Společnost ScaleFlux se zaměřuje výhradně na výpočetní úložiště ve velkém měřítku. Její nové zařízení Computational Storage Device (CSD) 3000 je SSD disk 4. generace s integrovanými moduly pro kompresi a dekompresi dat, který podle společnosti dokáže čtyřnásobně zvýšit kapacitu a zdvojnásobit výkon. Tato tvrzení si nyní ověříme.
Specifikace ScaleFlux CSD 3000
Pokud jde o informace o výpočetním úložišti, stojí za to si přečíst naši recenzi ScaleFlux CSD 2000 (předchozí verze CSD 3000, kterou jsme zde recenzovali). Stručně řečeno, výpočetní úložiště integruje výpočetní zdroje přímo v úložišti, místo aby se spoléhalo na výpočetní zdroje hostitelského systému.
Výpočetní výkon disku CSD 3000 pochází z procesoru SFX 3000 Storage Processor, což je zakázkový čip SoC ARM s vyhrazenou hardwarovou akcelerací. Tento disk je k dispozici v provedení 2.5 palce U.2 s kapacitami 3.2 TB, 3.84 TB, 6.4 GB a 7.68 TB. Používá rozhraní PCIe Gen4 x4, což je vylepšení oproti rozhraní Gen3 disku CSD 2000.
ScaleFlux nabízí podobný disk, NSD 3000. Má vestavěnou kompresi, ale nemá multiplikátor kapacity jako CSD 3000.
Klíčové specifikace CSD 3000 jsou uvedeny v tabulce níže.
| Form Factor | 2.5″ U.2 (15 mm) |
| Výchozí kapacity | 3.2 TB, 3.84 TB, 6.4 TB, 7.68 TB |
| Rozhraní | PCIe Gen4 x4 |
| Virtualizace | SR-IOV s 15 virtuálními funkcemi |
| Bezpečnost
|
TCG Opal 2.0 s akcelerací hardwarového zabezpečení
|
| management | NVMe-MI 1.1 přes SMBus
|
| Výkon | <20 W typicky, <5 W v klidu
|
| Spolehlivost | Komplexní ochrana datových cest, výpadek napájení
Ochrana, korekce chyb LDPC, NAND Die RAID |
| Sekvenční čtení | 7.2 GB / s |
| Sekvenční zápis | 4.8 GB/s* |
| Náhodné čtení (4kB) | 1450 kIOPS |
| Náhodný zápis (4kB) | 380 kIOPS* |
| Trvalý poměr 70/30 Náhodné 4kB Čtení/zápis s 2:1 Stlačitelný Data | 1020 kIOPS |
Testovací pozadí ScaleFlux CSD 3000 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.
Testovací platforma ScaleFlux CSD 3000
Pro recenzi CSD 3000 jsme použili jiný systém než náš běžný testovací systém. Vzhledem k tomu, že se jedná o tak unikátní disk a použitá je jiná testovací platforma, nebudeme jej přímo srovnávat s tradičními SSD disky Gen4 NVMe. Tato recenze využívá náš škálovatelný server Intel OEM Gen3, který je dobře vybaven dvěma procesory Intel 8380 a nabízí výkon procesoru výrazně vyšší, než je potřeba k namáhání vysoce výkonného lokálního úložiště. Mezi jeho špičkové specifikace patří následující:
- 2× škálovatelný procesor Intel Gen3 8380
- 32 x 32GB DDR4 3200MHz
- Ubuntu 20.04.2 Live Server (syntetické úlohy)
- VMware ESXi 7.0u2 (Aplikační úlohy)
- 8 slotů PCI Gen4 U.2 NVMe
Pro měření výkonu disku ScaleFlux CSD 3000 využíváme VDbench, který umožňuje upravit úroveň komprese před každým zatížením. Obvykle je toto nastavení ve výchozím nastavení ponecháno na 0 %, ale při testování tohoto SSD disku jsme jej zvýšili na 50 % pro dosažení kompresního faktoru 2:1. Tyto dva běhy jsou znázorněny v níže uvedených grafech.
Výkon ScaleFlux CSD 3000
Poznámka : Po recenzi ScaleFlux CSD 3000 jsme obdrželi dva novější modely s produkčním firmwarem. Recenzi jsme aktualizovali o nejnovější výsledky z těchto dvou kapacitních bodů.
Analýza pracovní zátěže VDBench
Pokud jde o benchmarking úložných zařízení, nejlepší je testování aplikací a syntetické testování je na druhém místě. I když syntetické testy nepředstavují dokonalou reprezentaci skutečného zatížení, pomáhají porovnat úložná 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. Tyto testy využívají běžný generátor úloh vdBench se skriptovacím enginem k automatizaci a zachycení výsledků v rámci velkého 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 25 % kapacity disku, aby simuloval, jak by disk mohl reagovat na pracovní zátěž aplikací. To se liší od kompletních entropických testů, 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
Jedinečnost tohoto disku znamená, že ho budeme porovnávat pouze sám se sebou. Pro srovnání se podíváme na ScaleFlux CSD 3000 s VDBench, který odesílá nekomprimovatelná data a komprimovatelná data 2:1.
V našem prvním benchmarku, náhodném čtení 4K, se komprimovaný výkon disku CSD 3000 stabilně zvýšil na 909K IOPS s latencí 139µs u modelu s kapacitou 7.68 TB (model s kapacitou 3.85 TB byl za ostatními o něco pozadu). Disk byl bez komprese o něco pomalejší a měl stejnou kapacitu, vrchol dosáhl 886K IOPS s latencí 142.4µs.
Nekomprimovaný disk CSD 3000 vykazoval v našem dalším testu, náhodném zápisu 4K, křivku podobnou horské dráze, přičemž model s kapacitou 7.68 TB dosáhl nejlepších výsledků z obou: dosáhl maxima 454 K IOPS s latencí 275.7 µs. Komprimovaný disk vykázal mnohem lepší výsledky, oba skončily kolem 735 K IOPS a latencí 168.2 µs.
Přejdeme-li k sekvenčním testům s kapacitou 64K, začneme s výkonem čtení, který vypovídá podobný příběh (komprimované disky opět dosáhly působivých čísel). Obě kapacity měly prakticky shodný výkon, přičemž model s kapacitou 3.84 TB mírně překonal model s vyšší kapacitou 113 K IOPS (neboli 7.06 GB/s) při 282 µs. Nejvyšší nekomprimovaný disk (7.68 TB) dosáhl 98 K IOPS při 326.8 µs.
Výsledky sekvenčního zápisu 64K byly u komprimovaných verzí ještě příznivější. Obě kapacity měly opět shodný výkon (ačkoli jak vidíte, 3.84TB jen nepatrně překonal větší kapacitu s 96K IOPS při latenci 154µs a udržel se hluboko pod 100µs, dokud se nepřiblížil 90K IOPS). Naopak nekomprimovaný disk zaznamenal výrazné nárůsty, když u kapacity 7,68TB skončil na 29K IOPS při 534µs a u kapacity 3.85TB na 25K IOPS při 616.6µs).
Naše další sada testů zahrnuje SQL úlohy: SQL, SQL 90-10 a SQL 80-20. Test SQL úlohy je první; CSD 3000 vykazuje podobnou křivku při kompresi a dekomprimaci s modely s vysokou kapacitou, ačkoli komprimovaná verze byla o něco lepší s 310 000 IOPS a latencí 101.9 µs.
S SQL 90-10 byl 7.68TB komprimovaný CSD 3000 opět nejvýkonnějším diskem, který test dokončil s výkonem 311 tisíc IOPS a latencí 101.3 µs. Pro srovnání, nejlepší nekomprimovaný disk (rovněž 7.68TB) dosáhl výkonu 285 tisíc IOPS a latence 110.8 µs.
V SQL 80-20 vidíme, že obě kapacity komprimovaného CSD 3000 obsadily přední místa, přičemž model s kapacitou 7.68 TB skončil s 319 IOPS a latencí 98.3 µs. Nekomprimovaný model s kapacitou 7.68 TB byl znatelně pozadu (i když velmi blízko modelu s malou kapacitou) s 277 K IOPS a latencí 113.5 µs.
Dále jsou zde naše úlohy Oracle: Oracle, Oracle 90-10 a Oracle 80-20. Zde komprimované disky CSD 3000 pokračovaly ve svém celkově vynikajícím výkonu. Počínaje testem úlohy Oracle si nejlépe vedl komprimovaný disk o kapacitě 7.68 TB s 336 tisíci IOPS a latencí 103.9 µs. Komprimovaný disk o kapacitě 7.68 TB byl značně zaostalý a dosáhl maxima 279 tisíc IOPS s latencí 126 µs.
V Oracle 90-10 dosáhl komprimovaný 7.86TB disk výkonu 229 tisíc IOPS s latencí 94.7 µs. Disky s kapacitou 3.84 TB (komprimovaný) a 7.68 TB (nekomprimovaný) vykazovaly shodný výkon s 214 tisíci IOPS a latencí 101.4 µs.
Přechod na Oracle 80-20 opět vyprávěl podobný příběh. Nekomprimovaný 7.68TB disk skončil s výkonem 237 tisíc IOPS a latencí 91 µs, zatímco komprimovaný 7.68TB disk byl za ním s 213 IOPS a latencí pouhých 101.9 µs.
Dále jsme přešli k našim testům klonů VDI, Full Clone (FC) a Linked Clone (LC). Všechny disky vykazovaly při spouštění VDI FC mírnou nestabilitu. V komprimovaném režimu skončil 7.68TB CSD 3000 opět na vrcholu s 270K IOPS a latencí 126.9 µs; v komprimovaném režimu opět dosáhl nejvyšší kapacity 7.68TB disku (který ve skutečnosti překonal komprimovaný 3.84TB disk) s 242K IOPS a latencí 141.9 µs.
Počáteční přihlášení do VDI FC vypráví jiný příběh, protože komprimované disky byly mnohem lepší, zatímco nekomprimované disky byly všude možně. Komprimovaný disk s kapacitou 7.68 TB dosáhl vrcholu 244 tisíc IOPS s latencí 117.2 µs, zatímco model s kapacitou 3.84 TB dosáhl vrcholu 210 tisíc IOPS s latencí 137.2 µs. Nekomprimované disky skončily s výkonem 127 tisíc IOPS s latencí 231.1 µs (7.68 TB) a 94 tisíc IOPS s latencí 312.4 µs (3.84 TB).
Komprimovaný disk CSD 3000 i v našem posledním testu FC, Monday Login, nadále ohromoval, kde jeho nejlepší číslo bylo 144 tisíc IOPS s latencí 106.9 µs (7.68 TB). Nekomprimovaný disk s kapacitou 7.68 TB vykázal 100 tisíc IOPS s latencí 154.6 µs.
Nyní přejdeme k LC testům, kde všechny disky vykazovaly v Boot testu stabilní výsledky. Komprimované disky si nadále udržely svou dominanci (zejména 7.68TB, který zaznamenal 131 tisíc IOPS a latenci 120.1 µs). Nejvýkonnější nekomprimovaný disk (7.68TB) dokázal dosáhnout 110 IOPS při 144.4 µs.
U nekomprimovaných disků jsme v testu LC Initial Login pozorovali nestabilní chování, když se blížily 20 000 IOPS; jejich konečné číslo bylo 49 tisíc IOPS/157.1 µs (3.84 TB) a 56 tisíc IOPS/138 µs (7.68 TB). Komprimované disky jako vždy vykazovaly lepší výkon a stabilitu a test dokončily s hodnotami 73 tisíc IOPS/103.1 µs (3.84 TB) a 80 tisíc IOPS/94.4 µs (7.68 TB).
V našem úplně posledním testu se nekomprimované disky stále ocitají pod úrovní výkonu ve srovnání s komprimovanými verzemi. V testu LC Monday Login, který opět vykazoval zvláštní nárůsty latence u komprimovaných disků, dosáhly disky s kapacitou 3.84 TB a 7.68 TB výkonu 62 tisíc IOPS/250.1 µs, respektive 75 tisíc IOPS/207.5 µs. Konečné číslo komprimovaného disku bylo mnohem lepší, 109 tisíc IOPS/140.9 µs (3.84 TB) a 124 tisíc IOPS/123.5 µs (7.68 TB).
Závěr
Společnost ScaleFlux se i nadále zaměřuje na výpočetní úložiště. Disk CSD 3000, který jsme si v této recenzi prohlédli, vylepšuje starší model CSD 2000, a to především tím, že nabízí rozhraní PCIe Gen4, které mu dává mnohem vyšší výkonový potenciál.
Testovali jsme CSD 3000 pod Linuxem na našem škálovatelném serveru Intel OEM Gen3 v nekomprimovaném stavu a znovu v komprimovaném stavu 2:1, abychom využili výhod integrovaných kompresních modulů disku. Disk vykazoval vynikající výkon a nižší latenci ve všech testech s použitím komprimovatelných dat, často s dvoucifernými rozdíly výkonu.
Mezi nejvýkonnější výsledky (nejlepší výsledky/kapacita) s komprimovanými daty patří 909 tisíc IOPS při náhodném čtení 4K u 7.68TB modelu (oproti 886 tisícům IOPS bez komprese), 735 tisíc IOPS při náhodném zápisu 4K u 7.68TB modelu (454 tisíc IOPS bez komprese), 7.06 GB/s při sekvenčním čtení 64K u 3.85TB modelu (6.12 GB/s bez komprese) a 6 GB/s při sekvenčním zápisu 64K (1.82 GB/s bez komprese).
CSD 3000 vykázal v našich testech SQL a Oracle podobné komprimované a nekomprimované hodnoty, ačkoli komprimovaný disk byl konzistentnější. V jednom příkladu, SQL 80-20, dosáhl komprimovaný disk 319 IOPS s latencí 98.3 µs (model 7.68 TB), zatímco nekomprimovaný model byl znatelně pozadu s 277K IOPS s latencí 113.5 µs.
Naše testy VDI Full a Linked klonů nakonec ukázaly nejvýraznější rozdíly mezi CSD 3000 spouštěným s komprimovanými a nekomprimovanými daty – to znamená, že komprimovaná data si vedly mnohem lépe a konzistentněji. Například test VDI LC Initial Login ukázal, že nekomprimované disky dosahovaly maximálního výkonu 49 tisíc IOPS/157.1 µs (3.84 TB) a 56 tisíc IOPS/138 µs (7.68 TB), zatímco komprimované disky dokončily test s výkonem 73 tisíc IOPS/103.1 µs (3.84 TB) a 80 tisíc IOPS/94.4 µs (7.68 TB).
Varování: při spouštění nekomprimovaných dat jsme zaznamenali nevysvětlitelné nárůsty latence a snížení výkonu. K tomu docházelo v rámci testování 4K/64K, SQL/Oracle a VDI FC/LC, takže se nejednalo pouze o jeden konkrétní scénář.
Silné stránky CSD3000 se nejlépe projeví, až bude schopen pracovat s komprimovatelnými daty, protože právě v tomto ohledu bude mít oproti tradičním SSD diskům celkově nejvýznamnější výhody. ScaleFlux v této verzi také přidal podporu VMWare, kterou v době, kdy jsme recenzovali starší CSD 2000, neměl. To je velké plus, ale stále chybí podpora virtualizace Windows. Nicméně CSD 3000 od ScaleFluxu stojí za zvážení, pokud dokážete sladit své pracovní zátěže s podporou platformy a značnými kompresními schopnostmi disku.
Amazon