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Se faire un nom sur un marché de matières premières – Un bon serveur Minecraft

Le 6 novembre 2019 - 12 minutes de lecture

Kingston n’est peut-être pas un nom qui ne dit rien, quand il s’agit de fournisseurs de matériel pour centres de données, mais la société a acquis une présence majeure dans les centres de données grâce à ses modules DRAM. En tant que marché lucratif et à volume élevé, la société a tenté sans scrupule de tirer profit de son succès avec la DRAM de centre de données dans d’autres produits de centre de données, mais jusqu’à présent, elle n’a connu qu’un succès limité. Leurs autres gammes de produits, notamment les disques SSD d'entreprise / de centre de données, ont été réparables, mais n'ont pas réussi à percer le marché dans son ensemble.

Dans l’intention de couper une plus grande part du marché des disques SSD pour centres de données, Kingston a décidé de se faire mieux connaître en introduisant des disques SSD basés sur les besoins de leurs clients DRAM existants. Cela signifie que la nouvelle famille de disques SS500 DC500 de la société est destinée aux fournisseurs de services cloud et aux intégrateurs de systèmes de second niveau, plutôt qu'aux principaux hyperscalers tels que Google, Microsoft, Amazon, etc. Cela signifie également que les nouveaux disques sont des disques SSD SATA. Ce segment de marché – qui repose davantage sur des composants et des plates-formes de base que sur une personnalisation approfondie du type Open Compute Project – conserve une demande importante pour les disques SSD SATA.

L'utilisation de disques SSD NVMe augmente les coûts de plate-forme sous la forme de commutateurs et de fonds de panier PCIe onéreux. Les disques eux-mêmes sont plus chers qu'un disque SATA de même capacité et l'efficacité énergétique est souvent meilleure pour SATA que pour NVMe. Les disques SSD PCIe permettent de réduire considérablement les performances de stockage dans un plus petit nombre de disques et de serveurs, mais là où l'accent est mis davantage sur la capacité et la rentabilité, le SATA a toujours sa place.

L’interface SATA elle-même est bloquée à 6 Gbps, mais la technologie utilisée dans les SSD SATA continue d’évoluer avec les nouvelles générations de mémoire flash NAND et les nouveaux contrôleurs SSD. La nouvelle famille de disques SSD SATA d’entreprise DC500 de Kingston constitue notre premier regard sur le nouveau contrôleur S12 SSD de Phison (plus précisément la variante S12DC), qui remplace le S10 commercialisé depuis plus de cinq ans. (S11 est le contrôleur SATA sans DRAM actuellement utilisé par Phison.) Alors que les contrôleurs SSATA SATA grand public sont généralement passés à quatre canaux NAND, le S12DC possède encore huit canaux, mais davantage pour prendre en charge des capacités élevées que pour améliorer les performances. La S12DC prend officiellement en charge les 8 To, mais Kingston ne pousse pas les choses aussi loin. Le contrôleur S12DC est conçu sur un processus de 28 nm et apporte des améliorations majeures aux capacités de correction des erreurs, notamment le moteur LDPC de troisième génération de Phison.

La famille DC500 utilise la mémoire flash TAND NAND à 64 couches d’Intel, une rupture par rapport aux préférences habituelles de Kingston pour le NAND Toshiba. La TLC à 96/92 couches a commencé à apparaître sur le marché des SSD client / consommateur, mais il est encore un peu tôt pour le voir sur cette partie du marché du stockage d'entreprise.

La famille DC500 comprend deux niveaux: le DC500R pour les charges de travail nécessitant beaucoup de lecture (indice d'endurance de 0,5 DWPD) et le DC500M pour les charges de travail en lecture / écriture plus mixtes (indice d'endurance de 1,3 DWPD). Selon Kingston, les processeurs Intel NAND qu’ils utilisent sont conçus pour environ 5 000 cycles de programmation / effacement. Par conséquent, avec une garantie d’un peu moins de 1 000 écritures sur le DC500R, ils autorisent clairement une amplification assez importante.

Les disques SSD NVMe ont en grande partie détruit le marché des disques SATA à très haute endurance, car les applications devant prendre en charge plusieurs écritures de disques par jour ont tendance à nécessiter des performances supérieures à celles que le SATA peut prendre en charge (et à mesure que les capacités des disques augmentent, compléter plus d’un disque écrit à ~ 0,5 Go / s). Micron propose toujours un modèle SATA à 5 DWPD (5200 MAX), mais la plupart des autres marques dépassent maintenant les 3 DWPD pour les disques SATA. Ces disques 3 DWPD et supérieurs ne représentent qu'environ 20% du marché. Kingston ne manque donc pas de trop nombreuses ventes en augmentant à seulement 1,3 DWPD avec la famille DC500. L’introduction de QLC NAND a permis de ramener le niveau d’entrée de ce marché à environ 0,1 DWPD, mais Kingston n’a encore rien à offrir à ce niveau.

Kingston DC500 Series Spécifications
Capacité 480 Go 960 Go 1920 Go 3840 Go
Facteur de forme 2.5 "7mm SATA
Manette Phison PS3112-S12DC
Flash NAND TLC 3D Intel 64 couches
DRACHME Micron DDR4-2666
Lecture séquentielle 555 Mo / s
Séquentiel
Écrire
DC500R 500 Mo / s 525 Mo / s 525 Mo / s 520 Mo / s
DC500M 520 Mo / s 520 Mo / s 520 Mo / s 520 Mo / s
Lecture aléatoire 98k IOPS
Aléatoire
Écrire
DC500R 12k IOPS 20k IOPS 24k IOPS 28k IOPS
DC500M 58k IOPS 70k IOPS 75k IOPS 75k IOPS
Puissance Lis 1,8 W
Écrire 4,86 W
Tourner au ralenti 1,56 W
garantie 5 années
Écrire
Endurance
DC500R 438 To
0.5 DWPD
876 To
0.5 DWPD
1752 To
0.5 DWPD
3504 To
0.5 DWPD
DC500M 1139 To
1.3 DWPD
2278 To
1.3 DWPD
4555 To
1.3 DWPD
9110 To
1.3 DWPD
Prix ​​de détail (CDW) DC500R 104,99 $ (22 ¢ / Go) 192,99 $ (20 ¢ / Go) 364,99 $ (19 ¢ / Go) 733,99 $ (19 ¢ / Go)
DC500M 125,99 $ (26 ¢ / Go) 262,99 $ (27 ¢ / Go) 406,99 $ (21 ¢ / Go) 822,99 $ (21 ¢ / Go)

Les modèles DC500R et DC500M sont disponibles dans le même ensemble de capacités utilisables allant de 480 Go à 3 840 Go, mais ils diffèrent par la quantité de surface disponible incluse, ce qui permet au -M d’avoir une résistance en écriture et des performances d’écriture soutenues plus élevées. Pour les E / S séquentielles, les versions -R et -M sont conçues pour offrir essentiellement les mêmes performances, goulotées par le lien SATA. Il en va de même pour les lectures aléatoires, mais les performances en écriture aléatoire à l'état stable sont limitées par le flash lui-même et varient en fonction de la capacité du lecteur et de la zone disponible. Les modèles DC500M ont tous des performances en écriture aléatoire plus élevées que tous les modèles DC500R.

La consommation électrique est estimée à 1,8 W pour les lectures et à 4,86 ​​W pour les écritures. Les états d'inactivité à faible consommation d'énergie ne sont généralement pas inclus sur les disques d'entreprise. Par conséquent, les DC500 ont une capacité d'inactivité de 1,56 W.

Gauche: DC500R 3,84 To, droite: DC500M 3,84 To

Les modèles DC500R et DC500M utilisent tous deux le même boîtier en métal, mais les circuits imprimés à l'intérieur subissent quelques modifications mineures dans la présentation en raison des différences de surapprovisionnement. Nos échantillons de 3,84 To offrent des capacités brutes de 4096 Go pour le DC500R et de 5120 Go pour le DC500M. Les versions -R ont donc un surapprovisionnement comparable aux SSD grand public, tandis que les versions -M ont environ trois fois plus d'espace disponible. Le flash supplémentaire du DC500M nécessite également davantage de mémoire DRAM: 6 Go au lieu des 4 Go du DC500R 3,84 To.

Physiquement, la mémoire est disposée différemment entre les deux lecteurs. La DC500R de 3,84 To a un total de 16 packages de 256 Go chacun pour la norme NAND, et la DC500 de 3,84 To utilise 10 packages de 512 Go chacun au lieu de combiner des packages de capacités différentes. Dans les deux cas, il s'agit d'Intel NAND emballé par Kingston. Étant donné que le -M a moins de paquets NAND, il s’en tire également avec moins de petites puces de multiplexeur TI installées à côté du contrôleur. Le -M dispose également de deux capuchons de tantale en moins pour la protection contre les coupures de courant, malgré une plus grande quantité de mémoires NAND et DRAM.

La compétition

Il existe de nombreux SSD SATA d’entreprises concurrentes basés sur la TLC 3D à 64 couches, mais nombre d’entre eux sont sur le marché depuis assez longtemps; Kingston est un peu en retard sur le marché pour cette génération. Les disques SSD SATA de Samsung lancés l’automne dernier sont les seuls disques de la génération actuelle que nous devons comparer aux Kingston DC500, et tous nos disques SSD SATA d’entreprise plus anciens sont beaucoup trop périmés pour être pertinents.

Le Samsung 883 DCT se situe quelque part entre le DC500R et le DC500M, avec une endurance en écriture de 0,8 DWPD (contre 0,5 et 1,3 pour les disques Kingston). Le Samsung 860 DCT est un peu bizarre, car il lui manque l’une des caractéristiques déterminantes des disques SSD d’entreprise: les condensateurs de protection contre les pertes d’alimentation. Il a également une assez faible endurance note de seulement 0,2 DWPD, ce qui est presque en territoire QLC. Malgré ces handicaps, il utilise toujours l'excellent contrôleur et le micrologiciel de Samsung et est conçu pour offrir des performances et une qualité de service sur le serveur bien meilleures que celles attendues des disques SSD client et grand public auxquels il ressemble superficiellement.

Pour donner une idée de l’échelle, nous avons également inclus les résultats du disque NVMe de centre de données d’entrée de Samsung, le 983 DCT, et plus particulièrement du modèle 960 Go M.2. Parmi les concurrents SATA pertinents que nous n'avons pas encore testés figurent les processeurs Intel D3-S4510 et Micron 5200 ECO, qui utilisent tous deux le même TLC 64L que les disques Kingston, mais avec des contrôleurs différents.

Système de test

Intel a fourni notre système de test SSD d'entreprise, l'un de leurs serveurs 2U basé sur la plate-forme Xeon Scalable (nom de code Purley). Le système comprend deux processeurs Skylake-SP Xeon Gold 6154 à 18 coeurs et des DIMM DDR4-2666 de 16 Go sur les douze canaux de mémoire, pour un total de 192 Go de DRAM. Chacun des deux processeurs fournit 48 voies PCI Express plus une liaison DMI à quatre voies. L'attribution de ces voies est compliquée. La plupart des voies PCIe de la CPU1 sont dédiées à des objectifs spécifiques: le DMI x4 plus un autre lien x16 vont au chipset C624, et un lien x8 vers un connecteur pour un contrôleur SAS en option. Cela laisse CPU2 fournir les voies PCIe pour la plupart des logements d’extension, y compris la plupart des ports U.2.

Le système de test SSD d'entreprise et la plupart de nos équipements de test SSD grand public sont logés dans une armoire rack entièrement fermée StarTech RK2236BKF 22U. Lors des tests de cette revue, la porte avant de ce rack était généralement laissée ouverte pour permettre une meilleure circulation d'air, et des ventilateurs de boîtier Silverstone FQ141 ont été installés pour aider à évacuer l'air chaud du haut de l'armoire.

Le système de test exécute un noyau Linux à partir de la branche de support à long terme la plus récente. Cela représente environ un an de travail sur les mesures d'atténuation Meltdown / Spectre, bien que les stratégies de gestion des attaques de type Spectre continuent d'évoluer. Les repères de cette revue sont tous des repères synthétiques, la plupart des charges de travail IO étant générées à l’aide de FIO. Les charges de travail du serveur sont trop variées pour qu'il soit pratique d'implémenter une suite complète de tests de performances au niveau de l'application. Nous essayons donc plutôt d'analyser les performances sur un large éventail de modèles d'E / S.

Les disques SSD d'entreprise sont spécifiés pour des performances stables et n'incluent pas de fonctionnalités telles que la mise en cache SLC. Par conséquent, la durée des analyses comparatives n'a pas beaucoup d'incidence sur le score, tant que le disque a été soigneusement préconditionné. Sauf indication contraire, pour nos tests comportant des écritures aléatoires, les lecteurs ont été préparés avec au moins deux écritures complètes de 4 ko. Pour tous les autres tests, les lecteurs ont été préparés avec au moins deux passes d’écriture séquentielle complètes.

Nos mesures de puissance d’entraînement sont effectuées avec un module de puissance programmable Quarch HD. Cet appareil alimente les lecteurs et enregistre simultanément le courant et la tension. Avec une fréquence d'échantillonnage de 250 kHz et une précision jusqu'à quelques mV et mA, il offre une très haute résolution de la consommation d'énergie du lecteur. Pour la plupart de nos tests automatisés, nous ne sommes intéressés que par les moyennes sur une période d'au moins une minute. Nous avons donc configuré le module d'alimentation de manière à ce qu'il fasse la moyenne de ses mesures et ne fournisse qu'environ huit échantillons par seconde. mesurant à des intervalles de 4µs afin de ne pas manquer les pics de puissance à court terme.

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