Recenze SSD disku OCZ Z-Drive R4 Enterprise PCIe

Když jsme loni poprvé recenzovali OCZ Z-Drive R4, tento PCIe SSD nás ohromil svými špičkovými výkonnostními údaji ve své třídě a také neuvěřitelným poměrem IOPS/$. Byl tak rychlý, že jsme museli přepracovat naši testovací platformu, aby lépe vyhovovala rostoucímu trhu s PCIe SSD disky, a vyhradit testovací platformu speciálně pro podniková úložná řešení. V této recenzi se podíváme na Z-Drive R4 v našem podnikovém testovacím prostředí , abychom lépe napodobili to, co by podnikoví uživatelé od R4 mohli očekávat.

Pro připomenutí, OCZ Z-Drive R4 je pravděpodobně nejflexibilnějším řešením úložiště PCIe SSD na trhu, a to v několika verzích. Karta plné velikosti se dodává v kapacitách až 3.2 TB; k dispozici je také varianta poloviční velikosti s kapacitou až 1.2 TB. Obě karty využívají řadiče SandForce SF-2200 (osm řadičů na plné kartě, čtyři na poloviční kartě) spolu s akcelerátorem úložiště OCZ SuperScale, který minimalizuje režii CPU a spotřebu energie. Mezi další výhody patří absence nutnosti dalšího napájení a bootovací verze Z-Drive R4, takže není potřeba systémový disk. Podnikoví kupující mohou také upgradovat na řadu RM, která nabízí řadiče SandForce SF-2500 a také ochranu napájení pro ukládání dat do NAND v případě výpadku napájení. Tato recenze se týká 1.6TB disku CM88 Z-Drive R4 plné výšky.

Velkým lákadlem a možná i klíčovým bodem hodnoty disku Z-Drive R4 je paměť NAND použitá v tomto PCIe SSD disku. OCZ v Z-Drive R4 používá spotřebitelskou MLC NAND paměť, což z něj dělá nejlevnější podnikové PCIe řešení na trhu. To ale neznamená, že se vzdává výkonu, karta s plnou výškou dosahuje rychlosti čtení až 2 800 MB/s, zápisu 2 800 MB/s a 4k náhodných IOPS zápisu 410 000 a 8k IOPS 275 000. Disky také nabízejí značnou výdrž, od 7.5 PB u 300GB karty poloviční výšky až po 80 PB u 3.2TB karty plné výšky.

Specifikace CM88 (plná výška):

• Kapacity
  • 800GB – ZD4CM88-FH-800G
    • Výdrž – 20PB
  • 1.6 TB – ZD4CM88-FH-1.6T
    • Výdrž – 40PB
    • 1490 GB použitelné paměti
  • 3.2 TB – ZD4CM88-FH-3.2T
    • Výdrž – 80PB
• Výkon
  • Maximální rychlost čtení až 2 000 MB/s
  • Maximální rychlost zápisu až 2 000 MB/s
  • Náhodné operace zápisu (4 kB) 160 000 IOPS
  • Náhodné operace zápisu (8 kB) 160 000 IOPS
• PCI Express 2. generace x8
• PCIe plné výšky, kompatibilní s 3/4 délkou
• Řadič úložiště OCZ SuperScale
• Řadič NAND: 8 x procesory SSD SandForce SF-2200
• Rozměry (D x Š x V): 242 x 98.4 x 17.14 mm
• Hmotnost: 283g
• Spotřeba energie: 23 W v klidovém stavu, 26 W v aktivním režimu

Specifikace CM84 (poloviční výška)

• Kapacity
  • 300 GB – ZD4CM84-HH-300G
    • Výdrž – 7.5PB
  • 600 GB – ZD4CM84-HH-600G
    • Výdrž – 15PB
  • 1.2 TB – ZD4CM84-HH-1.2T
    • Výdrž – 30PB
• Výkon
  • Maximální rychlost čtení až 2 000 MB/s
  • Maximální rychlost zápisu až 2 000 MB/s
  • Náhodné operace zápisu (4 kB) 160 000 IOPS
  • Náhodné operace zápisu (8 kB) 160 000 IOPS
• PCI Express 2. generace x8
• Kompatibilní s PCIe poloviční výškou a poloviční délkou
• Řadič úložiště OCZ SuperScale
• Řadič NAND: 4 x procesory SSD SandForce SF-2200
• Rozměry (D x Š x V): 168.55 x 68.91 x 17.14 mm
• Hmotnost: 131g
• Spotřeba energie: 14.5 W v klidovém stavu, 16 W v aktivním režimu

Další specifikace

• Synchronní spotřebitelská MLC NAND Flash
• Architektura OCZ VCA 2.0
• Odmapování TRIM/SCSI (vyžaduje podporu operačního systému)
• Ochrana proti výpadku napájení s technologií DataWrite Assurance
• Šifrování: 128bitové a 256bitové AES-kompatibilní
• Obnova ECC
• Podpora SMART s podnikovými atributy
• MTBF: 2,000,000 hodin
• 3-letá záruka
• Kompatibilní s Windows 7, Windows Server 2008, Linuxem Red Hat Enterprise 6.1
• Provozní teplota: 0°C ~ 70°C
• Skladovací teplota: -45°C ~ 85°C

Syntetické benchmarky

OCZ Z-Drive R4 využívá standardní 25nm MLC NAND paměť od Intelu, osm řadičů SandForce SF-2282 a rozhraní PCIe 8x; naše recenzovaná jednotka má kapacitu 1.6 TB. Mezi srovnatelné disky použité v této recenzi patří následující nedávno testované podnikové PCIe SSD disky: LSI WarpDrive SLP-300 (300 GB, šest řadičů SandForce SF-1564, Micron 34nm SLC NAND, PCIe 8x) a Fusion-io ioDrive Duo (640 GB, dva řadiče Xilinx Virtex 5, Samsung 3xnm MLC NAND, PCIe 8x). Všechny podnikové SSD disky jsou testovány na naší podnikové testovací platformě založené na serveru Lenovo ThinkServer RD240 . Všechny údaje IOMeteru jsou reprezentovány binárním způsobem pro rychlosti v MB/s.

Vzhledem k vyššímu výkonu PCIe SSD disku, jako je OCZ Z-Drive R4, jsme mírně upravili naše standardní testovací metody nad rámec toho, jakým provádíme zátěžové testování jednotlivých podnikových SATA/SAS SSD disků. Abychom kartu plně vytížili, museli jsme zvýšit zátěž I/O pomocí více správců a workerů v IOMeteru, jinak bychom neviděli plný potenciál tohoto disku. Naše metoda nám umožnila stále pracovat s diskem v neformátovaném nastavení se dvěma správci a dvěma workery propojenými se stejným 5GB LBA segmentem.

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 na úrovni QD=1 na jednotlivých discích a na PCI-e SSD discích na úrovni QD=4 vzhledem k počtu vláken manager/worker. 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.

Abychom zjistili, jak dobře si disk vedl v přímém přenosu, použili jsme IOMeter se sekvenčním přenosem o rychlosti 2 MB zarovnaným s rozlišením 4K a efektivní hloubkou fronty 4. OCZ uvádí maximální sekvenční přenosovou rychlost 2 800 MB/s pro čtení a 2 800 MB/s pro zápis pro disk Z-Drive R4 plné výšky.

Při přímém měření naměřil 1.6TB Z-Drive R4 rychlost čtení 2.863 MB/s a zápisu 2 557,2 MB/s.

Náš další test se zaměří na náhodné přenosy velkých bloků, ale stále se zachováním velikosti přenosu 2 MB.

Po přechodu na náhodný přenos velkých bloků se výkon tolik nesnížil, rychlost čtení klesla na 2 822 MB/s a rychlost zápisu se ustálila na 2 493 MB/s.

Dále se podíváme na nízkou hloubku fronty pro náhodné čtení/zápis 4K a také na maximální hloubku fronty pro všechny PCI-e SSD disky, které jsme testovali v naší laboratoři.

Při nízké hloubce fronty zaostává OCZ Z-Drive R4 za LSI WarpDrive v rychlosti čtení 4K, ale v rychlosti zápisu jej překonává. Později v recenzi, kde se začneme zabývat škálovaným výkonem při vyšší hloubce fronty, je zřejmé, že tyto disky s více řadiči potřebují k prodloužení výkonu vícevláknové prostředí.

S dalšími řadiči v zápisu vykazoval OCZ Z-Drive R4 s výkonem QD=4 silnější zápisový výkon 4K než LSI WarpDrive, což odpovídá rychlejší průměrné latenci 4K. Rozdíly ve špičkové latenci lze pravděpodobně připsat rozdílům v NAND a řadičích, zejména proto, že Z-Drive R4 má osm procesorů SandForce SF-2200 pro synchronizaci ve srovnání s pouhými dvěma řadiči u ioDrive Duo nebo šesti u LSI WarpDrive. Maximální latence v našem testu dosáhla 35.38 ms.

Další polovina našich syntetických benchmarků jsou testy s postupným zvyšováním výkonu, které pokrývají výkon od raných úrovní hloubky fronty až po maximum 64 (QD=256) nebo 128 (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.

Náš první test s nárůstem počtu pokusů se zaměřil na výkon náhodného čtení 4K dat v rozsahu od efektivní hloubky fronty 4 do 256.

Z-Drive R4 na začátku mírně zaostává za LSI WarpDrive až do hloubky fronty 8 (efektivních 32), kde pak překonává hranici 314 000 IOPS.

Při pohledu na stejný test s náhodnou aktivitou zápisu 4K jsme znovu měřili výkon od efektivní hloubky fronty 4 do 256.

OCZ Z-Drive R4 si udržoval mírný náskok před WarpDrive během QD2 (efektivních 8), než rychle dosáhl svého vrcholu s 355 000 IOPS.

Naše poslední skupina standardních syntetických benchmarků se zaměřuje na škálovaný výkon pomocí našich serverových profilů v IOMeteru. Tyto testy měří výkon od nízké hloubky fronty až po maximálně 128 (QD=512). Tato část je navržena tak, aby ukázala, jak dobře si podnikové produkty vedou při různých náročných smíšených úlohách. OCZ Z-Drive R4 v této oblasti snadno dominoval s využitím osmi řadičů SF-2000 oproti šesti řadičům SF-1500 v LSI WarpDrive.

Syntetické benchmarky pro podniky

Výkon flash paměti se mění s délkou zápisu na disk a rychlosti se postupně snižují, dokud disk nedosáhne své ustálené rychlosti. V podnikovém prostředí je počáteční burst sotva relevantní, pokud po jedné hodině používání disk této rychlosti opět nedosáhne. Zde přichází na řadu benchmarking v ustáleném stavu, který ukazuje, jak si disk vede při nepřetržitém zatížení. Z tohoto důvodu byly všechny následující benchmarky předběžně podmíněny a zaznamenány v ustáleném režimu.

K porovnání disku OCZ Z-Drive R4 jsme použili naše testovací prostředí StorageReview Enterprise Testing Environment, které přesně reprezentuje jeho schopnosti v podnikovém prostředí. Podniková testovací platforma je založena na serveru Lenovo ThinkServer RD240 , vybaveném dvěma procesory Intel Xeon X5650 a systémem Windows Server 2008 R2. Všechny údaje IOMeter jsou reprezentovány binárním způsobem pro rychlosti v MB/s.

Náš první test se zaměřil na rychlost v prostředí sekvenčního zápisu s přenosy velkých bloků. Tento konkrétní test používá velikost přenosu 2 MB s IOMeterem, zarovnáním sektorů 4k a měří výkon s hloubkou fronty 4.

U nekomprimovatelných dat se 1.6TB Z-Drive R4 vyrovnal s ustálenou rychlostí sekvenčního přenosu velkých bloků 2 200 MB/s pro čtení a 1 443 MB/s pro zápis.

Při přechodu na profil s náhodným přístupem, ale při zachování velké velikosti přenosu bloku 2 MB, začínáme vidět, jak se výkon mění v prostředí s více uživateli. Tento test zachovává stejnou hloubku fronty na úrovni 4, kterou jsme použili v předchozím benchmarku sekvenčního přenosu.

OCZ Z-Drive R4 si udržel rychlost čtení 2 223 MB/s a rychlost zápisu 426 MB/s, a to i při zachování přenosu velkých bloků, ale s přepnutím na náhodný přístup ze sekvenčního.

Náš další test se zaměří na výkon náhodného zápisu 4K při hloubce statické fronty 32 a výsledky se zaznamenají a zprůměrují, jakmile disky dosáhnou ustáleného stavu. Výkon IOPS je sice dobrou metrikou pro měření výkonu v ustáleném stavu, ale další klíčovou oblastí zájmu je průměrná a špičková latence. Vyšší hodnoty špičkové latence mohou znamenat, že určité požadavky mohou být při náročném nepřetržitém přístupu zálohovány.

V tomto testu zahrnujeme výkon v náhodném 4K rozlišení s jedním správcem a jedním workerem při QD32, a také výsledky s 1 správcem a 4 workery. Rychlosti s jedním workerem byly naměřeny 48 129 IOPS a 188 MB/s, zatímco rychlosti se čtyřmi workery byly naměřeny 59 904 IOPS a 234 MB/s.

Naše poslední část syntetických benchmarků pro podniky se zabývá výkonem v ustáleném stavu v našich testech profilů serverů. Silně preferují aktivitu čtení, která se pohybuje od 67 % čtení v našem profilu databáze až po 100 % čtení v našem profilu webového serveru. Vzhledem k tomu, že Z-Drive R4 využívá procesory SandForce, které dokáží komprimovat data pro vyšší rychlosti, měřili jsme výkon v ustáleném stavu s kompresí 0 % a 90 %. To ukazuje dvě polární stránky reálných podmínek, kdy se některá data v daném prostředí mohou opakovat a komprimovat. Vzhledem k tomu, že OCZ Z-Drive R4 vykazoval v našich burst testech mnohem vyšší úrovně výkonu při zvýšeném zatížení fronty, zahrnuli jsme do našich testů v ustáleném stavu benchmarky s jedním správcem/jedním workerem i s jedním správcem/čtyř workerem.

Náš profil prvního serveru pokrývá podmínky databáze s poměrem čtení 67 % a zápisu 33 %, primárně zaměřeným na přenosové velikosti 8K.

Při nižší zátěži si OCZ Z-Drive R4 v našem databázovém profilu vedl zhruba srovnatelně s LSI WarpDrive. Abychom ukázali jeho plný potenciál, jak jsme zjistili v našich měřeních v burst režimu, zvýšili jsme zátěž čtyřnásobně, kde Z-Drive R4 vykázal lepší výkon. Ve svém vrcholu naměřil R4 63 470 IOPS s nekomprimovatelnými daty a 158 902 IOPS s 90% komprimovatelnými daty.

Další profil se zaměřuje na souborový server s 80% čtecí a 20% zápisovou zátěží rozloženou na několik velikostí přenosu od 512 bajtů do 64 kB.

V našem profilu souborového serveru s jedním workerem naměřil OCZ Z-Drive R4 45 211 IOPS s nekomprimovatelnými daty a 69 826 IOPS s 90% komprimovatelnými daty. Se zvýšením zátěže na čtyři workery se rychlost výrazně zvýšila na 82 589 IOPS s komprimovatelnými daty a 120 788 IOPS s 90% komprimovatelnými daty.

Profil našeho webového serveru je pouze pro čtení s rozsahem velikostí přenosu od 512 bajtů do 512 kB.

V našem scénáři webového serveru s přenosy pouze pro čtení jsme naměřili rychlosti dosahující zhruba 50–51 000 IOPS s jedním workerem, a to jak z komprimovatelných, tak z nekomprimovatelných datových typů. Při zvýšení zátěže na čtyři workery zůstaly přenosové rychlosti na 50 961 IOPS s nekomprimovatelnými daty, zatímco průměrná latence vzrostla díky vyšší hloubce fronty. S 90% komprimovatelnými daty dokázal Z-Drive R4 zvýšit svůj výkon na 83 257 IOPS a snížit průměrnou latenci na 1.537 ms.

Poslední profil se zaměřuje na pracovní stanici s poměrem 20 % zápisu a 80 % čtení s využitím přenosové rychlosti 8K.

V našem profilu pracovní stanice vykazoval Z-Drive R4 podobný výkon jako v našem testu databáze, kde k překonání LSI WarpDrive při dané hloubce fronty vyžadoval vyšší hloubku fronty. S jedním workerem naměřil OCZ Z-Drive R4 48 077 IOPS s nekomprimovatelnými daty, což zrychlilo až na 75 273 IOPS s 90% komprimovatelnými daty. Se čtyřmi workery dosáhl Z-Drive R4 přenosové rychlosti 82 079 IOPS s nekomprimovatelnými daty a 145 249 IOPS s 90% komprimovatelnými daty.

Reálné podnikové benchmarky

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 %).

V našem reálném scénáři s poštovním serverem naměřil OCZ Z-Drive R4 průměrnou rychlost 166 265 IOPS neboli 1 327 MB/s.

Závěr

O několik měsíců později naše opětovná recenze jen zvýšila náš obdiv k tomu, co OCZ dokázalo se Z-Drive R4. Je to fantastický univerzální PCIe SSD disk, který poskytuje fantastický výkon a dostatečnou odolnost, a to i se standardní MLC NAND pamětí. Pro uživatele, kteří chtějí Z-Drive R4 pro specifické účely, nabízí OCZ spoustu konfiguračních možností, včetně specializovaných modelů. Od prvního uvedení Z-Drive R4 na trh společnost OCZ oznámila edici Z-Drive R4 CouldServ, která je zaměřena na cloudové computingové aplikace a nabízí až masivních 16 TB s využitím šestnácti řadičů SandForce SF-2581, které dosahují rychlosti přesahující 1.4 milionu IOPS a 6 000 MB/s.

Ve srovnání s jinými PCIe řešeními na trhu si Z-Drive R4 vede velmi dobře, pokud jde o silně vícevláknový provoz. Při významném zatížení může R4 překonat ostatní konkurenční možnosti, ale pokud není plně využit, existují scénáře, kdy je výkon na úrovni jiných modelů nebo nižší. V oblastech, jako je rychlost náhodného čtení 4K, musel být Z-Drive R4 nad efektivní úrovní QD 32, aby se dostal nad LSI WarpDrive. V našich profilech ustálených pracovních stanic a databází jsme zjistili, že R4 nelze využít naplno, pokud nemá prostředí s více pracovníky s určitými komprimovatelnými pracovními zátěžemi. Ve skutečnosti jde o analýzu vašich aktuálních pracovních zátěží a nalezení nejlepšího PCIe řešení, které splňuje požadavky aplikace. V určitých výkonnostních obálkách nabízejí různá PCIe řešení lepší výsledky, což je také v souladu s tím, co jsme viděli u široké škály 2.5″ podnikových SSD disků, které mají silné stránky v určitých oblastech.

Pro aplikace, které mohou využít výhod OCZ Z-Drive R4, existuje jen málo, pokud vůbec nějaké, produkty, které by mohly konkurovat na stejné úrovni. Díky využití spotřebitelské MLC NAND paměti v určitých konfiguracích se Z-Drive R4 může rovnat nebo překonat výkon jiných podnikových PCIe řešení a přitom nabízet přesvědčivé hodnoty výdrže s poměrem $/GB a IOPS/$, které jen málokdo dokáže překonat. Pro ty, kteří vyžadují vyšší úroveň výdrže, vyžadují SLC-NAND a zvýšenou ochranu napájení, OCZ nabízí také svou řadou Z-Drive R4 RS. S nesčetnými variantami nabízí Z-Drive R4 špičkový výkon s přizpůsobitelnou konfigurací pro téměř jakoukoli aplikaci.

Klady

• Neuvěřitelně rychlý, v některých situacích více než dvakrát rychlejší než konkurence
• Velmi konkurenceschopná cena 7 dolarů/GB s mnoha možnostmi konfigurace
• Bootovací, s podporou ovladačů pro Windows a Linux

Nevýhody

• Pro plné využití osmi kontrolerů SandForce je zapotřebí vyšší úrovně vícevláknového provozu.

Závěrem

OCZ Z-Drive R4 nabízí konfiguraci pro každého a v rámci standardní nabídky MLC NAND dosahuje skvělých IOPS/$. Pro správné úlohy je Z-Drive R4 téměř nepřekonatelný ve výkonu, ceně nebo flexibilitě.

Product Page

Diskutujte o této recenzi