Un disco Ssd adatto ai sistemi Pc di fascia alta e alle workstation, con un occhio attento anche all’ambito server e datacenter.

Negli ultimi anni la grandissima evoluzione tecnica ha portato il mercato degli Ssd a un periodo di stallo dal punto di vista prestazionale, mentre i prezzi per Gbyte delle unità continuano a calare vistosamente.

Se i picchi velocistici ottenuti in ambiente desktop sono ormai consolidati, resta però aperta la porta a grandi miglioramenti in ambiente server o datacenter nei quali, oltre alle pure prestazioni velocistiche relative al trasferimento dati, rivestono un’importanza cruciale altri parametri come il numero di IOps sopportabili dal dispositivo e la sua consistenza nelle prestazioni. Dischi Sata 3 o Sas 6 Gbps offrono mediamente velocità sequenziali di lettura e scrittura sequenziali prossime a 550 Mbyte/s, ma offrono risultati di molto variabili in termini di parallelismo delle operazioni e di durata temporale delle stesse. Dischi che offrono enormi velocità nel trasferimento sequenziale possono essere utili su dekstop o all’interno di sistemi che fanno della lettura e scrittura di file di grandissime dimensioni il loro utilizzo principe, ma in altri contesti potrebbe essere preferibile altro.

In workstation o server è infatti più raro avere a che fare con trasferimenti univoci di un singolo file di grandi dimensioni. E’ molto più frequente avere a che fare con numerose richieste sparse di file più piccoli, posizionati in punti diversi del disco da programmi o istanze differenti. Un perfetto Ssd per questi ambienti deve avere una grande capacità di soddisfare queste richieste di Input/Output e un controller in grado di gestire contemporaneamente lettura e scrittura in punti diversi del dispositivo.

Altro fattore chiave è la durata della prestazione nel tempo. La maggior parte degli Ssd utilizza un meccanismo di provisioning in grado di pilotare le richieste di scrittura in modo da ottenere le maggiori prestazioni possibili. Quando queste operazioni durano nel tempo molti controller si trovano però in difficoltà a gestire contemporaneamente la mole di dati da scrivere e la riorganizzazione interna delle risorse. Per questo molti produttori hanno sviluppato controller e algoritmi dedicati a prodotti destinati all’ambiente server o workstation, in cui la velocità massima può anche essere sacrificata in nome della consistenza dei dati e del mantenimento delle prestazioni. Samsung, Intel, Micron e Crucial, che hanno a listino prodotti di alto livello che cercano di colmare anche questo segmento di mercato, si trovano ora a dover fronteggiare un altro agguerrito attore dalle enormi potenzialità: Corsair.

Forte della decennale esperienza nelle tecnologie di archiviazione Ram e presente sul mercato Ssd fin dalla sua comparsa, Corsair ha evitato le scorciatoie intraprese da altri produttori che hanno utilizzato controller e celle di memoria prodotti da terzi semplicemente assemblando prodotti (anche di buon livello), puntando su uno studio approfondito per offrire prodotti che non fossero spazzati via dai grandi colossi che detengono in casa la capacità produttiva di controller e celle di memoria (i tre/quattro elencati sopra).La linea di Ssd Corsair si compone di un buon numero di prodotti, ma in questa analisi ci concentreremo sul top di gamma Neutron XT, un disco dalle ottime doti sia in ambito desktop sia, soprattutto, utilizzabile su server o workstation con risultati prestazionali davvero eccellenti.

Il disco – Corsair Neutron XT

Come accennato in precedenza Corsair ha evitato di entrare nel giro di case produttrici che, nella pratica, si limitavano ad assemblare Ssd con controller e chip di terze parti (praticamente spazzate via dal mercato attuale). Intendiamoci, anche Corsair ha prodotto dischi con controller SandForce e simili, ma mantenendo una strategia ben precisa che ha portato all’acquisizione di Link A Media un paio di anni fa e allo sviluppo in casa di un nuovo fiammante controller ospitato all’interno dei dischi Neutron XT.

Il nuovo controller prende il nome di Phison PS3110-S10 e include alcune caratteristiche uniche nel suo genere. Rispetto alla generazione precedente il salto è evidente da subito: il controller è ora dotato di quattro core separati, tre dei quali si occupano della gestione interna delle memorie (lettura, scrittura, garbage collection e wear-leveling), mentre il restante si occupa di tutti i contatti con l’esterno e l’assegnazione dei compiti.

Il controller supporta tutte le memorie flash in commercio, comprese Mlc e Tcl e permette un indirizzamento fino a un totale di 2 Tbyte.

Corsair per il momento offre il Neutron XT in tre tagli utilizzando celle Toshiba Mlc a 19 nm: 240, 480 e 960 Gbyte. Si tratta di dischi costituiti da celle di memoria da 64 Gbit per die per i due dischi di taglio inferiore e da 128 Gbit per die per il modello da 960 Gbyte. Sono ovviamente dischi da 256, 512 e 1024 Gbyte, con la parte mancante riservata dal sistema per la propria gestione interna avanzata e il wear-leveling.

Il controller include uno schema di parità avanzato che Phison chiama Page RAID ECC Parity, dedicato a proteggere i dischi da errori irreversibili sulle singole celle Nand. Questo schema di parità sfrutta parte della porzione disco riservata per il calcolo della parità dati in modo da poter recuperare quanto perso in caso anche di errore hardware di lieve o media gravità.

Sistema di test

Per un test completo in ambito workstation / server abbiamo deciso di utilizzare una macchina dedicata allo scopo. In particolare la nostra scelta si è rivolta a un server HP DL180, con due processori Intel Xeon quad core L5520 coadiuvati da 24 Gbyte di memoria Ram.

Il controller utilizzato è stato un LSI 9211-8i con supporto Sata 3 in grado di gestire anche dischi allo stato solido.

Per le nostre prove abbiamo utilizzato un disco Neutron XT da 240 Gbyte, fornitoci gentilmente da Corsair.

Prestazioni massime e sequenziali

La misura delle massime prestazioni è stata eseguita tramite ATTO, un semplice software in grado di eseguire letture e scritture di file di dimensioni predefinite su una partizione disco ben definita.

Il disco Neutron XT, formattato in Ntfs, è stato analizzato con una coda comandi lunga 10, il massimo impostabile in questo test.

I risultati sono eccellenti, con oltre 550 Mbyte/s in lettura e 532 Mbyte/s in scrittura sequenziale, in linea con il massimo ottenibile tramite l’interfaccia Sata 3.Dal punto di vista puramente sequenziale abbiamo valutato la variazione di velocità con una coda comandi parallela da 1 a 256 con risultati interessanti.

Anche con una coda comandi ridotta (e quindi un sono canale di comunicazione) il disco offre oltre 400 Mbyte/s e oltre i 500 già con una coda a 4 elementi. L’andamento è poi livellato a un ottimo valore compreso tra 500 e 520 Mbyte/s su tutto lo spettro analizzato.

Lettura e scrittura casuali

In ambito prettamente casuale le prestazioni ottenibili sono limitate maggiormente dal controller utilizzato. In ambito server si privilegiano infatti la durabilità e la coerenza die dati, motivo per cui non è stato possibile raggiungere le 90.000 Iops indicate da Corsair.

In ogni caso è interessante notare come si raggiungano le velocità massime di oltre 240 Mbyte/s in scrittura e 280 Mbyte/s in lettura già con una coda a 8 comandi, mantenendosi lineare all’aumentare di quest’ultima.

Dal punto di vista delle Iops il risultato è il medesimo, con valori molto elevati in ogni condizione.

Scalabilità delle prestazioni

In questo test abbiamo voluto indagare sulle capacità del controller di offrire prestazioni elevate al variare della dimensione del dato, il tutto in ambito di trasferimento sequenziale.

La curva, piuttosto ripida nella sua parte iniziale, mostra la capacità di offrire buone prestazioni anche con file di piccole dimensioni, con il raggiungimento del picco già con blocchi da 128/256 Kbyte.

Consistenza delle prestazioni

Per la valutazione della consistenza è stato eseguito uno stress test della durata di 20 minuti, sia in lettura sia in scrittura, utilizzando dati da 4 Kbyte e misurando il numero di Iops eseguite dal disco durante questo intero arco temporale.

I risultati in questo caso sono davvero eccellenti, non c’è infatti alcun indizio di degradazione delle prestazioni, né in lettura (risultato atteso) né in scrittura (risultato più difficilmente ottenibile).

Il controller Phison S10 svolge dunque egregiamente il proprio compito, permettendo al Neutron XT di lavorare al meglio anche dopo lunghe sessioni di lettura e scrittura.

Prestazioni in ambiente misto

Come ultimo test abbiamo dedicato spazio a una verifica del comportamento del disco in momenti di lettura e scrittura contemporanea, valutando la capacità di destreggiarsi in casi reali di utilizzo.

Abbiamo utilizzato dati da 128 Kbyte in maniera sequenziale, con una percentuale di lettura/scrittura variabile.

I risultati sono molto buoni, la curva classica mostra valori compresi tra 200 e 350 Mbyte/s per tutto il tratto centrale, permettendo un’ottima esperienza d’uso con il disco Corsair.

Prestazioni in ambienti applicativi

Infine ci siamo concentrati nel simulare direttamente alcuni diffusi ambienti applicativi, impostando la nostra piattaforma di test per emulare al meglio gli scenari relativi a Database, File Server, Web Server e Workstation.

I dati derivano da quanto diffuso normalmente da WMware e da IOmeter e permettono di ricostruire gli accessi normali a macchine di questo tipo per emularle al meglio.

In particolare i profili utilizzati utilizzano 4 Cpu ciascuno per quattro accessi paralleli al disco e i seguenti dati:

I risultati ottenibili sono nel complesso molto elevati.

Dal punto di vista delle operazioni per secondo gestibili dal singolo disco ci attestiamo in ogni caso ben oltre quota 10.000, avvicinandosi direttamente al doppio in ambito Web server, nel quale la lettura dei dati random è totale.

Le velocità ottenibili sono di conseguenza molto alte, con una gestione in ogni caso superiore ai 100 Mbyte/s. In ambito Web Server si sfiorano i 300 Mbyte/s, permettendo la creazione di sistemi in grado di reggere un grande traffico aggregato.

Conclusioni

Corsair ha introdotto una linea dedicata ai più entusiasti utenti Pc adatta in ogni caso anche agli ambiti workstation e server. I valori assoluti molto elevati si accompagnano infatti a ottime doti di endurance, con un numero di Iops gestite dal disco costante anche dopo lunghe sessioni di lavoro.

I dischi, per loro stessa natura, si prestano inoltre all’utilizzo in modalità Raid in modo da incrementarne ulteriormente le prestazioni (specialmente in lettura in modalità Raid 1).