Data jsou cennější než kdy dříve, takže potřeba vysoce výkonných, spolehlivých a energeticky úsporných úložných řešení je zásadní. SSD disk DapuStor Haishen5 H5100 E3.S tyto potřeby řeší pomocí pokročilé technologie a promyšleného konstrukčního řešení. Vyzkoušeli jsme 16 disků H5100, abychom zjistili, jak rychlé a výkonné tyto moderní SSD disky 5. generace jsou.
SSD disk DapuStor Haishen5 H5100 E3.S
Model H5100 představuje významný skok vpřed ve výkonu úložiště a staví na základech SSD disků DapuStor Gen4. Díky využití nejnovějšího podnikového řadiče Marvell Bravera PCIe Gen5, paměti KIOXIA BiCS8 3D TLC NAND a speciálního firmwaru DapuStor nabízí tento disk dvojnásobnou propustnost ve srovnání se svými protějšky Gen4. Díky sekvenčním rychlostem čtení až 14 000 MB/s a rychlostem zápisu až 9 500 MB/s dramaticky snižuje disk Haishen5 H5100 dobu přístupu k datům a latenci, což je klíčové pro moderní pracovní zátěže, jako jsou ty v oblasti umělé inteligence a HPC.
SSD disk DapuStor Haishen5 H5100 E3.S
Náhodné čtení a zápis IOPS dosahují až 2.8 milionu, respektive 380 tisíc, zatímco latence náhodného čtení 4K je menší než 54 mikrosekund a latence zápisu je menší než 8 mikrosekund. Tato vylepšení výkonu se promítají do rychlejšího zpracování dat, lepší odezvy systému a schopnosti zvládat náročnější pracovní zátěže, což z něj činí ideální volbu pro aplikace, které vyžadují vysokorychlostní přenos dat a efektivitu úložiště.
Moderní datová centra a hyperscalery čelí více než jen problémům s výkonem. Energetická účinnost je stále důležitější. Paměť KIOXIA BiCS8 3D NAND a řadič Marvell Bravera SC5 se spojují a poskytují vysokou kapacitu a energetickou účinnost. Technologie vertikálního stohování BiCS8 umožňuje až 32 TB se sníženou spotřebou energie. Naproti tomu dynamická správa napájení a efektivní zpracování dat Bravera SC5 zajišťují špičkový výkon a minimální spotřebu energie, což z něj činí ideální volbu pro náročné podnikové aplikace.
Důležitá je také flexibilita v designu. Vzhledem k tomu, že nové servery migrují z U.2 na E3.S a hyperškálování, a přestože NVIDIA nabízí několik aplikací pro E1.S, musí dodavatelé SSD podporovat širší škálu tvarových faktorů. U H5100 je důležité poznamenat, že DapuStor podporuje starší tvarový faktor U.2 v Gen5. Podporuje také disky s kapacitou 3.84 TB a 7.68 TB ve tvarových faktorech E3.S a E1.S EDFFF s několika výhodami hustoty a efektivity oproti diskům U.2.
Dalším zajímavým aspektem disku DapuStor H5100 je návrh firmwaru. Ovládání firmwaru usnadňuje společnosti DapuStor integraci způsobu, jakým všechny komponenty disku interagují. Tato výhoda se projevuje mnoha způsoby, od přísnější kvality služeb (QoS) až po podporu pokročilých funkcí, jako je flexibilní umístění dat (FDP). DapuStor přizpůsobí firmware disku pro specifické případy použití, pokud má zákazník požadavky mimo standardní rámec. Mezi přizpůsobitelné funkce patří úpravy firmwaru, nastavení zabezpečení, ladění výkonu a konfigurace správy napájení.
SSD disk H5100 obsahuje pokročilé funkce Quality of Service (QoS) pro zajištění konzistentního výkonu a integrity dat napříč různými pracovními zátěžemi. Tyto funkce QoS umožňují disku efektivně spravovat a prioritizovat I/O operace a udržovat nízkou latenci a vysokou propustnost i v náročných podmínkách.
Technologie FDP v disku DapuStor H5100 optimalizuje správu dat v rámci disku. Umožněním zápisu dat do různých fyzických prostorů zlepšuje FDP výkon, odolnost a celkovou efektivitu úložiště. Tato pokročilá funkce pomáhá snižovat zesílení zápisu a zvyšuje schopnost disku efektivně zpracovávat smíšené pracovní zátěže. I když je FDP v současnosti k dispozici pouze ve světě hyperškálovacích systémů, získává na popularitě v rámci OCP a díky inherentním výhodám odolnosti, které FDP poskytuje, nebude trvat dlouho a využijí jich běžnější aplikace.
Specifikace SSD disku DapuStor Haishen5 H5100
| Specifikace | 3.84 TB (E3.S) | 7.68 TB (E3.S) | 3.84 TB (U.2 15mm) | 7.68 TB (U.2 15mm) | 15.36 TB (U.2 15mm) | 30.72 B (U.2 15 mm) | 3.84 TB (E1.S) | 7.68 TB (E1.S) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rozhraní | ||||||||
| Šířka pásma pro čtení (128 kB) MB/s | 14000 | 14000 | 14000 | 14000 | 14000 | 14000 | 14000 | 14000 |
| Šířka pásma pro zápis (128 kB) MB/s | 6300 | 8800 | 6300 | 8800 | 9500 | 9500 | 4800 | 5000 |
| Náhodné čtení (4KB) KIOPS | 2800 | 2800 | 2800 | 2800 | 2800 | 2800 | 2800 | 2800 |
| Náhodný zápis (4KB) KIOPS | 300 | 380 | 300 | 380 | 380 | 380 | 200 | 200 |
| Náhodná latence 4K (typ.) RW µs | 57/8 | 54/8 | 56/8 | 54/8 | 54/8 | 54/8 | 57/8 | 54/8 |
| Sekvenční latence 4K (typ.) RW µs | ||||||||
| Typický výkon (W) | 18 | 18 | 18 | 19 | 19 | 19 | 17.5 | 17.5 |
| Příkon v klidovém stavu (W) | 7 | 7 | 7 | 5 | 5 | 5 | 7 | 7 |
| Typ blesku | ||||||||
| Vytrvalost | ||||||||
| MTBF | ||||||||
| UBER | ||||||||
| Záruka | ||||||||
Výsledky výkonu
Abychom lépe pochopili, jak dobře si SSD disky DapuStor Haishen5 H5100 E3.S vedou, otestovali jsme 16 7.68TB disků v úložném serveru Supermicro. Supermicro Storage A+ ASG-1115S-NE316R je vysoce výkonný 1U rackový server pro datově náročné aplikace. Podporuje 16 hot-swap disků E3.S NVMe, což z něj činí ideální testovací prostředí pro tyto SSD disky. Tento server je poháněn jedním 84jádrovým procesorem AMD EPYC 9634 a 384 GB paměti DDR5 ECC.
Pro agregaci SSD disků DapuStor jsme použili řešení od společnosti Graid. Graid přesouvá práci s výpočtem parity zápisu na grafickou kartu (GPU), čímž uvolňuje systémové prostředky pro jiné procesy. Pro platformy PCIe Gen4/5 Graid v současné době používá grafickou kartu NVIDIA A2000. Postačí standardní karta s dvojitou šířkou a aktivním vzduchovým chladičem, který je na většině platforem k dispozici. V této platformě Supermicro 1U se dvěma sloty s jednoduchou šířkou však Graid nabízí řešení. Mají upravenou verzi NVIDIA A2000 s tenkým pasivním chladičem, což umožňuje její použití v serverových platformách s prouděním vzduchu, ale bez prostoru pro něco podobného silnější grafické kartě.
S nasazeným Graidem jsme agregovali úložiště do velkého poolu RAID5, kombinací 16 7.68TB SSD disků DapuStor Haishen5 H5100 E3.S a vytvořili tak 105TB svazek. Výchozí velikost prokládání svazků u Graidu je 4KB. I když JBOD flash může poskytnout vyšší výkon, existuje riziko úplné ztráty dat, pokud dojde k selhání kteréhokoli SSD. Řešení RAID chrání před touto událostí ztráty disku a je pro tento testovací scénář lepší volbou.
S 16 SSD disky DapuStor Haishen5 H5100 PCIe Gen5 ve velké skupině HW RAID5 Graid začínáme testy maximální šířky pásma a špičkového I/O výkonu. To je pro zákazníky důležitý faktor. Ochrana parity je klíčová pro prevenci ztráty dat v případě selhání disku. Je však nezbytné vyhnout se příliš velké režie, která by mohla omezit výkon systému.
Při pohledu na maximální propustnost čtení se zaměřením na velikost přenosu dat 1 MB jsme u této skupiny RAID zaznamenali neuvěřitelných 205 GB/s. Pro skupinu RAID5 s 16 disky to odpovídá 12.8 GB/s na disk. Při sekvenčním zápisu jsme naměřili celkem 105 GB/s, tedy 6.6 GB/s na SSD. Tyto hodnoty se blíží údajům uvedeným ve specifikacích pro SSD disky, které dosahují 14 GB/s pro čtení a 8.8 GB/s pro zápis.
Pro měření maximální propustnosti jsme se zaměřili na rychlosti náhodného přenosu 4K dat . Náhodné čtení 4K dat dosáhlo maxima 18.1 milionu IOPS a rychlosti 74.3 GB/s, zatímco náhodný zápis 4K dat dosáhl 1.873 milionu IOPS a rychlosti 7.7 GB/s.
| Špičková propustnost a šířka pásma |
Propustnost hardwarového RAIDu DapuStor 7.68 TB x 16 | Šířka pásma RAID DapuStor 7.68 TB x 16 HW | Latence RAID úložiště DapuStor 7.68 TB x 16 HW |
| 1MB sekvenční čtení (84T/16Q) | 129 tisíc IOPS | 205GB / s | 6.9ms |
| 1MB sekvenční zápis (84T/16Q) | 100 tisíc IOPS | 105GB / s | 13.4ms |
| Náhodné čtení 4K (84T/32Q) | 12.8 milionů IOPS | 52.4GB / s | 0.21ms |
| Náhodné čtení 4K (84T/256Q) | 18.1 milionů IOPS | 74.3GB / s | 1.184ms |
| Náhodný zápis 4K (84T/32Q) | 1.873 milionů IOPS | 7.7GB / s | 0.717ms |
Zatímco statické testy čtení nebo zápisu jsou důležité při měření maximální šířky pásma nebo propustnosti, smíšený výkon I/O v širokém rozsahu velikostí bloků ukazuje, jak si úložiště vede v tradičnějších případech použití.
Začínáme s velikostí bloku 4K, která se pohybuje mezi 70 % a 90 % procentem čtení. Při náhodném zatížení 70 % čtení a 30 % zápisu aplikovaném na skupinu DapuStor Haishen5 H5100 16 SSD RAID jsme naměřili propustnost 4.173 milionu IOPS a 17.1 GB/s. To při zachování průměrné latence pouhých 0.644 ms. Zvýšením podílu čtení na 80 % se propustnost zvýšila na 5.762 milionu IOPS a 23.6 GB/s. Při 90% podílu čtení se výkon dále zvyšoval až na 7.36 milionu IOPS a 30.1 GB/s.
| Smíšená náhodná propustnost a šířka pásma 4K |
Propustnost RAID DapuStor 7.68 TB x 16 HW | Šířka pásma RAID DapuStor 7.68 TB x 16 HW | Latence RAID úložiště DapuStor 7.68 TB x 16 HW |
| 4K Náhodné 70/30 (84T/32Q) | 4.173 milionů IOPS | 17.1GB / s | 0.644ms |
| 4K Náhodné 80/20 (84T/32Q) | 5.762 milionů IOPS | 23.6GB / s | 0.466ms |
| 4K Náhodné 90/10 (84T/32Q) | 7.360 milionů IOPS | 30.1GB / s | 0.365ms |
Při zvětšení velikosti bloku na 8 kB se dostáváme blíže k tradičním databázovým a OLTP úlohám. Zde nás skupina 16 Gen5 SSD HW RAID i nadále ohromovala svým neuvěřitelným výkonem. Při 70% podílu čtení jsme naměřili 2.956 milionu IOPS, tj. 24.3 GB/s. Při 80% podílu čtení se propustnost zvýšila na 4.024 milionu IOPS a šířka pásma vzrostla na 33 GB/s. Při 90% podílu čtení jsme naměřili silných 5.939 milionu IOPS při 48.7 GB/s s průměrnou latencí pouhých 0.452 ms.
| Smíšená náhodná propustnost a šířka pásma 8K |
Propustnost hardwarového RAIDu DapuStor 7.68 TB x 16 | Šířka pásma hardwarového RAIDu DapuStor 7.68 TB x 16 | Latence hardwarového RAIDu DapuStor 7.68 TB x 16 |
| 8K Náhodné 70/30 (84T/32Q) | 2.956 milionů IOPS | 24.3GB / s | 0.909ms |
| 8K Náhodné 80/20 (84T/32Q) | 4.024 milionů IOPS | 33GB / s | 0.668ms |
| 8K Náhodné 90/10 (84T/32Q) | 5.939 milionů IOPS | 48.7GB / s | 0.452ms |
Blok o velikosti 16 kB dosáhl nejlepších výsledků v našem testování náhodné zátěže. Díky HW RAIDu s akcelerací GPU, který propojil 16 SSD disků H5100 Gen5 v poli RAID5, jsme dokázali zvýšit využitelnou šířku pásma platformy. Počínaje 70% zátěží čtení jsme naměřili 1.938 milionu IOPS a rychlost 31.7 GB/s. Při 80% zátěži čtení se tato hodnota zvýšila na 2.484 milionu IOPS a rychlost 40.6 GB/s, což se blíží pouhé 1 ms průměrné latence. Při vrcholu čtení 90 % dokázalo úložné pole naměřit 3.63 milionu IOPS a celkovou šířku pásma 59.4 GB/s, což je neuvěřitelné číslo vzhledem k tomu, že se jedná o náhodné I/O operace zasahující do pole.
| Smíšená náhodná propustnost a šířka pásma 16K |
Propustnost hardwarového RAIDu DapuStor 7.68 TB x 16 | Šířka pásma hardwarového RAIDu DapuStor 7.68 TB x 16 | Latence hardwarového RAIDu DapuStor 7.68 TB x 16 |
| 16K Náhodné 70/30 (84T/32Q) | 1.938 milionů IOPS | 31.7GB / s | 1.386ms |
| 16K Náhodné 80/20 (84T/32Q) | 2.484 milionů IOPS | 40.6GB / s | 1.082ms |
| 16K Náhodné 90/10 (84T/32Q) | 3.630 milionů IOPS | 59.4GB / s | 0.740ms |
Závěr
Vysoce výkonné SSD disky, jako je DapuStore Haishen5 H5100, jsou klíčové pro pokročilé aplikace. V oblasti umělé inteligence a strojového učení tyto SSD disky urychlují zpracování dat, což umožňuje rychlejší trénování modelů a analýzu v reálném čase. Pro analýzu velkých dat zajišťují rychlé načítání a analýzu dat, což podporuje informovaná obchodní rozhodnutí. V oblasti vysokofrekvenčního obchodování poskytují požadovanou nízkou latenci a vysokorychlostní transakce. Haishen5 H5100 E3.S navíc poskytuje konzistentní a rychlý přístup k datům pro virtualizaci a cloud computing, což je zásadní pro udržování efektivních a spolehlivých virtualizovaných prostředí. Prakticky každý případ použití může těžit z významného zvýšení výkonu a efektivity, které SSD disky 5. generace nabízejí.
V našich testech poskytly SSD disky H5100 v našem hustém 1U serveru neuvěřitelný výkon. Jedná se o všestranné řešení pro různé vysoce výkonné aplikace, které pomáhá podnikům uspokojit jejich vyvíjející se potřeby v oblasti ukládání dat. Zaměřili jsme se na výkon HW RAID s akcelerací GPU a sestavou Graid SupremeRAID. To nám umožnilo zachovat silný výkon 16 PCIe Gen5 SSD v tomto serveru, aniž bychom ohrozili integritu úložiště v konfiguraci JBOD nebo RAID0. Tato sestava zaznamenala významné výsledky, jako je neuvěřitelná sekvenční propustnost 205 GB/s pro čtení a 105 GB/s pro zápis s velikostí přenosu 1 MB. Výkon náhodného I/O byl také silný, s naměřenými působivými 18.1 milionu IOPS pro čtení a 1.9 milionu IOPS pro zápis v testu přenosu 4K.
Stejně vzrušující jako výkon vestavěného zařízení je i potenciál sdílení dat v síti. I když je to teprve začátek, experimentujeme s touto konfigurací DapuStor a síťovými kartami Broadcom 400GbE OCP. Se dvěma těmito síťovými kartami v 1U boxu očekáváme dosažení výkonu sdíleného úložiště přibližně 80 GB/s. Pro úkoly, jako je trénování umělé inteligence nebo vizualizace dat v reálném čase, je rychlá síť a rychlé úložiště klíčem k maximalizaci využití GPU. Očekáváme další vývoj této působivé platformy.
Amazon