Mamy dosyć ciekawą sytuację w naszym labie, bo każdy kolejny dysk, jaki dostajemy do testów, jest szybszy od wcześniejszego. Dotyczy to zarówno dysków SSD jak i HDD. Jednak dzisiaj przeskakujemy do innego typu dysków z nowym złączem – U.2. Dzięki firmie Western Digital do naszego labu trafiły dwa dyski WD Gold 960GB NVMe U.2, które sprawdzimy naszym zestawem benchmarków.

Testowane dyski, jak sama nazwa wskazuje są przez producenta kierowane do grupy wymagających użytkowników, a więc znajdą zastosowanie w Data Center, ale również środowiskach wymagających dużej wydajności. Według producenta, seria DC SN* będzie świetnym wyborem w następujących zastosowaniach:

  • Chmura i rozwiązania skalowalne
  • Online transaction processing (OLTP)
  • Online analytical processing (OLAP)
  • Wirtualizacja
  • Macierze storage
  • Serwery Storage
  • Serwery SQL
  • Środowiska wykorzystujące mechanizmy AI, uczenia maszynowego czy rozpoznawania wzorów i obrazów (np. twarzy).

Dodatkowo o przeznaczeniu świadczy typ dysku twardego. Testowane dyski SSD to modele wykorzystujące złącze U.2, które pozwala osiągnąć dużo wyższą przepustowość niż łącze SATA. U.2 pozwala wykorzystać pamięci NVMe PCIe, które mogą pracować kilkukrotnie szybciej niż klasyczne łącze SATA. Oczywiście sama pamięć nie jest niczym nowym – wszak od dawna mamy do dyspozycji dyski NVMe PCIe, ale w formacie M.2. Taki format, mimo ogromnej zalety, czyli rozmiaru, ma też szereg ograniczeń. Przede wszystkim konstrukcja uniemożliwia obsługę dysków w trybie Hot-Plug. A więc stosując taki dysk w macierzy nie możemy szybko go wymienić w przypadku wystąpienia awarii – niezbędne jest wyłączenie macierzy i wymiana podzespołów. Dodatkowym utrudnieniem jest potrzeba stosowania radiatorów chłodzących, które w przypadku portów na płycie głównej – muszą być naklejane na pamięciach. To sprawia, że wygoda obsługi takiego formatu jest ograniczona. A w przypadku dysku U.2, nie dość, że te problemy nie występują, to mamy jeszcze większy rozmiar fizyczny obudowy, co pozwala zmieścić docelowo większą liczbę modułów pamięci.

Przejdźmy teraz do specyfikacji testowanych dysków:

  • Pojemność do 15,36TB w obudowie U.2 2,5″
  • Komunikacja PCIe Gen 3
  • 96-Layer 3D NAND for Ultrastar DC SN840, DC SN640 and DC SN340
  • Do 515K IOPS losowego odczytu
  • Odczyt – 3330 MB/s, zapis do 1190 MB/s
  • Dual-port high availability w dyskach Ultrastar DC SN840, DC SN200
  • Żywotność dysku do 2M godzin MTBF5
  • Możliwość zapisu do 2,8 PT danych
  • Gwarancja 5 lat

Pełną specyfikację znajdziesz TUTAJ

Dyski nowego rodzaju wymusiły na nas zmianę środowiska testowego. Ponieważ otrzymaliśmy 2 takie dyski, nie będziemy niestety mogli przetestować wszystkich dotychczasowych konfiguracji, a więc zamiast testów dysków w RAID 0, RAID 5 i RAID 10, te dyski przetestujemy w RAID 0 i RAID 1. Co więcej, ponieważ mamy dyski ze złączem U.2, musieliśmy wybrać takie urządzenie, które pozwoli na ich zamontowanie. Wybór padł na nowy model w ofercie QNAP, czyli TS-h973AX, a więc urządzenie z pięcioma zatokami 3,5″, dwoma zatokami 2,5″ SATA oraz dwoma zatokami 2,5″ U.2.

NAS – QNAP TS-h973AX

Procesor – Czterordzeniowy, ośmiowątkowy wbudowany procesor AMD Ryzen™ V1500B o taktowaniu 2,2 GHz

Pamięć systemowa – 8 GB SO-DIMM DDR4 (1 x 8 GB), rozbudowana do 32GB SO-DIMM DDR4 (2x16GB)

Wnęki dysków – 5 zatok 3,5-calowych + 2 zatoki 2,5-calowe SATA 6 Gb/s, 3 Gb/s + 2 zatoki 2,5-calowe U.2 NVMe/SATA 6Gb/s, 3Gb/s

Port 2,5 Gigabit sieci Ethernet (RJ45) – 2

Port 10 Gigabit sieci Ethernet – 1 port RJ45

Pełna specyfikacja sprzętowa dostępna tutaj: https://www.qnap.com/pl-pl/product/ts-h973ax

Urządzenie działa pod kontrolą systemu operacyjnego QNAP QTS 4.4.3.1439. Ponieważ testujemy dyski SSD, korzystamy z systemu QTS (a nie fabrycznie preinstalowanego QuTS hero), który oferuje Narzędzie Profilowania Dysków SSD. Z punktu widzenia naszych testów narzędzie to jest bardzo ważne, ponieważ pokazuje zachowanie dysków w czasie pod ciągłym obciążeniem. Bardzo istotne jest również to, że system QTS jest oficjalnie obsługiwany w tym modelu, a więc na etapie inicjowania możliwa jest zmiana systemu.

źródło: www.qnap.com

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 zatok 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)

Zamontowany dysk twardy: WD Blue SSD 480GB

Na potrzeby testów przyjęto, że przestrzeń udostępniana blokowo przez iSCSI będzie skonfigurowana jako LUN typu Thin (cienki, alokowanie elastyczne) o wielkości 1024GB w RAID 0 oraz 700GB w RAID 1, wielkość sektora 4K, sformatowany w NTFS z poziomu Windows Serwer 2019. W przypadku testów SMB, skorzystano z woluminu cienkiego o wielkości 500GB.

Testy dysków SSD przeprowadziliśmy używając znanego już z poprzednich artykułów zestawu narzędzi – zestaw benchmarków został uruchomiony, aby możliwe było zestawienie wyników i wykluczenie ewentualnych błędów/przekłamań.

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 Windows Server 2019 zamiast QTS, więc urządzenie działało jak typowy serwer Windows. 

Połączenie pomiędzy serwerami było realizowane za pośrednictwem przełącznika QNAP QSW-M1208-8C, do którego Serwer został połączony przewodem DAC SFP+, natomiast TS-h973AX wykorzystał połączenie 10GbE przewodem LAN RJ-45 Cat. 6a.

Biorąc pod uwagę specyfikację testowanych dysków twardych, przepustowość pojedynczego łącza 10GbE może być niewystarczająca do sprawdzenia faktycznej wydajności dysków WD Gold. Dlatego na skorzystaliśmy z możliwości uruchomienia maszyny wirtualnej na QNAP, do której został dodany dodatkowy dysk twardy, który jako plik zlokalizowany był na woluminie znajdującym się na dyskach U.2 WD Gold.

Testy wykonano przy użyciu:

  1. Wbudowanych mechanizmów testowania dysków w systemie QTS
  2. Narzędzia DiskFillTest
  3. Narzędzi DD w systemie QTS
  4. CristalDiskMark, wersja 7.0.0 x64
  5. IOmeter, wersja 1.1.0
  6. AJA System Test, wersja 2.1
  7. ATTO Disk Benchmark
  8. Szybkość i czas kopiowania plików przy użyciu narzędzia robocopy w systemie Windows Server 2019

Uwaga: Podobny zestaw testów (4-8) został wykonany także w maszynie wirtualnej.