La traînée de poudre

Les nouveaux SSD basés sur les contrôleurs SanForce de la famille 1200 présentent une caractéristique intéressante : la déduplication au niveau bloc intégrée dans le contrôleur, une technologie nommée “DuraWrite” par le fabricant.

Pour bien comprendre les avantages de cette nouvelle fonctionnalité, il convient de rappeler comment fonctionnent les SSDs : un tel “disque” peut écrire par “page” de 4Kio, mais doit effacer par bloc de 128 Kio au minimum; par ailleurs un bloc ne peut être écrit et effacé qu’un nombre limité de fois ( pour plus de détails, voir l’article précédent Les promesses du SSD).

La déduplication de bloc signifie qu’avant chaque écriture, le contrôleur vérifie si un bloc identique n’est pas déjà stocké, auquel cas une nouvelle écriture (et potentiellement, un effacement) est évitée. Du coup, la durée de vie est augmentée proportionellement aux écritures évitées; et la performance augmente dans le même rapport, puiqu’on économise sur les opérations les plus coûteuses, l’écriture et surtout l’effacement.

MLC et SLC

Un petit rappel : il existe deux grandes familles de SSD que l’on identifie par l’organisation de la mémoire flash: les MLC et les SLC. Les MLC stockent deux bits par cellule flash, les SLC 1 seul. Le corollaire est qu’à quantité de mémoire égale, un MLC présente le double de capacité. Par contre le SLC est supposé bien plus rapide en écriture, et surtout bien plus durable : les cellules MLC étaient en 2009 données pour capables de 10 000 écritures, contre 100 000 aux SLC.

Cependant les choses évoluent, et les générations actuelles de puces flash MLC sont généralement données pour capables de 100 000 écritures, et 1 000 000 pour les SLC. Autrement dit, les MLC actuelles ont la même durée de vie que les SLC d’il y a deux ans! Voici un premier point.

Second point, quel gain réel nous apporte les nouveaux disques MLC à contrôleur SF1200? Question à laquelle nous nous sommes empressés de répondre par une série de tests.

Le test

Configuration testée :

• carte-mère Supermicro H8DIi
• 2 processeurs AMD 2376
• 16 Go de RAM DDR2 400Mhz ECC Kingston
• contrôleur RAID Adaptec 5805
• SSD SLC : 8 SuperTalent UltraDrive GX 64 Go (modèle 2010)
• SSD MLC : 8 SuperTalent TeraDrive CT 60 Go (modèle 2011)

Les 8 SSD ont été agrégés en une grappe RAID-10 d’une largeur de bande de 16 Ko. Nous avons ensuite effectué une série de 16 tests avec Bonnie++.

Tout d’abord, le test d’accès séquentiel : écriture, lecture et écriture simultanées, lecture :

Les SSD MLC sont en fait nettement plus performants que les SLC de l’année dernière : 590 Mo/s en écriture contre 200 Mo/s; 1150 Mo/s en lecture contre 600 Mo/s!

Ensuite, le test de création, accès et suppression de fichiers, séquentiel puis aléatoire, en augmentant le nombre de fichiers pour le test à 80 000:

L’écart est assez peu significatif. Il faut dire que le contrôleur RAID lui-même est probablement assez proche de sa performance crête autour de 45 000 IOPS. Cependant le MLC est encore nettement gagnant.

Pour le test simulant des accès de base de données (accès aléatoires de 8 Ko) les SSD MLC ont également été testés en RAID-6 (bande 64 Ko), RAID-5 (bande 16 Ko), RAID-10 (bande de 256 Ko). L’accès en écriture seule a également été testé. En abscisse, nous avons le nombre d’accès parallèles (threads), en ordonnée le nombre d’opérations par seconde:

On constate là encore une forte supériorité du MLC, qui sature les capacités du contrôleur. Il n’y a pas d’écart important entre le RAID-5 et le RAID-6, et le RAID-10 n’apporte pas plus de 10% de gain. On peut raisonnablement envisager de faire des économies et d’utiliser ces SSD en RAID-5 ou RAID-6 sans arrière-pensée, même (sacrilège!) pour de la base de données.

On remarque que la performance en écriture aléatoire est nettement inférieure à la lecture, ce qui est attendu. On relativisera cependant en pensant que pour obtenir cette performance ( 14 700 IOPS, 47 Mo/s) en accès aléatoire avec des disques “en métal rouillé” il faut environ 60 disques SAS 15000 tours/minute, et 120 disques SATA 7200 tours/minute.