Робочі станції Dell – це потужні інструменти для створення професійного контенту різних типів. Всі пристрої лінійки поєднує одне: вони повністю сумісні зі спеціалізованим ПЗ, мають високу продуктивність і дуже надійні.
У досягненні останнього, одну з ключових ролей грає правильний вибір накопичувача для зберігання даних. І до цього завдання у нас особливий підхід. Сьогодні ми познайомимо вас із методами, які використовуємо для класифікації пристроїв зберігання даних у робочих станціях серії Dell Precision. Ця інформація буде корисною тим, хто хоче розібратися в параметрах продуктивності самих робочих станцій та підсистем зберігання.
Чому важлива продуктивність накопичувачів?
Робочі станції оснащуються найшвидшими компонентами, доступними для клієнтських систем. Коли справа доходить до сховища, важливо, щоб професійні програми не витрачали більшу частину часу, очікуючи, коли завершиться операція підсистеми зберігання. Такі простої суттєво знижують загальні показники продуктивності робочої станції.
Класифікація пристроїв зберігання та рівні продуктивності
Навіть якщо пристрої зберігання мають однакову ємність, вони можуть відрізнятися форм-фактором, фізичним електричним з'єднанням, протоколом доступу і, звичайно, рівнем продуктивності специфікаціями, що визначають швидкодію таких пристроїв. Це особливо важливо для твердотільних накопичувачів (SSD), характеристики яких можуть бути принципово різними в залежності від внутрішньої архітектури та флеш-пам'яті.
До того, як технологія SSD стала основною, продуктивність жорсткого диска часто визначалася так званими специфікаціями "тилу". Користувач міг просто перевернути накопичувач та подивитися на характеристики: швидкість обертання, ємність кеш-пам'яті, середній час пошуку, а також значення пропускної спроможності та кількість пластин усередині накопичувача. Ці специфікації не завжди пов'язані з характеристиками роботи окремих додатків, але дають деяку основу для порівняння різних дисків в екосистемі HDD.
Що ж до SSD, без використання певних систематичних методів порівняти продуктивність кількох моделей буде дуже складно. Твердотілі накопичувачі можуть передбачати в специфікаціях якусь описову інформацію, але зіставляти SSD-інтерфейси, типи флеш-пам'яті та моделі контролера флеш-пам'яті з продуктивністю додатків не надто раціонально.
SSD мають істотні переваги перед традиційними жорсткими дисками, проте без будь-якої систематичної оцінки швидкодії буває складно порівняти один з одним різні моделі твердотільних накопичувачів. Класифікуючи пристрої зберігання даних за результатами вимірювання продуктивності, Dell піднімає ефективність експлуатації професійних робочих станцій.
SSD M.2 в ноутбуці Dell XPS 13 9365
Методи виміру
Вимірювання продуктивності необхідні диференціації твердотільних накопичувачів. Але що треба виміряти? За логікою читання та запис — як випадкові, так і послідовні. Якщо керуватися деякими з найбільш популярних тестів для клієнтів, можна було б зробити висновок про те, що слід вимірювати лише пікову продуктивність – максимально можливі значення пропускної спроможності або операцій введення-виведення на секунду (IOPS).
Еталонне тестування для класифікації накопичувачів за продуктивністю
Пікові значення та методи, які використовуються для їх вимірювання, можуть відповідати або не відповідати тому чи іншому професійному додатку. Це особливо стосується тестів, що вимірюють максимальну продуктивність за ідеальних умов — наприклад, значної глибини черги операцій вводу-виводу, які очікують на виконання в конвеєрі сховища.
Щоб відповідати широкому спектру додатків робочих станцій та моделей використання, наші методи класифікації сховищ включають декілька різних типів вимірювань. Вони відбивають як прикладні, і синтетичні характеристики.
Кластерний аналіз
Результати вимірювань продуктивності різних SSD використовують у кластерному аналізі. При цьому застосовується ряд алгоритмів кластеризації, у тому числі центроїдних та заснованих на густині, з подальшим порівнянням результатів.
Ймовірно, через переваги шини PCI Express накопичувачі SSD NVMe формують чітку групу, відмінну від SATA SSD. Це підтвердило наші попередні припущення, і ми почали виділяти кластери у кожному з цих інтерфейсів.
SATA SSD утворили два кластери: "основний", на модулях флеш-пам'яті TLC, і "високопродуктивний" - на пам'яті MLC. Це показує, що SSD на основі MLC перевищує SSD на TLC. Однак при виконанні деяких вимірювань базові накопичувачі у високопродуктивному кластері можуть мати такі ж (або трохи гірші) характеристики, як і топовий накопичувач в іншому кластері.
SSD NVMe теж показали поділ на два кластери, до того ж набагато чіткіше, ніж їх SATA-аналоги форм-факторів 2.5” та М.2. "Основний" кластер утворили накопичувачі SSD на основі TLC, в той час як "кластер високої продуктивності" включав MLC і навіть кілька SSD на основі SLC (додаткових високопродуктивних карт, add-on).
У результаті класифікації окремих пристроїв зберігання ми вибрали алгоритм кластеризації з урахуванням центроїдів. Незважаючи на те, що це створило невелике перекриття між накопичувачами SSD SATA з флеш-пам'яттю MLC та накопичувачами SSD NVMe з флеш-пам'яттю TLC, такий підхід дозволив нам спростити систему класифікації та отримати мінімальні показники продуктивності високопродуктивних класів.
Спрощена система класифікації
Щоб виставити чіткі вимоги постачальникам SSD, важливо було встановити мінімальні рекомендації для кластерів високої продуктивності. Саме на цьому етапі було створено класи зберігання.
Накопичувачі класу 20 – звичайні SSD SATA, які можна зустріти на багатьох клієнтських платформах. Вони підійдуть користувачам робочих станцій, яким потрібні тихі, швидкі та надійні рішення для зберігання даних.
v
Накопичувачі класу 30 є найбільш високопродуктивними SSD SATA. Коли ми запроваджували систему класифікації, таких моделей на ринку було чимало. Сьогодні ж через ряд факторів, що включають зростання продуктивності накопичувачів на основі TLC, випускається обмежена кількість SSD класу 30. Якщо користувачі робочих станцій потребують ширших можливостей, ніж можуть забезпечити пристрої класу 20, варто звернути увагу на NVMe-накопичувачі.
До класу 40 відносяться переважно масові SSD NVMe із флеш-пам'яттю TLC. Тут представлено значну кількість моделей з різною продуктивністю, оскільки нові покоління приходять на зміну старим.
Накопичувачі класу 50 — високопродуктивні SSD, які забезпечують значний приріст швидкодії порівняно з класом 40. Багато хто з них заснований на MLC, але деякі моделі підтримують новіші та швидші технології флеш-пам'яті, такі як 3D Xpoint. Саме ці накопичувачі ми встановлюємо у робочих станціях Precision.
Продуктивність класу 30
Щоб вважатися високопродуктивним SSD SATA, накопичувач повинен мати певну ємність і відповідати як мінімум 8 із 11 вимог, перерахованих у таблиці:
Продуктивність класу 50
Найбільш високопродуктивною може вважатися та модель SSD, яка також відповідає щонайменше восьми наведеним нижче вимогам. Тип підключення в цьому випадку не має значення.
Оновлення класифікації
Технологія зберігання даних продовжує розвиватися, і система класифікації корисна лише тоді, коли вона вдосконалюється разом із технологіями. Кожні шість місяців ми її переглядаємо та аналізуємо різницю між класами. Переміщення центрів кластерів нагору може впливати на мінімальну необхідну продуктивність: ось чому кількість та різноманітність моделей класу 30 скорочується, а клас 40 продовжує зростати.
Висновки
Твердотільні накопичувачі забезпечують значні переваги в порівнянні з жорсткими дисками, що обертаються. Але постає питання, як відрізнити високопродуктивні SSD від їх менш продуктивних еквівалентів. Dell вирішує це завдання завдяки системі класифікації: вона дозволяє визначити мінімальні вимоги до накопичувачів, які будуть класифіковані як високопродуктивні.
