在上回” Server SSD效能評估利器 – SNIA PTS篇”中,針對SNIA PTS整個效能驗證計畫的架構以及驗證流程提供詳細的說明。讓讀者們能夠對於SNIA PTS架構有初步的理解。本篇將以SNIA PTS實際應用展示為各位深入解析。
對於一般使用者,或是OEM廠商而言,該如何評估選擇一顆效能可靠且穩定的SSD是令人頭痛的事,這時若透過SNIA PTS,便能夠詳細分析出該顆SSD的效能特性、穩定程度、及延遲反應時間表現等。至於這些一般用來評斷SSD好壞的主流指標,就能透過SNIA PTS執行結果得知。在執行完成後,我們便可透過測試結果了解該顆SSD詳細數據,利用這些數據便可評估該顆SSD是否合適。雖然SNIA PTS測試步驟複雜,但藉由我們引進的SNIA PTS專業測試設備,便可快速掌握該顆SSD的效能資訊。
接著,我們透過實測數據帶各位了解該顆SSD的效能數據及其弱點。這次我們選定一顆市面上主流品牌的Gen 4 NVMe SSD,對其進行SNIA PTS基本的三大測項:SNIA IOPS、SNIA TP(throughput)、SNIA LAT(latency)。
透過這三大測項,來徹底了解該顆SSD的效能表現。
1. SNIA IOPS
SNIA IOPS測試評估隨機讀取寫入性能,涵蓋了大多數使用者感興趣且常應用到的各種讀/寫 (R/W)和block size組合。在PTS穩態(Steady State)條件下,使用7種Read/Write混合(範圍從100%讀取到100%寫入)和8種block size(範圍從0.5 KB到1024 KB)。
測試完成後,透過SNIA結果報告中提供的表格/3D圖表,使用者可以快速獲取各種組合的性能數據。由於測試結果表格較多,挑選幾項來探討該SSD IOPS表現。
從IOPS mix matrix表格中看出,這顆SSD在各種block size下的表現穩定,小檔4KB表現不俗。
而這個表格主要是用來計算進入穩態(Steady State)斜率表格,可以看到這顆在進入穩態的這5個測試回合,效能表現穩定,紅線的IOPS以及黑線的平均值幾乎沒有太大的變化。雖然是在第2~6測試回合才進入穩態,不過就其數據來看算是不錯的表現。
最後,我們來看所有Read/Write組合的3D表格。透過此3D可以清楚看到,各種block size以及Read/Write比率的效能表現;從效能趨勢來看,這顆SSD表現平穩,在4KB的地方,尤其是4KB write,效能比起其他block size還來的優異。
2. SNIA TP
SNIA TP吞吐量測試,以PTS穩態(Steady State)條件下,使用100%讀取和100%寫入方式,進行大的block size循序I/O量測。SNIA TP測量結果如同前一個SNIA IOPS,透過結果報告中數據表格和2D圖表中得到量測數據。由於測試結果表格較多,這邊一樣挑選幾個重點表格來探討該SSD TP表現。
從上面表格來看,這顆SSD throughput吞吐量表現較不穩定,上下起伏大,到了SNIA設置的最大25測試回合還是無法進到穩態,這顆SSD在1024KB下的寫入吞吐穩定表現欠佳。
而這個表格主要是用來計算進入穩態(Steady State)斜率表格,可以看到斜率部分已經明顯超過定義值上下10%區間,呈現一個無法收斂在穩定區間的型態。而從圖表中的slope線條也能看出已明顯超過平均值上下10%區間。
而128KB寫入部分,從上圖一樣可以發現到吞吐量表現如同1024KB一樣不穩定,上下起伏大,到了SNIA設置的最大25測試回合還是無法進到穩定狀態。
3. SNIA LAT
SNIA LAT延遲測量測試,一樣在穩定狀態(Steady State)條件下,進行的隨機I/O量測,使用指定的block size和Read/Write組合,擷取平均和最大延遲時間。延遲測量結果同樣可以透過SNIA報告中數據表格和2D圖表中得到量測數據。在此挑選幾個重點表格來探討該SSD LAT表現。
首先我們來看平均延遲的部分,可以看出雖然在8KB block size的部分第5個測試回合有稍微拉高,不過整體看起來還算表現穩定,並沒有延遲時間忽高忽低的情形發生。
接著來看到最大延遲時間的部分,我們可以發現到在512Bytes的部分,在第4、5測試回合之中有拉高的情形發生,而在4KB與8KB部分表現相對穩定。
最後,信賴區間表的部分,信賴區間表顯示在特定時間閾值下出現的所有延遲時間的百分比,例如:在哪個時間值下會發生99.99%的IO。較高百分比表示更多的IO能夠在較快的時間內完成,這被認為是較好的結果。同時,這意味著該SSD能夠更迅速地處理IO操作,提高了性能和效率,這是測試性能優越性的一個重要指標。
本篇就SNIA PTS其中的IOPS、TP、LAT部分,藉由實際的測試結果來解析該顆SSD效能,雖然該顆SSD在IOPS表現穩定,不過在TP,也就是吞吐量測試的過程中,發現其吞吐量並不是特別穩定,不論是在128KB,或者是在1024KB中,都可以發現其吞吐量明顯上下跳動,使用者在實際應用存取過程,尤其是寫入的部分,在長時間使用下會明顯感受到效能不穩定,雖然在一般使用者來說並不會有太大感覺,不過若是在高壓讀寫環境,如伺服器的應用中,如此不穩定的吞吐量便會嚴重影響伺服器效能,不可不慎。
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