Dyski U.3 Micron 7450 PRO – kolejny krok do niesamowitej wydajności

Według ostatniego raportu Backblaze (https://www.backblaze.com/blog/ssd-edition-2022-drive-stats-review/) dotyczącego awaryjności dysków, pamięci SSD mogą się pochwalić bardzo małą awaryjnością przy jednoczesnym zaoferowaniu wysokiej wydajności. Backblaze testuje corocznie tysiące dysków, które działają w firmowym Data Center (firma oferuje m.in. usługi chmury), więc korzystając z różnych dysków ma świetne środowisko testowo – analityczne. Dyski SSD są coraz popularniejsze, a w przypadku dysków serwerowych – również coraz bardziej godne zaufania. Nic więc dziwnego, że w producenci prezentują coraz nowsze, szybsze, pojemniejsze i trwalsze modele. Przykładem tego trendu jest oferta firmy Micron, która dostarczyła nam do testów trzy dyski NVMe.

Micron Technology, Inc. to amerykańskie przedsiębiorstwo specjalizujące się w produkcji pamięci flash, w tym dysków, modułów pamięci DRAM czy pamięci USB. Miron Technology została założona 44 lata temu, centrala firmy znajduje się w Boise w stanie Idaho (USA) a sama firma jest notowana na amerykańskiej giełdzie (NASDAQ-100 i S&P 500). Oprócz pamięci brandowanych nazwą firmy, w ofercie znajdziemy też modele przeznaczone na rynek konsumencki, które dostępne są pod marką Crucial, popularną wśród użytkowników komputerów PC.

Do naszego labu zostały dostarczone cztery dyski Micron serii 7450 SSD w wersji PRO, które stworzone zostały z myślą o działaniu w środowiskach data center. Z perspektywy zbliżających się testów szczególnie istotne jest to, że są to dyski typu U.3 NVMe PCIe Gen4 x4, co może obiecywać bardzo wysokie wyniki w testach przepustowości, szczególnie odczytu danych. Dlatego też w nadchodzących testach wykorzystamy bardzo specyficzny model urządzenia testującego, a dokładnie NAS QNAP TS-h1290FX, który wyposażony jest w dwanaście zatok U.2 PCIe Gen4 x4, więc powinien pozwolić nam uzyskać maksimum możliwości testowanych dysków.

Zacznijmy od unboxingu!

Dyski Micron 7450NVMe SSD to jedne z najbardziej zaawansowanych na świecie dysków NAND o 176 warstwach. Są to dyski NVMe PCIe Gen4 klasy serwerowej, kierowane do zaawansowanych zastosowań w data center i mogą stanowić podstawę budowy środowisk chmurowych. Seria 7550 oferuje najwięcej rodzajów dysków SSD PCIe®Gen4 na rynku i umożliwia stosowanie ich w różnych obudowach i różnych zastosowaniach – jako dyski boot, storage oraz cache. Dyski wykorzystują również technologię Miron Secure Execution Environment3, która zwiększa bezpieczeństwo danych. Dyski dostępne są w różnych formatach:

• M.2: 22x80mm, 22x110mm
• E1.S: 5,9mm, 15mm, 25mm
• U.3: 7mm, 15mm

Oraz w różnych rozmiarach:

Dyski 7450 PRO U.3 – 960GB, 1,92TB, 3,84TB, 7,68TB, 15,36TB

Dyski 7450 MAX U.3 – 800GB, 1,6TB, 3,2TB, 6,4TB, 12,8TB

Dyski 7450 PRO E1S – 960GB, 1,92TB, 3,84TB, 7,68TB

Dyski 7450 MAX E1S – 800GB, 1,6TB, 3,2TB, 6,4TB

Dyski 7450 PRO M.2 – 480GB, 960GB, 1,92TB, 3,84TB

Dyski 7450 MAX M.2 – 400GB, 800GB, 1,6TB, 3,2TB

Dyski są oznaczone przez producenta jako:

Jak widać na powyższej liście, dyski Micron 7450 dostępne są w dwóch głównych wersjach – PRO i MAX. Wersja PRO została przygotowana z myślą o pracy w środowiskach intensywnego odczytu danych, gdzie każdego dnia może zostać wykonany jeden zapis dysku (czyli w ciągu całego dnia pracy dysk wykona ilość zapisów równą pojemności dysku). Z kolei wersja MAX przygotowana jest dla środowisk o bardzo dużym obciążeniu mieszanym, gdzie dysk ma pracować przy dziennym zapisie wynoszącym nawet trzykrotność jego pojemności. To też jest prawdopodobną przyczyną różnicy w pojemności – dyski serii MAX mają większą pojemnością wewnętrznej zarezerwowanej pamięci cache, która ma bezpośredni wpływ na zachowanie wydajności dysku w przypadku wykorzystania ponad 50% pojemności dysku jak również ma wpływ na wydłużenie żywotności dysku. 

Zobaczmy teraz, jak wygląda specyfikacja urządzeń wg. producenta.

Zobaczmy jeszcze, jak wyglądają deklarowane przez producenta osiągi testowanych dysków Micron 7450 Pro

Rodzaj dostarczonych do testów dysków wymusił na nas dobór odpowiedniego urządzenia testującego. Ze względu na interfejs dysku U.3 PCIe Gen4 x4 wybraliśmy model TVS-h1290FX, czyli dwunastozatokowy model QNAP NAS stworzony z myślą o tego typu dyskach. Urządzenie korzysta z procesora AMD EPYC 7002 ROME, który udostępnia 64 niezależne linie PCIe, dzięki czemu każdy z podłączonych dysków może działać z pełną prędkością linii PCIe, a wiec w tym modelu Gen4 x4.

Poniżej widoczna jest specyfikacja urządzenia: 

QNAP NAS – TVS-h1290FX

• Procesor: 8-rdzeniowy/16-wątkowy procesor AMD EPYC™ 7232P/7252 o taktowaniu do 3,2 GHz
• RAM: 64 GB RDIMM DDR4 ECC (8 x 8 GB), max. 1TB (8 x 128GB)
• LAN:
  – 2x 2,5GbE NBase-T
  – 2x 25GbE STP28
• PCIe:
  – Gniazdo 1: PCIe Gen 4 x16
  – Gniazdo 2: PCIe Gen 4 x16
  – Gniazdo 3: PCIe Gen 4 x8
  – Gniazdo 4: PCIe Gen 4 x16
• Zasilanie: 750W, 100–240 V

Pełna specyfikacja dostępna jest tutaj

Wszystkie testy, które wykonujemy na backupacademy staramy się realizować w oparciu o podobne środowisko testowe, jednak różne rodzaje dysków i wykorzystywane przez nie interfejsu wymuszają zmiany. Tak i było w tym przypadku, gdzie musieliśmy wykorzystać sieć 25GbE, aby sprawdzić czy faktycznie testowane dyski pozwolą uzyskać zakładane wyniki.

Do testów otrzymaliśmy cztery dyski Micron 7450 Pro, które będziemy testować w trzech konfiguracjach – RAID 0, RAID 5 i RAID 10. W ten sposób zobaczymy, czy przy tego typu dyskach widoczne będą różnice wydajności podczas zapisów i odczytów. Dyski będą połączone w ZFS RAID, ponieważ testy przeprowadzamy w systemie QNAP QuTS hero (h5.0.1) i będziemy korzystać z wbudowanego systemu plików ZFS, który w przypadku QuTS hero zaimplementowany jest w pełni, a wiec odpowiada za organizację systemu plików ale też połączenie dysków w RAID.

Niezależnie od poziomu RAID, konfiguracja będzie następująca:

• Pula Pamięci z ZFS RAID obejmująca cała przestrzeń dysków. 
• Foldery systemowe – Public/homes,
• Folder testujący – wielkość 1024GB, wielkość bloku 4K, alokacja pełna, włączona kompresja, wyłączona deduplikacja.
• LUN blokowy o wielkości 1024GB, sformatowany w NTFS.

Wykonane testy:

• wbudowany mechanizm testujący w QuTS hero
• Narzędzie profilowania dysków SSD w systemie QuTS hero
• Narzędzie DiskFill Test (połączenie SSH)
• DD – z poziomu QuTS hero (połączenie SSH)
• IOmeter (wersja 1.1.0) – Windows
• CristalDisk Mark – Windows
• AJA System Test – Windows
• robocopy – czas zapisu o odczytu plików rożnej wielkości, Windows