Обзор SSD накопителя Kingston DC600M 960 Гб

Обзор SSD накопителя Kingston DC600M емкостью 960 Гб с интерфейсом SATA 3.0 (6Гбит/c), относящегося к серии DC600M, которая предназначена для дата-центров, и предприятий. К отличительным особенностям продуктов этой серии, можно отнести наличие аппаратной защиты от повреждения данных из-за внезапной потери питания (PLP), стабильность задержек и количества операций ввода/вывода при смешенных нагрузках, повышенный ресурс SSD по перезаписи, а также, возможность выбора SSD с ёмкостью от 480 ГБ до 7680 ГБ (7.5ТБ).

Спецификации SSD накопителя Kingston DC600M

SSD имеет привычный корпус с размером 2.5 дюйма, и работает по интерфейсу SATA 3.0 (6Гбит/c). Накопитель построен с использованием 3D TLC памяти (3 бита на ячейку).

Данные по скоростям чтения/записи, при случайном доступе, к блокам с размером 4КБ, составляют 94000/65000IOPS. Это достаточно быстро для SSD с интерфейсом SATA, учитывая, что данные значения должны быть стабильными, при разных условиях эксплуатации накопителя.

Максимальные значения по задержкам: 200мс/300мс при чтении/записи и типичное значение менее 200мкс/менее 30мс для чтения/записи.

Для модели с ёмкостью 960ГБ, заявлен ресурс в 1752ТБ, что примерно в 2 раза выше чем у самых лучших представителей современных SATA/NVMe SSD, предназначенных для домашних пользователей.

Вес SSD около 92 грамм (видимо для самой ёмкой модели), что довольно-таки много (относительно домашних SSD, где и корпус из металла в общем то встречается сейчас крайне редко), и здесь сказывается уже применение качественного алюминиевого корпуса, на который отводится тепло от контроллера, и других элементов SSD.

Гарантия на накопитель составляет 5 лет.

Важно так же, что твердотельные накопители SSD Kingston серии DC600M, официально получили статус устройств совместимых с VMware ESXi 8.0 U1 (vSAN 8.0 Обновление 1).

Упаковка SSD накопителя Kingston DC600M

SSD поставляется в фирменной упаковке:

Корпус изготовлен их алюминия, окрашенного в чёрный цвет. Вес моего 75 грамм, что несколько меньше указанного в спецификации, но он всё равно выше чем у некоторых аналогов среди SSD накопителей предназначенных для домашних пользователей, имеющих так же металлический корпус (таких кстати осталось на рынке совсем не много).

Начинка SSD накопителя Kingston DC600M

Под верхней крышкой на которой находится наклейка с наименованием модели находятся три теплопроводящие прокладки. Здесь расположены корпуса от электролитических конденсаторов, которые нужны для работы PLP, и микросхемы DRAM буфера.

Микросхемы DRAM буфера производства Nanya (маркировка NT5AD512M8E3), с ёмкостью 4096Мбит (512МБ). Всего микросхем DRAM буфера здесь четыре штуки, ещё две скрываются вместе с контроллером на противоположной стороне платы.

Микросхемы Flash памяти промаркированы компанией Kingston, как FH12808UCT1-AE. Всего микросхем памяти 10 штук, по 5 штук с каждой стороны платы. Тут же 6 электролитических конденсаторов, 35В 47мкФ, подключенных параллельно друг другу (суммарная ёмкость 282мкФ). Конденсаторы производства APAQ TECHNOLOGY.

На сайте Kingston подробно описаны два подхода по реализации PLP (Power Lost Protection -защита от потери питания), аппаратный и программный:

• при аппаратной реализации PLP, контроллер SSD выявляет потерю питания, так как он отключается не сразу, и некоторое время продолжает работать от заряда, накопленного на внешних конденсаторах, и успевает за это время сбросить в Flash память данные находящиеся в кэшах, а также безопасно обновить таблицу трансляции адресов, чтобы корректно завершить все процедуры записи, и получить нормально функционирующий накопитель при следующем включении. Т.е. конденсаторы очень короткое время питают как контроллер, так и саму Flash память, позволяя сбросить во Flash все не записанные данные, которые должны были попасть туда (из того что успело дойти до SSD), не взирая на то что питание SSD внезапно пропало.
• при программной реализации PLP, контроллер SSD так же обеспечивает эффективную защиту SSD от повреждения данных, если во время работы SSD (не имеющего отдельных конденсаторов для реализации аппаратного PLP) внезапно пропадёт питание. При программном подходе к реализации PLP, во время записи на SSD, новые данные записываются со специальными метками, и на основе этих меток перестраивается таблица трансляции. Накопитель уже при следующем включении, корректно перестраивает таблицу трансляции адресов, если ранее, она не успела обновиться из-за внезапного отключения питания. Конечно, при таком подходе некоторая небольшая часть новых данных принятых SSD всё же может не успеть записаться на накопитель, но если ОС записывает данные в синхронном режиме, то SSD не отдаст ОС ответ об успешной записи, пока эти данные физически не будут записаны в его Flash память, а значит в файловой системе ОС не должно возникнуть каких-то разночтений с тем что хранится на SSD, и естественно сам SSD останется полностью работоспособным, как и файловая система.

Все современные датацентры оснащены несколькими вводами питания, ИБП и дизель генераторами,но иногда все же и там бывают сбои по питанию, например, в следствии проблем с внутренней инфраструктурой датацентра.

Противоположная сторона корпуса выглядит так:

Pдесь уже три термопрокладки. Две из них аналогичны прокладкам с верхней крышки SSD, а третья прокладка, служит для отвода тепла от контроллера на корпус, на ней даже отчётливо пропечатался след от логотипа производителя контроллера. Сама крышка имеет маркировку DC600M, а значит корпус изготовлен именно под эту модель.

Вот так выглядит противоположная сторона платы:

В качестве контроллера SSD здесь применён Phison PS3112-S12DC-27. За управление питанием контроллера SSD отвечает отдельный контроллер PS6102. Над ним располагается контроллер с маркировкой BJREBA и есть ещё контроллер с маркировкой Z06В5288B.

Здесь же установлены 5 микросхем LC138A от TI, для более быстрого доступа к данным из Flash памяти, и применены они по одной на канал памяти (всего каналов 5, к одному каналу подключено 2 микросхемы Flash памяти, и соответственно 4 банка памяти в сумме на канал).

Результаты тестирования SSD накопителя Kingston DC600M 960 Гб

Контроллер PS3112-S12DC появился примерно 5 лет назад, но в то же время он может похвастаться поддержкой LDPC 3.0 ECC (по внутренней классификации Phison), поддержкой аппаратного шифрования AES 256 bit и поддержкой работы с PLP на аппаратном уровне.

Количество микросхем DRAM буфера - 4 штуки, при объёме каждого чипа 4096 Мбит (512 МБ), что даёт в сумме 16384 Мбит, или 2048 МБ (2 ГБ), что в два раза превышает ёмкость DRAM буфера, у SSD с аналогичной ёмкостью, но предназначенных для домашних пользователей.

В SSD применена не самая быстрая, но популярная 112 слойная BICS5 память от Kioxia (TLC), с ёмкостью 512Гбит на банк. Здесь производительности применённой памяти более чем достаточно, в рамках скоростей SSD, которые по сути ограничены скоростными возможностями интерфейса SATA3. Всего банков памяти 20 шт., т.е. по 2 - на одну микросхему памяти.

Обычно, в SSD накопителях для домашних пользователей ("десктопные" версии продуктов), при той же ёмкости банка памяти, в корпусе одной микросхемы располагают сразу 4 банка памяти, и терабайтный SSD строится из 4-х таких микросхемах, что в сумме даёт 16 банков памяти, или 8192Гбит (1024ГБ). В случае Kingston DC600M, банков памяти не 16, а целых 20 штук. Учитывая, что в одном корпусе микросхемы расположено два банка памяти, для ёмкости 1ТБ должно было бы применить 8 микросхем Flash памяти, а у нас их 10, т.е. 2 микросхемы памяти здесь дополнительные.

С учётом того, что ёмкость накопителя здесь уже итак снижена с 1024ГБ до 960ГБ (часть объёма ушла под резервную область для продления ресурса SSD), можно предположить, что дополнительные 4 банка памяти (а это не много не мало, ещё 256ГБ к объёму SSD) используются для хранения избыточной информации для LDPC кодов, и возможно, частично для ещё большего расширения резервной области, чтобы поддерживать стабильность скоростей, и наиболее равномерно производить износ памяти, тем самым увеличивая её общий ресурс.

Операционной системе доступно всего 894ГБ ёмкости.

Выводы

SSD серии DC600M подтверждают свой статус накопителей для корпоративного использования. Накопители данной серии стабильны и предсказуемы в плане скоростей и задержек, относительно обычных SSD накопителей, предназначенных для домашних пользователей, не зависимо от сценариев использования. По сути такое понятие как SLC кэш здесь размыто, так как скорость записи всего SSD держится на одном уровне, соответствующем приделу интерфейса SATA3. Более того, скорость записи не падает, даже если производится запись на предварительно не очищенный SSD, что достижимо лишь для некоторых накопителей, и позволит SSD нормально работать там, где нет поддержки Trim со стороны оборудования, или там, где нагрузка носит постоянный и интенсивный характер.

Конечно SSD с интерфейсом SATA не могут обеспечить тот уровень скоростей и задержек что могут показать современные носители информации, работающие через интерфейс NVMe, но такие SSD ещё по-прежнему востребованы в датацентрах, особенно с учётом того что ими можно заменить даже достаточно ёмкие модели HDD накопителей (в ряде задач), которые зачастую имеют большее потребление, больший нагрев, и частенько худшую надёжность, при меньших скоростях и гораздо больших задержках, и меньшем количестве одновременных операций.

При этом, стоимость накопителя с ёмкостью 960ГБ, попавшего на тест, не сильно выше чем у хорошего NVMe SSD с ёмкостью 1ТБ, при гораздо большем заявленном ресурсе и поддержкой аппаратной защиты от потери питания (PLP).