Las estaciones de trabajo de Dell son herramientas poderosas para crear contenido profesional de todo tipo. Todos los dispositivos de la línea están unidos por una cosa: son totalmente compatibles con software especializado, tienen un alto rendimiento y son muy confiables.
Para lograr esto último, uno de los roles clave lo desempeña la elección correcta de la unidad para almacenar datos. Y tenemos un enfoque muy especial para esta tarea. Hoy le presentaremos los métodos que usamos para clasificar los dispositivos de almacenamiento en las estaciones de trabajo Dell Precision. Esta información será útil para aquellos que quieran comprender los parámetros de rendimiento de las estaciones de trabajo y los subsistemas de almacenamiento.
¿Por qué es importante el rendimiento de la unidad?
Las estaciones de trabajo están equipadas con los componentes más rápidos disponibles para sistemas cliente. Cuando se trata de almacenamiento, es importante que las aplicaciones profesionales no pasen la mayor parte del tiempo esperando que el subsistema de almacenamiento complete su operación. Tal tiempo de inactividad reduce significativamente el rendimiento general de la estación de trabajo.
Clasificación de almacenamiento y niveles de rendimiento
Incluso si los dispositivos de almacenamiento tienen la misma capacidad, pueden diferir en factor de forma, conexión eléctrica física, protocolo de acceso y, por supuesto, el nivel de rendimiento, especificaciones que determinan la velocidad de dichos dispositivos. Esto es especialmente importante para las unidades de estado sólido (SSD), cuyas características pueden ser fundamentalmente diferentes según la arquitectura interna y la memoria flash aplicada.
Antes de que SSD se convirtiera en la tecnología principal, el rendimiento del disco duro a menudo estaba determinado por las llamadas especificaciones traseras. El usuario podría simplemente voltear el disco y observar las características: velocidad de rotación, capacidad de caché, tiempo de búsqueda promedio, así como los valores de rendimiento y el número de placas dentro del disco. Estas especificaciones no siempre están directamente relacionadas con el rendimiento de las aplicaciones individuales, pero proporcionan alguna base para comparar diferentes discos en el ecosistema HDD.
En cuanto a la SSD, será muy difícil comparar el rendimiento de varios modelos sin utilizar ciertos métodos sistemáticos. Las unidades de estado sólido pueden proporcionar información descriptiva en las especificaciones, pero no es muy racional comparar las interfaces SSD, los tipos de memoria flash y los modelos de controlador flash con el rendimiento de la aplicación.
Los SSD tienen ventajas significativas sobre los discos duros tradicionales, pero sin una evaluación sistemática del rendimiento puede ser difícil comparar diferentes modelos de unidades de estado sólido. Al clasificar los dispositivos de almacenamiento según las mediciones de rendimiento, Dell mejora la eficiencia de las estaciones de trabajo profesionales.
SSD M.2 en la computadora portátil Dell XPS 13 9365Métodos de medición
Se necesitan mediciones de rendimiento para diferenciar las unidades de estado sólido. Pero, ¿qué hay que medir? Lógicamente, la lectura y la escritura son aleatorias y secuenciales. Si se guía por algunas de las pruebas más populares para clientes, podría concluir que solo se debe medir el rendimiento máximo: el rendimiento máximo posible o las operaciones de E / S por segundo (IOPS).
Punto de referencia para clasificar unidades por rendimiento
Los valores máximos y los métodos utilizados para medirlos pueden corresponder o no a una aplicación profesional. Esto es especialmente cierto para las pruebas que miden el rendimiento máximo en condiciones ideales, por ejemplo, una profundidad significativa de la cola de E / S en espera de ser ejecutada en la tubería de almacenamiento.
Para combinar una amplia gama de aplicaciones de estaciones de trabajo y patrones de uso, nuestros métodos de clasificación de almacenamiento incluyen varios tipos diferentes de mediciones. Reflejan características aplicadas y sintéticas.
Análisis de conglomerados
Las mediciones de rendimiento de varios SSD se utilizan en el análisis de conglomerados. En este caso, se aplican varios algoritmos de agrupación, incluidos los basados en el centroide y la densidad, seguidos de una comparación de los resultados.
Probablemente debido a las ventajas del bus PCI Express, los SSD NVMe forman un grupo claro que es diferente de los SSD SATA. Esto confirmó nuestras suposiciones anteriores y comenzamos a asignar clústeres en cada una de estas interfaces.
Los SSD SATA formaron dos grupos: el principal, en los módulos de memoria flash TLC, y el de alto rendimiento, en la memoria MLC. Esto muestra que los SSD basados en MLC son superiores a los SSD basados en TLC. Sin embargo, al realizar algunas mediciones, las unidades básicas en un clúster de alto rendimiento pueden tener las mismas (o ligeramente peores) características que una unidad superior en otro clúster.
Las unidades SSD NVMe también mostraron una separación en dos grupos, que también es mucho más distinta que sus análogos SATA de 2.5 ”y M.2. El clúster "principal" estaba formado por SSD basados en TLC, mientras que el "clúster de alto rendimiento" incluía MLC e incluso varios SSD basados en SLC (tarjetas adicionales de alto rendimiento, complementos).
Como resultado, seleccionamos el algoritmo de agrupamiento basado en centroide para clasificar los dispositivos de almacenamiento individuales. A pesar de que esto creó una ligera superposición entre las unidades SSD SLC con memoria flash MLC y las unidades SSD NVMe con memoria flash TLC, este enfoque nos permitió simplificar el sistema de clasificación y obtener indicadores mínimos de rendimiento de las clases de alto rendimiento.
Sistema de clasificación simplificado
Para establecer requisitos claros para los proveedores de SSD, era importante establecer pautas mínimas para los "clústeres de alto rendimiento". Fue en este punto que se crearon las clases de almacenamiento.
Las unidades de clase 20 son SSD SATA normales que se pueden encontrar en muchas plataformas de clientes. Son adecuados para usuarios de estaciones de trabajo que necesitan soluciones de almacenamiento silenciosas, rápidas y confiables.
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Las unidades de clase 30 son las SSD SATA de más alto rendimiento. Cuando presentamos el sistema de clasificación, había muchos de esos modelos en el mercado. Hoy, debido a una serie de factores, incluido el crecimiento del rendimiento de las unidades basadas en TLC, se lanza un número limitado de SSD de Clase 30. Si los usuarios de estaciones de trabajo necesitan más funciones de las que pueden proporcionar los dispositivos de Clase 20, debe prestar atención a las unidades NVMe.
La Clase 40 incluye principalmente SSD NVMe masivos con memoria flash TLC. Aquí se presenta un número significativo de modelos con una amplia variedad de prestaciones, ya que las nuevas generaciones reemplazan a las antiguas.
Las unidades de clase 50 son SSD de alto rendimiento que proporcionan mejoras de rendimiento significativas con respecto a la clase 40. Muchas de ellas se basan en MLC, pero algunos modelos admiten tecnologías flash más nuevas y rápidas, como 3D Xpoint. Son estas unidades las que instalamos en las estaciones de trabajo Precision.
Rendimiento clase 30
Para ser considerado un SSD SATA de alto rendimiento, la unidad debe tener una cierta capacidad y cumplir al menos 8 de los 11 requisitos enumerados en la tabla:
Rendimiento clase 50
Se puede considerar el modelo SSD de mayor rendimiento que también cumple al menos ocho de los requisitos a continuación. El tipo de conexión en este caso no importa.
Actualización de clasificación
La tecnología de almacenamiento continúa evolucionando, y el sistema de clasificación solo es útil cuando se mejora con la tecnología. Cada seis meses lo revisamos y analizamos la diferencia entre las clases. Mover los centros del clúster hacia arriba puede afectar el rendimiento mínimo requerido: es por eso que se reduce la cantidad y variedad de modelos de Clase 30, y la Clase 40 continúa creciendo.
Conclusiones
Los SSD ofrecen ventajas significativas sobre los discos duros giratorios. Pero la pregunta es cómo distinguir los SSD de alto rendimiento de sus equivalentes menos productivos. Dell resuelve este problema a través de su sistema de clasificación: le permite determinar los requisitos mínimos para las unidades que se clasificarán como de alto rendimiento.