Test nr 1 – QTS

Pierwsze kroki kierujemy jak zwykle do narzędzi w systemie QTS, pod kontrolą którego działa model TS-i401X, gdzie w aplikacji Pamięć masowa i migawki możemy zobaczyć podłączone dyski oraz wykonać testy wydajności – odczyt sekwencyjny oraz odczyt IOPS. Co ważne, na tym etapie każdy dysk jest sprawdzany niezależnie, a same dyski nie są jeszcze połączone w grupy RAID.

Jak widać na zrzucie ekranu z aplikacji, każdy z dysków oferuje odczyt sekwencyjny na poziomie ok 538 MB/s oraz odczyt liczony w IOPS na poziomie ponad 94 tysięcy IOPS. Co ciekawe, w naszym przypadku dwa dyski oferowały wydajność odrobinę wyższą (540 MB/s i ponad 99 tyś. IOPS) a dwa odrobinę niższą (ok 537 MB/s i ponad 94 tyś. IOPS). Na tym etapie nie wnikamy, z czego wynika ta różnica, ponieważ system i tak będzie później wykonywał dodatkowe testy wydajności i zweryfikujemy, czy tendencja się utrzyma. Same wyniki są podobne do tych, które uzyskaliśmy w testach wcześniejszej generacji tych dysków, czyli DC500M. Tutaj też trzeba podkreślić, że są to górne wyniki, które można uzyskać dla dysków SATA SSD.

Zobaczmy jeszcze, jakie informacje o dyskach znajdziemy w samym systemie NAS, czyli QTS:

Po pierwsze, dyski obsługują większość dodatkowych funkcji SSD, które wykorzystuje też system QTS, a więc używając DC600M w QNAP NAS, możemy liczyć na monitoring S.M.A.R.T., automatyczne testy S.M.A.R.T., bezpieczne kasowanie zawartości SSD, SSD trim, informowanie o szacunkowej żywotności dysku oraz zapisywanie zerami po wykonaniu trim. Jedyna nieobsługiwana opcja w tym przypadku to SED.

System na bierząco wyświetla też informację o temperaturze pracy dysku. Po wykonaniu pierwszych testów wynosiła ona ok. 49 st. C.

Przejdźmy teraz do pierwszego zaawansowanego testu, czyli SSD Over-Provisioning. Jest to narzędzie pozwalające nam zweryfikować zachowanie dysków pod wzmożonym zapisem oraz określić, jaka dodatkowa wartość zarezerwowanej przestrzeni na dysku pozwoli zachować jego wydajność.

Przypomnijmy, czym jest Write Amplification. W sytuacji, gdy na dysku SSD dostępna jest mała ilość wolnej przestrzeni, dysk nie jest w stanie przyjmować kolejnych zapisów z dotychczasową wydajnością. W przeciwieństwie do dysków magnetycznych, dane na dysku SSD nie mogą zostać po prostu nadpisane. Za każdym razem, gdy zapisujemy kolejne dane, oprogramowanie dysku musi sprawdzić, które bloki dysku są wolne, zgromadzić te częściowo wykorzystane bloki i zwolnić przestrzeń. Dopiero wtedy nowe dane mogą zostać zapisane. Aby zapewnić sprawne działanie dysku, tymczasowe operacje są wykonywane w specjalnie zarezerwowanej przestrzeni. Im większa jest ta przestrzeń, tym dysk lepiej zachowuje się przy dużym obciążeniu zapisem. Różne dyski SSD maja tę przestrzeń różnej wielkości – generalnie modele klasy enterprise mają większą, dyski konsumenckie, mniejszą, co bezpośrednio jest też związane z ceną dysku twardego. W tym przypadku mówimy o przestrzeni, która w dysku jest dostępna, ale nie jest uwzględniana w rozmiarze dysku (można o niej powiedzieć, że to przestrzeń tymczasowa – cache). Narzędzie profilowania dysków w QNAP pozwala na rozszerzenie wbudowanej przestrzeni zarezerwowanej o dodatkową wielkość kosztem dostępnej pojemności dysku. W ten sposób możemy ręcznie rozszerzyć ten wbudowany cache zwiększając wydajność dysku nawet w przypadku wzmożonego zapisu. Programowy Over-Provisioning możemy ustawić na wielkość o 0% do nawet 60%, jednak narzędzie może ocenić, jaka wartość będzie optymalna.

Uwaga, testy OP wykonujemy tylko dla RAID 5 oraz RAID 10.

Wyniki testu Over-Provisioning dla dysków Kingston DC600M 2TB skonfigurowanych w RAID 5:

Zacznijmy od wyników każdego z dysków, ponieważ podczas testów OP, mierzone są wyniki poszczególnych dysków wchodzących w skład grupy RAID. Jak widać, odczyt dysków DC600M wynosił ok. 539 MB/s, natomiast zapisów, ok. 517MB/s. Wyniki IOPS losowego zapisu wynosiły ok. 6000 IOPS odczyt i 5300 IOPS zapis.

Co ciekawe, tutaj również widzimy nieznaczne różnice pomiędzy dwoma grupami dysków SSD.

Podczas testu system mierzy też temperaturę dysków, którą można zobaczyć na wykresie podsumowującym pomiary w czasie trwania testu:

Dyski obciążone zapisem podczas testów działają w temperaturze ok. 60-65 st. C, co jest dopuszczalną temperaturą pracy dla tych dysków.

Zobaczmy teraz, jak kształtuje się wartość IOPS dla dysków połączonych w RAID 5 w zależności od ustawionego software OP (w %):

Jak widać, najlepsze wyniki uzyskujemy w przypadku OverProvisioning ustawionego na 35%. Jednak należy podkreślić, że różnice pomiędzy OP=0% a OP=35% to ok 1500 IOPS, co przy poziomie 44000-45000 nie jest dużą wartością! Co tylko potwierdza klasę dysków Kingston DC600M.

Podczas testów system zestawia też informacje o tym, ile danych zostało zapisanych określonym czasie:

Poniższy wykres pokazuje z kolei, jak wygląda zależność pomiędzy liczbą IOPS a ilością zapisanych danych:

Oraz IOPS uzyskanych w każdym etapie testu:

Jak widać, zwiększanie over-provisioningu kosztem przestrzeni użytkowej dysków DC600M nie ma większego sensu. Ale zobaczmy jeszcze, czy podobna sytuacja będzie miała miejsce, gdy dyski będą działały w RAID 10.

Zacznijmy od wyników dla każdego dysku z osobna. I tutaj znowu mamy podział na dwa dyski o lepszych wynikach i dwa o gorszych. Różnica nie jest duża, ale zauważalna.

Podczas tego testu dysku znowu pracowały w temperaturze ok. 60-65 st. C a więc mamy dokładnie takie same warunki, jak w konfiguracji RAID 5.

Wykres ilości zapisanych danych w czasie też wygląda podobnie:

Jednak liczba IOPS w zależności od ilości zapisanych danych jest już różna dla różnych poziomów OP:

Podobnie jak rozłożenie wyników IOPS w czasie trwania testu:

Jednak patrząc na podsumowanie, widzimy, że dyski Kingston DC600M uzyskały lepsze wyniki niż w RAID5 – tutaj dochodzimy do 70 000 IOPS dla całej grupy. Tutaj też widzimy większe wahania jeśli chodzi o wpływ OP na wyniki IOPS. Najbardziej widoczna różnica to 15 tysięcy (pomiędzy 0% a 35%).

Zobaczmy teraz, jak dyski będą zachowywały się podczas testów wykonywanych dodatkowym oprogramowaniem. Zaczniemy od DiskFill Test.