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Madam's Reviews/SSD Bechmark Guide

P31 500GB.. IOMeter Mix Test : 8GB vs 80% vs 90% vs 100% Span.. 비로소 태생적 성능이 잘 반영됩니다.

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IOMeter Mix : 90%, 100% 추가 진행을 통한 태생적 성능 & SLC버퍼의 효과 분석

** 비로소 태생적 성능을 잘 반영됩니다 **

 

 

 

 

이전글에서.. AnandTech기준 살펴보면서.. 8GB vs 80% Span 비교 Test를 진행해 봤었구요.

이번에는 IOMeter Mix Test를 .. 8GB vs 80% vs 90% vs 100% Test를 진행해 봤습니다 ^^..

 

 

 

 

 

1. 해당 Mix Test 목적은?? (* TLC/QLC제품에 대비한.. IOMeter Test 기준의 변경 검토 중!!)

    - 최근, TLC/QLC제품들의 적극적인 다이나믹 SLC캐싱 정책으로 인해서.. 

      SLC버퍼의 성능이 최대로 반영되어 실성능에 대한 예측 및 제품간 비교평가측면에서 어려움이 있었습니다.

    - 즉, 해당 Mix Test를 통해서...

      SLC/MLC/TLC/QLC 태성적 성능이 실제 벤치상 성능에 적절하게 반영되도록 하고자 함이며,

      SLC캐시버퍼의 역할도 중요하기 때문에.. 어느 정도 영향을 미치는지 살펴보고자 합니다. 

 

 

 

2. Mix 성능은?? SLC/MLC/TLC.. 낸드의 "태생적 성능지표"라고도 하며, "응용SW성능"을 예상해 볼 수 있다고 합니다.

   - 부팅드라이브는 시시템이 끊임없이 작은 데이터를 익고 쓰기 있기 때문에 혼합된 작업부하에 노출된다고 합니다.

     응용SW를 시작하면 응용SW는 일련의 읽기로 열리지만 데이터를 호스트에 기록하게 되며,

     디스크를 분당 수백회 이상 빈번하게 접근한다고 합니다.

   - 즉, PC가 기동된 후 실사용시.. OS 디스크는 Read/Write 복합 부하 상황에 수시로 노출 될 수 있으며..

     낸드의 Read/Write 교차 성능은 동일 공정/ 동일 컨트롤러 기준 SLC>MLC>TLC>QLC 순임은 누구나 알고 있으며,

     컨트롤러의 IO처리 정책, SLC버퍼의 성능 및 정책에 따라서.....

     Read/Write IO처리가 원할하지 못한 제품의 경우 Mix부하 Test 진행시 현격하게 낮은 성능이 관찰되기도 합니다.

 

 

 

3. P31 500GB.. 용량에 따른 SLC 버퍼 크기 및 SLC 캐싱 효과에 대한 예측!!

 

   - P31 500GB의 사용자 영역의 크기는?? 466GB입니다.
   - 다이나믹 SLC버퍼의 크기는?? 남은 용량의 10% 수준으로 추정하고 있습니다.
      * 남은 TLC 용량의 30%를 SLC(1bit)화 해서 SLC버퍼로 사용하게 됩니다.

 

  ① 8GB Span (*100% SLC Mode).. 현재 Test 기준 & 인텔 기준!!

      - Test 범위를 전체 용량의 8GB로 제한합니다. (* IOMeter Test File이 8GB가 생성됩니다.)

        Test File Size 8GB, 남은공간 458GB 대비 다이나믹 SLC버퍼크기는 약 45GB 수준입니다. 

      - 45.8GB / 458GB ≒ SLC캐싱 효과는 남은 용량 대비 최대 10.0% 수준으로 예상해 볼 수 있으며,

         IOMeter Test Time을 늘리면 늘릴 수록... Test File의 크기가 SLC버퍼보다 현격하게 작기 때문에.. 

         Test파일 8GB 전체가 SLC 캐싱되게 되고, SLC영역의 성능이 반영됨을 예상해 볼 수 있습니다. 

 

  ② 80% Span.. 아난텍 2021년 변경된 기준!!

      - Test 범위를 전제 용량의 80%로 제한합니다. (* IOMeter Test File이 80% 크기로 생성됩니다.)

      - Test File Size 370GB, 남은공간 96GB 대비 다이나믹 SLC버퍼크기는 9.6GB

      - 9.6GB / 370GB ≒ SLC캐싱 효과는 최대 2.5% 수준으로 예상해 볼 수 있습니다.

 

  ③ 90% Span  

      - Test 범위를 디스크 전제 용량의 90%로 제한합니다. (* IOMeter Test File이 90% 크기로 생성됩니다.)

      - Test File Size 420GB, 남은공간 46GB 대비 다이나믹 SLC버퍼크기는 4.6GB 예상되며,

      - 4.6GB / 420GB ≒ SLC캐싱 효과는?? 1.0% 수준으로 좀 더 낮춰 봤습니다.

 

  ④ 100% Span (*100% TLC Mode)

      - Test 범위를 디스크 전체 용량으로 합니다. (* IOMeter Test File이 디스크 전체용량 크기로 생성됩니다.)

      - Test File Size가 디스크 전체공간이 되며, 남은공간 0GB 대비 다이나믹 SLC버퍼크기는 0GB 가 되게 됩니다.

        즉, 100% Span에서는?? 하이닉스 128L TLC Nand낸드의 Read/Write 교차시 성능 확인이 가능해집니다.

 

 

* 단, 위 처럼, Test 범위를 점점 넓혀가면서 확인 가능한 이유는?? "다이나믹 SLC버퍼방식"이기 때문입니다.

  - 만약, 고정 SLC캐싱 방식의 제품이라면.. 용량 변동에 따라 SLC버퍼의 크기가 동일하기 때문에..

    용량 변동에 따른 SLC캐싱의 효과 분석측면에서는?? 별반 차이가 없을 수도 있습니다.

  - 또한, P31제품이 100% SLC모드에서 Mix성능이 최상위급 수준으로 올라오기 때문에 가능한 부분이도 합니다.

 

 

 

 

● Seq Mix

 

1. P31 500GB.. IOMeter 결과 Data

 

▲ (의견) Seq 128k 8G vs 80% vs 90% vs 100% Mix Test 결과치를 보면.. "태생적성능"이 잘 반영됩니다.

    - 최대성능 측면에서.. SLC vs TLC Mode의 성능이 약 3배 수준으로 상당히 크게 나타납니다.

    - Test 범위에 따른 SLC버퍼의 크기측면에서도.. SLC버퍼의 효과가 잘 반영되는것이 관찰됩니다. 

      (* 실제 읽기는?? TLC영역에서..!!, 실제 쓰기는?? SLC버퍼에서..!!

 

   * Seq IO Size 128k vs 1M 관점에는?? 글 말미 최종의견에서 언급하도록 보도록 하겠습니다.

       

 

 

 

2. P31 500GB.. IOMeter 비교 그래프

 

▲ (의견) 빨간색, 분홍색 128k Seq 8G vs 80% vs 90% Span 그래프를 보시면..

    - TLC낸드의 성능이 충분히 잘 반영되는 것으로 확인 됩니다.

    - 윈도우, 게이밍 및 SW구동 등 읽기 위주의 일반사용자의 실사용 환경을 예상해 보면??

      SLC캐싱이 최소화된.. 아래쪽으로 갈수록 비슷하지 않을까 하는 생각을 가져봅니다.

 

    * 다만, 분석의 입장에서는?? "★기준점"이 중요하며, 80%든 90%든 상관없을 듯 싶습니다.

 

 

 

 

3. P31 500GB.. Seq Q32T4 : SLC Buffer Effect

 

▲ (의견) 최대 성능측면 및 SLC버퍼의 효과 관점에서.. 100% TLC모드을 기준으로 살펴 보면..  

    - (화살표↑) 다이나믹 SLC버퍼의 크기가 늘어남에 따라서 IO처리량이 늘어남을 확인할 수 있습니다. 

      즉, 다소 느린 TLC낸드 제품에서.. "쓰기증폭 SLC버퍼가 필요한 이유"가 설명이 됩니다.

    - 느린 TLC/QLC제품에 있어서 적절한 SLC버퍼는?? 디스크의 수명 및 성능 유지력에 도움이 되는 순기능입니다.

      * 다만, 과도한 다이나믹 SLC캐싱은?? 환경차에 따라서 낸드 수명 및 성능 유지력에 방해가 될 수도 있습니다.

 

 

 

 

 

 

● 4k Random Mix

 

 

1. P31 500GB.. IOMeter 결과 Data

 

▲ 4k 랜덤 Mix 성능에서 SLC Mode vs TLC Mode 최디 성능은?? 훨씬 더 차이가 크게 나타납니다.

 

 

 

 

2. P31 500GB.. IOMeter 비교 그래프

 

▲ TLC낸드의 읽기 비율이 올라갈 수 록.. 수치의 변화가 현격하게 낮아지며, 아주 잘 반영됩니다.

    - 실제 사용자 환경에서.. Mix부하 상황을 상상해 보면...

      읽기는 낸드성능, 쓰기는 SLC버퍼의 성능이 잘 반영될 것임을 예상해 볼 수 있습니다.

    - 또한, 80% Span vs 90% Span 기준 선택적 관점 및 분석적 관점에서는?? 기준점이 중요할 뿐!!

      둘 중 어떤 항목을 선택해도 기존의 실제 낸드의 성능이 잘 반영된 결과라서 무방할 듯 싶습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

● (의견) SLC효과 및 TLC낸드의 태생적 성능이 잘 반영되는 듯 싶습니다 ^^..

 


① 결정1. 80% vs 90% Span은?? 저도 80%를 선택했습니다!!

    - 이후, IOMeter Mix, Seq Read, Random Read Test는?? 80% Span으로 진행 예정입니다.

      Seq Write, Random Write는?? 8GB Span을 그대로 유지하면서 최대 성능 측면에서 확인할 예정입니다.

    - 읽기 위주의 일반 사용자 환경에서.. SLC Buffer에서 Read/Write가 동시에 일어날 확률은 아주 낮습니다.

      Test 결과를 살펴보면.. 80%, 90% Span 모두 낸드성능 및 SLC버퍼의 효과가 잘 반영되는 듯 합니다.

    - 80% Span 설정시?? 고정 SLC 버퍼 vs 다이나믹 버퍼 등 SLC버퍼의 크기에 따라서 유불리가 갈릴 수도 있습니다.

      그러나, SLC버퍼의 크기 및 장점은 일반 소비자가 누려야 할 부분입니다.

      * 다만, 동일 조건에서.. SLC버퍼가 크다고 좀 더 효율적일지는 생각해 볼 부분입니다. 

    - 즉, 분석적 관점에서는?? 80%든, 90%든 기준점이 중요합니다.

      실사용자 관점에서 버퍼의크기가 크더라도.. 수명, 성능유지력, 버퍼 회복력 및 실사용시 문제만 없으면 됩니다.

 

    * 더불어 한 가지 아쉬운점은?? TLC제품의 Seq, Random Mix(8GB Span) 자료는 모두 삭제 예정입니다!! ㅠㅠ

 


② 결정2. Seq IO Size = 128k vs 1M 기준에 대한 생각은?? 일단, 현재의 128k를 유지합니다!!

    - Seq 128k로 Test를 진행할 경우 예상되는 문제점은??

      다수의 PCIe3.0 NVMe 레이드시 Seq 구현해 내지 못 하는 문제점이 있으며,  

      최대성능은?? Seq 1M, 2M Size에서 최대성능에 올라오는 것으로 알려져 있습니다.

      즉, 이후 PCIe4.0/5.0 NVMe 제품에서의 Seq 최대 성능 구현 측면에서 검토를 해야만 합니다.

    - 다만, 디스크 성능의 분석 및 비교평가적 측면에서... (*벤치마크는 높은 성능의 구현이 아닙니다!!)

      CrystalDiskMark, ATTO등 Max벤치툴에서 Seq 1M, 2M IO Size에서 최대성능을 확인할 수 있기 때문에...

      분석적인 측면에서 IOMeter IO Size = 128k의 유지는?? 아직까지는 무리가 없다는 생각을 가지고 있습니다.

    - IO Size를 변경할 경우?? 높은 성능의 구현 및 안정적인 값을 얻는데는 유리한 측면에 있지만,

      낮은 QD & IO Size쪽에서 낮은 성능의 제품들의 평가시 검토 범위에서 벗어날 가능성도 있습니다.

 

    * 이후 Test를 진행하는 NVMe 제품들의 경우?? Seq 1M Test Data도 취합해 놓을 예정입니다.  

      - 단 SSD 벤치 비교시.. Seq 128k 와 1M 관점에서 분석이 가능하며, 

      - Data가 충분히 쌓인 이후에.. 쌓인 Data를 살펴보면서 기준을 변경을 검토해도 충분할 듯 합니다.

 

 

 

 

 

 

* 몇몇 제품을 소환해서.. IOMeter Mix Test(80% Span)를 진행해 볼 예정입니다. 

SSD 벤치 기준 변경은 항상 어렵고, 고민되는 부분입니다. 그럼, 좋은 하루 되세요 ^^..

 

 

 

 

 

■■ Madam's SSD Review.. 2021 IOMeter 벤치마크 기준 변경 검토 ■■
① [AnandTech] 2021 아난텍 소비자용 SSD Test 기준 살펴보기.. "32GB vs 80% Range"로 변경!!
    [Link] realitreviews.tistory.com/466
② P31 500GB : IOMeter 8GB vs 80% Span, Seq 128k vs 1MB 비교 Test!!
    [Link] realitreviews.tistory.com/468
③ P31 500GB.. IOMeter Mix Test : 8GB vs 80% vs 90% vs 100% Span.. 비로소 태생적 성능이 잘 반영됩니다.
    [Link] realitreviews.tistory.com/470
④ IOMeter Mix 8GB vs 80% Span : SSD 5종 추가 Test 결과!! (* 과거 8GB Span Mix Data 모두 삭제 예정!!)

    [Link] realitreviews.tistory.com/473

⑤  Madam's SSD Review.. 2021 IOMeter Test 기준 : "80% Span"으로 일부 변경함!!
    [Link] realitreviews.tistory.com/474

 

* 추가 확인 사항

   ① [잡담] BX500 480GB.. 벤치진행 중 심한 렉!! 테스터 입장에서 이런 제품 정말 싫습니다 ㅠㅠ

       [Link] realitreviews.tistory.com/472

 

 

PS. Review ≠ 홍보 or 네거티브!!, Review = 검토 & 비평!!, 선택 = 존중!!

 

 

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