Dell Workstations sind leistungsstarke Tools zum Erstellen professioneller Inhalte aller Art. Alle Geräte der Linie sind sich eines einig: Sie sind voll kompatibel mit spezieller Software, haben eine hohe Leistung und sind sehr zuverlässig.
Bei letzterem spielt die richtige Wahl des Laufwerks zum Speichern von Daten eine der Schlüsselrollen. Und wir haben einen ganz besonderen Ansatz für diese Aufgabe. Heute werden wir Ihnen die Methoden vorstellen, mit denen wir Speichergeräte in Dell Precision-Workstations klassifizieren. Diese Informationen sind nützlich für diejenigen, die die Leistungsparameter der Workstations selbst und der Speichersubsysteme verstehen möchten.
Warum ist die Laufwerksleistung wichtig?
Workstations sind mit den schnellsten Komponenten ausgestattet, die für Client-Systeme verfügbar sind. Wenn es um Speicher geht, ist es wichtig, dass professionelle Anwendungen nicht die meiste Zeit darauf warten, dass das Speichersubsystem ihren Betrieb abschließt. Solche Ausfallzeiten verringern die Gesamtleistung der Workstation erheblich.
Speicherklassifizierung und Leistungsstufen
Selbst wenn die Speichergeräte dieselbe Kapazität haben, können sie sich in Formfaktor, physischer elektrischer Verbindung, Zugriffsprotokoll und natürlich Leistungsniveau unterscheiden - Spezifikationen, die die Geschwindigkeit solcher Geräte bestimmen. Dies ist besonders wichtig für Solid-State-Laufwerke (SSDs), deren Eigenschaften je nach interner Architektur und angewendetem Flash-Speicher grundlegend unterschiedlich sein können.
Bevor SSD zur Haupttechnologie wurde, wurde die Festplattenleistung häufig durch die sogenannten hinteren Spezifikationen bestimmt. Der Benutzer kann das Laufwerk einfach umdrehen und sich die Eigenschaften ansehen: Rotationsgeschwindigkeit, Cache-Kapazität, durchschnittliche Suchzeit sowie Durchsatzwerte und Anzahl der Platten im Laufwerk. Diese Spezifikationen stehen nicht immer in direktem Zusammenhang mit der Leistung einzelner Anwendungen, bieten jedoch eine Grundlage für den Vergleich verschiedener Festplatten im HDD-Ökosystem.
Bei der SSD wird es sehr schwierig sein, die Leistung mehrerer Modelle ohne bestimmte systematische Methoden zu vergleichen. Solid-State-Laufwerke enthalten möglicherweise einige beschreibende Informationen in den Spezifikationen, es ist jedoch nicht sehr rational, SSD-Schnittstellen, Flash-Speichertypen und Flash-Controller-Modelle mit der Anwendungsleistung zu vergleichen.
SSDs haben erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Festplatten, aber ohne systematische Leistungsbewertung kann es schwierig sein, verschiedene Modelle von Solid-State-Laufwerken zu vergleichen. Durch die Klassifizierung von Speichergeräten anhand von Leistungsmessungen verbessert Dell die Effizienz professioneller Workstations.
SSD M.2 auf Dell XPS 13 9365 LaptopMessmethoden
Leistungsmessungen sind erforderlich, um Solid-State-Laufwerke zu unterscheiden. Aber was muss gemessen werden? Logischerweise sind Lesen und Schreiben sowohl zufällig als auch sequentiell. Wenn Sie sich von einigen der beliebtesten Tests für Kunden leiten lassen, können Sie daraus schließen, dass nur die Spitzenleistung gemessen werden sollte - der maximal mögliche Durchsatz oder E / A-Vorgänge pro Sekunde (IOPS).
Benchmark zur Klassifizierung von Laufwerken nach Leistung
Spitzenwerte und die zu ihrer Messung verwendeten Methoden können einer professionellen Anwendung entsprechen oder nicht. Dies gilt insbesondere für Tests, bei denen die maximale Leistung unter idealen Bedingungen gemessen wird, z. B. eine erhebliche Tiefe der E / A-Warteschlange, die darauf wartet, in der Speicherpipeline ausgeführt zu werden.
Unsere Speicherklassifizierungsmethoden umfassen verschiedene Arten von Messungen, um einer Vielzahl von Workstation-Anwendungen und Verwendungsmustern zu entsprechen. Sie spiegeln sowohl die angewandten als auch die synthetischen Eigenschaften wider.
Clusteranalyse
Die Leistungsmessungen verschiedener SSDs werden in der Clusteranalyse verwendet. In diesem Fall wird eine Reihe von Clustering-Algorithmen angewendet, einschließlich Schwerpunkt- und dichtebasierter Algorithmen, gefolgt von einem Vergleich der Ergebnisse.
Wahrscheinlich aufgrund der Vorteile des PCI Express-Busses bilden NVMe-SSDs eine klare Gruppe, die sich von SATA-SSDs unterscheidet. Dies bestätigte unsere früheren Annahmen und wir begannen, Cluster in jeder dieser Schnittstellen zuzuweisen.
SATA-SSDs bildeten zwei Cluster: den Hauptcluster auf den TLC-Flash-Speichermodulen und den Hochleistungscluster auf dem MLC-Speicher. Dies zeigt, dass MLC-basierte SSDs DC-basierten SSDs überlegen sind. Bei einigen Messungen können Basislaufwerke in einem Hochleistungscluster jedoch dieselben (oder etwas schlechteren) Eigenschaften aufweisen wie Top-Laufwerke in einem anderen Cluster.
NVMe-SSDs zeigten auch eine Trennung in zwei Cluster, was auch viel deutlicher ist als ihre SATA-Analoga mit 2,5-Zoll- und M.2-Formfaktoren. Der „Hauptcluster“ wurde von TLC-basierten SSDs gebildet, während der „Hochleistungscluster“ MLCs und sogar mehrere SLC-basierte SSDs (zusätzliche Hochleistungskarten, Add-Ons) umfasste.
Aus diesem Grund haben wir den Schwerpunkt-basierten Clustering-Algorithmus ausgewählt, um einzelne Speichergeräte zu klassifizieren. Trotz der Tatsache, dass dies zu einer leichten Überlappung zwischen SLC-SSD-Laufwerken mit MLC-Flash-Speicher und NVMe-SSD-Laufwerken mit TLC-Flash-Speicher führte, konnten wir mit diesem Ansatz das Klassifizierungssystem vereinfachen und minimale Leistungsindikatoren für Hochleistungsklassen erhalten.
Vereinfachtes Klassifizierungssystem
Um klare Anforderungen für SSD-Anbieter festzulegen, war es wichtig, Mindestrichtlinien für „Hochleistungscluster“ festzulegen. Zu diesem Zeitpunkt wurden Speicherklassen erstellt.
Klasse-20-Laufwerke sind reguläre SATA-SSDs, die auf vielen Client-Plattformen zu finden sind. Sie eignen sich für Workstation-Benutzer, die leise, schnelle und zuverlässige Speicherlösungen benötigen.
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Laufwerke der Klasse 30 sind die leistungsstärksten SATA-SSDs. Als wir das Klassifizierungssystem einführten, gab es viele solcher Modelle auf dem Markt. Aufgrund einer Reihe von Faktoren, einschließlich des Leistungswachstums von TLC-basierten Laufwerken, wird heute eine begrenzte Anzahl von SSDs der Klasse 30 veröffentlicht. Wenn Workstation-Benutzer mehr Funktionen benötigen, als Geräte der Klasse 20 bieten können, sollten Sie auf NVMe-Laufwerke achten.
Klasse 40 umfasst hauptsächlich massive NVMe-SSDs mit TLC-Flash-Speicher. Hier wird eine bedeutende Anzahl von Modellen mit einer Vielzahl von Leistungen vorgestellt, da neue Generationen die alten ersetzen.
Class 50-Laufwerke sind Hochleistungs-SSDs, die gegenüber Class 40 erhebliche Leistungsverbesserungen bieten. Viele von ihnen basieren auf MLC, einige Modelle unterstützen jedoch neuere und schnellere Flash-Technologien wie 3D Xpoint. Diese Laufwerke installieren wir in Precision-Workstations.
Leistung der Klasse 30
Um als Hochleistungs-SATA-SSD zu gelten, muss das Laufwerk eine bestimmte Kapazität haben und mindestens 8 der 11 in der Tabelle aufgeführten Anforderungen erfüllen:
Leistung der Klasse 50
Es kann das SSD-Modell mit der höchsten Leistung betrachtet werden, das auch mindestens acht der folgenden Anforderungen erfüllt. Die Art der Verbindung spielt in diesem Fall keine Rolle.
Klassifizierungsaktualisierung
Die Speichertechnologie entwickelt sich weiter und das Klassifizierungssystem ist nur dann nützlich, wenn es mit der Technologie verbessert wird. Alle sechs Monate überprüfen wir es und analysieren den Unterschied zwischen den Klassen. Das Verschieben der Cluster-Zentren kann sich auf die erforderliche Mindestleistung auswirken. Aus diesem Grund wird die Anzahl und Vielfalt der Klasse-30-Modelle verringert, und die Klasse 40 wächst weiter.
Schlussfolgerungen
SSDs bieten erhebliche Vorteile gegenüber sich drehenden Festplatten. Die Frage ist jedoch, wie Hochleistungs-SSDs von ihren weniger produktiven Entsprechungen unterschieden werden können. Dell löst dieses Problem durch sein Klassifizierungssystem: Sie können die Mindestanforderungen für Laufwerke festlegen, die als leistungsstark eingestuft werden.