Test 1 – QTS

Standardowo testy zaczynamy od sprawdzenia, jak sam QNAP jest w stanie wykorzystać podłączone dyski. Korzystamy z wbudowanych narzędzi w aplikację Pamięć Masowa i Migawki w systemie QTS (w tych testach po raz pierwszy korzystamy z nowego systemu z QTS 5.0). System jest w stanie sprawdzić prędkość odczytu sekwencyjnego oraz IOPS takiego odczytu. Po wykonaniu testu zobaczyliśmy następujące wyniki: 

Wbudowane narzędzie testowania dysków w QNAP wykazało, że oba podłączone dyski oferują odczyt sekwencyjny na poziomie 3 190 GB/s, co jest o 210 GB/s niższą wartością, niż deklarowana przez producenta dla tego typu dysków. Jednak na tym etapie jest to wstępny wynik, który w kolejnych testach zostanie potwierdzony lub obalony. Warto jednak podkreślić, że oba dyski działały podczas testu z dokładnie tą samą wartością odczytu. Jeśli chodzi o wynik odczytu IOPS, tutaj wartości nieznacznie się różnią -odpowiednio mamy tutaj 306 473 i 306 674 IOPS. Te wartości są również niższe niż wartości wynikające z tabelki ze specyfikacją, jednak podobnie jak wcześniej, nie wiążemy z tym wynikiem póki co żadnych oczekiwań.

Przejdźmy teraz do wyników uzyskanych przez narzędzie profilowania dysków ssd dostępne w systemie QNAP QTS. Narzędzie Profilowania Dysków to aplikacja, którą możemy doinstalować w systemie QTS 5.0, a pozwala ona ocenić działanie dysku SSD pod różnym obciążeniem. Znaczące jest tutaj występowanie zjawiska Write Amplification. 

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.

Ze względu na czas wykonywania testów profilowania dysków (do kilkunastu godzin), test taki przeprowadziliśmy tylko dla konfiguracji RAID 1.

Narzędzie profilowania dysków wykonuje szereg zapisów na testowanych dyskach aby ocenić, jaka wydajność będzie dostępna w zależności od poziomu Over-Provisioning, czyli zwiększonej przestrzeni zarezerwowanej, oraz ilości zapisanych danych. Aplikacja w kolejnych przebiegach rezerwuje coraz większą powierzchnię i wykonuje kolejne procesy zapisu. W ten sposób na podstawie wygenerowanego raportu jesteśmy w stanie ręcznie ustawić dodatkową przestrzeń, która zostanie zarezerwowana na dodatkowe procesy zapisu danych. Zobaczmy, jakie wyniki zostały uzyskane w kolejnych etapach testu profilowania 

Powyższa grafika prezentuje zestawienie wyników testu dla obu dysków połączonych w RAID 1. Test został przeprowadzony w skoku o 10% w zakresie od 0% do 60%. 

Przeanalizujmy pierwszy wykres, czyli wynik IOPS w zależności od ilości zapisanych danych. Jak widać wyniki są bardzo zróżnicowane – zarówno pomiędzy kolejnymi poziomami wykonanych testów jak również w ramach każdego procesu z osobna. Pokazuje to znaczące wachania podczas zapisu danych, które jednak wynikają zarówno z zachowania dysków, jak i samego testowanego urządzenia. Najwyższe wyniki zostały uzyskane przy OP na poziomie 40-60%, gdzie wartość IOPS momentami dochodziła do 100 000.  Oznacza to, że korzystając z dysków WD RED SN700, najbadziej optymalna pod kątem wydajności będzie wartość właśnie z tego przedziału. Należy jednak wziąć pod uwagę również koszt takiej przestrzeni i w zależności od zastosowań dobrać wartość, która będzie optymalnym zbalansowaniem ceny gigabajta jak i wymaganej oraz oczekiwanej wydajności. 

Podczas wykonywania testu profilowania, aplikacja sprawdza jednocześnie temperaturę pracy każdego z dysków. Niezależnie od ustawionej wartości over provisioningu, oba dyski pracowały z temperaturą 45-50 st. C. Daje to dodatkowy obraz tego, że dodatkowy provisioning niezależnie od wielkości nie wpływa na pracę dysku twardego pod kątem dodatkowego przegrzewania.

Przejdźmy teraz do kolejnego testu – DiskFill Test.