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三星 983 DCT NVMe SSD 評測

by 亞當·阿姆斯特朗

三星 983 DCT 是該公司最新的數據中心 SSD。 983 DCT 採用 NVMe 接口,有兩種外形尺寸:2.5 英寸和 M.2。 該驅動器由久經考驗的三星組件及其久經考驗的 V-NAND 構建而成。 該驅動器專門針對性能而設計,還提供端到端數據保護、通過 Samsung SSD Toolkit 軟件進行更高效的管理以及 5 年保修。


三星 983 DCT 是該公司最新的數據中心 SSD。 983 DCT 採用 NVMe 接口,有兩種外形尺寸:2.5 英寸和 M.2。 該驅動器由久經考驗的三星組件及其久經考驗的 V-NAND 構建而成。 該驅動器專門針對性能而設計,還提供端到端數據保護、通過 Samsung SSD Toolkit 軟件進行更高效的管理以及 5 年保修。

該公司最近更新了其數據中心驅動器,其中 983 DCT 是旨在實現高速和高響應能力的驅動器。 三星表示將通過 NVMe 技術及其 Phoenix 控制器實現這一目標。 對於 2.5 英寸版本,該公司表示 983 DCT 可以達到高達 3,400MB/s 的順序速度,以及高達 580,000 IOPS 的隨機吞吐量。 

如前所述,三星 983 DCT 具有 M.2 和 2.5 英寸兩種外形規格。 對於本次審查,我們關注的是 1.92TB、2.5 英寸的外形規格。 

三星 983 DCT 規格

外形 2.5“
容量 960GB 1.92TB
介面 PCIe Gen 3 x4,NVMe 1.2b
NAND閃存 三星V-NAND
調節器 三星鳳凰
加密支持 AES 256位
性能 
順序閱讀 高達 3.3GB/秒 高達 3.4GB/秒
順序寫入 高達 1.3GB/秒 高達 2.2GB/秒
隨機讀取(4K,QD32) 440K IOPS 580K IOPS
隨機寫入(4K,QD32) 46K IOPS 52K IOPS
QoS 讀取(99.99%,4KB,QD1) 最高0.13ms
QoS 寫入(99.99%,4KB,QD1) 最高0.09ms
電源消耗功率
主動閱讀 最高為8.7W
主動寫入 最高為10.6W
空閒 最高為4.0W
耐力
平均無故障時間 2.0萬小時
優步5 每 1^10 位讀取 17 個扇區
休克 1500G,持續時間 0.5 毫秒,半正弦波
環境
允許電壓 12.0V±8%
工作溫度 0-70℃,
物理
尺寸 (WxHxD) 最大。 100.2 69.85點¯x6.8點¯x(毫米)
最大重量 70g
商品保修條款 5 年或 0.8 DWPD

性能

試驗台

我們的企業級 SSD 評測利用 Lenovo ThinkSystem SR850 進行應用程序測試和 戴爾 PowerEdge R740xd 用於綜合基準。 ThinkSystem SR850 是一個裝備精良的四 CPU 平台,提供的 CPU 能力遠遠超過對高性能本地存儲施加壓力所需的能力。 不需要大量 CPU 資源的綜合測試使用更傳統的雙處理器服務器。 在這兩種情況下,目的都是以盡可能符合存儲供應商最大驅動器規格的最佳方式展示本地存儲。

聯想 ThinkSystem SR850

  • 4 個 Intel Platinum 8160 CPU(2.1GHz x 24 核)
  • 16 x 32GB DDR4-2666Mhz ECC 內存
  • 2 個 RAID 930-8i 12Gb/s RAID 卡
  • 8 個 NVMe 托架
  • VMware ESXI 6.5

戴爾 PowerEdge R740xd

  • 2 個英特爾金牌 6130 CPU(2.1GHz x 16 核)
  • 16 x 16GB DDR4-2666MHz ECC 內存
  • 1x PERC 730 2GB 12Gb/s RAID 卡
  • 附加 NVMe 適配器
  • Ubuntu-16.04.3-桌面-amd64

測試背景和比較

 StorageReview 企業測試實驗室 提供了一個靈活的架構,用於在與管理員在實際部署中遇到的環境相當的環境中對企業存儲設備進行基準測試。 企業測試實驗室結合了各種服務器、網絡、電源調節和其他網絡基礎設施,使我們的員工能夠建立真實世界的條件,以便在我們的審查期間準確地衡量性能。

我們將這些關於實驗室環境和協議的詳細信息納入審查,以便 IT 專業人員和負責存儲采購的人員能夠了解我們取得以下成果的條件。 我們的評論都不是由我們正在測試的設備製造商支付或監督的。 有關的其他詳細信息 StorageReview 企業測試實驗室 以及其網絡功能的概述可在這些相應頁面上找到。

本次審查的主要比較:

應用程序工作負載分析

為了了解企業存儲設備的性能特徵,必須對實時生產環境中的基礎架構和應用程序工作負載進行建模。 因此,我們對三星 983 DCT 的基準測試是 通過 SysBench 的 MySQL OLTP 性能. 對於我們的應用程序工作負載,每個驅動器將運行 2-4 個配置相同的虛擬機。 注意: 1.92TB 模型對於我們的 SQL 應用程序工作負載來說不夠大,因此未包含在本次審查中。

系統性能

下一個應用程序基準包括 Percona MySQL OLTP 數據庫 通過 SysBench 測量。 該測試測量平均 TPS(每秒事務數)、平均延遲和平均 99% 延遲。

每 系統平台 VM 配置了三個虛擬磁盤:一個用於引導 (~92GB),一個用於預建數據庫 (~447GB),第三個用於測試中的數據庫 (270GB)。 從系統資源的角度來看,我們為每個虛擬機配置了 16 個 vCPU、60GB DRAM 並利用了 LSI Logic SAS SCSI 控制器。

Sysbench 測試配置(每個虛擬機)

  • 中央操作系統 6.3 64 位
  • Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
    • 數據庫表:100
    • 數據庫大小:10,000,000
    • 數據庫線程:32
    • 內存緩衝區:24GB
  • 測試時長:3 小時
    • 2 小時預處理 32 個線程
    • 1 小時 32 個線程

在 Sysbench 事務基準測試中,三星 983 DCT(在其餘性能部分中稱為三星)以 6,159.4 TPS 排在最後。

對於 Sysbench 平均延遲,三星再次以 20.8 毫秒排在最後。 

對於我們最壞情況下的延遲(第 99 個百分位數),三星以 38.6 毫秒排在最後。 

SideFX 的胡迪尼

Houdini 測試專門用於評估與 CGI 渲染相關的存儲性能。 此應用程序的測試台是核心的變體 戴爾 PowerEdge R740xd 我們在實驗室中使用的服務器類型具有雙 Intel 6130 CPU 和 64GB DRAM。 在這種情況下,我們安裝了運行裸機的 Ubuntu 桌面 (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64)。 基準測試的輸出以秒為單位來衡量,越少越好。

Maelstrom 演示代表了渲染管線的一部分,它通過演示其有效使用交換文件作為擴展內存形式的能力來突出存儲的性能。 測試不會寫出結果數據或處理點,以隔離延遲對底層存儲組件的影響。 測試本身由五個階段組成,我們將其中三個階段作為基準測試的一部分運行,如下所示:

  1. 從磁盤加載打包點。 這是從磁盤讀取的時間。 這是單線程的,可能會限制整體吞吐量。
  2. 將點解壓縮到一個平面數組中,以便對其進行處理。 如果這些點不依賴於其他點,則可以調整工作集以保留在核心中。 這一步是多線程的。
  3. (不運行)處理點。
  4. 將它們重新打包成適合存儲回磁盤的分桶塊。 這一步是多線程的。
  5. (未運行)將分桶塊寫回磁盤。

通過 Houdini 測試,三星以 2,634.2 秒的成績大致位於我們非 Optane 驅動器的中間位置。

VDBench 工作負載分析

在對存儲設備進行基準測試時,應用程序測試是最好的,綜合測試排在第二位。 雖然不能完美代表實際工作負載,但綜合測試確實有助於為具有可重複性因素的存儲設備建立基線,從而可以輕鬆地在競爭解決方案之間進行同類比較。 這些工作負載提供了一系列不同的測試配置文件,從“四個角”測試、常見的數據庫傳輸大小測試到來自不同 VDI 環境的跟踪捕獲。 所有這些測試都利用通用的 vdBench 工作負載生成器,以及一個腳本引擎來自動化和捕獲大型計算測試集群的結果。 這使我們能夠在各種存儲設備上重複相同的工作負載,包括閃存陣列和單個存儲設備。 我們針對這些基準測試的測試過程用數據填充整個驅動器表面,然後將驅動器部分分區為驅動器容量的 25%,以模擬驅動器如何響應應用程序工作負載。 這與使用 100% 的驅動器並使它們進入穩定狀態的全熵測試不同。 因此,這些數字將反映更高的持續寫入速度。

簡介:

  • 4K 隨機讀取:100% 讀取,128 個線程,0-120% 重複率
  • 4K 隨機寫入:100% 寫入,64 線程,0-120% iorate
  • 64K 順序讀取:100% 讀取,16 線程,0-120% 迭代
  • 64K 順序寫入:100% 寫入,8 個線程,0-120% 迭代
  • 綜合數據庫:SQL 和 Oracle
  • VDI 完整克隆和鏈接克隆跟踪

在我們的第一個 VDBench 工作負載分析,隨機 4K 讀取中,三星在 82.1 IOPS 時以 59,187μs 的延遲開始。 三星保持在 100μs 以下,直到大約 300K IOPS,然後在 591,839μs 時達到最低峰值性能,為 215.2 IOPS。

在 4K 隨機寫入方面,三星遠遠落後於所有其他驅動器。 它以 20.2 IOPS 的速度從 35,420μs 開始,並以 52,822 毫秒的延遲迅速達到 2.42 IOPS 的峰值。 

切換到順序工作,在我們的 64K 讀取中,三星以最低延遲 (187.8μs) 開始並保持較低的延遲,直到大約 32K IOPS 或 2.1GB/s,並以 36,389 IOPS 或 2.27 的組中最低性能達到峰值GB/秒。

對於 64K 寫入,我們看到三星的另一個糟糕的性能從只有 67.3μs 的延遲開始,驅動器迅速上升並在 3,299ms 的延遲下達到 206 IOPS 或 4.84MB/s 的峰值。 

我們的下一批基準測試專注於 SQL 工作負載。 對於第一個基準測試,三星以 82μs 和 21,107 IOPS 的最低延遲開始。 該驅動器保持最低延遲直到大約 150K IOPS,然後以 210,323 IOPS 和 149.5μs 延遲獲得第二個整體峰值性能。

對於 SQL 90-10,三星再次以 18,589 IOPS 的強勢開局,延遲僅為 82.5 微秒。 該驅動器保持在 100μs 以下,直到略低於 90K IOPS,然後以 184,773 IOPS 的峰值得分和 172.3μs 的延遲保持在第二位。

SQL 80-20 看到驅動器打滑了一點。 雖然仍然以最低延遲 (86.8μs) 開始,但該驅動器的峰值性能最弱,約為 132K IOPS 和 233μs 的延遲。

轉到 Oracle Workloads,我們看到三星起步錯誤。 同樣,該驅動器以最低延遲 (82.7μs) 進入,但迅速上升並達到 95,205 IOPS 的峰值,延遲為 418.9μs,遠遠落後於其他驅動器。 

在 Oracle 90-10 中,三星得到了改進。 從 15,515 IOPS 和 82.5μs 的延遲開始,驅動器保持在 100μs 以下,直到大約 72K IOPS,然後在 159,976μs 達到峰值 139.6 IOPS。

Oracle 80-20 讓三星保持低於 100 微秒的延遲,從 12,687 IOPS 到大約 60K IOPS,峰值性能為 130,766 IOPS 和 166.5 微秒的延遲。 

接下來,我們繼續我們的 VDI 克隆測試,完整和鏈接。 對於 VDI Full Clone Boot,三星的啟動時間不到 100 微秒,但很快就超過了它,並以 123,613 IOPS 的峰值性能和 279.4 微秒的延遲排名第三。

VDI FC 初始登錄讓三星以 3,987μs 的 72.7 IOPS 開始。 延遲保持很低,實際上它下降得如此之低,以至於它在​​我們的圖表上看起來好像為零,直到大約 12K IOPS,它迅速上升到 15,845 IOPS 的峰值,延遲為 1.9 毫秒。 

在 VDI Monday Login 中,三星保持在最後一個開始時間不到 100 微秒,然後以 17,810 微秒的延遲躍升至 895 IOPS 的峰值。

對於 VDI 鏈接克隆 (LC),我們再次從啟動測試開始。 在這裡,三星在我們與 Memblaze PBlaze5 910 並駕齊驅的克隆測試中展示了其最強性能。然而,三星仍然以 64,503 IOPS 的峰值性能和 248.8μs 的延遲排在最後。

VDI LC Initial Login 讓三星啟動僅超過 100 微秒,並迅速飆升至 9,959 IOPS 的峰值,延遲為 799.4 微秒,遠遠落後於其他兩個驅動器。

最後,VDI LC Monday Login 顯示三星繼續表現不佳,開始時超過 100μs,並迅速飆升至 10,410 IOPS,延遲為 1.52ms。 

結論 

三星 983 DCT 是該公司數據中心更新的讀取重點 NVMe 版本。 983 DCT 有兩種外形尺寸,2.5 英寸和 M.2,以及兩種容量,960GB 和 1.92TB。 983 DCT 被指定為三星的高性能數據中心驅動器,在這兩種情況下均具有高達 3.4GB/s 的連續讀取速度和 580K IOPS 隨機讀取速度。 該驅動器利用 V-NAND、NVMe 接口和該公司的 Phoenix 控制器來達到這些數字。 

雖然讀取密集型類別中的其他產品提供 1 DWPD,但三星 983 DCT 更輕一些,僅為 0.8 DWPD。 在這種情況下,看到 983 DCT 在這一類別中低於其他在寫入性能方面提供小優勢的產品也就不足為奇了。 在我們的應用程序工作負載分析中,三星 983 DCT 在所有三項 Sysbench 測試中名列最後,TPS 為 6,159.4,平均延遲為 20.8 毫秒,最壞情況下的延遲為 38.6 毫秒。 Houdini 看到該驅動器以 2,634.2 秒大致位於傳統 NVMe 驅動器的中間位置。 由於其容量較小(本次評測中為 1.92TB),我們無法運行 SQL Server 應用程序測試。 

繼續 VDBench 測試三星 983 DCT 的新功能,我們可以更清楚地了解驅動器如何對讀寫工作負載做出反應。 該驅動器在 4K 和 592K IOPS 下具有不錯的讀取性能,在 64K 下達到 2.27GB/s。 在這兩種情況下,三星的延遲最低,比其他兩個驅動器更長。 對於 Writes 來說,這是一個鮮明的對比。 4K 寫入的峰值僅為 53K IOPS,延遲為 2.42 毫秒。 64K 寫入只有 206MB/s 的峰值和 4.84ms 的延遲。 SQL 和 Oracle 發現 Samsung 的性能和放置有所改善,通常延遲時間最低的驅動器最長。 亮點包括 SQL 的 210K IOPS、SQL 185-90 的 10K IOPS、Oracle 160-90 的 10K IOP 和 Oracle 131-80 的 20K IOPS。 除了 VDI 完整克隆啟動測試外,三星在我們的 VDI 克隆測試中表現出整體表現不佳。

隨著 SSD 市場尋求進一步細分產品,三星 983 DCT 作為一款 NVMe 產品出現,提供 0.8 DWPD,略低於競爭產品,後者專注於讀取密集型驅動器中的 1 DWPD 標記。 因此,看到 983 DCT 的寫入性能較低並不令人震驚。 相反,驅動器更加強調讀取性能。 在這裡,它能夠在小型和大型塊傳輸中提供較低的初始延遲。 總體而言,983 DCT 將在傾向於更注重價值的 NVMe 驅動器的讀取密集型環境中表現出色。

三星983 DCT

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