PowerEdge R640 je škálovatelný 1U rackový server určený pro výpočetní a úložné účely prostřednictvím 2socketové platformy. R640, popisovaný jako rovnováha mezi výkonem, cenou a hustotou, je navržen tak, aby zvládal úlohy z řady různých případů použití v datových centrech – zejména husté softwarově definované úložiště, úložiště od poskytovatelů služeb, aplikační vrstvu, hustý privátní cloud, virtualizaci a vysoce výkonné výpočty (HPC). Společnost Dell navíc PowerEdge R640 navrhla jako snadno nasaditelný server, který lze bez problémů škálovat od 3 do 1000+ uzlů pro softwarově definované úložiště pomocí uzlů Dell EMC VxFlex Ready.
PowerEdge R640 nabízí spoustu poměrně výkonných komponent a také spoustu možností rozšíření. Může být například vybaven dvěma procesory Intel Xeon Processor Scalable Family s až 28 jádry na procesor. Disponuje 24 sloty DIMM pro maximálně 3 TB RAM a až 12 sloty NVDIMM pro maximálně 192 GB RAM. Má také dva redundantní napájecí zdroje AC (nebo DC). R640 také podporuje rozšiřující karty PCI generace 3.
Rackový server Dell lze vybavit 2.5" nebo 3.5" pevnými disky (HDD) a SSD disky a podporuje až 8 NVMe disků pro ty, kteří hledají co nejrychlejší úložný výkon. To je dvojnásobek NVMe oproti R630, takže tato 1U platforma je díky tomu výrazně všestrannější. Za tímto účelem lze R640 konfigurovat s 8 2.5" pevnými disky nebo 4 3.5" pevnými disky na předním panelu, nebo 10 2.5" pevnými disky na předním panelu s volitelnou podporou pro 2 2.5" pevné disky na zadním panelu.
PowerEdge R640 podporuje porty USB, porty síťové karty, porty VGA, sériový konektor a kartu IDSDM/vFlash, která podporuje volitelnou paměťovou kartu flash a jeden interní duální modul SD.
Pro testování jsme nakonfigurovali R640 s dvěma procesory Intel Xeon Platinum 8180 a 384 GB (32 GB x 12) RAM s rychlostí 2666 MT/s. Metriky úložiště byly dosaženy s použitím 3.2 TB NVME (2 x 1.6TB PM1725a NVMe SSD) a 2 TB SAS (5 x 400GB PM1635a SAS SSD).
Specifikace serveru Dell EMC PowerEdge R640
| Formální faktor | 1U |
| Procesor | Až dva škálovatelné procesory Intel Xeon, až 28 jader na procesor |
| Memory | 24 slotů DDR4 DIMM, podpora RDIMM/LRDIMM, rychlosti až 2666 MT/s, max. 3 TB |
| Až 12 NVDIMM, max. 192 GB | |
| Podporuje pouze registrované ECC DDR4 DIMM | |
| Řídicí systémy pro ukládání dat | |
| Interní kontroléry | PERC H330, H730p, H740p, softwarový RAID (SWRAID) S140 |
| Subsystém úložiště optimalizovaný pro spouštění | HWRAID 2× M.2 SSD 120 GB, 240 GB |
| Externí PERC (RAID) | H840 |
| 12Gb/s SAS HBA (bez RAID) | Externí – 12Gb/s SAS HBA (bez RAID), interní – HBA330 (bez RAID) |
| Pohonné jednotky | |
| Přední pozice pro jednotky | Až 10 x 2.5” SAS/SATA (HDD/SSD) s až 8 NVMe SSD disky, max. 58 TB, nebo až 4 x 3.5” SAS/SATA HDD, max. 48 TB |
| Zadní pozice pro jednotky | Až 2 x 2.5” SAS/SATA (HDD/SSD), NVMe SSD max. 12 TB |
| volitelný | DVD-ROM, DVD+RW |
| Vstupy/výstupy a porty | |
| Možnosti síťových dceřiných karet | 4 x 1GE nebo 2 x 10GE + 2 x 1GE nebo 4 x 10GE nebo 2 x 25GE |
| Přední porty | Video, 1 x USB 2.0, k dispozici USB 3.0, vyhrazený IDRAC Direct USB |
| Zadní porty | Grafika, sériový port, 2 x USB 3.0, vyhrazený síťový port iDRAC |
| Grafická karta | VGA, NVIDIA NVS310 dostupná jako karta PCIe Až 3 sloty Gen3, všechny x16 |
| Zásoby energie | Titanium 750W, Platinum 495W, 750W, 1100W a 1600W |
| Napájecí zdroje 48 V DC 1100 W, 380 H V DC 1100 W, 240 H V DC 750 W s možností výměny za provozu a plnou redundancí | |
| Podporované OS: | Kanonický |
| Ubuntu LTS | |
| Server Citrix Xen | |
| Microsoft Windows Server s technologií Hyper-V | |
| Red Hat Enterprise Linux | |
| SUSE Linux Enterprise Server | |
| VMware ESXi | |
Design a budování
Přestože je rackový server Dell PowerEdge R640 velmi kompaktní, stále se může pochlubit velkou všestranností a různými konfiguracemi a možnostmi rozšíření. Jak jsme již zmínili výše, úložiště zahrnuje systém s 8 x 2.5palcovými disky, 4 x 3.5palcovými disky a 10 x 2.5palcovými disky.
Ovládací panel se nachází na levé straně přední strany a obsahuje stav systému a ID systému, stavovou LED diodu a indikátor iDRAC Quick Sync 2 (bezdrátové připojení). Stavová LED dioda zobrazuje všechny vadné hardwarové komponenty, zatímco volitelná bezdrátová Quick Sync 2 indikuje systém s povolenou funkcí Quick Sync (funkce, která umožňuje správcům spravovat systém pomocí mobilních zařízení).
Stejně jako u všech rackových serverů zabírají většinu prostoru na předním panelu pozice pro diskové jednotky. V naší konfiguraci s 10 disky to znamená buď až deset 2.5palcových disků vyměnitelných za provozu (ačkoli uživatelé mají možnost použít šest 2.5palcových disků vyměnitelných za provozu), nebo až čtyři zařízení NVMe.
management
Stejně jako ostatní servery PowerEdge nabízí i R640 širokou škálu možností správy. Pro podrobnější informace se čtenáři mohou podívat na naši podrobnou recenzi serveru Dell EMC PowerEdge R740xd a na naši analýzu mobilní aplikace Dell EMC OpenManage.
Výkon
V naší sekci zabývající se výkonem lokálního systému máme dobře vybavený R640, který testujeme se dvěma různými úrovněmi flash úložiště. První je NVMe flash, která je k dispozici na čtyřech 1.6TB SSD discích, a druhou je SAS flash, která je k dispozici na čtyřech 400GB SSD discích. Oba jsou značky Samsung, ačkoli konkrétní díly se mohou lišit v závislosti na tom, které komponenty jsou vybrány při sestavování serveru. S procesory Intel Platinum 8180 uvnitř jsme měli spoustu cyklů CPU, které jsme mohli využít při našich úložných úlohách. Jak je uvedeno v úvodní části, server byl vybaven dvěma procesory Intel 8180 Platinum a 384 GB RAM. Pro naše aplikační benchmarky využíváme ESXi 6.5.
Výkon serveru SQL
Testovací protokol Microsoft SQL Server OLTP od společnosti StorageReview využívá aktuální návrh benchmarku C (TPC-C) organizace Transaction Processing Performance Council, což je online benchmark pro zpracování transakcí, který simuluje aktivity v komplexních aplikačních prostředích. Benchmark TPC-C se více než syntetické benchmarky výkonu přibližuje měření silných stránek a úzkých míst úložné infrastruktury v databázových prostředích.
Každý virtuální počítač SQL Serveru je nakonfigurován se dvěma virtuálními disky: 100GB svazkem pro bootování a 500GB svazkem pro databázi a soubory protokolů. Z hlediska systémových prostředků jsme každý virtuální počítač nakonfigurovali s 16 virtuálními procesory (vCPU), 64 GB paměti DRAM a využili jsme řadič LSI Logic SAS SCSI. Zatímco naše testované úlohy v Sysbench dříve platformu nasytily jak v oblasti úložných I/O operací, tak i kapacity, test SQL se zaměřuje na výkon s ohledem na latenci.
Tento test využívá SQL Server 2014 spuštěný na hostovaných virtuálních počítačích se systémem Windows Server 2012 R2 a je zatížen nástrojem Benchmark Factory for Databases od společnosti Dell. Zatímco tento benchmark tradičně používáme k testování velkých databází o rozsahu 3 000 databází na lokálním nebo sdíleném úložišti, v této iteraci se zaměřujeme na rovnoměrné rozložení čtyř databází o rozsahu 1 500 databází na naše servery.
Konfigurace testování SQL Serveru (na virtuální počítač)
- Windows Server 2012 R2
- Úložná stopa: 600 GB přiděleno, 500 GB využito
- SQL Server 2014
- Velikost databáze: škálování 1 500
- Zatížení virtuálních klientů: 15 000
- Vyrovnávací paměť RAM: 48 GB
- Délka testu: 3 hodiny
- 2.5 hodiny předběžné přípravy
- 30minutový vzorek
U SQL Serveru jsme se zaměřili na jednotlivé virtuální počítače i na souhrnné skóre. Transakční výsledky ukázaly souhrnné skóre 12 638,2 TPS, přičemž jednotlivé virtuální počítače se pohybovaly od 3 159,5 TPS do 3 159,6 TPS.
S průměrnou latencí SQL Serveru zaznamenal R640 souhrnnou i individuální latenci virtuálních počítačů 4 ms.
Výkon MySQL v Sysbench
Náš první benchmark pro lokální úložiště se skládá z databáze Percona MySQL OLTP měřené pomocí SysBench. Tento test měří průměrný počet transakcí za sekundu (TPS), průměrnou latenci a také průměrnou latenci 99. percentilu.
Každý virtuální počítač Sysbench je nakonfigurován se třemi virtuálními disky: jedním pro bootování (~92 GB), jedním s předpřipravenou databází (~447 GB) a třetím pro testovanou databázi (270 GB). Z hlediska systémových zdrojů jsme každý virtuální počítač nakonfigurovali s 16 virtuálními procesory (vCPU), 60 GB paměti DRAM a využili jsme řadič LSI Logic SAS SCSI.
Konfigurace testování Sysbench (na virtuální počítač)
- CentOS 6.3 64bitový
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Databázové tabulky: 100
- Velikost databáze: 10 000 000
- Vlákna databáze: 32
- Vyrovnávací paměť RAM: 24 GB
- Délka testu: 3 hodiny
- 2 hodiny předběžné přípravy 32 vláken
- 1 hodina 32 vláken
V našem benchmarku Sysbench jsme testovali R640 s podobným rozložením jako výše. Co se týče transakčního výkonu, server dosáhl celkového průměrného TPS 13 046, přičemž jednotlivé virtuální stroje se pohybovaly mezi 3 231,4 TPS a 3 308 TPS.
Pokud jde o průměrnou latenci v Sysbench, R640 dosáhl celkového skóre 9.8 ms, přičemž jednotlivé virtuální počítače běžely od 9.7 ms do 9.9 ms.
V našem nejhorším případě měření latence 99. percentilu dosáhl server působivého celkového skóre 19.9 ms, přičemž jednotlivé virtuální počítače se pohybovaly v rozmezí od 19.7 ms do 20 ms.
Analýza pracovní zátěže VDBench
U nejnovějšího a nejlepšího serveru je velmi lákavé pořídit si nejnovější a nejlepší úložiště, abyste za své peníze dostali co nejvíce. Ne každý to však udělá a několik uživatelů bude své servery upgradovat stávajícím úložištěm nebo levnějším flash diskem SAS. Pro naši recenzi jsme server pro každý benchmark osadili úložištěm NVMe i SAS. Nejedná se o scénář typu „který je lepší“, protože z hlediska výkonu zvítězí NVMe. Jde spíše o scénář typu „co očekávat od daného úložiště“ a měl by být takto posuzován.
Naše poslední část lokálního testování výkonu se zaměřuje na výkon při syntetické zátěži. V této oblasti jsme využili čtyři disky SAS a čtyři disky NVMe SSD v prostředí s operačním systémem Ubuntu 16.04.4. Zátěž byla nakonfigurována tak, aby zatížila 25 % kapacity každého disku, se zaměřením na trvalý výkon oproti ustálenému výkonu v nejhorším případě.
Pokud jde o benchmarking úložných polí, testování aplikací je nejlepší a syntetické testování je na druhém místě. I když syntetické testy nepředstavují dokonalou reprezentaci skutečných pracovních zátěží, pomáhají stanovit základní parametry úložných zařízení s faktorem opakovatelnosti, který usnadňuje porovnávání konkurenčních řešení. Tyto pracovní zátěže nabízejí řadu různých testovacích profilů, od testů „čtyř rohů“, běžných testů velikosti přenosu databáze až po zachycení tras z různých prostředí VDI. Všechny tyto testy využívají společný generátor pracovních zátěží vdBench se skriptovacím enginem pro automatizaci a zachycení výsledků na velkém clusteru výpočetního testování. To nám umožňuje opakovat stejné pracovní zátěže napříč širokou škálou úložných zařízení, včetně flash polí a jednotlivých úložných zařízení.
Profily:
- Náhodné čtení 4K: 100% čtení, 128 vláken, rychlost čtení 0–120 %
- Náhodný zápis 4K: 100% zápis, 64 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
- 64K sekvenční čtení: 100% čtení, 16 vláken, rychlost čtení 0–120 %
- 64K sekvenční zápis: 100% zápis, 8 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
- Syntetická databáze: SQL a Oracle
- Trasování úplného klonu VDI a propojených klonů
Při pohledu na maximální výkon čtení u disků SAS si server PowerEdge R640 dokázal udržet latenci pod milisekundu až do dosažení svého maximálního výkonu. Server překonal hranici 1 ms při přibližně 269 tisících IOPS a dosáhl vrcholu zhruba 271 tisíc IOPS s latencí přibližně 1.1 ms.
Pro maximální čtení NVMe na R640 jsme zaznamenali latenci submilisekund s maximálním výkonem 2 711 968 IOPS s latencí 186 μs.
Pokud jde o špičkový výkon zápisu SAS, R640 si udržel latenci submilisekundovou po celou dobu s maximálním výkonem 266 641 IOPS a latencí 807 μs.
Výkon zápisu 4K s disky NVMe dosáhl vrcholu 1 265 764 IOPS s latencí pouhých 191 μs.
Když přepneme na sekvenční benchmarky (64K), vidíme stejný typ výkonu jako u PowerEdge R7415. Latence začíná na vysoké úrovni (v tomto případě 19.8 ms) a s postupem benchmarků klesá. R640 s disky SAS dosáhl 25 606 IOPS neboli 1.61 GB/s s latencí 2.49 ms.
Pro sekvenční čtení NVMe 64K měl R640 od začátku velmi nízkou latenci a vrcholu dosáhl 193 493 IOPS neboli 12.1 GB/s s latencí 329 μs.
I při sekvenčním zápisu 64K dat začal R640 s SAS s vysokou latencí (8.9 ms) a skončil na 27 394 IOPS neboli 1.71 GB/s s latencí 1.16 ms.
I zde server založený na NVMe začal s mnohem nižšími hodnotami sekvenčních zápisů a dosáhl vrcholu přibližně 89 tisíc IOPS neboli 5.6 GB/s s latencí kolem 315 μs.
Při přepnutí na naši SQL zátěž dosáhly disky SAS celkově lepších výsledků s latencí pod milisekundu, přičemž vrchol dosáhl 275 406 IOPS s latencí 418 μs.
Pro SQL zátěž na NVMe verzi serveru jsme zaznamenali maximální výkon 930 251 IOPS s latencí pouhých 135 μs.
Pro náš SQL 90-10 s SAS dosáhl R640 maximálního výkonu 268 036 IOPS s latencí 448 μs.
Verze SQL 90-10 pro NVMe měla server s maximálním výkonem 774 044 IOPS s latencí 163 μs.
SAS v SQL 80-20 dosáhl serveru vrcholu 254 044 IOPS s latencí 491 μs.
Pro SQL 80-20 s NVMe dokázal R640 dosáhnout maxima 652 259 IOPS s latencí 193 μs.
Pokud jde o úlohy Oracle, R640 s integrovaným SAS dosáhl vrcholu 239 794 IOPS s latencí 533 μs.
V případě NVMe Oracle dosáhl server vrcholu 570 158 IOPS s latencí 230 μs.
V případě SAS Oracle 90-10 dosáhl server vrcholu 263 745 IOPS a latence 327 μs.
Oracle 90-10 s NVMe dosáhl vrcholu 615 818 IOPS s latencí pouhých 141 μs.
Oracle 80-20 s disky SAS v R640 nám poskytl maximální výkon 239 107 IOPS s latencí 361 μs.
U serveru Oracle 80-20 s disky NVMe dosáhl vrcholu 532 046 IOPS s latencí 163 μs.
Dále jsme přešli na náš test klonování VDI, plný a propojený. Při spouštění VDI Full Clone Boot s SAS dosáhl PowerEdge R640 maxima 221 147 IOPS s latencí 575 μs, než mírně poklesl.
Při pohledu na NVMe R640 při spuštění VDI Full Clone dosáhl server vrcholu 626 040 IOPS s latencí 205 μs.
Pro počáteční přihlášení k SAS VDI Full Clone měl server latenci submilisekund až do zhruba 105 tisíc IOPS a dosáhl vrcholu 107 280 IOPS s latencí 1.11 ms.
Počáteční přihlášení k úplnému klonování VDI s NVMe mělo vrchol serveru na hodnotě 246 628 IOPS a latenci 476 μs.
Pro přihlášení v pondělí s úplným klonováním VDI s disky SAS dosáhl R640 vrcholu 79 495 IOPS s latencí 797 μs.
S disky NVMe dokázal server dosáhnout maxima 161 771 IOPS a latence 386 μs pro přihlášení k VDI Full Clone Monday.
Při přepnutí na testy VDI Linked Clone dosáhl R650 s instalovaným SAS maximálního výkonu při spuštění 125 587 IOPS s latencí 506 μs.
V testu NVMe VDI Linked Clone Boot dosáhl server vrcholu 346 693 IOPS a latence 182 μs.
Počáteční přihlášení k propojenému klonu VDI s SAS ukázalo, že server dosáhl maxima 47 656 IOPS s latencí 662 μs.
Pro počáteční přihlášení k NVMe Linked Clone dosáhl R640 vrcholu 87 384 IOPS s latencí 359 μs.
Pro přihlášení v pondělí s klonováním VDI Linked Clone měl server PowerEdge R640 s procesorem SAS latenci v řádu milisekund až do zhruba 59 tisíc IOPS a vrcholu dosáhl 60 708 IOPS s latencí 1.04 ms.
A konečně, NVMe verze VDI Linked Clone Monday Login dosáhla vrcholu serveru na 120 850 IOPS s latencí 521 μs.
Závěr
Dell EMC PowerEdge R640, uvedený na trh jako jeden z prvních serverů PowerEdge 14. generace, je dvoupaticový 1U server zaměřený na vyvážení výkonu, hustoty a ceny v malém prostoru. Server lze konfigurovat se dvěma škálovatelnými procesory Intel Xeon pro až 28 jader na procesor a disponuje 24 sloty DIMM, které lze obsadit až 3 TB RAM, nebo 12 sloty, které lze obsadit moduly NVDIMM. Pro úložiště mohou uživatelé vybavit R640 buď osmi 2.5" pozicemi, nebo čtyřmi 3.5" pozicemi na přední straně (lze jej také nakonfigurovat pro 12 2.5" pozice s 10 vpředu a 2 vzadu). Stejně jako všechny servery PowerEdge je i R640 dodáván s několika možnostmi a nástroji pro správu, včetně iDRAC a OpenManage. Server zvládne několik různých případů použití, přičemž Dell EMC zmiňuje SDS, poskytovatele služeb, aplikační vrstvu, hustý privátní cloud, virtualizaci a HPC.
V našich benchmarkových testech výkonu aplikací jsme se zaměřili na výkon serveru PowerEdge R640 s využitím technologií VMware, abychom viděli jak výkon jednotlivých virtuálních počítačů, tak i celkový výkon. V našem transakčním testu SQL Serveru jsme dosáhli celkového skóre 12 638,2 TPS a celkové latence pouze 4 ms. V testu Sysbench jsme dosáhli celkového transakčního výkonu 13 046 TPS a průměrné latence 9.8 ms a v nejhorším případě latence byla celková latence pouhých 19.9 ms.
V našich testech VDBench s holým železem jsme spustili úložiště SAS i NVMe. Jak již bylo uvedeno výše, nešlo o to, abychom zjistili, které je „lepší“, protože NVMe bude mít samozřejmě vyšší výkon. To však potenciálním uživatelům ukazuje, co mohou očekávat od různých typů úložných médií. Místo abychom procházeli všechny výše uvedené výsledky, podíváme se pouze na některé hlavní body každého typu disku. U disků SAS jsme viděli, že R640 dosáhl náhodného maximálního výkonu 271 tisíc IOPS pro čtení a přibližně 267 tisíc IOPS pro zápis a zobrazoval maximální sekvenční rychlosti 1.61 GB/s pro čtení a 1.171 GB/s pro zápis. Ve zbytku našich testů si R640 založený na SAS dokázal udržet latenci submilisekundovou, s výjimkou VDI Full Clone Initial Login a VDI Linked Clone Monday login, kde v obou případech byl server zpožděn jen o něco málo přes 1 ms. Disky NVMe vykázaly čísla až 2.7 milionu IOPS při náhodném čtení a 1.26 milionu IOPS při náhodném zápisu, přičemž sekvenční čísla dosáhla 12.1 GB/s při čtení a 5.6 GB/s při zápisu. Disky NVMe dokázaly také dosáhnout téměř 1 milionu IOPS v naší SQL zátěži a půl milionu IOPS v naší Oracle zátěži. Verze R640 s technologií NVMe měla po celou dobu latenci submilisekundovou.
Stejně jako její předchůdci, i řada 1U PowerEdge nabízí mnoho možností, včetně nepřeberného množství možností a neuvěřitelné úrovně přizpůsobení šasi. Tentokrát R640 přináší tolik možností konfigurace, že je snadné pochopit, proč je klíčovým prvkem strategie společnosti Dell EMC pro uvedení na trh SDS, kde jsou výpočetní výkony důležitější než integrovaná kapacita. R640 se skvěle hodí pro běžné případy použití HCI, jako jsou vSAN/VxRail a řada XC (Nutanix), a také pro větší škálovatelná řešení HCI/CI, jako je VxRack SDDC. R640 samozřejmě může dobře fungovat i v jiných klasických prostředích mimo tradiční hyperscale datová centra typu Dell EMC, která se mohou spoléhat na softwarové nástroje, jako jsou OpenStack a Redfish. V každém případě je R640 skvělým doplňkem rodiny PowerEdge a jistě si najde cestu do rozmanité sady případů použití.
Amazon