Bardzo często spotykamy się z pytaniem, jakie dyski SSD polecamy do serwerów QNAP NAS. Każdy model ma co prawda listę kompatybilnych dysków, jednak wybierając dysk kierujemy się często własnymi doświadczeniami oraz opiniami innych użytkowników. Dlatego postanowiliśmy rozpocząć testy dysków HDD i SSD pod kątem współpracy z QNAP, aby każdy mógł zobaczyć, jak poszczególne dyski zachowują się w różnych scenariuszach.

Nasz cykl testów zaczynamy od marki Kingston. Dzięki uprzejmości przedstawicieli firmy Kingston w Polsce, trafiły do nas cztery dyski SSD nowej serii DC500M, abyśmy sprawdzili, jak działają z NAS’ami QNAP. Zatem do dzieła:)

Seria DC500 (Data Center) to dyski SSD SATA 6Gb/s kierowane do wykorzystania w środowiskach serwerowych, oferujące przewidywalną wydajność losowych operacji wejścia.wyjścia oraz niskie opóźnienia przy odczycie danych. Według producenta, dyski kierowane są do systemów AI, uczenia maszynowego, analiz dużych zbiorów danych, systemów obliczeniowych w chmurze, programowych magazynów danych (ODB), aplikacji bazodanowych oraz hurtowni danych. Dyski  wykorzystują moduły pamięci 3D TLC NAND, oferujące dużą wydajność i wytrzymałość urządzeń. Warto też zaznaczyć, że dyski serii DC500M objęte są pięcioletnią gwarancją producenta. Dodatkowo dyski oferują mechanizmy chroniące przed skutkami utraty zasilania (PLP), które gwarantują, że jeśli podczas przesyłania danych nastąpi zanik zasilania, przesłane dane zostaną zapisane w pamięci flash NAND, a tablica mapowania FTL zostanie prawidłowo zaktualizowana. Bezpieczeństwo jest również zwiększane poprzez zastosowanie mechanizmów sprzętowego szyfrowania AES256bit.

Dyski dostępne pojemnościach: 480GB, 960GB, 1,92TB, 3,84TB, 7,68TB. 

Wśród serii DC500 znajdziemy dwa typy urządzeń – dyski DC500R i DC500M. Wersja „R”, to dyski kierowane do środowisk, gdzie przeważają operacje odczytu danych (stąd „R” – od Read Intensive). Z kolei wersja „M” jest bardziej uniwersalna, kierowana do środowisk mieszanych. Właśnie te ostatnie trafiły do naszego laboratorium. Poniżej w tabeli prezentujemy najważniejsze informacje o dyskach zgodnie z informacją na stronie producenta.

DC500R

(do obsługi obciążeń operacjami odczytu)

DC500M

(do obsługi obciążeń mieszanych)

Pojemności 480GB – 7,68TB 480GB – 3,84TB
Szybkość odczytu Do 555 MB/s Do 555 MB/s
Szybkość zapisu Do 520 MB/s Do 520 MB/s
Rozmiar obudowy 2,5 cala SATA III 6Gb/s 2,5 cala SATA III 6Gb/s
Losowy odczyt plików 4KB 98K IOPS 98K IOPS
Zapis i losowy odczyt plików 4KB 24K IOPS 75K IOPS
Szyfrowanie danych AES z 256-bitowym kluczem AES z 256-bitowym kluczem
Wytrzymałość 0,5 DWPD przez 5 lat 0,5 DWPD przez 5 lat
Gwarancja 5 lat 5 lat

 

Parametry techniczne dysków DC500M

Rozmiar 2,5 cala
Interfejs SATA 3.0 (6Gb/s) – zgodny z SATA 2.0 (3Gb/s)
Pojemności 480GB, 960GB, 1,92TB, 3,84TB, 7,68TB
NAND 3D TLC
Dysk samoszyfrujący (SED) szyfrowanie AES z 256-bitowym kluczem
Szybkość odczytu/zapisu sekwencyjnego: (DC500M) 960GB – 555MBs/520MBs
Odczyt/zapis losowy plików 4KB w stanie ustalonym: (DC500M) 960GB – 98 000/70 000 IOPS
Jakość usługi (opóźnienie) Odczyt/zapis TYP: <500 µs / <2 ms
Narzędzia Enterprise SMART Monitorowanie niezawodności, statystyki dotyczące użycia, pozostały czas eksploatacji, równoważenie zużycia, temperatura
Zabezpieczenie przed utratą zasilania Kondensatory tantalowe
Wytrzymałość 960GB – 2278TBW (1,3 DWPD)
Zużycie energii W stanie bezczynności: 1,56W

Średnio: 1,6W

Maks. podczas odczytu: 1,8W

Maks. podczas zapisu: 4,86W

Średni czas bezawaryjnej pracy 2 mln godzin

Zacznijmy od przedstawienia naszego środowiska testowego. 

Wszystkie testowane dyski zostały zamontowane w urządzeniu QNAP TS-983XU, który posiada dodatkowych 5 zatok na dyski SSD. Dokładna konfiguracja systemu wygląda następująco:

Konfiguracja TS-983XU-E2124-8G

Procesor – Czterordzeniowy procesor Intel® Xeon® E-2124 o taktowaniu 3,3 GHz (zwiększanym do 4,3 GHz)

Pamięć systemowa – 8 GB UDIMM DDR4 ECC (2 x 4 GB)

Wnęka dysków – 4 dyski 3,5-calowe + 5 dysków 2,5-calowych SATA 6 Gb/s, 3 Gb/s

Port Gigabit sieci Ethernet (RJ45) – 2

Port 10 Gigabit sieci Ethernet – 2 porty 10GbE SFP+ SmartNIC

Pełna specyfikacja sprzętowa dostępna tutaj: https://www.qnap.com/pl-pl/product/ts-983xu/specs/hardware

Aby zapewnić środowisko pracy najbardziej zbliżone do rzeczywistego, urządzenie działało w podstawowej konfiguracji sprzętowej. Wyjątkiem było zamontowanie karty PCIe – Qlogic QLE2562 8Gb/s Fibre Channel na cele testów wydajności przestrzeni udostępnionej blokowo przez FC.

Urządzenie jest podłączone do przełącznika QNAP QSW-308-1C (https://www.qnap.com/en/product/qsw-308-1c) za pomocą przewodu DAC (Direct-Attached Copper) – 3.0M SFP+ 10GbE DIRECT ATTACH CABLE. Urządzenie działa pod kontrolą systemu QTS 4.4.2.1270 build 20200410

Testy wydajności przeprowadzane były z poziomu specjalnie przygotowanego do tego celu serwera. Wykorzystaliśmy urządzenie QNAP TS-672XT, jednak bezpośrednio na urządzeniu został zainstalowany system Microsoft Server 2019. 

Konfiguracja serwera testującego:

Procesor: 4-rdzeniowy procesor Intel® Core™ i3-8100T 3,1 GHz

Pamięć systemowa: 8 GB SODIMM DDR4 (2 x 4 GB)

Wnęka dysków: 6 dysków 3,5-calowych SATA 6 Gb/s, 3 Gb/s

Port Gigabit sieci Ethernet (RJ45): 2

Port 10 Gigabit sieci Ethernet: 1 x 10GBASE-T (10G/5G/2,5G/1G/100M)

Kontroler FC: Qlogic QLE2562 8Gb/s

Dysk twardy: WD Blue SSD 480GB

Urządzenie podłączone 3-metrowym przewodem ETH Cat 6 do przełącznika QNAP QSW-308-1C (port combo 10GbE).

Oba urządzenia – testowe i testujące zostały skonfigurowane do pracy w jednej podsieci 10GbE, w której były realizowane testy przepustowości dla iSCSI oraz SMB. 

Na potrzeby testów przyjęto, że przestrzeń udostępniana blokowo przez iSCSI i FC będzie skonfigurowana jako LUN typu Thin o wielkości 1024GB, wielkość sektora 4K, sformatowany w NTFS z poziomu Windows Serwer 2019. Wyjątkiem były testy SMB, gdzie korzystano z woluminu cienkiego o wielkości 500GB.

Metodologia testowa, którą przyjęliśmy do sprawdzenia dysków SSD obejmuje wykonanie testów przy użyciu różnych narzędzi testujących, aby możliwe było zestawienie wyników i wykluczenie ewentualnych błędów/przekłamań.

Testy wykonano przy użyciu:

  1. Wbudowanych mechanizmów testowania dysków w systemie QTS
  2. Narzędzia profilowania dysków SSD w systemie QTS
  3. CristalDiskMark, wersja 7.0.0 x64
  4. ATTO Disk Benchmark, wersja 4.01.0f1 (wyniki użyte do potwierdzenie pozostałych wyników)
  5. IOmeter, wersja 1.1.0
  6. AJA System Test, wersja 2.1
  7. Szybkość i czas kopiowania plików SMB przy użyciu narzędzia robocopy w systemie Windows Server 2019