Робочі станції Dell – це потужні інструменти для створення професійного контенту найрізноманітніших типів. Усі пристрої лінійки об’єднує одне: вони повністю сумісні зі спеціалізованим ПЗ, мають високу продуктивність і є дуже надійними.
У досягненні останнього одну з ключових ролей відіграє правильний вибір накопичувача для зберігання даних. І до цього завдання у нас абсолютно 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 і підсистем зберігання.
Чому важлива продуктивність накопичувачів?
Робочі станції оснащуються найшвидшими компонентами, доступними для клієнтських систем. Коли йдеться про сховище, важливо, щоб професійні застосунки не витрачали більшу частину часу на очікування завершення операції 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 підключенням, протоколом доступу і, звичайно, рівнем продуктивності — специфікаціями, що визначають швидкодію таких пристроїв. Це особливо важливо для твердотільних накопичувачів (SSD), характеристики яких можуть принципово відрізнятися залежно від внутрішньої архітектури та застосованої флеш-пам’яті.
До того, як технологія SSD стала основною, продуктивність жорсткого диска часто визначалася так званими специфікаціями «зворотного боку». Користувач міг просто перевернути накопичувач і подивитися на характеристики: швидкість обертання, ємність кеш-пам’яті, середній час пошуку, а також значення пропускної здатності та кількість пластин усередині накопичувача. Ці специфікації не завжди напряму пов’язані з характеристиками роботи окремих застосунків, але дають певну основу для порівняння різних дисків в екосистемі HDD.
Що ж до SSD, без використання певних систематичних методів порівняти продуктивність кількох моделей буде дуже складно. Твердотільні накопичувачі можуть містити в специфікаціях певну описову інформацію, але зіставляти SSD-інтерфейси, типи флеш-пам’яті та моделі контролера флеш-пам’яті з продуктивністю застосунків не надто раціонально.
SSD мають суттєві переваги перед традиційними жорсткими дисками, однак без систематичної оцінки швидкодії буває складно порівняти між собою різні моделі твердотільних накопичувачів. Класифікуючи пристрої зберігання даних за результатами вимірювань продуктивності, Dell підвищує ефективність експлуатації професійних робочих станцій.
SSD M.2 у ноутбуці Dell XPS 13 9365
Методи вимірювання
Вимірювання продуктивності необхідні для диференціації твердотільних накопичувачів. Але що саме потрібно вимірювати? Логічно — читання та запис, як випадкові, так і послідовні. Якщо керуватися деякими з найпопулярніших тестів для клієнтських систем, можна було б зробити висновок, що слід вимірювати лише пікову продуктивність — максимально можливі значення пропускної здатності або операцій введення-виведення за 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 застосунку. Особливо це стосується тестів, які вимірюють максимальну продуктивність в ідеальних умовах — наприклад, при значній глибині черги операцій введення-виведення, що очікують виконання в конвеєрі сховища.
Щоб відповідати широкому спектру застосунків робочих станцій і моделей використання, наші методи класифікації сховищ включають кілька різних типів вимірювань. Вони відображають як прикладні, так і синтетичні характеристики.
Кластерний аналіз
Результати вимірювань продуктивності різних SSD використовуються в кластерному аналізі. При цьому застосовується низка алгоритмів кластеризації, зокрема центроїдних і заснованих на щільності, 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 в межах кожного 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 перевершують SSD на TLC. Однак під час виконання деяких вимірювань базові накопичувачі у високопродуктивному кластері можуть мати такі самі або трохи гірші характеристики, як і топовий накопичувач в іншому кластері.
SSD NVMe також показали поділ на два кластери, до того ж значно чіткіший, ніж їхні SATA-аналоги форм-факторів 2.5” і М.2. «Основний» кластер утворили накопичувачі SSD на основі TLC, тоді як «кластер високої продуктивності» включав MLC і навіть кілька SSD на основі SLC — додаткових високопродуктивних карт add-on.
У підсумку для класифікації окремих пристроїв зберігання ми вибрали алгоритм кластеризації на основі центроїдів. Попри те, що це створило невелике перекриття між накопичувачами SSD SATA з флеш-пам’яттю MLC і 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 встановити чіткі вимоги до постачальників SSD, важливо було визначити мінімальні рекомендації для «кластерів високої продуктивності». Саме на цьому етапі були створені 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 являють собою найпродуктивніші SSD SATA. Коли ми впроваджували систему класифікації, таких моделей на ринку було досить багато. Сьогодні ж через низку факторів, включно зі зростанням продуктивності накопичувачів на основі TLC, випускається обмежена кількість SSD класу 30. Якщо користувачам робочих станцій потрібні ширші можливості, ніж можуть забезпечити пристрої класу 20, варто звернути увагу на NVMe-накопичувачі.
До класу 40 належать переважно масові SSD NVMe з флеш-пам’яттю TLC. Тут представлено значну кількість моделей із дуже різною продуктивністю, оскільки нові покоління приходять на зміну старим.
Накопичувачі класу 50 — високопродуктивні SSD, які забезпечують значний приріст швидкодії порівняно з класом 40. Багато з них основані на MLC, але деякі моделі підтримують новіші й швидші технології флеш-пам’яті, такі як 3D Xpoint. Саме ці накопичувачі ми встановлюємо в робочі станції Precision.
Продуктивність класу 30
Щоб вважатися високопродуктивним SSD SATA, накопичувач повинен мати певну ємність і відповідати щонайменше 8 з 11 вимог, наведених у таблиці:
Продуктивність класу 50
Найвисокопродуктивнішою може вважатися та модель SSD, яка також відповідає щонайменше восьми наведеним нижче вимогам. Тип підключення в цьому випадку значення не має.
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 й аналізуємо різницю між класами. Переміщення центрів кластерів угору може впливати на мінімальну необхідну продуктивність: ось чому кількість і різноманіття моделей класу 30 скорочується, а клас 40 продовжує зростати.
Висновки
Твердотільні накопичувачі забезпечують значні переваги порівняно з обертовими жорсткими дисками. Але постає питання: як відрізнити високопродуктивні SSD від їхніх менш продуктивних еквівалентів? Dell вирішує це завдання завдяки своїй системі класифікації: вона дозволяє визначити мінімальні вимоги до накопичувачів, які будуть класифіковані як високопродуктивні.
