Для твердотельных накопителей интерфейс SATA III стал узким горлышком – лимит пропускной способности в 6 Гбит/с себя исчерпал. Новым этапом эволюции SSD стали решения, работающие посредством шины PCIe. Полезными столь высокоскоростные накопителя могут быть как для серверов, так и для геймеров и компьютерных энтузиастов. В этой статье мы сравним три PCIe SSD: два производства Intel и топовую модель HyperX, геймерского бренда компании Kingston Technology.
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:
1. Наименование объекта испытаний
Сервера под управлением Windows Server 2012R2 на базе материнской платы Supermicro, которая поддерживает конфигурацию на процессорах Intel серии V3, в дальнейшем Система. Испытания проводят для Системы в целом и отдельных ее составляющих. Для испытаний представлена следующая документация:
- руководство пользователя тестовым программным обеспечением (ПО) (на английском языке);
- листы технической информации на составные части (диски, контроллеры, материнские платы и т.д.) Системы.
2. Цель испытаний
Целью предварительных испытаний является:
проверка производительности подсистемы ввода/вывода, которая представлена тремя вариантами: Intel SSD DC P3600, Intel SSD DC P3700 и HyperX Predator.
3. Сведения о продолжительности испытаний
| Начало проведения испытаний | 03.06.2015 |
| Окончание проведения испытаний | 05.06.2015 |
| Общая продолжительность проведения испытаний | 3 рабочих дней |
4. Исходные данные по тестируемым образцам
Тестируемые образцы позиционируются в разных сегментах рынка (сегменты маркетингового
рынка):
- Intel SSD DC P3600 и DC P3700 – предназначены для сегмента «Enterprise»;
- HyperX Predator SSD (SHPM2280P2H/480G (with HHHL Adapter)) – сегмент «gamer».
Абсолютно разные сегменты, но тестирование производилось с целью наблюдения за тем, как эти сегменты, благодаря новым технологиям, могут «сузить» границу между собой. Представители тестирования представляют две конфигурации интерфейса:
- Intel – интерфейс NVMe (интерфейс подключения PCIe Gen.3.0);
- HyperX – интерфейс AHCI (интерфейс подключения PCIe Gen 2.0 x4)
Что важно для пользователей этих сегментов – это комфортность, т.е. производительность и время «простоя» (реакция системы на «запрос» пользователя), т.е. производительность и латентность Системы. Но для «enterprise» систем очень важными являются параметры: отказоустойчивости Системы и «живучести» запоминающего устройства (или системы ввода/вывода).
- На образцах «Enterprise» — сектора (Intel) установлены конденсаторы, которые обеспечивают возможность завершения операции ввода/вывода на устройстве при исчезновении питания.. Но эту же проблему, возможно решить за счет источников бесперебойного питания (UPS). Установка UPS увеличивает стоимость системы, просто необходимо в каждом случае считать. А если сервер устанавливается в Дата-Центре, то эта услуга входит в стоимость «сервиса».
- «Живучесть» — разные задачи, разные требования. Все относительно, HyperX® Predator SSD (SHPM2280P2H/480G) имеет Total Bytes Written (TBW) = 1.7 DWPD (перезаписи всего объема в день), но это не сегмент «Enterprise». Например, Intel DC S3500 480GB имеет Total Bytes Written (TBW) = 275 TBW, т.е. 0.3 DWPD – и это «Enterprise».
Если говорить о надежности (отказоустойчивости), то все эти устройства используются дискретно, т.е. создать возможно только программный рейд при помощи средств операционных систем (ОС). В перспективе на 2016 год фирма Intel планирует ввести в чипсет функцию RAID1 для SSD, подключаемых к PCIe.
5. Перечень пунктов «Программы испытаний», по которым проведены испытания
Перечень пунктов «Программы испытаний»
| № п/п | Наименование испытания |
| 1. | Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе SSD (Тест «База данных» — IOMeter) |
| 2. | Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе SSD (Тест «Случайное чтение (100%) и запись (100%)» — IOMeter) |
| 3. | Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе SSD (Тест «Случайное чтение и запись, с процентным распределением» — IOMeter) |
| 4. | Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе SSD (Тест «Последовательное чтение и запись» — IOMeter) |
| 5. | Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе SSD (Тест «Работа с видео контентом» (Rd -90% / Wr – 10%» — IOMeter)) |
| 6. | Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе SSD (Тест «Disk Benchmark» — ATTO) |
| 7. | Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе SSD (Тест «PassMark Disk — PassMark) |
5.1. Структура тестового стенда
Структура тестового стенда (ТС) для реализации испытаний Системы приведена на рисунке.
5.2. Конфигурация стенда
| № п/п | Наименование | К-во | Ед. изм. | |||
| 1. | Сервер x…….. | 1 | комп. | |||
| 800GB SSD Intel 3700 Series 2.5in SATA 6Gb/s, 25nm, MLC {SSDSC2BA400G301} | 1 | шт. | ||||
| 400GB SSD Intel P3600 Series, 1/2 Height PCIe 3.0, 20nm, MLC {SSDPEDME400G401} | 1 | шт. | ||||
| HyperX® Predator SSD (SHPM2280P2H/480G (with HHHL Adapter)) | 1 | шт. | ||||
| CPU Intel Xeon E5-1630 v3 (4×3.7GHz, 10MB Cache, HT, Turbo Boost 3.8GHz, 140W, LGA2011) {BX80644E51630V3} | 1 | шт. | ||||
| DDR4-2133 16GB reg HyperX {KVR21R15D4/16} | 8 | шт. | ||||
| Supermicro X10SRi-F LGA 2011 v3 !!!!! S2011-Narrow | 1 | шт. | ||||
5.3. ПО стенда
Для проведения испытаний было использовано следующее ПО: в качестве ОС сервера был использован Microsoft Server 2012R2 1 (пробная версия).
6. Тестовая среда
В качестве генерации нагрузки и измерения производительности использовалось ПО IOMeter v. 2008.06.18-RC22, ATTO и PassMark.
7. Проверка настроек конфигурации Системы.
После того как стенд был собран необходимо проверить его конфигурацию. Для этого воспользуемся программой AIDA. Проверяем реальные частоты работы процессора и памяти.
8. Краткая справка по характеристикам
| Specification | Unit | HyperX Predator 480GB | Intel SSD DC P3600 Series 400GB | Intel SSD DC P3700 Series 800GB |
| Random 4KB Read/Write | IOPS | 117000 / 70000 | 320000 / 30000 | 460000 / 90000 |
| Sequential Read | MB/s | 1400 | 2100 | 2800 |
| Sequential Write | MB/s | 1000 | 550 | 1900 |
| Latency Read Sequential/Random | µs | — | 20/120 | 20/115 |
| Latency Sequential/Random | µs | — | 20/30 | 20/25 |
| Power Consumption Active Write | W | 8.25 | 8 | 18 |
| Power Consumption Active Read | W | 1.99 | 7 | 9 |
| Power Consumption Idle | W | 1.38 | 4 | 4 |
| Endurance Rating | PBW | 1.7 | 2.19 | 14.6 |
| Price (Avr) | USD |
9. Выполнение программы тестирования
9.1. Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе SSD (Тест «База данных» — IOMeter)
При больших нагрузках преимущество SSD Intel очевидно. Рассмотрим ситуацию при небольших нагрузках. Для сравнения производительности взяты параметры Q=4 и Q=8, размер блоков 8К и 64К.
Из предыдущих графиков видно, что HyperX на небольших очередях не очень уступает Intel. Проанализируем их производительность в процентном отношении друг к другу.
Комментарии к графику: если значение положительное, то производительнее Intel, а если отрицательное, то он уступает (например, при Q=2 и размере блока 64К имеем, примерно, -35% — это означает, что производительность HyperX на 35% выше, чем у его «коллеги»).
Сравним второй Intel:
Для очередей от 1 до 16 – первенство за HyperX.
9.2. Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе SSD (Тест «Случайное чтение (100%) и запись (100%)» — IOMeter)
Данные приводятся для значения очереди (Q=8) – как переломный момент победоносного шествия Intel P3700. До этого значения очереди, HyperX еще мог потягаться при операции «чтения» (блок 64К) 7…20%. При «записи» во всем диапазоне очереди Intel имеет превосходство порядка 55%.
Если сравнивать на этом тесте Intel P3700 и P3600, то превосходство Р3700 при «чтении» составляет примерно 35%, а при «записи» все 65%.
9.3. Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе SSD (Тест «Случайное чтение и запись, с процентным распределением» — IOMeter)
По оси абсцис указаны значения процентной составляющей операций записи в запросах ввода/вывода.
9.4. Тест «Последовательная запись/чтение» (IOMeter)
Размер блока 128 КБ используют для тестирования производительности SSD при последовательном чтении/записи. Блоки 512КБ …. 16МБ (соответствуют видиоформатам). Для тестирования выбираем блоки 128 КБ и 8 МБ и длину очереди 2.
9.5. Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе SSD (Тест «Работа с видео контентом» (Rd — 90% / Wr – 10%» — IOMeter))
При работе с видео контентом «запись» – это однопотоковые операции, а «чтение» – многопотоковые операции.
9.6. Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе NVMe SSD (Тест «Disk Benchmark» — ATTO)
9.7. Тестирование подсистемы ввода/вывода на основе NVMe SSD (Тест «PassMark Disk — PassMark)
Выводы
Как показало тестирование, геймерский твердотельный накопитель HyperX Predator с интерфейсом PCIe ничуть не уступает, а в некоторых тестах даже превосходит серверные аналоги Intel. Мощный контроллер и отборные чипы флеш-памяти позволили де-факто потребительскому продукту сравняться по быстродействию с куда более дорогостоящими корпоративными решениями. Ознакомиться с другими продуктами HyperX – памятью, накопителями, наушниками – можно на официальном сайте компании либо на официальном YouTube-канале.