Recenze Fusion-io ioDrive Duo Enterprise PCIe

V rámci neustálého zdokonalování StorageReview v testovacích protokolech i vývoji pro podnikové laboratoře se znovu podíváme na flash disky první generace, které jsme již dříve recenzovali. Tyto opakované recenze raných PCIe flash úložných zařízení nám daly příležitost zdokonalit a překalibrovat náš proces podnikových recenzí před vydáním nových recenzí PCIe úložných karet a akcelerátorů aplikací druhé generace. V posledních několika měsících jsme procházeli naši revidovanou testovací metodiku s kartami první a druhé generace dodávanými od předních společností v oboru, abychom se zaměřili na testovací protokoly, které jsou relevantnější pro kupujícího podnikových úložišť. V této recenzi opět pracujeme s 640GB Fusion ioDrive Duo – tentokrát s využitím sofistikovanějších testů v systémech Windows i Linux.

Způsob, jakým tým StorageReview hodnotí podniková úložiště, se neustále vyvíjí díky neustálým podnětům od lídrů v oboru a klíčových partnerů. Díky tomuto společnému přístupu jsou výstupy recenzí, jako je tato, ještě podrobnější a relevantnější pro celé odvětví. Úzká spolupráce s výrobci nám umožňuje průběžně začleňovat do našich recenzí nové nápady na testování a zahrnovat položky, které by jinak mohly být přehlédnuty. Níže čtenáři naleznou více než 70 grafů věnovaných analýze ioDrive Duo téměř do nejmenších detailů; a to ani nezahrnuje novou řadu benchmarků na úrovni aplikací, které jsou ve vývoji. Zatímco některým se detaily mohou zdát přehnané, jiným, kteří potřebují specifické vybavení k řešení problému s úložištěm, jsou tyto detaily zásadní. Celá recenze je jako vždy zveřejněna níže na jedné stránce pro pohodlí čtenářů.

Než se ponoříme do výkonu ioDrive, je důležité zdůraznit několik klíčových rozdílů mezi flash úložištěm Fusion-io a typickým SSD diskem. Flash na SSD discích (jak název Solid State Drive správně napovídá) je skryta za rozhraním SATA nebo SAS, čímž je z důvodu kompatibility zakryta NAND paměť. S produktem ioDrive uživatelé v podstatě získají přístup k vrstvě flash paměti, která nabízí mnohem nižší latenci a lepší celkový výkon než SSD. Důvody pramení z architektury a způsobu, jakým se ioDrive propojuje s hostitelským systémem.

Zatímco podnikový PCIe SSD disk má často více řadičů blokových zařízení a další čip pro RAID spojení více zařízení na jedné kartě, Fusion-io k tomu přistupuje jinak. Fusion ioMemory komunikuje s NAND Flash podobně jako procesor se systémovou pamětí. To se děje pomocí kombinace řadiče NAND (FPGA) od Fusion-io, který komunikuje přímo přes PCIe, a ovladače Fusion-io nebo softwaru Virtual Storage Layer nainstalovaného v hostitelském systému, který převádí zařízení na tradiční blokové zařízení. Prostřednictvím Virtual Storage Layer neboli VSL od Fusion-io software emuluje blokové zařízení pro kompatibilitu, ačkoli Fusion-io nedávno vydal SDK, které umožňuje nativní přístup (obejití blokové vrstvy jádra) v rámci některých aplikací.

IoMemory je také netradiční v tom smyslu, že spotřebovává systémové prostředky pro fungování ovladačů VSL, čímž využívá hostitelský procesor a zároveň vytváří systémovou stopu v paměti. Podle Fusion-io se tato architektura více podobá architektuře RAM, odtud název ioMemory. Mezi výhody patří rychlejší vyhledávání umístění souborů a i když ioMemory směřuje na procesor, její využití je vysoce efektivní a ve skutečnosti zvyšuje výkon snížením transakční latence. Pokud jde o správu, další klíčovou výhodou architektury je, že Fusion-io používá FPGA jako řadič NAND, což umožňuje velmi nízkoúrovňové aktualizace softwaru/firmwaru, které mohou řešit opravy chyb a vylepšení výkonu. To je v kontrastu se standardními řadiči SSD, kde lze zásadní změny provést pouze výrobou nového řadiče.

Specifikace Fusion-io ioDrive Duo

• Jednoúrovňová buňka (SLC)
  • 320GB ioDrive Duo SLC
    • Šířka pásma pro čtení 1.5 GB/s (64 kB)
    • Šířka pásma pro zápis 1.5 GB/s (64 kB)
    • 185 000 IOPS při čtení (512 bajtů)
    • 278 000 IOPS zápisu (512 bajtů)
    • Latence přístupu 0.026 ms (512 bajtů)
  • 640GB ioDrive Duo SLC
    • Šířka pásma pro čtení 1.5 GB/s (64 kB)
    • Šířka pásma pro zápis 1.5 GB/s (64 kB)
    • 185 000 IOPS při čtení (512 bajtů)
    • 278 000 IOPS zápisu (512 bajtů)
    • Latence přístupu 0.026 ms (512 bajtů)
• Víceúrovňová buňka (MLC)
  • 640GB ioDrive Duo MLC
    • Šířka pásma pro čtení 1.5 GB/s (64 kB)
    • Šířka pásma pro zápis 1.0 GB/s (64 kB)
    • 185 000 IOPS při čtení (512 bajtů)
    • 278 000 IOPS zápisu (512 bajtů)
    • Latence přístupu 0.029 ms (512 bajtů)
  • 1.28TB ioDrive Duo MLC
    • Šířka pásma pro čtení 1.5 GB/s (64 kB)
    • Šířka pásma pro zápis 1.1 GB/s (64 kB)
    • 185 000 IOPS při čtení (512 bajtů)
    • 278 000 IOPS zápisu (512 bajtů)
    • Latence přístupu 0.03 ms (512 bajtů)
• PCI-Express 2.0 x8
• Kompatibilita s OS
  • Microsoft: Windows 64-bit Microsoft XP/Vista/Win7/Server 2003/2008/2008 R2
  • Linux: RHEL 5/6; SLES 10/11; OEL 5/6; CentOS 5/6; Debian Squeeze; Fedora 15/16; openSUSE 12; Ubuntu 10/11
  • UNIX: Solaris 10 U8/U9/U10 x64; OpenSolaris 2009.06 x64; OSX 10.6/10.7, HP-UX* 11i
  • Hypervizory: VMware ESX 4.0/4.1/ESXi 4.1/5.0, Windows 2008 R2 s Hyper-V, Hyper-V Server 2008 R2
• Provozní teplota: 0-55 °C
• Pětiletá záruka nebo maximální životnost
• Recenzovaná verze VSL: 3.1.1

Design a budování

Fusion ioDrive Duo je karta PCI-Express x8 s plnou výškou a poloviční délkou, se dvěma samostatnými moduly ioDimm připojenými k hlavní desce rozhraní. Zatímco karta PCI-Express je mechanicky zařízením x8, na platformách Gen1 využívá 8 linek pro šířku pásma, zatímco na systémech PCIe Gen2 potřebuje pouze 4 linky. Každá karta představuje unikátní 320GB zařízení ioMemory, které využívá 4 linky připojení PCIe. Design je velmi kompaktní a čistý, včetně robustního podpůrného držáku na zadní straně karty. To pomáhá posílit kartu, aby udržela funkčnost v náročných provozních podmínkách, a dodává jí pěkný vzhled.

Srdcem (nebo srdci) ioDrive Duo založeného na MLC jsou dva moduly ioDimm. Každý identický ioDimm představuje jeden ioDrive s vlastním FPGA Xilinx Virtex-5 a 400GB fondem MLC NAND. ioDrive Duo, který jsme recenzovali, používal Samsung NAND, ale Fusion-io je agnostický k výrobci. NAND je rozdělena mezi 25 dvojitě stohovaných 16GB čipů na zařízení, s 320 GB použitelnými při standardním formátování. Tento poměr zvyšuje úroveň standardních nadměrných rezerv na 20 %, což je zhruba srovnatelné s většinou podnikových flash zařízení. Fusion-io také nabízí možnost upravit úrovně nadměrných rezerv, což umožňuje přizpůsobení a zvýšení výkonu tím, že se uživatelská kapacita nahradí aktivitami na pozadí.

Z funkčního hlediska jsou všechny ioDrive vybaveny indikačními LED diodami, které zobrazují stav disku od zapnutí do vypnutí. V závislosti na aktivních LED diodách se zobrazí následující režimy karty:

• Power Off
• Zapnutí (ovladač není načten, zařízení není připojeno)
• Zapnutí (ovladač načten, zařízení není připojeno)
• Aktivní aktivita zápisu
• Aktivní čtení
• Umístění majáku

Pro tradičnější přístup je ioDrive Duo také vybaven standardním konektorem pro LED aktivitu pevného disku. Toto připojení umožňuje připojení ioDrive Duo k přední kontrolce aktivity pevného disku na počítačové skříni.

ioDrive Duo je pasivně chlazena třemi chladiči, navrženými pro práci v serverovém prostředí s nuceným chlazením. Tyto chladiče chladí jeden FPGA Xilinx Virtex-5 na každém ioDimmu a také PCIe přepínač, který propojuje obě zařízení s jedním slotem PCIe. Fusion-io uvádí doporučené proudění vzduchu 300 LFM při okolní teplotě pod 55 °C. Aby se zabránilo poškození, je ioDrive navržen tak, aby snížil výkon, pokud dosáhne vnitřní teploty 78 °C, a vypnul se při 85 °C. Je třeba poznamenat, že tyto karty nejsou určeny pro prostředí pracovních stanic, protože pracovní stanice obvykle nenabízejí podporu chlazení pro doplňky PCIe ve standardních konfiguracích. Aby oslovila tyto trhy, Fusion-io nedávno oznámila ioFX , což je v podstatě jeden ioDimm s aktivním chlazením.

Dalším rozdílem mezi zařízeními Fusion „Duo“ ioMemory a mnoha konkurenčními řešeními PCIe je, že pro udržení plného výkonu vyžadují více energie, než kolik je obvykle podporováno u připojení x8 PCIe 2.0. Elektrické specifikace PCIe 2.0 umožňují odběr 25 W z připojení x8, což za náročných podmínek zápisu mohou modely s dvěma ioDimm moduly, jako je ioDrive Duo, překročit. I když budou splňovat specifikaci bez dodatečného napájení, plný výkon zápisu bude omezený. Pro vyřešení tohoto problému nabízí Fusion-io dvě řešení; jedním je požadavek na externí napájecí adaptér, druhým je umožnění kartě odebírat více než 25 wattů v systémech, které jej podporují. Abyste se mohli rozhodnout, která možnost je pro danou instalaci nejvhodnější, Fusion-io má pro většinu serverů první úrovně k dispozici průvodce konfigurací serveru, který poskytuje pokyny pro nejlepší případovou konfiguraci.

Pro ochranu uživatelských dat nabízí Fusion-io dvě klíčové funkce. Zaprvé, produkty Fusion-io zahrnují funkce pro výpadek napájení, které zajišťují integritu dat i při neočekávaných výpadcích napájení. Pro méně časté poruchy, jako je selhání čipu NAND, je výhodou architektury NAND u zařízení Fusion-io první generace redundance Flashback, která umožňuje vyřešit jedno selhání NAND, aniž by došlo k výpadku celého zařízení. Modely druhé generace nabízejí adaptivní Flashback, který podporuje více selhání NAND.

Software a licence

Fusion-io je lídrem v nabídce širokého portfolia propracovaného intuitivního softwaru, kterému se jen málokterý dodavatel úložišť může vyrovnat, pokud vůbec nějaký software nabízí. Fusion-io ihned po instalaci nabízí nástroje pro plnou správu zařízení ioMemory ve všech hlavních operačních systémech prostřednictvím grafického uživatelského rozhraní i konzolových aplikací. Funkce správy zahrnují vše od snadné správy nadměrného přidělování dat pro zvýšení výkonu obchodováním s kapacitou uživatelů, přes sledování statistik disků až po živé streamování dat o tom, co karta dělá, sekundu po sekundě. Žádný jiný výrobce úložišť PCIe se ani zdaleka neblíží nabídce této úrovně podpory správy disků, natož pak této úrovně intuitivní a snadného použití.

Nízkoúrovňové formátování ioSphere (přepínání mezi režimy s vysokým výkonem a nadměrným zřizováním)

Jednou z nejzajímavějších funkcí softwaru ioSphere je možnost vidět typ aktivity, která se vyskytuje na zařízení ioMemory. Tyto informace sahají od šířky pásma a aktivity I/O až po aktuální teplotu zařízení, zbývající výdrž zařízení nebo dokonce systémové prostředky využívané ovladači VSL.

Streamování živých vystoupení z ioSphere

Pro zobrazení podrobnějších informací je k dispozici také stránka s kompletním výpisem specifikací aktuálně vybraného zařízení ioMemory. Může se jednat o cokoli od celkového množství informací přenášených do zařízení nebo ze zařízení až po aktuální odběr energie přes sběrnici PCIe.

Informace o celoživotním používání ioShpere

Ať už pro získání informací nebo nastavení vašeho ioDrive Duo dáváte přednost grafickému uživatelskému rozhraní nebo konzoli, Fusion-io nabízí také kompletní řadu konzolových utilit, které zvládnou vše od dotazování na stav disku až po jeho formátování. Všechny tyto utility jsou nastaveny tak, aby fungovaly v různých operačních systémech, takže bez ohledu na to, jakou platformu používáte, nemusíte pro správu produktu Fusion-io zavádět další operační systém.

Stav příkazového řádku Fusion-io (základní)

Testovací pozadí a srovnatelné materiály

Pokud jde o testování podnikového hardwaru, je prostředí stejně důležité jako testovací procesy používané k jeho vyhodnocení. Ve StorageReview nabízíme stejný hardware a infrastrukturu, jaké se nacházejí v mnoha datových centrech, kam by testovaná zařízení nakonec směřovala. To zahrnuje podnikové servery a také vhodné infrastrukturní vybavení, jako jsou síťové sítě, prostor v racku, úprava/monitorování napájení a srovnatelný hardware stejné třídy pro řádné vyhodnocení výkonu zařízení. Žádná z našich recenzí není placena ani kontrolována výrobcem testovaného zařízení; relevantní srovnatelné produkty vybíráme dle vlastního uvážení z produktů, které máme v naší laboratoři.

Testovací platforma StorageReview Enterprise:

Lenovo ThinkServer RD240

• 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, 12 MB mezipaměti)
• Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64bitová verze a CentOS 6.2 64bitová verze
• Čipová sada Intel 5500+ ICH10R
• Paměť – 8 GB (2 x 4 GB) 1333 MHz DDR3 registrované RDIMM

640GB Fusion-io ioDrive Duo

• Vydáno: 1H2009
• Typ NAND: MLC
• Ovladač: 2 x proprietární
• Viditelnost zařízení: JBOD, softwarový RAID v závislosti na OS
• Fusion-io VSL Windows: 3.1.1
• Fusion-io VSL Linux 3.1.1

300GB LSI WarpDrive SLP-300

• Vydáno: 1H2010
• Typ NAND: SLC
• Řadič: 6 x LSI SandForce SF-1500 přes LSI SAS2008 PCIe na SAS Bridge
• Viditelnost zařízení: Pevný hardwarový RAID0
• LSI Windows: 2.10.43.00
• LSI Linus: Nativní ovladač pro CentOS 6.2

1.6TB OCZ Z-Drive R4

• Vydáno: 2H2011
• Typ NAND: MLC
• Řadič: 8 x LSI SandForce SF-2200 přes vlastní OCZ VCA PCIe do SAS Bridge
• Viditelnost zařízení: Pevný hardwarový RAID0
• Ovladač OCZ pro Windows: 1.3.6.17083
• Ovladač OCZ pro Linux: 1.0.0.1480

Standardní syntetické benchmarky

Standardní část této recenze, která se zabývá syntetickým testováním IOMeteru, jsme rozdělili na dvě části. První jsou naše standardní testy s nízkou hloubkou fronty, které se provádějí s hloubkou fronty 4 na pracovníka (celkem 4 pracovníci rozděleni mezi dva manažery). Počáteční testy více odpovídají prostředí s jedním uživatelem, zatímco vyšší rozsahy hloubky fronty ve druhé polovině se spíše podobají tomu, co by karta viděla na serveru s nahromaděnými požadavky na I/O.

Náš první test se zaměřil na rychlosti lineárního sekvenčního čtení a zápisu v trvalém dávkovém režimu. Fusion-io uvádí u jednotky ioDrive Duo s kapacitou 640 GB založenou na MLC rychlost čtení 1.5 GB/s a rychlost zápisu 1.0 GB/s.

Naměřili jsme sekvenční přenosovou rychlost 1 584 MB/s pro čtení a 1 045 MB/s pro zápis.

Dále se podíváme na náhodné přenosy velkých bloků s přenosem 2 MB v IOMeteru.

S náhodným přenosem 2 MB si ioDrive Duo udržel rychlost čtení 1 589 MB/s a rychlost zápisu 1 046 MB/s.

Náš další test se zaměří na náhodné přenosové rychlosti 4K s nízkou hloubkou fronty se čtyřmi workery s hloubkou fronty 1 pro každého.

Při nízké hloubce fronty nabídl Fusion ioDrive Duo nejvyšší výkon s rychlostí čtení 189 MB/s a zápisu 366 MB/s, což představuje 48 403 IOPS pro čtení a 93 740 IOPS pro zápis.

Vzhledem k tomu, že výkon a latence jdou ruku v ruce, zkoumali jsme průměrnou a maximální latenci během našeho testu náhodného přenosu 4K dat s nízkou hloubkou fronty. Fusion ioDrive Duo naměřil průměrnou dobu odezvy 0.0422 ms s maximální odezvou 2.08 ms.

Další polovina našich syntetických benchmarků jsou stupňovité testy, které pokrývají výkon od raných úrovní hloubky fronty až po maximálně 64 na pracovníka (efektivní QD=256) nebo 128 (efektivní QD=512). Tato část také zahrnuje naše testy profilů serverů, které jsou od začátku navrženy tak, aby ukázaly, jak dobře si podnikové produkty vedou při náročném smíšeném zatížení serverů.

Při pohledu na výkon ioDrive Duo při náhodném čtení 4K dat si udržel téměř dvojnásobnou rychlost oproti LSI WarpDrive a OCZ Z-Drive R4 při hloubce fronty 1 a 2, přičemž náskok klesal při hloubce fronty 4, než jej oba konkurenční modely předběhly. V tomto testu dosáhl výkonu 140 000 IOPS při čtení při hloubce fronty 64, ačkoli si udržel rychlost nad 120 000 IOPS i při hloubce fronty 8 a více.

Při přechodu na test náhodného zápisu s rychlostí 4K a zrychleným zápisem vykázal ioDrive Duo podobný výkonnostní profil a porazil ostatní konkurenční modely i při nižší hloubce fronty. V tomto testu dosáhl výkon ioDrive Duo vrcholu s rychlostí zápisu 224 000 IOPS při hloubce fronty 4 a ustálil se mezi 201 000 a 210 000 IOPS při hloubce fronty 8 až 64.

Naše poslední skupina standardních syntetických benchmarků se zaměřuje na škálovaný výkon pomocí našich profilů serverů v IOMeteru. Tyto testy měří výkon od nízké hloubky fronty až po maximálně 128 na pracovníka (efektivní QD=512). Tato část je navržena tak, aby ukázala, jak dobře si podnikové produkty vedou při různých náročných smíšených úlohách v podmínkách burst. V našich smíšených úlohách zaměřených na podniky vedl ioDrive Duo s hloubkou fronty 1 a 2, s výjimkou testu souborového serveru, a poté zaostával za ostatními disky s nejvyšší hloubkou fronty.

Podnikové benchmarky z reálného světa

Naše podniková trasa zahrnuje prostředí poštovního serveru Microsoft Exchange. Zaznamenávali jsme aktivitu našeho poštovního serveru StorageReview po dobu několika dnů. Hardware tohoto serveru se skládá z serveru Dell PowerEdge 2970 s operačním systémem Windows Server 2003 R2, který pracuje se třemi 73GB 10k pevnými disky SAS v poli RAID5 na integrovaném řadiči Dell Perc 5/I. Trasování se skládá z mnoha malých požadavků na přenos dat s vysokou zátěží čtení (95 %) a zápisu (5 %).

Protože některá zařízení PCIe vyžadují pro dosažení maximálního výkonu vyšší zátěž, zahrnujeme pro přehrávání trasování profil Light i Heavy. V tomto případě omezujeme efektivní hloubku fronty na 8 v slabším profilu a zvyšujeme ji na 48 v profilu Heavy.

S efektivní hloubkou fronty omezenou na 8, což představuje méně aktivní podmínky, nabídl ioDrive Duo nejvyšší přenosové rychlosti v našem testu přehrávání trasování poštovního serveru s průměrnou rychlostí 969 MB/s. V porovnání s průměrnou rychlostí 508 MB/s u LSI WarpDrive nebo 625 MB/s u OCZ Z-Drive R4 za stejných podmínek. S rozšířením povolené hloubky fronty na 48 se Z-Drive R4 umístil na prvním místě s průměrnou rychlostí 1 327 MB/s, za nímž se umístil ioDrive Duo s rychlostí 1 227 MB/s a za ním WarpDrive SLP-300 s rychlostí 830 MB/s.

Jedním z kompromisů mezi zvyšováním hloubky fronty a zvýšením přenosové rychlosti je možnost ovlivnění doby odezvy s rostoucím počtem zbývajících I/O operací. S nízkým zatížením si ioDrive Duo udržel přenosovou rychlost 969 MB/s s dobou odezvy 0.06 ms. Aby ho Z-Drive R4 překonal s přenosovou rychlostí 1 327 MB/s, jeho doba odezvy se zvýšila 3.5krát na 0.21 ms, zatímco WarpDrive měl průměrnou odezvu 0.45 ms pro přenosovou rychlost 830 MB/s.

Analýza syntetické pracovní zátěže v podniku (nastavení zásob)

Způsob, jakým se díváme na úložná řešení PCIe, jde hlouběji než jen na tradiční výkon v burst nebo ustáleném stavu. Při pohledu na průměrný výkon za dlouhou dobu ztrácíte ze zřetele detaily, jak si zařízení po celou dobu vede. Vzhledem k tomu, že výkon flash paměti se s časem značně mění, náš nový proces benchmarkingu analyzuje výkon v oblastech, jako je celková propustnost, průměrná latence, špičková latence a směrodatná odchylka v celé fázi předběžné přípravy každého zařízení. U špičkových podnikových produktů je latence často důležitější než propustnost. Z tohoto důvodu se velmi snažíme ukázat plné výkonnostní charakteristiky každého zařízení, které podrobíme naší podnikové testovací laboratoři.

Také jsme přidali porovnání výkonu, abychom ukázali, jak si každé zařízení vede s jinou sadou ovladačů v operačních systémech Windows i Linux. Pro Windows používáme nejnovější ovladače v době původní recenze a každé zařízení je následně testováno v 64bitovém prostředí Windows Server 2008 R2. Pro Linux používáme 64bitové prostředí CentOS 6.2, které podporuje každý akcelerátor Enterprise PCIe Application Accelerator. Naším hlavním cílem v tomto testování je ukázat, jak se liší výkon operačních systémů, protože uvedení operačního systému jako kompatibilního v produktovém listu neznamená vždy, že výkon na všech zařízeních je stejný.

Všechna testovaná zařízení procházejí od začátku do konce stejnými testovacími zásadami. V současné době jsou zařízení pro každou jednotlivou pracovní zátěž bezpečně vymazána pomocí nástrojů dodaných dodavatelem, poté jsou předběžně testována do ustáleného stavu se stejnou pracovní zátěží, se kterou bude zařízení testováno při vysoké zátěži 16 vláken s nevyřízenou frontou 16 vláken na vlákno, a poté jsou testována v nastavených intervalech v několika profilech hloubky vláken/front, aby se ukázal výkon při lehkém a vysokém využití. U testů se 100% aktivitou čtení se předběžná kontrola provádí se stejnou pracovní zátěží, i když je přepnuta na 100% aktivitu zápisu.

Předběžné testy a primární testy v ustáleném stavu:

• Propustnost (agregace IOPS pro čtení a zápis)
• Průměrná latence (zprůměrovaná latence čtení a zápisu)
• Maximální latence (špičková latence čtení nebo zápisu)
• Směrodatná odchylka latence (smíšeně zprůměrovaná směrodatná odchylka čtení a zápisu)

V současné době zahrnuje analýza syntetické pracovní zátěže Enterprise (ESA) čtyři běžné profily, které se mohou pokusit odrážet aktivitu v reálném světě. Tyto profily byly vybrány tak, aby měly určitou podobnost s našimi minulými benchmarky a také společný základ pro porovnání s široce publikovanými hodnotami, jako je maximální rychlost čtení a zápisu 4K, a také rychlost 8K 70/30 běžně používaná pro podnikové disky. Zahrnuli jsme také dvě starší smíšené pracovní zátěže, včetně tradičního souborového serveru a webového serveru, které nabízejí širokou škálu velikostí přenosu. Poslední dvě budou postupně vyřazovány s benchmarky aplikací v těchto kategoriích, jakmile budou uvedeny na našich stránkách, a nahrazeny novými syntetickými pracovními zátěžemi.

• 4K
  • 100% čtení nebo 100% zápis
  • 100 % 4 tisíc
• 8K 70/30
  • 70 % čtení, 30 % zápis
  • 100 % 8 tisíc
• Souborový server
  • 80 % čtení, 20 % zápis
  • 10 % 512b, 5 % 1k, 5 % 2k, 60 % 4k, 2 % 8k, 4 % 16k, 4 % 32k, 10 % 64k
• Webový server
  • 100% přečteno
  • 22 % 512 tisíc, 15 % 1 tisíc, 8 % 2 tisíce, 23 % 4 tisíce, 15 % 8 tisíc, 2 % 16 tisíc, 6 % 32 tisíc, 7 % 64 tisíc, 1 % 128 tisíc, 1 % 512 tisíc

Při pohledu na 100% zápisovou aktivitu 4K při vysoké zátěži 16 vláken a 16 front po dobu 6 hodin jsme zjistili, že Fusion ioDrive Duo nabízel nejvyšší maximální přenosové rychlosti v našem Lenovo ThinkServeru RD240. To platilo jak pro Windows Server 2008 R2 64-bit, tak i pro CentOS 6.2, který měl mírný náskok před Windows. Další v pořadí byl 1.6TB OCZ Z-Drive R4, i když pouze ve Windows. Ovladač OCZ pro CentOS 6.2 [1.0.0.1480] nereagoval správně na požadavky na vyšší hloubku fronty bez ohledu na počet vláken a v této fázi testu si udržoval rychlost zhruba 7 600 IOPS. Další v pořadí byl LSI WarpDrive SLP-300, který nabízel velmi podobnou propustnost ve Windows i Linuxu.

Při pohledu na průměrnou latenci během našeho testu 4K zápisu se 100% zápisem byl nejrychlejším a nejpomalejším diskem OCZ Z-Drive R4. V prostředí Windows s plně funkčním ovladačem byla průměrná latence mnohem rychlejší než u Fusion ioDrive Duo nebo LSI WarpDrive. V prostředí Linuxu s jeho poněkud slabším výkonem byla exponenciálně vyšší než u ostatních zařízení v této kategorii.

Při bližším zkoumání maximální latence výstupu na interval během testu předběžného nastavení zápisu 4K se 100% zápisem začínáme vidět, jak velký dopad má řadič a NAND v prostředí s vysokým zápisem. Fusion ioDrive Duo s MLC NAND se umístil mezi LSI WarpDrive s SLC a OCZ Z-Drive R4 s MLC, pokud jde o špičkové latence. Při porovnání výkonu ve Windows a Linuxu jsme zaznamenali konzistentnější výstup v prostředí Windows oproti Linuxu s mnohem menším počtem špiček, i když ne menšími. Z-Drive R4 s MLC ve Windows vykazoval velké špičky, které se dostaly vysoko nad naši škálu grafu, zatímco výkon v Linuxu byl poměrně stabilní, i když zdaleka nebyl přetížený při nízkém výkonu IOPS. LSI WarpDrive nabídl svůj nejlepší výkon ve Windows s mnohem plošší křivkou latence, i když stále zaznamenal jeden špičkový skok přesahující 1 000 ms.

Při zvažování maximální latence konkrétního úložného produktu se často přehlíží, kolik z tisíců nebo milionů I/O operací mělo vysokou hodnotu odezvy. Proto je důležité sledovat nejen špičkovou latenci, abychom viděli nejvyšší vrcholy, ale také směrodatnou odchylku, která ukazuje rozdíly v latenci. I když má disk poměrně nízkou průměrnou latenci po zprůměrování všech hodnot, může mít stále poměrně velké množství I/O operací, které by mohly být v závislosti na používané aplikaci považovány za nepřijatelné.

S konfigurací SLC NAND si LSI WarpDrive udržel velmi dobrou směrodatnou odchylku latence, přičemž jeho síla se projevila především v prostředí Windows. Fusion ioDrive Duo se pohyboval blíže k horní hranici směrodatné odchylky, ačkoliv byla poměrně konzistentní, podobně jako u WarpDrive. Při srovnání výkonu ovladačů byl v tomto konkrétním testu v Linuxu konzistentně rychlejší. OCZ Z-Drive R4 měl v průběhu našeho testu široký rozsah vyšší latence, i když se po dosažení ustáleného stavu občas začala vyrovnávat, i když se i nadále vyskytovala období s vysokou latencí.

Po dokončení předběžných testů jsme ihned zahájili primární testovací vzorkování. V ustáleném stavu měl PCIe úložný disk s nejvyšší propustností v této skupině ve Windows OCZ Z-Drive R4. Naměřil maximální rychlost čtení 229 811 IOPS a rychlost zápisu 56 978 IOPS. Dalším v pořadí byl Fusion ioDrive Duo s 140 230 IOPS pro čtení a 42 644 IOPS pro zápis. Výkon ioDrive Duo ve Windows byl těsně pod touto hodnotou, s malým poklesem výkonu zápisu. LSI WarpDrive SLP-300 nabídl nejvyšší rychlost zápisu 4K ve Windows s 120 502 IOPS pro čtení a 35 015 IOPS pro zápis.

V ustáleném stavu měření vysokozátěžového 4K čtení a 4K zápisu se na čele umístil OCZ Z-Drive R4 s jeho špičkovou propustností ve Windows, s průměrnou latencí 4.49 ms pro čtení a 1.11 ms pro zápis. Druhý skončil Fusion ioDrive Duo s rychlostí čtení 6.00 ms v Linuxu a 6.25 ms ve Windows a 1.82 ms pro zápis v obou operačních systémech. Druhý skončil WarpDrive s rychlostí čtení 7.31 ms ve Windows a 7.32 ms pro čtení v Linuxu, s rychlostí zápisu 2.12 ms ve Windows a 2.71 ms v Linuxu.

Při pohledu na maximální latenci v průběhu vzorkovací doby našeho testu v ustáleném stavu dosáhl LSI WarpDrive založený na SLC nejnižší nebo nejlepší hodnoty v obou systémech, a to jak ve Windows, tak v Linuxu, následovaný Fusion ioDrive Duo nejprve ve Windows s maximální latenci 426.15 ms pro čtení a 170.09 ms pro zápis a poté v Linuxu s maximální latenci 1 208 ms pro čtení a 156.91 ms pro zápis. Ve Windows dosáhl nejvyšších hodnot OCZ Z-Drive R4 s 1 889 ms pro čtení a 5 299 ms pro zápis.

Při pohledu na směrodatnou odchylku v průběhu našeho testu čtení a zápisu 4K v ustáleném stavu je nejkonzistentnějším PCIe Application Acceleratorem v našem testu 4K pro aktivitu čtení i zápisu LSI WarpDrive ve Windows. Z hlediska konzistentního výkonu zápisu 4K se umístil OCZ Z-Drive R4 ve Windows, následovaný WarpDrive v Linuxu, následovaný ioDrive Duo v Linuxu a nakonec ioDrive Duo ve Windows. Z hlediska konzistentně vysoké rychlosti čtení se ioDrive Duo ve Windows i Linuxu umístil za WarpDrive založeným na SLC, poté za WarpDrive v Linuxu a následovaný Z-Drive R4 ve Windows.

Další test předběžné úpravy pracuje s realističtějším rozložením pracovní zátěže čtení/zápisu oproti 100% aktivitě zápisu v našem 4K testu. Zde máme kombinaci 70% čtení a 30% zápisu při přenosech 8K. Při pohledu na naši smíšenou pracovní zátěž 8K 70/30 při vysoké zátěži 16 vláken a 16 front po dobu 6 hodin jsme zjistili, že Fusion ioDrive Duo stále nabízel nejvyšší špičkové přenosové rychlosti v našem Lenovo ThinkServeru. To platilo jak pro prostředí Windows Server 2008 R2 64bit, tak i pro prostředí CentOS 6.2, které mělo mírný náskok před Windows. Dalším v pořadí byl 1.6TB OCZ Z-Drive R4, i když pouze ve Windows. Dalším v pořadí byl LSI WarpDrive SLP-300, který nabízel vyšší výkon v prostředí Windows.

Pokud se podíváme na průměrnou latenci v našem testu 8K 70/30, rozdíl mezi sadami ovladačů se stává výraznějším. Fusion ioDrive Duo měl nejpodobnější výkon mezi Linuxem a Windows, ačkoli výhoda sady ovladačů pro Linux se stala zřetelnější, jakmile se disk ustálil. LSI WarpDrive vykazoval významný rozdíl v průměrné latenci mezi sadami ovladačů, přičemž ovladač pro Windows nabízel nejvyšší výkon. OCZ Z-Drive R4 ve Windows měl nejnižší průměrnou latenci ze skupiny, což šlo ruku v ruce s nejrychlejší propustností. Výkon v Linuxu byl však opět mimo grafy, v průměru se v Linuxu pohyboval kolem 46 ms oproti přibližně 6 ms ve Windows.

Při pohledu na maximální odezvu disků ioDrive Duo, WarpDrive a Z-Drive R4 se mnoho stejných vlastností, které jsme pozorovali v našem 4K testu, projevilo i v našem 8K 70/30 zátěžovém zatížení se zahrnutou aktivitou čtení. V tomto testu Fusion-io ioDrive Duo začal s nejnižší křivkou maximální latence a po dvou hodinách se začal mírně zrychlovat, když disk začal přecházet do ustáleného stavu. V té době se ve Windows umístil nad WarpDrive, který měl nejnižší křivku ze všech disků v této skupině. Při pohledu na rozdíly v ovladačích mezi ioDrive Duo ve Windows a Linuxu měl ovladač pro Linux vyšší špičky, i když ke druhé polovině testu si udržel nižší (rychlejší) křivku. Z-Drive R4 na druhou stranu ve Windows měl vyšší špičky, i když se celkově zklidnil ve srovnání se svým chováním při 100% zápisové zátěži.

Profil směrodatné odchylky v naší fázi předběžného testování zátěže 8K 70/30 ukázal zajímavé rozdíly mezi kartami v jejich výkonu v průběhu testů. Zatímco WarpDrive měl konzistentně nejrychlejší dobu odezvy ve Windows, jeho latence v Linuxu zanechávala trochu zaostávat. ioDrive Duo se v Linuxu ukázal nejlépe, zatímco OCZ Z-Drive R4 v tomto testu vykázal mnohem lepší profil směrodatné odchylky latence oproti testu 4K se 100% zápisem.

Ve srovnání s fixním zatížením 16 vláken a 16 front, které jsme provedli v testu zápisu 100% 4K, naše profily smíšené zátěže škálují výkon v široké škále kombinací vláken/front. V těchto testech rozmezujeme intenzitu zátěže od 2 vláken a 2 front až po 16 vláken a 16 front. Hned na začátku je nejbizarnějším profilem OCZ Z-Drive R4, který porovnává jeho výkon ve Windows s výkonem v Linuxu. V časech, kdy je ve Windows nejrychlejší, je v Linuxu nejpomalejší s problémem se škálováním hloubky fronty v testovaném ovladači. Při nízké hloubce vláken a fronty měl ioDrive Duo silný náskok ve výkonu oproti WarpDrive a Z-Drive R4 s procesorem LSI SandForce. S rostoucí hloubkou fronty se však ostatní karty dokázaly jeho výkon vyrovnat nebo překonat. Při porovnání prostředí ovladačů pro Windows a Linux nabízel ioDrive Duo téměř vyrovnaný výkon v celém zatížení.

Při porovnání průměrné latence dokončení v širokém rozpětí různé úrovně aktivity vláken a front si WarpDrive ve většině případů udržel nejnižší dobu odezvy, dokud jej Z-Drive R4 ve Windows nepřekonal při vyšším zatížení fronty. ioDrive Duo nabízel téměř identický výkon ve Windows i Linuxu, s pouze malou mezerou na nejvyšší úrovni výkonu, což dalo vedení linuxovým ovladačům.

Pohled na maximální latenci v rámci naší úlohy 8K 70/30 byl zajímavý, protože ukázal, že i s nižším počtem vláken a front disky stále vykazovaly vysoké špičkové doby odezvy. ioDrive Duo v Linuxu vykazoval konzistentní špičky až do 1 000 ms ve většině úloh, zatímco ovladač pro Windows byl mnohem klidnější. V tomto konkrétním testu dosáhl ioDrive Duo ve Windows nejnižší špičkové doby odezvy až do zátěže 16T/16Q, hned za ním pak WarpDrive.

I když občasné vysoké skoky mohou působit odrazujícím dojmem, při pohledu na graf směrodatné odchylky latence jsme zaznamenali mnohem mírnější profil latence u všech zařízení kromě Z-Drive R4 v Linuxu. Až do nejvyššího zatížení si ioDrive Duo ve Windows udržel nejnižší směrodatnou odchylku, přičemž ovladač pro Linux ho mírně následoval, následoval WarpDrive a poté Z-Drive R4 ve Windows.

Pracovní zátěž souborového serveru představuje širší spektrum přenosových velikostí, které postihuje každé konkrétní zařízení, takže místo statické pracovní zátěže 4k nebo 8k musí disk zvládat požadavky od 512b do 64k. V této sekci vynikal Z-Drive R4 ve Windows s nejvyšším výkonem v burst i ustáleném stavu, následovaný ioDrive Duo. V burst režimu nabízel ioDrive Duo ve Windows vyšší rychlosti, ale poté, co disk vstoupil do ustáleného stavu, se rychlost změnila na výkon v Linuxu. Další v pořadí byl WarpDrive, jehož výkon ve Windows byl vyšší v obou režimech, a to jak v burst, tak v ustáleném stavu.

Při pohledu na průměrnou latenci v testu předběžného nastavení souborového serveru (File Server Preconditioning) měl Z-Drive R4 ve Windows silný náskok před ioDrive Duo a WarpDrive. ioDrive vykazoval jen velmi malý rozdíl ve výkonu mezi Linuxem a Windows, zatímco WarpDrive vykazoval větší rozdíl mezi operačními systémy.

Při pohledu na maximální latenci během fáze předběžné přípravy každého disku vykazoval LSI WarpDrive určité slabiny, když jeho maximální doba odezvy v Linuxu překročila dobu odezvy ve Windows o téměř 400 ms. Vrcholy odezvy ioDrive Duo v Linuxu byly vyšší než ve Windows, i když během testu byla většina z nich nejnižší, zatímco na straně Windows se téměř žádné špičky s vysokou latencí nevyskytovaly, i když se v průměru pohybovaly výše. OCZ Z-Drive R4 založený na MLC se během většiny procesu předběžné přípravy souborového serveru chvěl, s některými špičkami přesahujícími 10 000–40 000 ms během první hodiny testu.

Při zkoumání směrodatné odchylky zařízení proběhlých v našem testu předběžné přípravy souborového serveru byl nejpřekvapivější rozdíl zjištěn u disku LSI WarpDrive, kde se doba odezvy Linux I/O v průběhu testu výrazně zvýšila ve srovnání s výkonem ve Windows. U disku ioDrive Duo došlo k podobné změně, když disk dosáhl ustáleného stavu, kdy se obě cesty rozcházely a odezva Windows se stala méně seskupenou. Celkově byl disk s nejlepším výkonem v této sekci LSI WarpDrive ve Windows, kde si po celou dobu testu udržel nejplošší křivku směrodatné odchylky.

Jakmile byl náš proces předběžné úpravy dokončen při vysokém zatížení 16T/16Q, podívali jsme se na výkon souborového serveru v širokém rozsahu úrovní aktivity. Fusion-io ioDrive Duo si udržel nejvyšší výkon při nízkém počtu vláken a front, přičemž v propustnosti při vyšších úrovních vynikajících I/O operací ho překonal pouze OCZ Z-Drive R4.

Při analýze průměrné latence v našem testu s proměnlivou zátěží se Z-Drive R4 umístil na prvním místě s nejrychlejšími dobami odezvy v průměru, protože aktivita v našem testu rostla. S rostoucí úrovní nevyřízené fronty na počet vláken se latence ioDrive Duo na straně Linuxu zvýšila, i když ovladač pro Windows měl mírně nižší propustnost.

Při pohledu na maximální latenci během našeho primárního testu souborového serveru vykazoval ioDrive v Linuxu stále vyšší nárůsty 1 000 ms při nízkých a vysokých úrovních počtu vláken/front. Jeho protějšek ve Windows však nabízel nejnižší konzistentní maximální dobu odezvy, a to až do zatížení 16T/16Q.

Profil směrodatné odchylky souborového serveru u ioDrive Duo a WarpDrive zůstal v obou verzích Windows i Linux poměrně blízký až do dosažení vyšších efektivních hloubek fronty. V případě ioDrive Duo si ovladač pro Linux udržel lepší stabilitu na úrovni 16T/16Q, kde se výkon ve Windows snižoval.

Naše poslední úloha je poměrně unikátní ve způsobu, jakým analyzujeme fázi předběžné přípravy testovací verze, která je hlavním výstupem. Vzhledem k tomu, že úloha je navržena se 100% aktivitou čtení, je obtížné ukázat skutečný výkon čtení každého zařízení bez řádného kroku předběžné přípravy. Abychom udrželi pracovní zátěž předběžné přípravy stejnou jako pracovní zátěž testovací, invertovali jsme vzorec na 100% zápis. Z tohoto důvodu jsou grafy předběžné přípravy mnohem dramatičtější než konečná čísla pracovní zátěže. Za těchto náročných podmínek si OCZ Z-Drive R4 udržel nejvyšší propustnost od burstového do ustáleného stavu, přičemž ioDrive Duo se umístil na druhém místě a WarpDrive na třetím.

Průměrná latence během procesu předběžné přípravy webového serveru pro 100% zápis ukázala, že ioDrive Duo v Linuxu má výhodu s mírně kratší dobou odezvy než sada ovladačů pro Windows. LSI WarpDrive vykazoval v podstatě stejnou průměrnou dobu odezvy, zatímco Z-Drive R4 měl obrovský rozdíl ve výkonu mezi Windows a Linuxem.

Při pohledu na maximální latenci v křivce předběžného nastavení webového serveru měl Z-Drive R4 nejvyšší špičky, ale jakmile se ustálil, udržoval si menší počet špiček s vysokou latencí. Při pohledu na ioDrive Duo, ačkoli jeho výkon v Linuxu měl výhodu v propustnosti a průměrné době odezvy, měl v tomto testu jedny z nejvyšších špiček, které se pohybovaly až nad 1 200 ms, zatímco ovladač pro Windows byl mnohem klidnější s špičkami obecně v rozsahu 300–400 ms (s výjimkou jedné velké špičky přes 1 600 ms).

LSI WarpDrive založený na SLC si udržel nejnižší profil směrodatné odchylky po celou dobu trvání procesu předběžné úpravy webového serveru ve Windows, následovaný Z-Drive R4 po jeho uklidnění, opět následovaný WarpDrive s ovladačem pro Linux a poté ioDrive Duo v Linuxu a poté ve Windows.

Po přepnutí zpět na 100% čtení dat z webového serveru po procesu předběžné úpravy nabídl OCZ Z-Drive R4 rozhodně nejvyšší výkon v rámci Windows, s více než dvojnásobnou propustností v nejvyšším bodě. Zároveň byl v porovnání s Linuxem nejpomalejší ve stejných bodech, kde nabízel nejvyšší výkon ve Windows. S nejmenšími zátěžemi se ioDrive Duo opět umístil s nejvyššími rychlostmi, ačkoli byl po zvýšení efektivní hloubky fronty rychle překonán Z-Drive R4.

ioDrive Duo i WarpDrive si v testu průměrné latence webového serveru udržely blízko u sebe, ačkoli oba byly ve Windows snadno poraženy R4.

Bylo poněkud překvapivé sledovat, zda některé z vyšších latenčních špiček v rozsahu 1 000 ms přetrvávaly i v testu webového serveru s intenzivním čtením, ačkoli toto chování je nejvíce patrné na ioDrive Duo v Linuxu, na všech třech zařízeních bylo zaznamenáno v různých fázích testu.

Graf směrodatné odchylky aktivity webového serveru ukázal, že ioDrive Duo má konzistentně vyšší dobu odezvy při vyšší hloubce fronty, s vrcholem 16T/16Q. To při zachování nízkého výkonu Windows až do nejvyšších pracovních zátěží. LSI WarpDrive si udržoval poměrně plochý profil až do konce na straně Linuxu, kde latence začala kolísat.

Analýza syntetické pracovní zátěže v podniku (režim s vysokým výkonem)

Z tří akcelerátorů PCIe aplikací v této recenzi nabízí pouze Fusion-io ioDrive Duo metodu pro změnu velikosti sektoru nebo uživatelsky viditelného formátovaného prostoru pro zvýšení výkonu. I když je možné oddělit část disku a nepoužívat ji s ostatními produkty, tento proces není tak intuitivní. Někteří si ani neuvědomují důsledky, které to má při výměně kapacity za nárůst výkonu.

Zatímco se většina této recenze zaměřovala na standardní možnosti zařízení ioDrive Duo, tato zbývající část se vrací k naší nové syntetické analýze pracovní zátěže, abychom zjistili, jak se výkon liší mezi vysoce výkonným režimem a standardní konfigurací. Při standardní velikosti 320 GB na zařízení má ioDrive Duo úroveň 20% nadměrného využívání mezi RAW NAND a uživatelsky viditelnou pamětí. Formátování ioDrive Duo do vysoce výkonného režimu snižuje tuto kapacitu na 256 GB, tj. o 36 % nadměrné využívání, čímž se celková kapacita snižuje z 640 GB na 512 GB. I když se dá vyměnit za velké množství dostupné kapacity, byli jsme překvapeni, jak moc to ovlivní výkon v ustáleném stavu. V některých případech jsme zaznamenali více než dvojnásobný nárůst výkonu.

S ioDrive Duo v režimu vysokého výkonu zůstaly rychlosti zápisu 4K při 100 % zhruba stejné, tj. ~257 tisíc IOPS, ale rozdíl ve výkonu v ustáleném stavu je dramatický. Zatímco ioDrive Duo ve standardní konfiguraci si ke konci fáze předběžné úpravy udržoval propustnost 41–42 tisíc IOPS, režim vysokého výkonu zvýšil tuto hodnotu až na přibližně 90,000 2 IOPS. To je více než dvojnásobný nárůst obětováním části uživatelské kapacity.

Ruku v ruce s rychlejší propustností se také snížila latence o polovinu ve fázi předběžné úpravy zápisu 4K.

Při pohledu na profil maximální latence testu předběžného zápisu 4K zůstalo mnoho stejných vlastností, i když tentokrát mnohem nižší. Latence 4K ve Windows byla původně o něco vyšší, ačkoli měla méně špiček s vysokou latencí, které byly pozorovány v prostředí Linuxu. Když byl disk naformátován do režimu vysokého výkonu, profil Windows stále vykazoval větší chvění, ale profil Linuxu měl lepší stabilitu a postrádal špičky s vysokou latencí, které byly pozorovány dříve.

Nejvýstižnějším grafem, který ukazuje dramatické zlepšení ioDrive Duo ve vysoce výkonném režimu, je profil směrodatné odchylky latence. S nárůstem prostoru pro aktivitu GC na pozadí se při plném 100% zápisovém zatížení 4K snížila směrodatná odchylka z původních 25–30 ms na 2–5 ms.

Při porovnání našich výsledků čtení a zápisu v ustáleném stavu s rychlostí 4K a 100 % mezi standardním a vysoce výkonným režimem jsme nezaznamenali žádné zvýšení výkonu čtení. To není tak neobvyklé, protože nadměrné zřizování obvykle zlepšuje pouze rychlost zápisu v ustáleném stavu, bez vlivu na rychlosti čtení nebo zápisu v burstovém režimu. V tomto případě se výkon čtení 4K při 100 % udržel na něco málo přes 140 000 IOPS, přičemž výkon zápisu v ustáleném stavu vyskočil z 40.9–42.6 K na 90.4–91 K IOPS.

Zlepšení latence zápisu 4K, které jsme původně pozorovali ve fázi předběžné přípravy, dosáhlo v průměru 2.80–2.82 ms na vysoce výkonném režimu ioDrive Duo, ve srovnání s 6–6.25 ms ve standardním režimu.

I když jsme nenaměřili znatelné snížení průměrné doby odezvy pro čtení 4K dat ani zvýšení propustnosti, vysoce výkonný ioDrive Duo nabízel mnohem nižší špičkové odezvy pro čtení. Špičkové doby odezvy pro zápis 4K dat se také dramaticky snížily.

Rozdíl ve směrodatné odchylce mezi oběma režimy nadměrného zřizování byl noční a denní, přičemž vysoce výkonný ioDrive Duo naměřil 1.70–1.76 ms oproti 25.6–31.6 ms u předchozího modelu.

I když byl nárůst výkonu v náhodném zápisu 4K impozantní, více nás zajímalo, jak se ioDrive Duo změní při smíšené zátěži s přidanou aktivitou čtení. V našem testu předběžné přípravy 8K 70/30 se propustnost výrazně zvýšila, z rozsahu 51-53 tisíc IOPS na zhruba 76 tisíc IOPS ve vysoce výkonném režimu. Rychlosti záběru byly mezi konfiguracemi formátování docela podobné, ačkoli ioDrive Duo s nadměrným zřizováním začal rychleji klesat do ustáleného stavu.

Při pohledu na latenci v našem 8K 70/30 MHz jsme zjistili, že mírné rozdíly mezi ovladačem pro Linux a Windows na ioDrive Duo ve vysoce výkonném režimu zmizely. Průměrná latence se výrazně snížila a během procesu předběžné úpravy zůstala velmi konzistentní.

I když jsou zlepšení propustnosti a průměrné latence důležitá, dalším faktorem, kterému je třeba při změně konfigurace ioDrive Duo věnovat pozornost, je špičková latence. V tomto případě poskytl dodatečný prostor s nadměrným zřizováním disku dostatek prostoru na pozadí k potlačení většiny skoků maximální latence, které jsme zaznamenali v konfiguraci s vrcholy. Nicméně tyto skoky úplně nezmizely, ale většina aktivity klesla na mnohem nižší úroveň.

Při pohledu na směrodatnou odchylku latence si můžete udělat úplný obrázek o tom, jak velký dopad může mít poskytnutí dodatečného prostoru pro ioDrive Duo. Směrodatná odchylka se snížila 5krát a během procesu předběžné úpravy se držela kolem 2 ms, oproti předchozím 8–12 ms.

ioDrive Duo i nadále vykazoval zlepšení výkonu napříč všemi oblastmi v našich hlavních testech propustnosti, kde jsme měnili zátěž mezi 2T/2Q a 16T/16Q.

Při pohledu na rozdíly v průměrné latenci v naší pracovní zátěži 8K 70/30, porovnávající standardní ioDrive Duo s vysoce výkonnými režimy, byl rozdíl nejvýraznější při vyšších hloubkách fronty pro každý počet vláken.

Jak jsme viděli ve fázi maximální latence testu předběžné přípravy 8K 70/30, mnoho stejných vysokých špiček zůstalo po celou dobu trvání testu, i když jich bylo méně.

Při porovnání směrodatné odchylky latence napříč všemi oblastmi mělo nadměrné zřizování největší dopad při některých zvýšených zátěžích hloubky fronty, zatímco v oblastech jako 8T/16Q nedošlo k žádné změně.

U disku Fusion ioDrive Duo nedošlo k takovému výraznému zlepšení celkové propustnosti zvýšením objemu nadměrného přidělování dat. Výkon se i tak zvýšil, i když nárůst byl mírný, oproti dramatickému skoku zjištěnému u 100% zápisu 4K dat nebo 8K dat s 70/30% zátěží.

Průměrná latence během testu předběžné přípravy souborového serveru se zlepšila z přibližně 7.5 ms na něco málo přes 6 ms, jakmile se ioDrive Duo přiblížil ustálenému výkonu.

Přestože Fusion ioDrive Duo nezaznamenal dramatické zlepšení propustnosti ani průměrné latence, dokázal potlačit mnoho špičkových latencí, které se vyskytovaly ve standardní konfiguraci s overprovisioningem. Největší zlepšení nastalo u ovladače pro Windows, který si udržel maximální latenci v ustáleném stavu kolem 50-75 ms oproti předchozímu rozsahu 225-250 ms.

Analýza směrodatné odchylky latence v testu předběžné přípravy souborového serveru ukázala, že zvýšené nadměrné zřizování udrželo kolísání rychlosti na minimu, jakmile se disk přiblížil ustálenému stavu. Směrodatná odchylka latence v Linuxu se tolik nezlepšila, ale směrodatná odchylka ve Windows klesla z 12–14 ms na necelé 3 ms.

Zvýšení nadměrného zřizování karty Fusion ioDrive Duo umožnilo kartě zvýšit výkon zhruba o 5 000 IOPS u většiny kombinací hloubky vláken a front, s největším nárůstem při vyšším zatížení hloubky fronty.

Latence se zlepšila v obou oblastech, přičemž Fusin ioDrive Duo ve Windows zaznamenal největší zlepšení při zátěži 16T/16Q, kde se zpomalila z nejpomalejší na nejrychlejší.

Ve srovnání s maximální latencí v zátěži souborového serveru se ioDrive Duo v Linuxu výrazně zklidnil a ztratil mnoho ze svých dřívějších 1 000ms špiček. Tentokrát měl v testu Windows pouze jeden 1 000ms vrchol.

Směrodatná odchylka napříč tabulkou značně klesla, což ukazuje, jak moc se ioDrive Duo uklidnil se zvýšeným množstvím nadměrného zřizování.

I když naše křivka předběžné přípravy webového serveru není nejlepším znázorněním aktivity webového serveru, při 100 % zápisu je to ve skutečnosti naopak, stále ukazuje, jak velký dopad může mít zvýšené nadměrné zřizování. Celková propustnost se značně zvýšila, dokonce překonala OCZ Z-Drive R4.

Průměrná latence během našeho testu předběžné přípravy webového serveru se snížila na polovinu, z původních více než 20 ms na něco málo přes 10 ms ve vysoce výkonném režimu.

Téměř všechny špičky s vysokou latencí byly potlačeny zvýšeným nadměrným zřizováním, přičemž výkon Linuxu se zlepšil nejvíce.

Směrodatná odchylka latence se dramaticky zlepšila během sekce předběžné úpravy webového serveru, přičemž největší změna byla na straně Linuxu, kde je křivka ve srovnání se standardním výkonem téměř plochá.

Po přepnutí profilu webového serveru zpět na 100% čtení jsme v tomto konkrétním zatížení zaznamenali jen malé nebo žádné zlepšení rychlosti propustnosti mezi standardním režimem a zvýšeným nadměrným přidělováním dat. To však není překvapivé, protože nadměrné přidělování dat ve skutečnosti prospívá pouze výkonu souvisejícímu se zápisem.

Průměrná latence byla napříč všemi segmenty téměř shodná a s dodatečným nadměrným zřizováním se jen málo zlepšovala.

I když se propustnost a průměrná latence nezlepšily, doby odezvy s vysokou latencí v tomto profilu webového serveru se 100% čtením zcela zmizely, když se zvýšily úrovně nadměrného zřizování.

Podobně jako u snížení maximální latence v našem profilu webového serveru s ioDrive Duo v režimu High-Performance, i v našem testu pro Linux se směrodatná odchylka latence výrazně snížila, zatímco v testu pro Windows došlo k minimálnímu zlepšení.

Závěr

Při novém pohledu na ioDrive Duo je vidět několik věcí, které vynikají. Vzhledem k tomu, že Fusion-io byl jedním z prvních průkopníků v této konkrétní iteraci technologie úložišť a vlastní několik klíčových práv duševního vlastnictví v oblasti úložišť, nemělo by být překvapením, že celkové provedení je tak důkladné, ale úroveň přesnosti si zaslouží uznání. Nejde jen o přesnost z hlediska výkonu, což je i u technologie předchozí generace dobré. Ale i o přesnost z hlediska elegantního vzhledu všude, od balení, přes softwarové rozhraní až po konzistentní výkon napříč mnoha podporovanými platformami, včetně verzí Windows a Linuxu, které jsme testovali. I když současný ioDrive Duo byl od svého prvního vydání několikrát softwarově aktualizován, vzhledem k tomu, že disk vyšel na začátku roku 2009, nevykazuje téměř žádné známky stáří.

Jako disk založený na MLC si ioDrive Duo velmi dobře vede proti LSI WarpDrive s SLC, který by se dal považovat za jeho nejbližšího konkurenta. Jako produkty určené přímo pro segment akcelerace podnikových aplikací vynikají oba modely s vysokými pracovními zátěžemi napříč různými operačními platformami. V téměř každém testu nabízel ioDrive Duo konzistentní výkon, ačkoli z hlediska maximální latence si WarpDrive s SLC-NAND vedl lépe než náš 640GB ioDrive Duo s MLC. Při porovnání s OCZ Z-Drive R4 založeným na MLC bylo snadné vidět, jak jsou oba tyto produkty navrženy pro zřetelně odlišné trhy. Z-Drive nabízel vysokou rychlost a vysokou kapacitu díky levnější spotřebitelské NAND a řadičům novější generace, ale jeho maximální latence a směrodatná odchylka byly méně konzistentní než u ioDrive Duo nebo WarpDrive. Silné stránky Z-Drive byly spíše na straně čtení, zatímco ioDrive Duo a WarpDrive si našly své místo v prostředí s vysokým zápisem. V nasazeních mimo Windows, kde ioDrive Duo a WarpDrive nabízely v Linuxu podobný výkon, výkon Z-Drive R4 ostře kontrastoval s výsledky ve Windows a po celou dobu vykazoval exponenciálně pomalejší výkon.

ioDrive Duo s velkou kapacitou samozřejmě nemá své slabiny, jak je patrné z jeho častých 1 000ms záblesků v testech s nízkou a vysokou hloubkou fronty v ustáleném stavu. Vzhledem ke konzistentní směrodatné odchylce se však mnoho z těchto záblesků jednalo o několik málo časových událostí, místo aby konzistentně dosahovaly vyšších měr odezvy. Další drobnou oblast, která může vzbuzovat obavy, lze nalézt v závislosti na platformě, protože Linux bývá silnou stránkou tohoto produktu, i když jen mírně zaostával za výkonem Windows. Nakonec by se však tyto problémy s latencí pravděpodobně neprojevily u ioDrive Duo založeného na SLC, který by mohl být považován za bližšího konkurenta LSI WarpDrive, který je k dispozici pouze v konfiguraci 300GB SLC.

Když jsme testovali ioDrive Duo v jeho vysoce výkonném režimu, který snížil formátovanou kapacitu z 320 GB na ioDimm na 256 GB, výkon se v některých případech více než zdvojnásobil. Výkon náhodného zápisu 4K se zvýšil ze 40 000 IOPS na 90 000 IOPS a zároveň se prudce snížila maximální latence. Pro podnikové uživatele, kteří jsou ochotni obětovat kapacitu ve jménu rychlosti a nízké latence, nabízí Fusion-io snadný způsob, jak koncovému uživateli tyto změny provést. Žádné z konkurenčních řešení PCIe nenabízí tento typ konfigurace výkonu, pokud nejste ochotni ručně oddělit uživatelský prostor a ponechat sekci nevyužitou, což nemusí být ve všech aplikacích proveditelné.

Klady

• Nejtěsnější integrace softwaru a hardwaru od jakéhokoli dodavatele akcelerátoru aplikací PCIe
• Nejbližší výkonnostní parita mezi ovladači pro Windows a Linux
• Skvělá propustnost a latence ve standardním režimu, která se ještě zlepší ve vysoce výkonném režimu
• Silný výkon s nízkým počtem front/vláken

Nevýhody

• Instalace a počáteční nastavení mohou být složitější než u jiných řešení (vyžaduje se externí napájení, neexistuje podpora vestavěných ovladačů operačního systému).
• Vyžaduje více systémových prostředků s využitím VSL pro prezentaci ioDrive jako paměťové vrstvy.

Závěrem

Z hlediska snadného použití nastavuje ioDrive Duo standard pro to, jak by měl být akcelerátor aplikací PCIe prezentován koncovému uživateli. Bez ohledu na použitý operační systém je zážitek téměř identický, a to až po dodávané grafické uživatelské rozhraní a nástroje pro správu konzole. Od prvního dne si uživatel může bez ohledu na operační systém sednout a zjistit stav hardwaru ioDrive Duo, naformátovat jej nebo jej dle libosti překročit povolené limity a spustit jej do produkčního prostředí. ioDrive Duo je kompletní nabídka, která je propracovanější než cokoli jiného na trhu podnikových úložišť.

Produktová stránka Fusion-io Duo

Diskutujte o této recenzi

Aktualizace 17. 8. 12 – Naše recenze LSI Nytro WarpDrive byla zveřejněna a připojena k grafům použitým v této recenzi Fusion-io.