный показатель скорости, уровня, заявленного производителем.
Тест линейной записи AIDA64 повторяет результаты, полученные на тесте реальной скорости записи. За исключением троттлинга, тут он не наступает. И после переполнения буфера, скорость держится на отметке 600 МБ/сек.
Утилитой от Вадима Очкина проверяем накопитель на контроллер и чипы памяти. Выясняем, что тут 96-слойные TLC чипы от Toshiba. Ну, а контроллер подтвердился с тем, что мы видели своими глазами, Phison PS5013-E13. Опасения по поводу QLC чипов памяти не подтвердились.
После тестов и паузы 15 минут, SSD Kingston NV1 500GB SNVS-500G держит температуру 64-65 градусов. Достаточно горячо. Максимальная температура за все время тестов была 84 градуса. А первый тест съел 1295 Гигабайт и так невысокого заявленного ресурса.
Тестирование с радиатором X570 AORUS MASTER
Далее устанавливаем алюминиевый радиатор от материнской платы X570 AORUS MASTER длиной 110 мм.
Тест на пустом накопителе показывает результаты, как без радиатора.
Тест реальной записи показывает такой же буфер, как без радиатора. Но при этом к концу записи скорость не падает ниже 600 МБ/сек.
Также скорость не падает и при записи еще трехсот гигабайт. Троттлинга нет, а значит радиатор делает свое дело.
В этот раз я решил проверить какой буфер имеет SSD Kingston NV1 500GB SNVS-500G, при заполнении на 400 Гигабайт. Буфер ожидаемо уменьшился, но всего до 18 Гигабайт. И это достойный результат. Тем более для такого недорого SSD.
Тест линейной записи AIDA64 ничем не отличается от теста без радиатора.
Что же касается температур, то в простое накопитель держится на отметке 61 градус, а максимальная температура всего 77 градусов. Троттлинга не было.
Производительность
Тестовые платформы
Обзорные тестирования корпоративных SSD мы проводим на серверных платформах Lenovo ThinkSystem SR850 (тестирование приложений) и Dell PowerEdge R740xd (синтетические бенчмарки). ThinkSystem SR850 – это хорошо оснащенная четырехпроцессорная платформа, которая предлагает вычислительную мощность, более чем достаточную для того, чтобы по максимуму нагрузить высокопроизводительный накопитель. Синтетические тесты не требуют стольких ресурсов, поэтому их мы запускаем на более традиционном двухпроцессорном сервере. В обоих случаях наша цель – показать работу накопителя в наиболее выгодном свете, на уровне максимальных характеристик, заявленных производителем.
Lenovo ThinkSystem SR850:
- четыре процессора Intel Platinum 8160 (2,1 ГГц x 24 ядра);
- 16 модулей памяти по 32 ГБ DDR4-2666 МГц ECC;
- два RAID-контроллера 930-8i 12 Гбит/с;
- восемь NVMe-отсеков;
- операционная система VMware ESXI 6.5.
Dell PowerEdge R740xd:
- два процессора Intel Gold 6130 (2,1 ГГц x 16 ядер);
- четыре модуля памяти по 16 ГБ DDR4-2666 МГц ECC;
- RAID-контроллер PERC 730 2 ГБ 12 Гбит/с;
- встроенный NVMe-адаптер;
- операционная система Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64.
Методология тестирования
Тестовый пакет StorageReview Enterprise Test Lab позволяет составить гибкую программу тестирования накопителей корпоративного класса в рабочей среде, приближенной к той, с которой имеют дело администраторы в условиях реальной эксплуатации серверов. Пакет Enterprise Test Lab обеспечивает достаточное разнообразие конфигураций серверов, сетей, режимов энергопотребления и других параметров инфраструктуры; благодаря этому мы можем адекватно воссоздавать условия реальной эксплуатации серверных систем и с высокой точностью измерять показатели производительности подсистем хранения данных.
Эти подробности мы приводим здесь для того, чтобы профессионалы IT или закупщики, отвечающие за приобретение накопителей для организации, могли представить, в каких условиях были получены приведенные в обзоре результаты. Все наши обзоры пишутся без участия наблюдателей из компаний-производителей тестируемой продукции и тестового оборудования и не оплачиваются этими компаниями.
Анализ тестовой нагрузки и результаты тестирования
Чтобы определить характеристики производительности накопителя корпоративного класса, нужно по существу создать модель инфраструктуры, работающую с приложениями, которые используются в реальных условиях. Соответственно, наши бенчмарки выявляют производительность накопителей при онлайн-обработке транзакций (OLTP) в MySQL с помощью SysBench и в Microsoft SQL Server с помощью модельной нагрузки TPPC-C. В наших тестах на каждом накопителе создается от 2 до 4 виртуальных машин (ВМ) одинаковой конфигурации.
Производительность в SQL Server (TPPC-C)
В SQL Server каждая ВМ включает в себя два виртуальных диска: загрузочный диск объемом 100 ГБ и диск объемом 500 ГБ, на котором размещается база данных и загрузочные файлы. В части системных ресурсов каждая конфигурация ВМ содержит 16 виртуальных CPU, 64 ГБ DRAM и использует SCSI SAS-контроллер LSI Logic. И если в Sysbench предварительно собранная платформа тестируется в первую очередь на скорость операций I/O и эффективное использование емкости накопителя, то тест SQL помогает определить значения времени задержки.
Этот тест работает с версией SQL Server 2014, которая запускается на гостевой ВМ под управлением операционной системы Windows Server 2012 R2; стрессовой нагрузкой является приложение Quest Benchmark Factory для баз данных. В программе OLTP-тестирования StorageReview на базе Microsoft SQL Server используется текущий проект бенчмарка C из пакета Transaction Processing Performance Council (TPPC-C), который является моделью онлайн-обработки транзакций и имитирует сложную последовательность действий, связанную с работой многих приложений. Бенчмарк TPPC-C стоит ближе к синтетическим тестам, определяющим сильные и слабые стороны серверных накопителей, проявляющиеся в работе с базами данных. В нашем случае каждая ВМ работала с базой данных SQL Server размером 333 ГБ (1500 scale); производительность и время задержки при обработке транзакций измерялись под нагрузкой в 15000 виртуальных пользователей.
Тестовая конфигурация SQL Server (в каждой ВМ)
- ОС Windows Server 2012 R2
- Дисковое пространство: 600 ГБ занято, 500 ГБ используется
- СУБД SQL Server 2014:
- размер базы данных: 1500 scale
- количество виртуальных клиентов: 15000
- буфер RAM: 48 ГБ
- 2,5 ч – настройка конфигурации
- 30 мин – прогон теста
По результатам транзакционного бенчмарка с SQL Server диск Kingston DC500R оказался лишь слегка позади Samsung 883 DCT, показав суммарную производительность 6290,6 TPS (транзакций в секунду).
Еще более наглядным, чем TPS, показателем производительности накопителя в SQL Server является время задержки. Здесь Kingston DC500R показал одинаковое время с Samsung 860 DCT – 26,5 мс.
Производительность в MySQL (Sysbench)
Следующий бенчмарк определяет OLTP-производительность при работе с базой данных Percona MySQL; измерение показателей производительности осуществляется с помощью SysBench. В этом тесте определяется среднее число транзакций в секунду (TPS), среднее время задержки, а также среднее время задержки при наиболее неблагоприятном сценарии (99th percentile).
В Sysbench каждая ВМ-конфигурация включает в себя три виртуальных диска: один загрузочный диск (примерно 92 ГБ), один диск с предустановленной базой данной (примерно 447 ГБ) и один диск для тестовой базы данных (270 ГБ). В части системных ресурсов каждая ВМ содержит 16 виртуальных CPU, 60 ГБ DRAM и использует SCSI SAS-контроллер LSI Logic.
Тестовая конфигурация для Sysbench (в каждой ВМ)
- Операционная система CentOS 6.3 64-bit
- БД Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1:
- число таблиц БД: 100
- размер БД: 10000000
- число потоков БД: 32
- буфер RAM: 24 ГБ
- 2 ч – настройка конфигурации 32 потоков
- 1 ч – прогон 32 потоков
В транзакционном бенчмарке Sysbench диск DC500R оказался позади всех остальных с результатом 1680,47 TPS.
Среднее время задержки – 76,2 мс – также отправляет DC500R на дно турнирной таблицы.
По результатам худшего сценария диск DC500R снова занимает последнее место с временем задержки 134,9 мс.
Тесты VDBench
Когда речь идет о тестировании накопителей, то тесты с реальными приложениями являются более предпочтительными по сравнению с синтетическими тестами. Но, хотя синтетические бенчмарки неидеальны с точки зрения их соответствия реальным рабочим нагрузкам, с точки зрения повторяемости тестовых задач и нормирования результатов они оказываются удобным инструментом для сравнительного тестирования конкурирующих аналогов. Эти бенчмарки предлагают широкий набор тестовых профилей – от типовых «краеугольных» тестов на перенос баз данных определенного размера до создания копий различных инфраструктур виртуализации рабочего стола (VDI). Во всех тестах используется один и тот же генератор нагрузки vdBench с программным движком, который обеспечивает автоматическую обработку и запись результатов большими кластерами. Это позволяет задавать одну и ту же нагрузку для целого ряда накопителей – как дисковых массивов, так и отдельных дисков. У нас в этих тестах диски целиком заполнялись данными, при этом были выделены разделы, занимающие по 25% емкости диска. Это было сделано с целью моделирования возможного варианта взаимодействия накопителя с нагрузочным приложением – отличного от полностью «хаотичных» тестов, в которых задействуется сразу весь диск, а затем процесс обработки данных приходит в равновесное состояние (с установившейся скоростью). То есть приведенные ниже графики получены при более стабильных скоростях записи.
- 4 KБ случайная запись: 100% (только запись), 64 потока, скорость I/O 0-120%
- 64 KБ последовательное чтение: 100% (только чтение), 16 потоков, скорость I/O 0-120%
- 64 KБ последовательная запись: 100% (только запись), 8 потоков, скорость I/O 0-120%
- Синтетические базы данных: SQL и Oracle
- Копирование VDI (полное копирование и создание связанных копий)
В первом тесте VDBench – на 4-КБ случайное чтение – диск Kingston DC500R показал впечатляющий результат: задержка в пределах 1 мс вплоть до выхода на скорость 80000 IOPS и максимальная скорость 80209 IOPS при задержке 1,59 мс.
В тесте на 4-КБ случайную запись все диски показали примерно одинаковые результаты с максимальной скоростью чуть более 63000 IOPS при задержке 2 мс.
В части последовательной нагрузки рассмотрим сначала тест на 64-KБ чтение. Здесь накопитель Kingston работал с задержкой менее 1 мс до выхода на скорость 5200 IOPS (или 325 МБ/с) и в итоге занял второе место с максимальной скоростью 7183 IOPS (449 МБ/с) и задержкой 2,22 мс.
В тесте на последовательную запись диск Kingston продемонстрировал лучшую по сравнению с остальными производительность, сохранив задержку в пределах 1 мс до выхода на скорость 5700 IOPS (356 МБ/с) и показав максимальную скорость 6291 IOPS (395 МБ/с) при задержке 2,51 мс.
Далее мы переходим к задачам SQL, и здесь диск Kingston DC500R смог показать только самый быстрый выход задержки за пределы 1 мс – во всех трех тестах. А максимальная скорость DC500R в первом тесте составила 26411 IOPS при задержке 1,2 мс.
В тесте SQL 90-10 диск Kingston занял последнее место с максимальной скоростью 27339 IOPS при задержке 1,17 мс.
В тесте SQL 80-20 эта тенденция продолжается. Здесь диск Kingston показал максимальную производительность 29576 IOPS при задержке 1,08 мс.
В тестах с Oracle накопитель DC500R снова занимает последние места, но на этот раз все-таки удерживает время задержки в пределах 1 мс в двух тестах из трех. В первом тесте Kingston достиг максимальной скорости 29098 IOPS с величиной задержки 1,18 мс.
В тесте Oracle 90-10 диск DC500R показал пиковую производительность 24555 IOPS при задержке 894,3 мкс.
Результат Kingston в Oracle 80-20 – максимум 26401 IOPS при задержке 831,9 мкс.
Переходим к созданию копий VDI – полных и связанных ссылками. В тесте VDI Full Clone (FC) Boot диск Kingston опять занял последнее место с выходом за пределы миллисекундной задержки на скорости около 12000 IOPS и итоговым максимальным результатом 16203 IOPS при задержке 2,14 мс.
В VDI FC Initial Login диск Kingston продемонстрировал более высокие показатели, заняв в итоге второе место (очень близкое к третьему). Диск сохранял задержку в пределах миллисекунды до скорости 11000 IOPS и вышел на максимальную скорость 13652 IOPS при задержке 2,18 мс.
Аналогичный результат у Kingston мы видим и в VDI FC Monday Login. Хотя диск Seagate Nytro 1351 продемонстрировал немного более высокую пиковую производительность, диск Kingston по ходу теста сохранял лучшее время задержки. Пиковая производительность DC500R составила 11897 IOPS при задержке 1,31 мс.
Переходим к созданию связанных копий (Linked Clone, LC). В загрузочном тесте диск Kingston занял последнее место с выходом за пределы миллисекундной задержки на скорости менее 6000 IOPS. Пиковая производительность DC500R составила 7861 IOPS при задержке 2,03 мс.
Однако в VDI LC Initial Login наш диск вернулся на второе место, удерживая величину задержки в пределах 1 мс почти до пиковой скорости – 7950 IOPS, где задержка составила 1,001 мс.
И, наконец, в последнем тесте – VDI LC Monday Login – диск Kingston снова оказался вторым с максимальной скоростью 9205 IOPS и задержкой 1,72 мс. Время задержки в пределах 1 мс диск удерживал до скорости 6400 IOPS.
