Обзор SSD Kingston E50

Описание

Kingston E50 относится к классу корпоративных SSD начального уровня. Заявлены гарантированный ресурс в 3 перезаписи в день (DWPD) и достаточно высокие показатели производительности. У Kingston есть и старшая модель — Kingston E100 с ресурсом в 10 DWPD, обзор которой был опубликован в техническом блоге True System. Kingston E50 и E100 присутствуют в списках совместимости RAID-контроллеров Adaptec by PMC и Avago (LSI).

Серия E50 состоит из трёх моделей ёмкостью 100ГБ, 240ГБ, 480ГБ и позиционируется для нагрузок с преимущественным чтением (web-серверы, базы данных с небольшой нагрузкой на запись, SSD-кэш на чтение). Конкурентами на сегодняшний день являются следующие SSD: Intel S3500 (условно из-за на порядок меньшего ресурса), OCZ Intrepid 3600, Toshiba HK3R (недавно анонсирован выпуск обновлённой серии HK3R2) и Micron M500DC. Результаты тестов будут сравниваться с Toshiba HK3R аналогичной ёмкости (см. обзор в техническом блоге True System. Показатели некоторых других SSD из этого списка можно найти в обзорах на сайте StorageReview: Intel S3500, OCZ Intrepid 3600, Micron M500DC.

Характеристики

• Модельный ряд: 100ГБ, 240ГБ, 480ГБ
• Форм-фактор: 2,5"
• Интерфейс: SATA3 (6Гбит/с), обратная совместимость с SATA2
• Отображаемый размер сектора: 512 байт (логический/физический)
• Шифрование: автоматическое шифрование (AES, 128 бит)
• Контроллер: SandForce-SF2581
• Заявленная производительность
  • Последовательный доступ: 550/530МБ/с
  • Случайный доступ блоками 4КиБ: 100ГБ — 27000/82000 IOPS, 240ГБ — 48000/72000 IOPS, 480ГБ — 53000/32000 IOPS
• Доступные параметры SMART: отслеживание надежности, сбор информации об интенсивности использования, оценка срока службы, выравнивание износа, мониторинг температуры
• Ресурс:
  • 100ГБ: 310ТБ (3 DWPD)
  • 240ГБ: 739ТБ (3 DWPD)
  • 480ГБ: 1747ТБ (3 DWPD)
• Энергопотребление: 1,25 Вт при простое/1,27 Вт (среднее)/1,43 Вт (макс.) при чтении/2,74 Вт (макс.) при записи
• Срок ограниченной гарантии: 3 года

Официальная спецификация.

Результаты тестирования

Условия тестирования

Конфигурация тестового стенда:

• Процессор Intel Xeon E5606
• 40ГБ памяти
• Системная плата Supermicro X8DT3-F
• Контроллер Adaptec 7805H (SAS2 HBA)
• CentOS Linux 6.6 X86_64
• Для генерации нагрузки применялся FIO версии 2.1.13

Тестируемое устройство:

• Kingston E50 480ГБ (SE50S3480G)
• Серийный номер: 50026B723A0B8E93
• Прошивка: 516KE1
• Объём: 447,13ГиБ

Мы тестируем SSD в нашей лаборатории в полном соответствии со спецификацией SNIA Solid State Storage Performance Test Specification Enterprise v1.1. Данная спецификация описывает алгоритмы различных тестов и формат отчетов. Для данной статьи вместо полного PDF-отчета в формате, описанном спецификацией, были выбраны только графики окончательных результатов по первым четырем тестам:

• IOPS Test. Измеряется количество IOPS'ов (операций ввода-вывода в секунду) для блоков различного размера (1024КиБ, 128КиБ, 64КиБ, 32КиБ, 16КиБ, 8КиБ, 4КиБ, 0.5КиБ) и случайного доступа с различным соотношением чтение/запись (100/0, 95/5, 65/35, 50/50, 35/65, 5/95, 0/100).
• Throughput Test. Тестируется пропускная способность при последовательном доступе: чтение и запись блоками 1МиБ и 128КиБ.
• Latency Test. Измеряется значение средней и максимальной задержки для различных размеров блока (8КиБ, 4КиБ, 0.5КиБ) и соотношений чтение/запись (100/0, 65/35, 0/100) при минимальной глубине очереди (1 поток с QD=1).
• Write Saturation Test. Тестируется изменение производительности (IOPS и задержка) при непрерывной нагрузке на случайную запись блоками 4КиБ.

Для первых трех тестов проводится серия замеров из 25 раундов длительностью 1 минута каждый. Перед тестом производится зануление, затем — предварительная нагрузка: последовательная запись блоками 128КиБ до достижения 2-кратной емкости. Далее выбирается по одной из величин окно установившегося состояния (4 раунда), которое проверяется построением графика. Критерии установившегося состояния: линейная аппроксимация в пределах окна не должна выходить за границы 90%/110% среднего значения.

Для теста Write Saturation Test используется 600 раундов длительностью 1 минута каждый. Среднее и максимальное значение задержек замеряется в пределах каждого раунда.

SNIA PTS: IOPS test (IOPS при варьировании размера блока и соотношения чтение/запись)

При стандартной для нашей реализации тестов SNIA PTS нагрузке в 8 потоков с глубиной очереди 16 для Kingston E50 были получены следующие результаты измерения IOPS:

Для блока 4КиБ — 50634 IOPS на чтение и 11297 IOPS на запись. Данный тест не обеспечивает выхода на режим полного насыщения, производительность на запись в худшем сценарии (непрерывная 10-часовая нагрузка) см. ниже в тесте Write Saturation Test.

2D-график:

SNIA PTS: throughput test (пропускная способность при последовательном доступе)

Сразу видно, что для последовательного доступа Kingston указывал пиковые значения производительности, полученные на "свежем" SSD. После положенного preconditioning'а скорость записи падает до 270 МиБ/с. Результат, конечно, хуже, чем у конкурента, но будем помнить, что SSD подобного класса никто не будет использовать при большой нагрузке на запись, тем более последовательной, с которой хорошо справляются и обычные HDD.

SNIA PTS: latency test (задержка при QD=1)

На данном графике — среднее значение задержки при одном потоке с глубиной очереди 1 в зависимости от размера блока и соотношения чтение/запись (100% чтение, 65/35 чтение/запись, 0/100 = 100% запись). Максимальное значение задержки в тех же условиях (в пределах каждого 60-секундного раунда). Kingston E50 отстаёт от Toshiba HK3R по уровню задержки, но демонстрирует более стабильное значение — максимумы при 100% записи и смешанной нагрузке ниже.

SNIA PTS: write saturation test (насыщение при случайной записи блоками 4КиБ)

Тяжёлый и не совсем подходящий для "read-intensive" SSD тест: 10 часов записи небольшими блоками. Специфика архитектуры (запись возможна только в предварительно стёртый блок относительно большого объёма) такова, что контроллер SSD вынужден использовать новые чистые блоки для каждой записи, что ведёт к быстрому их исчерпанию. На графике для любого SSD будет заметно резкое снижение производительности в тот момент, когда свободные блоки заканчиваются и контроллер вынужден начать интенсивный перенос валидных данных.

Kingston E50 проседает до 2000 IOPS. Такой результат мог считаться хорошим 1,5-2 года назад, но сейчас он выглядит хорошо лишь на фоне SSD десктопного класса.

Вместе с падением IOPS растёт задержка, причём у Kingston E50 — чуть ли не на порядок. Столь печальную ситуацию с максимальной задержкой можно увидеть разве что у OCZ Intrepid 3600/3800. При реальном использовании это, конечно, может и никак не сказаться, но Toshiba HK3R ведёт себя явно лучше. Столь печальную ситуацию с максимальной задержкой можно увидеть разве что у OCZ Intrepid 3600/3800. При реальном использовании это, конечно, может и никак не сказаться, но Toshiba HK3R ведёт себя явно лучше.

8k 70/30 read/write saturation test (насыщение при случайном чтении/записи блоками 8КиБ)

В более подходящем для SSD данного класса тесте отставание уже не столь значительное: снижение до 12000 IOPS при практически линейном росте задержки. На Kingston E50 хорошо действует дополнительный overprovisioning до 400ГБ (373ГиБ) — см. синий цвет на графиках. (например, такую ёмкость изначально использует OCZ Intrepid S3600). Сделать его можно любым из подходящих способов: HPA через hdparm или просто создать раздел (тут важно не забыть про выравнивание, желательно по границам в 1МиБ).

На графике задержки особенно заметна польза от дополнительного OP. Всего минус 16,5% ёмкости и SSD существенно лучше себя чувствует даже при экстремальной нагрузке. Конечно, отставание от Toshiba HK3R остаётся, но в реальных условиях будет больше времени на подготовку свободных блоков и разница будет несущественной, дополнительное "пространство для манёвра" позволит удержать производительность на достойном уровне.

Максимальное значение задержки остаётся на приемлемом (для синтетического теста с большой глубиной очереди) уровне даже без дополнительного OP:

8k 70/30 read/write variable QD (IOPS и задержка при варьировании числа потоков и глубины очереди на поток)

Данный тест не предусматривает полного насыщения, проводится лишь стандартный preconditioning — такие условия работы больше соответствуют реальной нагрузке. Одиночные SATA диски вполне ожидаемо достигают максимума производительности при эффективной глубине очереди равной 32 (например, 2 потока с QD=16, 4 потока с QD=8 и т.д.). Отставание от Toshiba HK3R становится совсем незначительным.

Заключение

По производительности Kingston E50 отстаёт от конкурентов, особенно при значительной нагрузке на запись. Но SSD позиционируется для преимущественных нагрузок на чтение, где протестированный SSD обладает вполне приемлемым уровнем производительности. Для других сценариев выбирают SSD соответствующего класса с ресурсом от 10 перезаписей в день.

Плюсы:

• Наличие всех атрибутов SSD enterprise-класса: защита кэша, гарантированный ресурс, приемлемая производительность в состоянии насыщения, совместимость с аппаратными RAID-контроллерами.
• Наличие на рынке. При сопоставимой с Intel S3500 цене Kingston E50 предлагает на порядок больший ресурс на запись (3 против 0,3 DWPD). Сильные конкуренты в лице Toshiba HK3R/HK3R2, Micron M500DC и OCZ Intrepid 3600 доступны только под заказ и обладают меньшим ресурсом (1 DWPD у Toshiba и OCZ, 2.3 DWPD — Micron).

Минусы:

• При серьёзных нагрузках на запись отстаёт от большинства конкурентов в производительности.