Testbericht zur Kingston DC500M Enterprise SSD

Das im März dieses Jahres auf den Markt gebrachte Kingston Data Center DC500M ist eine SATA-Enterprise-SSD, die das neueste 3D-TLC-NAND nutzt. Die neue SSD von Kingston setzt die strengen QoS-Anforderungen des Unternehmens um, um eine vorhersehbare zufällige I/O-Leistung sowie vorhersehbar niedrige Latenzen über ein breites Spektrum an Lese- und Schreib-Workloads sicherzustellen. Bei dem die DC500R (R steht für Read Intensiv) tendierte dazu, mit zunehmender Schreibaktivität ins Hintertreffen zu geraten. Die DC500M ist darauf ausgelegt, diese Art von Arbeitslasten zu übertreffen.

Das im März dieses Jahres auf den Markt gebrachte Kingston Data Center DC500M ist eine SATA-Enterprise-SSD, die das neueste 3D-TLC-NAND nutzt. Die neue SSD von Kingston setzt die strengen QoS-Anforderungen des Unternehmens um, um eine vorhersehbare zufällige I/O-Leistung sowie vorhersehbar niedrige Latenzen über ein breites Spektrum an Lese- und Schreib-Workloads sicherzustellen. Bei dem die DC500R (R steht für Read Intensiv) tendierte dazu, mit zunehmender Schreibaktivität ins Hintertreffen zu geraten. Die DC500M ist darauf ausgelegt, diese Art von Arbeitslasten zu übertreffen.

Daher ist die neue Kingston SSD auf Anwendungsfälle wie Mainstream-Unternehmensserver, Hyperscale-Rechenzentrumsserver und Cloud-Service-Provider ausgerichtet, die kostengünstigen, leistungsstarken Speicher benötigen. Es verfügt außerdem über einen integrierten Power Loss Protection (PLP) mit Leistungskondensatoren, der Flugdaten auf das NAND schreibt, um das Risiko beschädigter Daten bei Ereignissen wie einem plötzlichen Stromausfall zu verringern.

In Bezug auf die Leistung wird angegeben, dass die DC500M sequentielle Lese- und Schreibgeschwindigkeiten von bis zu 555 MB/s bzw. 520 MB/s liefert und gleichzeitig stabile 4K-Lese- und Schreibvorgänge von 98,000 IOPS bzw. 75,000 IOPS erreicht (nur für die beiden höchsten Kapazitäten).

Ausgestattet mit einer 5-Jahres-Garantie und kostenlosem technischen Support ist die Kingston DC500M in den Kapazitäten 480 GB, 960 GB, 1.92 TB und 3.84 TB erhältlich. Für diesen Test schauen wir uns die Kapazität von 3.84 TB an.

Technische Daten des Kingston Data Center DC500M

Kingston DC500M PeLeistung

Testbed

Unsere Enterprise-SSD-Bewertungen nutzen a Lenovo Think System SR850 für Anwendungstests und a Dell PowerEdge R740xd für synthetische Benchmarks. Das ThinkSystem SR850 ist eine gut ausgestattete Quad-CPU-Plattform, die eine CPU-Leistung bietet, die weit über das hinausgeht, was zur Belastung des leistungsstarken lokalen Speichers erforderlich ist. Synthetische Tests, die nicht viele CPU-Ressourcen erfordern, verwenden den traditionelleren Dual-Prozessor-Server. In beiden Fällen besteht die Absicht darin, den lokalen Speicher im bestmöglichen Licht zu präsentieren, das mit den maximalen Laufwerksspezifikationen des Speicheranbieters übereinstimmt.

Lenovo Think System SR850

• 4 x Intel Platinum 8160 CPU (2.1 GHz x 24 Kerne)
• 16 x 32 GB DDR4-2666 MHz ECC-DRAM
• 2 x RAID 930-8i 12 Gbit/s RAID-Karten
• 8 NVMe-Schächte
• VMware ESXI 6.5

Dell PowerEdge R740xd

• 2 x Intel Gold 6130 CPU (2.1 GHz x 16 Kerne)
• 4 x 16 GB DDR4-2666 MHz ECC-DRAM
• 1x PERC 730 2GB 12Gb/s RAID-Karte
• Add-in-NVMe-Adapter
• Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64

Testhintergrund 

Die StorageReview Enterprise Test Lab bietet eine flexible Architektur für die Durchführung von Benchmarks für Unternehmensspeichergeräte in einer Umgebung, die mit der Umgebung vergleichbar ist, die Administratoren in realen Bereitstellungen vorfinden. Das Enterprise Test Lab umfasst eine Vielzahl von Servern, Netzwerken, Stromkonditionierungs- und anderen Netzwerkinfrastrukturen, die es unseren Mitarbeitern ermöglichen, reale Bedingungen zu schaffen, um die Leistung während unserer Überprüfungen genau zu messen.

Wir integrieren diese Details zur Laborumgebung und zu den Protokollen in Überprüfungen, damit IT-Experten und diejenigen, die für die Speicherbeschaffung verantwortlich sind, die Bedingungen verstehen können, unter denen wir die folgenden Ergebnisse erzielt haben. Keine unserer Bewertungen wird vom Hersteller der von uns getesteten Geräte bezahlt oder überwacht. 

Analyse der Anwendungsauslastung

Um die Leistungsmerkmale von Unternehmensspeichergeräten zu verstehen, ist es wichtig, die Infrastruktur und die Anwendungs-Workloads in Live-Produktionsumgebungen zu modellieren. Unsere Benchmarks für die Kingston DC500M sind daher die MySQL OLTP-Leistung über SysBench und  Microsoft SQL Server OLTP-Leistung mit einer simulierten TCP-C-Arbeitslast. Für unsere Anwendungs-Workloads werden auf jedem Laufwerk zwei bis vier identisch konfigurierte VMs ausgeführt.

SQL Server-Leistung

Jede SQL Server-VM ist mit zwei vDisks konfiguriert: einem 100-GB-Volume für den Start und einem 500-GB-Volume für die Datenbank und Protokolldateien. Aus Sicht der Systemressourcen haben wir jede VM mit 16 vCPUs und 64 GB DRAM konfiguriert und den LSI Logic SAS SCSI-Controller genutzt. Während unsere zuvor getesteten Sysbench-Workloads die Plattform sowohl in Bezug auf Speicher-I/O als auch in Bezug auf die Kapazität ausgelastet haben, wird beim SQL-Test nach der Latenzleistung gesucht.

Dieser Test verwendet SQL Server 2014, das auf Windows Server 2012 R2-Gast-VMs ausgeführt wird, und wird durch Quests Benchmark Factory für Datenbanken belastet. StorageReviews Microsoft SQL Server OLTP-Testprotokoll verwendet den aktuellen Entwurf des Benchmark C (TPC-C) des Transaction Processing Performance Council, einen Online-Transaktionsverarbeitungs-Benchmark, der die Aktivitäten in komplexen Anwendungsumgebungen simuliert. Der TPC-C-Benchmark kommt der Messung der Leistungsstärken und Engpässe der Speicherinfrastruktur in Datenbankumgebungen näher als synthetische Leistungsbenchmarks. Jede Instanz unserer SQL Server-VM für diese Überprüfung verwendet eine SQL Server-Datenbank mit 333 GB (Maßstab 1,500) und misst die Transaktionsleistung und Latenz unter einer Last von 15,000 virtuellen Benutzern.

SQL Server-Testkonfiguration (pro VM)

• Windows Server 2012 R2
• Speicherbedarf: 600 GB zugewiesen, 500 GB genutzt
• SQL Server 2014
  • Datenbankgröße: Maßstab 1,500
  • Virtuelle Client-Auslastung: 15,000
  • RAM-Puffer: 48 GB
• Testdauer: 3 Stunden
  • 2.5 Stunden Vorkonditionierung
  • 30-minütiger Probezeitraum

Bei unserem SQL Server-Transaktions-Benchmark schnitt die Kingston DC500M gut ab und lag mit insgesamt 500 TPS knapp hinter der DC6,288.0R.

Ein besserer Hinweis auf die Leistung von SQL Server ist die Latenz im Vergleich zu TPS. Hier sehen wir, dass die Kingston DC500M mit 28.0 ms leicht hinter den Spitzenreitern zurückbleibt.  

Sysbench-Leistung

Der nächste Anwendungsbenchmark besteht aus a Percona MySQL OLTP-Datenbank gemessen über SysBench. Dieser Test misst die durchschnittliche TPS (Transaktionen pro Sekunde), die durchschnittliche Latenz und auch die durchschnittliche 99. Perzentil-Latenz.

. Systembankben Die VM ist mit drei vDisks konfiguriert: eine für den Start (~92 GB), eine mit der vorgefertigten Datenbank (~447 GB) und die dritte für die zu testende Datenbank (270 GB). Aus Sicht der Systemressourcen haben wir jede VM mit 16 vCPUs und 60 GB DRAM konfiguriert und den LSI Logic SAS SCSI-Controller genutzt.

Sysbench-Testkonfiguration (pro VM)

• CentOS 6.3 64-Bit
• Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
  • Datenbanktabellen: 100
  • Datenbankgröße: 10,000,000
  • Datenbankthreads: 32
  • RAM-Puffer: 24 GB
• Testdauer: 3 Stunden
  • 2 Stunden Vorkonditionierung von 32 Threads
  • 1 Stunde 32 Threads

Beim Sysbench-Transaktions-Benchmark belegte die DC500M mit soliden 500 TPS den zweiten Platz (und übertraf die DC2,052.3R).

Bei der durchschnittlichen Latenz von Sysbench belegte die DC500M mit 62.4 ms ebenfalls den zweiten Platz.

Bei der Latenz unseres Worst-Case-Szenarios (99. Perzentil) beendete der DC500M seine beeindruckende Sysbench-Leistung erneut auf dem zweiten Platz mit einer Latenz von 110.7 ms.

VDBench-Workload-Analyse

Beim Benchmarking von Speichergeräten sind Anwendungstests am besten und synthetische Tests stehen an zweiter Stelle. Obwohl sie keine perfekte Darstellung der tatsächlichen Arbeitslasten darstellen, helfen synthetische Tests dabei, Speichergeräte mit einem Wiederholbarkeitsfaktor zu vergleichen, der es einfach macht, Konkurrenzlösungen direkt miteinander zu vergleichen. Diese Workloads bieten eine Reihe unterschiedlicher Testprofile, die von „Vier-Ecken“-Tests über allgemeine Tests der Datenbankübertragungsgröße bis hin zu Trace-Erfassungen aus verschiedenen VDI-Umgebungen reichen. Alle diese Tests nutzen den gemeinsamen vdBench-Workload-Generator mit einer Skript-Engine, um Ergebnisse über einen großen Computing-Testcluster zu automatisieren und zu erfassen. Dadurch können wir dieselben Arbeitslasten auf einer Vielzahl von Speichergeräten wiederholen, einschließlich Flash-Arrays und einzelnen Speichergeräten. Unser Testprozess für diese Benchmarks füllt die gesamte Laufwerksoberfläche mit Daten und partitioniert dann einen Laufwerksabschnitt, der 25 % der Laufwerkskapazität entspricht, um zu simulieren, wie das Laufwerk auf Anwendungsauslastungen reagieren könnte. Dies unterscheidet sich von vollständigen Entropietests, bei denen 100 % des Antriebs genutzt und in einen stabilen Zustand versetzt werden. Infolgedessen spiegeln diese Zahlen höhere Dauerschreibgeschwindigkeiten wider.

Profile:

• 4K Random Read: 100 % Read, 128 Threads, 0-120 % Iorate
• 4K Random Write: 100 % Schreiben, 64 Threads, 0-120 % Iorate
• 64K sequentielles Lesen: 100 % Lesen, 16 Threads, 0-120 % Leserate
• 64K Sequentielles Schreiben: 100 % Schreiben, 8 Threads, 0-120 % Iorate
• Synthetische Datenbank: SQL und Oracle
• VDI-Vollklon- und Linked-Clone-Traces

In unserer ersten VDBench-Workload-Analyse, Random 4K Read, erzielte die Kingston DC500M beeindruckende Leistungswerte und blieb bis zu fast 1 IOPS unter einer Latenz von 77,000 ms. Es zeigte auch eine Spitzenleistung von 79,891 IOPS (1.6 ms), was nur um Haaresbreite unter den 500 IOPS der DC80,209R lag.

Bei zufälligen 4K-Schreibvorgängen erzielten alle getesteten Laufwerke nahezu identische Ergebnisse und erreichten knapp über 63,000 IOPS bei einer Latenz von 2 ms.

Kommen wir nun zu den sequentiellen Workloads und schauen uns zunächst unseren 64K-Lesetest an. In diesem Szenario hatte die Kingston DC500M eine Latenz von unter einer Millisekunde, bis sie etwas über 5,000 IOPS oder 360 MB/s erreichte. Bei der Spitzenleistung belegte das Kingston-Laufwerk mit 6,948 IOPS oder 434.3 MB/s bei einer Latenz von 2.3 ms den zweiten Platz, direkt neben dem Samsung 860 DCT.

Bei den sequentiellen Schreibvorgängen erzielte das Kingston-Laufwerk insgesamt die beste Leistung, wobei die Latenz bei unter einer Millisekunde lag, bis etwa 6,200 IOPS oder 380 MB/s, und der Spitzenwert bei 6,662 IOPS oder 416 MB/s bei einer Latenz von 2.38 ms lag.

Als Nächstes wenden wir uns unseren SQL-Workloads zu, bei denen die Kingston DC500M in allen drei Tests eine Latenzzeit von unter einer Millisekunde aufwies (die DC500R war die einzige Festplatte, bei der dies nicht der Fall war). Hier erreichte die DC500M eine Spitzenleistung von 42,178 IOPS und eine Latenz von 0.76 ms direkt neben der Samsung 860 DCT

Bei SQL 90-10 blieb das Kingston-Laufwerk mit einer Spitzenleistung von 41,476 IOPS und einer Latenz von 0.77 ms hinter den anderen Laufwerken.

In SQL 80-20 setzt sich dieser Trend fort. Hier erreichte die DC500M eine Spitzenleistung von 40,453 IOPS und eine Latenz von 0.79 ms.  

Bei den Oracle-Workloads pendelte sich die DC500M auf dem zweiten Platz ein und hielt durchgehend eine Latenz von unter einer Millisekunde aufrecht. Beim ersten Test erreichte das Kingston-Laufwerk eine Spitzenleistung von 2 IOPS bei einer Latenz von 38,164 μs.

Mit Oracle 90-10 erreichte die DC500M eine Spitzenleistung von 37,824 IOPS bei einer Latenz von 580μs.

Oracle 80-20 hatte das DC500M-Laufwerk mit 37,611 IOPS und einer Latenz von 581 μs, was mit den Seagate Nytro- und IronWolf-Laufwerken gleichauf war. 

Als nächstes wechselten wir zu unserem VDI-Klontest „Full and Linked“. Beim VDI Full Clone Boot spiegelte die DC500M erneut die Leistung der Samsung 860 DCT wider, durchbrach die Latenz von unter einer Millisekunde bei etwa 20,000 IOPS und erreichte einen Spitzenwert von 25,069 IOPS mit einer Latenz von 1.39 ms.

Bei der ersten VDI FC-Anmeldung behielt der DC500M eine Latenzzeit von unter einer Millisekunde bis zu etwa 13,000 IOPS bei und erreichte anschließend einen Spitzenwert von etwa 15,000 IOPS mit einer Latenz von 1.99 ms.

Der DC500M belegte im VDI FC Monday Login mit deutlichem Abstand allein den zweiten Platz. Hier erreichte das Kingston-Laufwerk eine Spitzenleistung von 13,800 IOPS bei einer Latenz von 1.15 ms.

Durch die Umstellung auf Linked Clone (LC) belegte der DC500M beim Boot-Test den 3. Platz und durchbrach die Latenz von unter einer Millisekunde um etwa 9,000 IOPS. Das Kingston-Laufwerk hatte eine Spitzenleistung von 13,831 IOPS und eine Latenz von 1.15 ms.

Beim VDI LC Initial Login belegte das Kingston-Laufwerk den zweiten Platz und hatte während des gesamten Tests eine Latenz von weniger als einer Millisekunde. In der Spitze zeigte das Laufwerk 9,385 IOPS bei einer Latenz von 0.847 ms.

Für unseren letzten Test werfen wir einen Blick auf VDI LC Monday Login. Auch hier schnitt das Laufwerk mit einer Spitzenleistung von 10,434 IOPS und einer Latenz von 1.52 ms wieder gut ab. Der DC500M hatte eine Latenz von weniger als einer Millisekunde bis etwa 8,000 IOPS.

Schlussfolgerung

Die DC500M ist eines der neuesten SATA-SSD-Angebote von Kingston und wurde für Unternehmen entwickelt, die eine höhere Schreibleistung benötigen, die im Allgemeinen in Umgebungen mit gemischter Arbeitslast zu finden ist. Die DC480M ist mit Kapazitäten von 3.84 GB bis 500 TB erhältlich und verfügt über 3D TLC NAND, AES 256-Bit-Verschlüsselung und strenge QoS-Anforderungen. Es verfügt außerdem über einen integrierten ECC-Datenintegritätsschutz zum Schutz vor Datenbeschädigung für einen durchgängigen Datenschutz sowie einen integrierten Stromausfallschutz bei Stromausfällen über Leistungskondensatoren und Firmware. Kingston gibt einen Ausdauerwert von 9,110 TBW für das 3.84-TB-Modell, sequentielle Geschwindigkeiten von bis zu 555 MB/s beim Lesen und 520 MB/s beim Schreiben sowie einen Durchsatz von bis zu 98,000 IOPS beim Lesen und 75,000 IOPS beim Schreiben an.

Um die Leistung zu testen, haben wir die Kingston DC500M mit einer Reihe beliebter SATA-SSDs verglichen, darunter auch mit ihren DC500R-Brüdern. Insgesamt zeigte die Kingston DC500M beeindruckende Ergebnisse, obwohl sie in unserer SQL-Anwendung mit einer TPS-Leistung von 6,288.0 etwas zurückfiel und mit einem niedrigeren Latenzprofil von 28.0 ms mithalten konnte. Während unserer Sysbench-Arbeitslast, die jedoch ein umfangreicheres Schreibprofil aufweist, haben sich die Dinge verbessert. Hier beschleunigte die DC500M ihr Tempo mit 2,052.3 TPS, einer durchschnittlichen Latenz von 62.4 ms und einer Latenz im schlimmsten Fall von 110.7 ms.

In unseren 4K-Zufallstests hat die Kingston DC500M 79,891 IOPS mit einer Latenz von 1.6 ms gemessen und etwa 63,000 IOPS mit einer Latenz von 2 ms gemeldet. Beim 64K-Lesen und Schreiben zeigte die DC500M Lesegeschwindigkeiten von 6,948 IOPS oder 434.3 MB/s mit einer Latenz von 2.3 ms bzw. 6,662 IOPS oder 416 MB/s mit einer Latenz von 2.38 ms. 

Bei synthetischen Workloads wie SQL und Oracle setzte die DC500M ihre solide Leistung fort, da das Laufwerk speziell dafür entwickelt wurde, in schreibintensiven Umgebungen hervorragende Leistungen zu erbringen. Bei unseren SQL-Workloads blieb die Latenz durchgehend im Bereich von weniger als einer Millisekunde, obwohl sie in der Bestenliste etwas zurückfiel. Unsere Oracle-Tests zeigten jedoch, dass sich die DC500M in allen drei Tests auf dem zweiten Platz bewegte. In Linked- und Full-Clone-VDI-Benchmarks erzielte die Kingston DC3M eine solide Spitzenleistung von 500 IOPS, 25,069 IOPS und 15,000 IOPS für Vollstart-, Anmelde- und Montagsprofile, während LC 13,800 IOPS, 13,831 IOPS bzw. 9,385 IOPS anzeigte. 

Insgesamt schnitt die Kingston DC500M recht gut ab und baute auf der starken Leistung auf, die wir mit der leseintensiven DC500R gesehen haben, mit erhöhter Schreibleistung. In den meisten unserer Benchmarks blieb es an der Spitze, wobei bestimmte Benchmarks wie die sequenzielle Schreibleistung die Nase vorn hatten. Für Unternehmenskäufer, die ein konkurrenzfähiges SATA-Angebot für Boot- oder gemischte Workloads suchen, ist die neue DC500M eine sehr solide Option.

Kingston DC500M

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