Řada Intel Optane SSD DC P4800X byla uvedena na trh v březnu 2017 s příslibem uvedení nového média třídy SCM (Storage Class Memory) s názvem 3D XPoint (pod značkou Intel Optane). P4800X byl uveden na trh jak jako tradiční 2.5″ NVMe disk (U.2), tak i jako rozšiřující karta PCIe. Počáteční kapacity začínaly na 375 GB s plánem dosáhnout 1.5 TB do konce roku 2017. Tento kapacitní cíl se sice nepodařilo splnit, ale Intel v listopadu uvedl na trh 750GB modely Optane . Bez ohledu na kapacitu má P4800X jeden úkol, a to poskytovat co nejrychlejší úložiště pro aplikace citlivé na latenci v datovém centru.
Vzhledem k menší kapacitě disků je méně pravděpodobné, že podniky zaplní JBODy disky SSD P4800X, které budou používat jako primární úložiště. To je však jistě možné jako bodové řešení pro aplikace, které mohou těžit z rychlejšího úložiště, jako jsou malé analytické datové sady a případy použití v business intelligence (BI). Dodavatelé podnikových polí se také nehrnou s hromadným zaváděním Optane ve svých systémových návrzích, opět z velké části kvůli kapacitním omezením. Společnost HPE však zkoumala použití Optane jako mezipaměti pro systémy 3PAR a další se jistě snaží tuto třídu úložiště integrovat do svých systémů s tím, jak technologie dozrává. Existuje však okamžitá sada vynikajících případů použití pro SSD disky založené na Optane ve světě softwarově definovaných úložišť, kde návrhy mají větší flexibilitu, aby zohlednily tuto novou třídu úložiště.
VMware vSAN je v tomto prostoru pravděpodobně nejviditelnější, protože nabídl podporu pro P4800X od prvního dne a má dominantní postavení v oblasti HCI. vSAN má také jedinečnou pozici k využití výhod těchto menších disků, protože fungují ve dvouvrstvé architektuře. Úložiště vSAN je koordinováno do skupin disků, s vrstvou pro veškerou příchozí aktivitu zápisu a také vrstvou pro čtení orientovanou na kapacitu. V současné době vSAN využívá v úrovni zápisu pouze až 600 GB na disk, takže menší kapacity P4800X nejsou skutečným omezením. Pro uživatele vSAN to znamená, že u nasazení s P4800X jako mezipamětí probíhají zápisy do clusterů vSAN nejrychlejší možnou rychlostí.
Tato recenze se týká disku P4800X v provedení U.2 s kapacitou 375 GB. Přestože jsme v rámci naší nadcházející recenze vSAN pracovali převážně jako součást diskové skupiny , mohli jsme provést podmnožinu našich běžných testů SSD pro podniky, abychom získali ucelenější obrázek o výkonnostním profilu disku P4800X.
Specifikace SSD disku Intel Optane DC P4800X
| Formální faktor | AIC HHHL, U.2 |
| Kapacita | 375GB, 750GB |
| Rozhraní | PCIe 3×4, NVMe |
| Latence | <10 μs |
| QoS | |
| 4KB Náhodné, Hloubka fronty 1, Čtení/Zápis | <60/100 μs |
| 4KB Náhodné, Hloubka fronty 16, R/W | <150/200 μs |
| Propustnost | |
| 4KB Náhodné, Hloubka fronty 16, R/W | až 550/500 tisíc IOPS |
| 4KB Náhodné, Hloubka fronty 16, Smíšené 70/30 R/W | až 500 tisíc IOPS |
| Vytrvalost | |
| DWPD | 30 |
| Napsané petabajty | |
| 375GB | 20.5PBW |
| 750GB | 41PBW |
Výkon
Testovací platforma
Naše recenze podnikových SSD disků využívají pro testování aplikací Lenovo ThinkSystem SR850 a pro syntetické benchmarky Dell PowerEdge R740xd . ThinkSystem SR850 je dobře vybavená platforma se čtyřmi procesory, která nabízí výkon CPU výrazně převyšující potřebný pro namáhání vysoce výkonného lokálního úložiště. Syntetické testy, které nevyžadují mnoho procesorových zdrojů, využívají tradičnější dvouprocesorový server. V obou případech je cílem prezentovat lokální úložiště v co nejlepším světle, které je v souladu s maximálními specifikacemi disků od dodavatelů úložišť.
Lenovo Think System SR850
- 4 x procesor Intel Platinum 8160 (2.1 GHz x 24 jader)
- 16 x 32GB DDR4-2666Mhz ECC DRAM
- 2x RAID 930-8i 12Gb/s RAID karty
- 8 pozic NVMe
- VMware ESXI 6.5
Dell PowerEdge R740xd
- 2 x procesor Intel Gold 6130 (2.1 GHz x 16 jader)
- 16 x 16GB DDR4-2666MHz ECC DRAM
- 1x karta PERC 730 2GB 12Gb/s RAID
- Doplňkový adaptér NVMe
- Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64
Testovací pozadí a srovnatelné materiály
Testovací laboratoř StorageReview Enterprise Test Lab nabízí flexibilní architekturu pro provádění benchmarků podnikových úložných zařízení v prostředí srovnatelném s tím, s čím se administrátoři setkávají v reálných nasazeních. Testovací laboratoř Enterprise Test Lab zahrnuje řadu serverů, sítí, napájecích systémů a další síťové infrastruktury, která umožňuje našim zaměstnancům nastavit reálné podmínky pro přesné měření výkonu během našich kontrol.
Tyto podrobnosti o laboratorním prostředí a protokolech začleňujeme do recenzí, aby IT profesionálové a osoby zodpovědné za pořízení úložišť mohly pochopit podmínky, za kterých jsme dosáhli následujících výsledků. Žádná z našich recenzí není placena ani dohlížena výrobcem zařízení, které testujeme. Další podrobnosti o testovací laboratoři StorageReview Enterprise a přehled jejích síťových možností jsou k dispozici na příslušných stránkách.
Srovnávací údaje pro tuto recenzi:
- Memblaze PBlaze5 3.2 TB
- Intel P4510 2TB
- Samsung PM1725a 1.6TB
- Huawei ES3000 V5 3.2 TB
- Toshiba PX04 1.6TB
Houdini od SideFX
Houdini test je speciálně navržen pro vyhodnocení výkonu úložiště ve vztahu k CGI renderingu. Testovací prostředí pro tuto aplikaci je varianta základního serveru Dell PowerEdge R740xd, který používáme v laboratoři, s duálními procesory Intel 6130 a 64GB DRAM. V tomto případě jsme nainstalovali Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) s operačním systémem Bare Metal. Výstup benchmarku se měří v sekundách, přičemž méně sekund znamená lepší výsledek.
Demoverze Maelstrom představuje část renderovacího procesu, která zdůrazňuje výkonnostní možnosti úložiště tím, že demonstruje jeho schopnost efektivně využívat odkládací soubor jako formu rozšířené paměti. Test nezapisuje výsledná data ani nezpracovává body, aby izoloval vliv latence na podkladovou úložnou komponentu v důsledku doby načítání. Samotný test se skládá z pěti fází, z nichž tři spouštíme jako součást benchmarku, a to takto:
- Načítá zabalené body z disku. Toto je čas na čtení z disku. Jedná se o jednovláknový proces, který může omezit celkovou propustnost.
- Rozbalí body do jednoho plochého pole, aby bylo možné je zpracovat. Pokud body nejsou závislé na jiných bodech, lze pracovní sadu upravit tak, aby zůstala v jádru. Tento krok je vícevláknový.
- (Nespuštěno) Zpracuje body.
- Znovu je zabalí do bloků vhodných pro uložení zpět na disk. Tento krok je vícevláknový.
- (Nespuštěno) Zapíše bloky z bucketů zpět na disk.
Disk Intel Optane SSD DC P4800X obsadil první místo v testu Houdini s časem 1 520,4 sekundy. P4800X měl nejlepší výkon ze všech disků Optane a také celkově nejlepší výsledky.
Analýza pracovní zátěže VDBench
Pokud jde o benchmarking úložných zařízení, 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 „jablka s jablky“ mezi konkurenčními řešeními. 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 běžný 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. Náš testovací proces pro tyto benchmarky vyplní celou plochu disku daty a poté rozdělí sekci disku o délce rovnající se 25 % kapacity disku, aby simuloval, jak by disk mohl reagovat na pracovní zátěže 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, 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
Pokud jde o špičkový náhodný výkon 4K, disk Intel Optane SSD DC P4800X (dále jen P4800X) začal s mnohem nižší latencí než ostatní disky, než se krátce po 500 000 IOPS zvýšil a skončil poslední s 585 754 IOPS a latencí 213 μs.
S maximálním výkonem zápisu 4K si P4800X vedl lépe, když skončil druhý s maximálním výkonem zhruba 554K IOPS a latencí pouhých 155 μs.
Při přechodu na sekvenční zátěž jsme při čtení 64K dat zaznamenali podobný vzorec jako při čtení 4K dat. P4800X začal s mnohem nižší latencí než ostatní disky, než se zvýšil na přibližně 35K IOPS a dosáhl vrcholu 40 558 IOPS neboli 2.53 GB/s s latencí 394 μs. Díky tomu se disk umístil na celkově čtvrtém místě.
V případě zápisu 64K se P4800X umístil na druhém místě s maximálním výkonem zhruba 34 700 IOPS neboli 2.17 GB/s při latenci 380 μs, než mírně poklesl.
S naší SQL zátěží vidíme, že P4800X se s velkým náskokem posunul dopředu s maximálním skóre 286 548 IOPS a latencí pouhých 111 μs.
V našem testu SQL90-10 si P4800X udržel svou vládu s nejvyšším skóre 276 530 IOPS a latencí 114 μs.
P4800X si udržel první místo v testu SQL 80-20 a dosáhl vrcholu zhruba 266 tisíc IOPS s latencí přibližně 111 μs, než došlo k mírnému poklesu.
Pokud jde o naše úlohy Oracle, P4800X se umístil na druhém místě s maximálním skóre téměř 248 tisíc IOPS a latencí 127 μs.
V testu Oracle 90-10 P4800X překonal ostatní disky špičkovým výkonem 276 703 IOPS s latencí pouhých 79 μs.
V testu Oracle 80-20 jsme opět viděli P4800X s velkým náskokem a výkonem 265 769 IOPS a latencí pouhých 82 μs.
Dále jsme přešli k našemu testu klonů VDI, Full Clone (FC) a Linked Clone (LC). V testu VDI FC Boot začala P4800X extrémně silně, než se s maximálním výkonem 167 856 IOPS a latencí 199 μs vyšplhala na třetí místo.
S počátečním přihlášením k VDI FC se P4800X opět umístil na třetím místě s 108 159 IOPS a latencí 274 μs.
V testu VDI FC Monday Login se P4800X posunul na druhé místo s maximálním výkonem 97 198 IOPS a latencí 163 μs.
V testu VDI LC Boot se P4800X umístila na prvním místě s výkonem 93 095 IOPS a latencí 171 μs.
V testu VDI LC Initial Login se P4800X umístil na prvním místě s výkonem 66 463 IOPS a latencí 118 μs.
V našem testu VDI LC Monday Login se P4800X umístil na druhém místě s 67 085 IOPS a latencí 235 μs.
Závěr
Intel Optane SSD DC P4800X je další disk uvedený na trh s technologií Intel 3D XPoint. Jak název napovídá, disk je navržen speciálně pro datová centra a dodává se v běžných formátech U.2 a AIC HHHL. Jednou z nevýhod, která je okamžitě zřejmá, je, že disk je nabízen pouze v kapacitách 375 GB a 750 GB. To na jedné straně omezuje jeho použití, na druhé straně je však jeho použití převážně zaměřeno na pracovní zátěže a aplikace, kde je nízká latence namísto kapacity prvořadá. V tomto ohledu se technologie Optane osvědčila jako lídr v oboru jak v podnikových, tak i koncových uživatelských zátěžích.
Malá kapacita P4800X je důvodem, proč máme v naší běžné záplavě benchmarků malou mezeru. Kapacita disku nebyla dostatečně velká pro spuštění SQL nebo Sysbench, takže v této recenzi jednoho disku chybí. V první aplikační analýze, kterou jsme mohli spustit, Houdini by SideFX, byl P4800X celkově nejlepším s časem 1 520,4 sekundy. V našem VDBench P4800X dominoval napříč všemi testy při nízkých hloubkách fronty. Špičkový výkon byl spíše smíšený, přičemž P4800X jej některé tradiční NVMe produkty překonaly ve výkonu. Nicméně v oblastech, jako je SQL a Oracle 90-10 a 80-20, překonal ostatní. Mezi nejvýznamnější výsledky P4800X patří více než půl milionu IOPS v obou 4K testech, 2.53 GB/s při čtení 64K a 2.17 GB/s při zápisu 64K. Ve všech třech SQL testech dosáhl P4800X více než čtvrt milionu IOPS a v našich testech Oracle 250 tisíc IOPS nebo více. Ale kromě špičkového výkonu měla paměť Intel Optane P4800X extrémně nízké latence. V každém testu začínala latence velmi nízko, obvykle mnohem nižší než u všech ostatních disků. A v několika případech dosáhl P4800X špičkového výkonu s latencí pouhých 79 μs v Oracle 90-10 a 82 μs v Oracle 80-20.
Pro úlohy s nízkou latencí v současné době neexistuje nic, co by se mohlo přiblížit Intel Optane SSD DC P4800X. I když existují oblasti, kde jej tradiční NVMe produkty mohou překonat v celkové šířce pásma a IOPS, obecně řečeno by P4800X na základě svých metrik cena/kapacita do těchto případů použití nezapadal. Je však vzrušující přemýšlet o možnostech technologie Intel Optane, jakmile podnikové disky dosáhnou vyšší kapacity; zejména něco ve třídě 2 TB, která je stále oblíbená u dodavatelů polí, a to i přes to, že jsou běžně dostupné 30TB SAS SSD. V našem konkrétním případě použití v oblasti vSAN poskytuje P4800X nejrychlejší možný výkon pro vrstvu mezipaměti pro zápis. Pro každého, kdo chce z vSAN vytěžit maximum, je P4800X de facto standardem.
Amazon