Recenze Apex Storage X21: Řvoucí jednadvacítka

Apex Storage X21 přináší špičkový výkon a kapacitu pro podniky i poloprofesionální uživatele s 21 NVMe M.2 SSD disky Gen4 na rozšiřující kartě PCIe s dvojitou šířkou (FHFL). Celkem X21 dokáže poskytnout 168 TB úložiště na kartu (8TB SSD) a dosahuje rychlosti čtení až 31 GB/s a více než 10 milionů IOPS.

Přehled úložiště Apex Storage X21

Karta X21 je kompatibilní s technologií plug-and-play a podporuje UEFI a Secure Boot. Nabízí spolehlivost podnikové úrovně s pokročilou kontrolou chyb (ECC) a ochranou dat, stejně jako pokročilou obnovou po chybách. Její architektura s nízkými režijními náklady neumožňuje odlehčení hostitelského CPU ani paměti DRAM a také podporuje softwarový nebo operační RAID pro ochranu dat. Ovladače jsou předkompilovány ve Windows a Linuxu, takže nasazení je jednoduché (ale rychlejší v Linuxu) a karta funguje s VMware ESXi.

Tuto sadu funkcí a celkový výkon zajišťuje 100-laneový přepínač Microchip Gen4 PM40100 Fanout PCIe. Čip má TDP 25 wattů, což znamená, že řadič zůstane chladný s mírným prouděním vzduchu díky dodávanému chladiči. SSD disky však mohou potřebovat trochu více proudění vzduchu, což bude záviset na discích a skříni, do které je karta instalována. Je také třeba poznamenat, že i když je prostor omezený, je zde v případě potřeby místo pro přidání 4mm chladiče k SSD diskům. Apex má také malý konstrukční prostor. Pro zakázkové aplikace lze upravit šířku karty pomocí propojovací desky plošných spojů.

Materiály, z nichž je karta vyrobena, také hrají roli. Apex uvádí, že Storage X21 je vyrobena z materiálu Thunderclad 3+. Co to je? Thunderclad neboli TU-933+, což je v době specifikace nejkvalitnější dostupný materiál pro plošné spoje. I když se během vývoje karty objevily materiály s nižšími ztrátami, tvrdí se, že pomohly kartě X21 i nadále poskytovat výjimečný výkon. I když na to nemáme test, je to zajímavá poznámka, o které obvykle nejsme informováni.

Společnost Apex Storage se s kartou zaměřuje na několik zřejmých případů použití; nejzřetelněji X21 splňuje potřeby datových vědců a kreativních profesionálů, kteří chtějí co nejrychlejší lokální úložiště. Apex zdůrazňuje, že se domnívá, že X21 je vhodná pro řadu podnikových případů použití, jako je HCI. Dodavatelé podnikových SSD disků bohužel ustoupili od vývoje M.2 a místo toho se rozhodli pro disky EDSFF. I když v datových centrech může být poměrně dost míst, kam se X21 hodí, v tuto chvíli si myslíme, že se jedná spíše o bodové řešení.

Zároveň však nesmíme podceňovat schopnosti karty. X21 naprosto letí, když v sobě spojuje výkon 21 SSD disků. Jak uvidíme v níže uvedených výsledcích výkonu, specifikace Apexu jsou rozumné. A to ani nepoužíváme nejlepší dostupné disky. Zatímco 980 Pro použité v této recenzi jsou jistě schopné dosáhnout absolutně nejlepšího výkonu, pro absolutně nejlepší výkon je na stole ještě větší potenciál. A pokud by jedna karta nesplňovala vaše výkonnostní cíle, Apex ověřil, že čtyři karty s 84 disky fungují bez problémů. Ve správném systému by uživatel mohl v serveru s ohromujícími 168 SSD disky agregovat 8 těchto karet.

Tentokrát se jednoznačně zaměřujeme na úložné kapacity, ale X21 je víc než jen jednorázový model. Slot M.2 podporuje řadu dalších zařízení. Například můžete použít bezdrátové karty s převodníky M.2 A+E a nastavit každou bezdrátovou kartu na specifický bezdrátový kanál pro monitorování spektra. Dokonce zde existuje i AI úhel pohledu. Společnost Axelera vyrábí akcelerační modul M.2 AI Edge, který by mohla v budoucnu využít i karta Apex.

X21 se prodává jako jednotlivý kus za 2800 dolarů, s možností odběru větších cen a zakázkové objednávky.

Specifikace Apex Storage X21

Hrubá kapacita	168 TB s 8TB M.2 NVME SSD disky (336 TB s budoucími 16TB M.2 SSD disky)
Rozhraní pohonu	M.2 Pci-e Gen 4
Šířka pásma pro čtení	30.5 GB/s (107+ GB/s u více karet)
Šířka pásma pro zápis	28.5 GB/s (80+ GB/s u více karet)
IOPS pro čtení/zápis	10 milionů +
Latence přístupu pro čtení	79 us průměr.
Latence přístupu pro zápis	52 us průměr.
Hostitelský protokol	Pci-e Gen 4 16x
Protokol M.2	NVME 4. generace v2.0/v1.4c
Záruka	Život
Hmotnost	19 oz
Výkon	Aktivní: Typicky ~95 W 2x PCI-e 6pin 12V
Proud vzduchu	Min. 400 LFM
Vlhkost	5% až 95% (nekondenzující)
Podporované OS:	Windows, Windows Server, Linux

Výkon úložiště Apex X21

Navzdory pozoruhodným schopnostem karty Apex Storage X21 je důležité zmínit problémy, kterým jsme čelili ohledně kompatibility systému. Pro správné spuštění a benchmarking karty jsme se museli uchýlit ke spotřebitelské platformě, protože X21 se v naší laboratoři setkala s obtížemi při integraci s podnikovými servery a pracovními stanicemi.

Toto omezení může omezit přizpůsobivost karty pro některé uživatele a mohlo by potenciálně bránit její bezproblémové integraci do různých konfigurací. Pro potenciální kupující je zásadní, aby před investicí do karty X21 důkladně posoudili kompatibilitu svého systému, aby bylo zajištěno hladké a efektivní nasazení tohoto výkonného úložného řešení.

Pro využití této karty je minimálním požadavkem dvouslotový slot, slot x16 PCIe a 6pinový napájecí konektor. Pro spotřebitelskou pracovní stanici je to stejný požadavek jako u tradiční grafické karty plné velikosti a většina stolních počítačů bude mít dostatek prostoru a napájení.

Na straně serveru je to složitější. Tradiční 1U a 2U servery jsou konstruovány tak, aby využívaly výhody běžnějších PCIe edge karet, především běžné karty HHHL (half-height, half-length). Téměř všechny tyto karty odebírají energii ze slotu PCIe, takže mnoho serverů není dodáváno s přídavnými napájecími konektory. Jak z hlediska velikosti, tak i výkonu byste měli využít server s grafickou kartou, odpovídající velikostí pozic, prouděním vzduchu a především dostupností napájení.

Pro tuto recenzi jsme využili základní desku MSI X670E s procesorem AMD a 16jádrovým procesorem AMD Ryzen 9 7950X 4.5 GHz. Tato platforma obsahovala 64 GB paměti DDR5 a po celou dobu recenze využívala pouze integrovanou grafiku. Zkoušeli jsme použít platformy Lenovo a Dell s procesory AMD ThreadRipper, ale narazili jsme na problémy s jejich přenosem. Naše spotřebitelská platforma s procesorem Intel se ke kartě připojila v režimu x8 namísto x16 a BIOS neobsahoval možnost ručního nastavení šířky PCIe. Procesor v našem počítači se také začal dusit v testech s mnoha miliony IOPS.

Výkonnostní testy Vdbench

Abychom si otestovali úložiště Apex Storage X21 s 21 SSD disky Samsung 980 Pro 1TB, použili jsme testovací prostředí Debian OS s našimi testy Vdbench a také některé úlohy Fio. Úlohy Vdbench poskytují určité srovnání s podnikovými zařízeními, která jsme v průběhu let testovali, zatímco Fio podporovalo novější protokol I/O io_uring, který umožňuje testování s nižší latencí a vysokou propustností.

Pokud jde o benchmarking úložných zařízení, nejlepší je testování aplikací a syntetické testování je na druhém místě. I když syntetické testy nepředstavují dokonalou reprezentaci skutečných úloh, pomáhají stanovit základní parametry úložných zařízení s faktorem opakovatelnosti, který usnadňuje porovnávání konkurenčních řešení. Tyto úlohy nabízejí řadu různých testovacích profilů, od testů „čtyř rohů“ a běžných testů velikosti přenosu databáze až po zachycení tras z různých prostředí VDI.

Všechny tyto testy využívají společný generátor úloh vdBench se skriptovacím enginem pro automatizaci a zachycení výsledků na velkém clusteru výpočetních testů. To nám umožňuje opakovat stejné úlohy napříč širokou škálou úložných zařízení, včetně flash polí a jednotlivých úložných zařízení. Náš testovací proces pro tyto benchmarky zaplní celou plochu disku daty a poté rozdělí sekci disku o velikosti rovnající se 5 % kapacity disku, aby simuloval, jak by disk mohl reagovat na úlohy aplikací. To se liší od testů s plnou entropií, které využívají 100 % disku a uvádějí ho do ustáleného stavu. V důsledku toho budou tyto hodnoty odrážet vyšší trvalé rychlosti zápisu.

Profily:

• Náhodné čtení 4K: 100% čtení, 128 vláken, rychlost čtení 0–120 %
• 4K Náhodný zápis: 100% zápis, 128 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
• 64K sekvenční čtení: 100% čtení, 32 vláken, rychlost čtení 0–120 %
• 64K sekvenční zápis: 100% zápis, 16 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
• Syntetická databáze: SQL
• Trasování úplného klonování VDI

Přestože si Dapustor R5100 a Apex Storage X21 přímo nekonkurují, vybrali jsme tento disk, protože se jednalo o jeden z nejrychlejších U.2 SSD disků pro podniky, které jsme v poslední době testovali. Zatímco Dapustor R5100 dosáhl maxima téměř 1.8 milionu IOPS, Apex Storage X21 ho s mnohem nižší latencí překonal a v tomto testu dosáhl necelých 3 milionů IOPS.

I když výkon ve 4K rozlišení dramaticky ovlivnil rozsah výkonu, je to nic ve srovnání s tím, co vidíte při pohledu na šířku pásma disku. Apex Storage X21 je kromě GPU jedním z mála zařízení, které plně využívá každý potenciál PCIe a zcela saturuje slot x16 Gen4. V našem sekvenčním zatížení 64K dosáhl X21 neuvěřitelných 27.2 GB/s, zatímco Dapustor naměřil 7.2 GB/s.

Sekvenční zápis 64K dat byl stejně působivý, přičemž X21 dosáhl rychlosti 23.3 GB/s, zatímco Dapustor R5100 dosáhl maxima 2.8 GB/s.

Dále se podíváme na naši SQL zátěž, ve které X21 nabídl maximální propustnost 3.46 milionu IOPS neboli 27.1 GB/s.

V našem testu SQL 90-10 naměřil Apex Storage X21 3.27 milionu IOPS neboli 25.6 GB/s.

V našem SQL 80-20 s vyšším počtem zápisů naměřil X21 maximální propustnost 3.13 milionu IOPS neboli 24.5 GB/s.

Nakonec se podíváme na výkon VDI s našimi plně klonovanými trasami. V našem testu VDI Initial Login dosáhl X21 působivých 1.01 milionu IOPS neboli 19.2 GB/s.

V našem testu VDI Boot naměřil Apex Storage X21 1.99 milionu IOPS neboli 27.5 GB/s, čímž zcela saturoval slot PCIe Gen4.

V našem posledním testu Vdbench, který zahrnoval přihlášení k VDI v pondělí, naměřil X21 ve svém vrcholu 919 tisíc IOPS neboli 20 GB/s.

Ačkoli Vdbench pokrývá jeden aspekt syntetického výkonu disku, do této recenze jsme zahrnuli i výsledky Fio, protože umožňuje využít novější a efektivnější protokol I/O. Zde se zaměřujeme na zobrazení absolutního maximálního možného I/O výkonu a šířky pásma karty. Před provedením každého z těchto testů byl každý SSD disk naformátován a poté kompletně naplněn.

Pracovní zátěž	Propustnost (IOPS)	Šířka pásma (GB/s)
512bajtové náhodné čtení	14.6 milionů IOPS	7.477GB / s
512bajtový náhodný zápis	3.421 milionů IOPS	1.751GB / s
4K náhodné čtení	6.832 milionů IOPS	28GB / s
4K náhodný zápis	5.274 milionů IOPS	21.6GB / s
8K náhodné čtení	3.454 milionů IOPS	28.3GB / s
8K náhodný zápis	3.499 milionů IOPS	28.7GB / s

Jeden zajímavý údaj, který bychom chtěli zmínit, se týká výkonu při náhodném čtení 512 bajtů. Před naplněním SSD disků dokázaly dosáhnout 23 milionů IOPS rychlostí 11.8 GB/s. I když se to lišilo od skutečného výkonu těchto SSD disků před jejich úplným naplněním daty, naznačuje to, že Apex Storage X21 je schopen s rychlejšími SSD disky propustit mnohem více dat.

Společnost nám sdělila, že je možný výkon vyšší než 40 milionů IOPS. Hlavním limitem, kterého se tato karta dotkne, je počet slotů PCIe Gen4 x16, které dosáhnou maxima kolem 28 GB/s.

Termobatohy Apex Storage X21

Když jsme poprvé viděli Apex Storage X21 v médiích, hned jsme si pomysleli, jak rychle se tento disk vznítí. Vzhledem k tomu, kolik energie protéká každým z 21 SSD disků, které tato karta dokáže pojmout, není tepelný výkon žádná legrace.

SSD disk Samsung 980 Pro při špičkovém zatížení dokáže odebírat téměř 8.5 W energie, což by dohromady znamenalo spotřebu téměř 180 W na této kartě. Veškerá tato energie se zahřívá a je třeba se jí rychle zbavit, než se disky nebo karta zablokují nebo poškodí.

Abychom tuto kartu bezpečně otestovali v našem testovacím zařízení, využili jsme masivní ventilátor napájený střídavým proudem, umístěný vedle základní desky, pro zajištění dostatečného proudění vzduchu. Apex uvádí požadavky na proudění vzduchu 400 LFM, což je daleko za hranicí běžného stolního počítače a dokonce i většiny pracovních stanic. Tento typ proudění vzduchu běžně najdete u serveru, který pracuje téměř na plné obrátky, co se týče otáček ventilátoru.

Během plného naplnění disku jsme sledovali teploty jednotlivých disků hlášené pomocí dat SMART. Tím jsme každý disk dostali do nejhoršího možného scénáře plného výkonu zápisu po delší dobu. Teploty byly měřeny ke konci této aktivity.

pohon	teplota
SSD1	51 ° C
SSD2	44 ° C
SSD3	59 ° C
SSD4	44 ° C
SSD5	63 ° C
SSD6	46 ° C
SSD7	57 ° C
SSD8	46 ° C
SSD9	45 ° C
SSD10	59 ° C
SSD11	45 ° C
SSD12	61 ° C
SSD13	46 ° C
SSD14	56 ° C
SSD15	49 ° C
SSD16	52 ° C
SSD17	34 ° C
SSD18	41 ° C
SSD19	36 ° C
SSD20	35 ° C
SSD21	42 ° C

Bezpečný provozní rozsah disku Samsung 980 Pro je uveden v rozmezí 0–70 °C, takže při maximálním zatížení se nejteplejší disky držely pod touto hodnotou. Před uvedením jednoho z těchto disků do provozu je absolutně nezbytné zajistit správné chlazení.

Závěrečné myšlenky

Apex Storage X21 je skutečně pozoruhodný a průlomový hardware, který přináší vysoký výkon a obrovskou úložnou kapacitu do podnikových a prosumer prostředí. Je však důležité si být vědom jeho omezení, jako jsou značné požadavky na proudění vzduchu a generování tepla, protože spotřebovává energii srovnatelnou s grafickou kartou bez vestavěného chlazení.

Navzdory problémům s instalací a chlazením má X21 s vhodným nastavením a chladicími řešeními potenciál dosáhnout bezkonkurenčního výkonu pro různé aplikace. Působivé úložné kapacity X21 by mohly hrát klíčovou roli v datově náročných aplikacích, které jsou oblíbené v datové vědě a kreativních profesionálních úlohách.

Vždycky je příjemným překvapením, když se do naší laboratoře dostanou nová zařízení, která systém kompletně přeruší nebo zahltí. Apex Storage X21 to díky svým neuvěřitelným výkonnostním možnostem dokázal. Z karty jsme dokázali vytěžit 28.3 GB/s při náhodném čtení o velikosti 8K bajtů nebo na ni dosáhnout 28.7 GB/s při náhodném zápisu o velikosti 8K bajtů. V našem testu 4K Fio dosáhla tato karta maxima při zápisu malých bloků 6.8 milionu IOPS při čtení a 5.3 milionu IOPS při zápisu. Přechodem na menší bloky jsme se začali dotýkat limitů SSD disků Samsung 980 Pro, které z výroby dokázaly zvládnout 23 milionů IOPS při náhodném čtení o velikosti 512 bajtů, ale po zaplnění disků klesly na 14.6 milionu IOPS. Dosáhnout těchto čísel z jediného slotu je neuvěřitelné.

X21 nabízí bezkonkurenční výkon do té míry, že by tato jedna komponenta mohla být průlomem v produktivitě, který hledá určitá skupina profesionálů. Náš recenzovaný kus stojí včetně SSD disků 4500 dolarů, což není tak špatné vzhledem k hodnotě, kterou poskytne aplikacím, které tuto úroveň výkonu vyžadují. Opět platí, že X21 potřebuje k fungování poměrně náročnou platformu, ale pokud jste ochotni vynaložit toto úsilí, nebudete zklamáni tím, co tato karta přináší. Ve skutečnosti budete pravděpodobně přímo nadšení.

Product Page