Huawei brachte 2016 die ES3000 V3 NVMe Enterprise SSD auf den Markt – sein erstes NVMe-Laufwerk für Unternehmen. Insgesamt war das Laufwerk ein gelungener erster Versuch, da NVMe gerade erst in den anspruchsvollsten Anwendungen von Rechenzentren Einzug hielt. Diesen Sommer hat Huawei die V3-Familie mit dem ES3000 V5-Portfolio weiterentwickelt. Die Produktankündigung erfolgte auf der Interop, wo Huawei zahlreiche Details des kommenden Laufwerks enthüllte, das im vierten Quartal dieses Jahres allgemein verfügbar sein wird. Im Vergleich zur V3 bieten die V5-Laufwerke eine höhere Kapazität, Leistung und Zuverlässigkeit.
Die ES3000 V5-Laufwerke basieren auf 64-Layer-TLC-NAND und der neuesten Generation des hauseigenen Controllers von Huawei. Die Laufwerke sind mit Kapazitäten von bis zu 8 TB im U.2-Formfaktor erhältlich. Die Huawei-Ingenieure glauben, dass sie den V5 fast an die Schnittstellengrenze gebracht haben und eine Lesebandbreite von 3.5 GB/s erreicht haben. Darüber hinaus können die Laufwerke 3.2 GB/s Schreibgeschwindigkeit und IOPS über 825 KB erreichen. Huawei gibt an, dass die ES3000-V5-Serie mit bis zu 3 DWPD für 5 Jahre und maximal bis zu 35.04 PB geschrieben eine recht hohe Ausdauer aufweist.
Unser Testmodell ist der U.3.2-Formfaktor ES2P V3600 mit 5 TB Kapazität. Die Serie besteht aus zwei Modellen, dem ES3500P V5 und dem ES3600P V5. Während der ES3600P V5 über geringere Rohkapazitäten verfügt, bietet er eine bessere Schreibleistung und eine höhere Ausdauer. Es ist zu beachten, dass es sich bei unserem Modell um eine Vorproduktion handelt, es wurde jedoch mit einem fast fertigen Firmware-Build getestet.
Huawei ES3000 V5 Spezifikationen
| Modell | ES3500P V5 | ES3600P V5 |
| Formfaktor | U.2 | |
| Interface | NVMe 1.3 | |
| NAND- | 3D TLC | |
| Kapazität | 1 TB, 2 TB, 4 TB, 8 TB | 800 GB, 1.6 TB, 3.2 TB, 6.4 TB |
| Leistung | ||
| Sequentielles Lesen / Schreiben |
1 TB: 3500/1000 MB/s 2 TB: 3500/1900 MB/s 4 TB: 3500/3200 MB/s 8 TB: 3500/2600 MB/s |
800 GB: 3500/1000 MB/s 1.6 TB: 3500/1900 MB/s 3.2 TB: 3500/3200 MB/s 6.4 TB: 3500/3050 MB/s |
| Zufälliges Lesen/Schreiben |
1 TB: 420/63 IOPS 2 TB: 740/90 IOPS 4 TB: 825/110 IOPS 8 TB: 825/150 IOPS |
800 GB: 420/115 IOPS 1.6 TB: 740/195 IOPS 3.2 TB: 825/300 IOPS 6.4 TB: 825/250 IOPS |
| Durchschnittliche Lese-/Schreiblatenz | 88μs/14μs | |
| Energieverbrauch | ||
| Leerlauf | 5W | |
| Max | 21W | |
| Ausdauer | ||
| DWPD | 1 für 5 Jahre | 3 für 5 Jahre |
| TBW |
1 TB: 1.825 PBW 2 TB: 3.65 PBW 4 TB: 7.3 PBW 8 TB: 14.6 PBW |
800 GB: 4.38 PBW 1.6 TB: 8.76 PBW 3.2 TB: 17.52 PBW 6.4 TB: 35.04 PBW |
| Zuverlässigkeit | ||
| MTBF | 2.5 Millionen Stunden | |
| AFR | ≤0.35% | |
| UBER | 10-18 | |
| Temperatur | ||
| Nicht betriebsbereit | -40 ° C bis + 70 ° C | |
| Betrieblich | 0°C bis 70°C (U.2) | |
| Gewicht | <182 g | |
Designen und Bauen
Die Huawei ES3600 V5 ist eine U.2-SSD mit einem 2.5-Zoll-Formfaktor. Das Laufwerk besteht größtenteils aus schwarzem Metall und ist auf der Vorderseite mit einem Aufkleber versehen, auf dem Informationen wie Modellnummer und Kapazität sowie das Firmenlogo angegeben sind.
Die Unterseite des Laufwerks ist mit einem Kühlkörper bedeckt.
Leistung
Testbed
Unsere Enterprise-SSD-Tests basieren auf einem Lenovo ThinkSystem SR850 für Anwendungstests und einem Dell PowerEdge R740xd für synthetische Benchmarks. Der ThinkSystem SR850 ist eine leistungsstarke Quad-CPU-Plattform mit deutlich mehr Rechenleistung als für anspruchsvolle lokale Speichertests erforderlich ist. Synthetische Tests mit geringerem CPU-Bedarf nutzen den herkömmlichen Dual-Prozessor-Server. In beiden Fällen ist es unser Ziel, lokale Speicherlösungen optimal darzustellen und die maximalen Spezifikationen der Speicherhersteller zu erfüllen.
Lenovo Think System SR850
- 4 x Intel Platinum 8160 CPU (2.1 GHz x 24 Kerne)
- 16 x 32 GB DDR4-2666 MHz ECC-DRAM
- 2 x RAID 930-8i 12 Gbit/s RAID-Karten
- 8 NVMe-Schächte
- VMware ESXI 6.5
Dell PowerEdge R740xd
- 2 x Intel Gold 6130 CPU (2.1 GHz x 16 Kerne)
- 16 x 16 GB DDR4-2666 MHz ECC-DRAM
- 1x PERC 730 2GB 12Gb/s RAID-Karte
- Add-in-NVMe-Adapter
- Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64
Hintergrund und Vergleiche testen
Das StorageReview Enterprise Test Lab bietet eine flexible Architektur für Benchmarks von Enterprise-Speichergeräten in einer Umgebung, die den Anforderungen realer Implementierungen entspricht. Das Enterprise Test Lab umfasst verschiedene Server, Netzwerkkomponenten, Stromversorgungssysteme und weitere Netzwerkinfrastruktur, die es unseren Mitarbeitern ermöglichen, praxisnahe Bedingungen zu schaffen und die Leistung während unserer Tests präzise zu messen.
Wir integrieren diese Details zur Laborumgebung und den Testprotokollen in unsere Bewertungen, damit IT-Experten und Verantwortliche für die Speicherbeschaffung die Bedingungen nachvollziehen können, unter denen wir die folgenden Ergebnisse erzielt haben. Unsere Bewertungen werden weder vom Hersteller der getesteten Geräte bezahlt noch von diesem überwacht. Weitere Informationen zum StorageReview Enterprise Test Lab und eine Übersicht seiner Netzwerkfunktionen finden Sie auf den entsprechenden Seiten.
Vergleichswerte für diesen Testbericht:
- Memblaze PBlaze5 3.2 TB
- Memblaze PBlaze4 3.2 TB
- Intel P3700 2 TB
- Intel P4500 2 TB
- HGST SN100 3.2 TB
- Toshiba PX04 1.6 TB
Analyse der Anwendungsauslastung
Um die Leistungsmerkmale von Enterprise-Speichergeräten zu verstehen, ist es unerlässlich, die Infrastruktur und die Anwendungsworkloads aus produktiven Umgebungen zu modellieren. Unsere Benchmarks für die Huawei ES3600P V5 umfassen daher die MySQL-OLTP-Performance (gemessen mit SysBench) und die Microsoft-SQL-Server-OLTP-Performance mit einer simulierten TCP/C-Workload. Auf jedem Laufwerk laufen zwei bis vier identisch konfigurierte virtuelle Maschinen.
SQL Server-Leistung
Jede SQL Server-VM ist mit zwei vDisks konfiguriert: einem 100-GB-Volume für den Start und einem 500-GB-Volume für die Datenbank und Protokolldateien. Aus Sicht der Systemressourcen haben wir jede VM mit 16 vCPUs und 64 GB DRAM konfiguriert und den LSI Logic SAS SCSI-Controller genutzt. Während unsere zuvor getesteten Sysbench-Workloads die Plattform sowohl in Bezug auf Speicher-I/O als auch in Bezug auf die Kapazität ausgelastet haben, wird beim SQL-Test nach der Latenzleistung gesucht.
Dieser Test verwendet SQL Server 2014 auf virtuellen Windows Server 2012 R2-Gastsystemen und wird mit der Quest Benchmark Factory für Datenbanken durchgeführt. Das Microsoft SQL Server OLTP-Testprotokoll von StorageReview nutzt den aktuellen Entwurf des TPC-C-Benchmarks (Transaction Processing Performance Council), einen Benchmark für Online-Transaktionsverarbeitung, der die Aktivitäten komplexer Anwendungsumgebungen simuliert. Der TPC-C-Benchmark liefert im Vergleich zu synthetischen Leistungsbenchmarks genauere Ergebnisse bei der Beurteilung der Stärken und Schwächen der Speicherinfrastruktur in Datenbankumgebungen. Jede Instanz unserer SQL Server-VM für diesen Test verwendet eine 333 GB große SQL Server-Datenbank (Skalierung 1,500) und misst die Transaktionsleistung und Latenz unter einer Last von 15,000 virtuellen Benutzern.
SQL Server-Testkonfiguration (pro VM)
- Windows Server 2012 R2
- Speicherbedarf: 600 GB zugewiesen, 500 GB genutzt
- SQL Server 2014
- Datenbankgröße: Maßstab 1,500
- Virtuelle Client-Auslastung: 15,000
- RAM-Puffer: 48 GB
- Testdauer: 3 Stunden
- 2.5 Stunden Vorkonditionierung
- 30-minütiger Probezeitraum
Bei unserem SQL Server-Transaktions-Benchmark schnitt der Huawei ES3600P V5 mit einem Ergebnis von 12,641.4 TPS als Testsieger ab. Während alle Ergebnisse mit einem Abstand von 47 TPS ziemlich nahe beieinander lagen, konnte sich der ES3600P V5 gegen die anderen durchsetzen.
Bei der durchschnittlichen SQL-Latenz sehen wir eine weitere beeindruckende Leistung des Huawei-Laufwerks mit einer Latenz von nur 3 ms, besser als der Rest des Pakets.
Sysbench-Leistung
Der nächste Anwendungs-Benchmark besteht aus einer Percona MySQL OLTP-Datenbank, die mit SysBench gemessen wird. Dieser Test misst die durchschnittliche Transaktionsrate (TPS), die durchschnittliche Latenz sowie die durchschnittliche Latenz im 99. Perzentil.
Jede Sysbench- VM ist mit drei virtuellen Festplatten (vDisks) konfiguriert: eine für den Systemstart (~92 GB), eine mit der vorkonfigurierten Datenbank (~447 GB) und eine dritte für die zu testende Datenbank (270 GB). Hinsichtlich der Systemressourcen haben wir jede VM mit 16 virtuellen CPUs (vCPUs), 60 GB DRAM und dem LSI Logic SAS SCSI-Controller ausgestattet.
Sysbench-Testkonfiguration (pro VM)
- CentOS 6.3 64-Bit
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Datenbanktabellen: 100
- Datenbankgröße: 10,000,000
- Datenbankthreads: 32
- RAM-Puffer: 24 GB
- Testdauer: 3 Stunden
- 2 Stunden Vorkonditionierung von 32 Threads
- 1 Stunde 32 Threads
Beim Sysbench-Transaktions-Benchmark lag der Huawei ES3600P V5 erneut an der Spitze mit 8,914.2 TPS, etwa 650 TPS mehr als der nächste Konkurrent, der Memblaze PBlaze5.
Bei der durchschnittlichen Latenz von Sysbench setzte sich das Huawei-Laufwerk mit einer Latenz von nur 14.4 ms weiterhin gegen die anderen Laufwerke durch.
Bei unserem Worst-Case-Latenz-Benchmark lag die ES3600P V5 mit nur 27.2 ms erneut besser als die anderen SSDs.
Houdini von SideFX
Der Houdini-Test wurde speziell zur Bewertung der Speicherleistung im Zusammenhang mit CGI-Rendering entwickelt. Als Testumgebung dient eine Variante des Dell PowerEdge R740xd -Servers, den wir auch im Labor verwenden, ausgestattet mit zwei Intel 6130-Prozessoren und 64 GB Arbeitsspeicher. In diesem Fall wurde Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) direkt auf dem System installiert. Die Benchmark-Leistung wird in Sekunden gemessen; je kürzer die Laufzeit, desto besser.
Die Maelstrom-Demo stellt einen Abschnitt der Rendering-Pipeline dar, der die Leistungsfähigkeiten des Speichers hervorhebt, indem er seine Fähigkeit demonstriert, die Auslagerungsdatei effektiv als eine Form von Erweiterungsspeicher zu nutzen. Der Test schreibt die Ergebnisdaten nicht aus und verarbeitet die Punkte nicht, um den Wandzeiteffekt der Latenzauswirkungen auf die zugrunde liegende Speicherkomponente zu isolieren. Der Test selbst besteht aus fünf Phasen, von denen wir drei im Rahmen des Benchmarks durchführen:
- Lädt gepackte Punkte von der Festplatte. Dies ist die Zeit zum Lesen von der Festplatte. Hierbei handelt es sich um Single-Threaded, was den Gesamtdurchsatz einschränken kann.
- Entpackt die Punkte in ein einzelnes flaches Array, damit sie verarbeitet werden können. Wenn die Punkte nicht von anderen Punkten abhängig sind, kann der Arbeitssatz so angepasst werden, dass er im Kern bleibt. Dieser Schritt ist multithreaded.
- (Nicht ausführen) Verarbeiten Sie die Punkte.
- Packt sie in Bucket-Blöcke um, die für die Speicherung auf der Festplatte geeignet sind. Dieser Schritt ist multithreaded.
- (Nicht ausgeführt) Schreiben Sie die in Buckets unterteilten Blöcke zurück auf die Festplatte.
Beim Houdini-Test belegte das Huawei ES3600P V5 erstmals nicht den ersten Platz. Hier lag es mit 3,228.9 Sekunden ungefähr im Mittelfeld der Nicht-Optane-Laufwerke.
VDBench-Workload-Analyse
Beim Benchmarking von Speichergeräten sind Anwendungstests am besten und synthetische Tests stehen an zweiter Stelle. Obwohl sie keine perfekte Darstellung der tatsächlichen Arbeitslasten darstellen, helfen synthetische Tests dabei, Speichergeräte mit einem Wiederholbarkeitsfaktor zu vergleichen, der es einfach macht, Konkurrenzlösungen direkt miteinander zu vergleichen. Diese Workloads bieten eine Reihe unterschiedlicher Testprofile, die von „Vier-Ecken“-Tests über allgemeine Tests der Datenbankübertragungsgröße bis hin zu Trace-Erfassungen aus verschiedenen VDI-Umgebungen reichen. Alle diese Tests nutzen den gemeinsamen vdBench-Workload-Generator mit einer Skript-Engine, um Ergebnisse über einen großen Computing-Testcluster zu automatisieren und zu erfassen. Dadurch können wir dieselben Arbeitslasten auf einer Vielzahl von Speichergeräten wiederholen, einschließlich Flash-Arrays und einzelnen Speichergeräten. Unser Testprozess für diese Benchmarks füllt die gesamte Laufwerksoberfläche mit Daten und partitioniert dann einen Laufwerksabschnitt, der 25 % der Laufwerkskapazität entspricht, um zu simulieren, wie das Laufwerk auf Anwendungsauslastungen reagieren könnte. Dies unterscheidet sich von vollständigen Entropietests, bei denen 100 % des Antriebs genutzt und in einen stabilen Zustand versetzt werden. Infolgedessen spiegeln diese Zahlen höhere Dauerschreibgeschwindigkeiten wider.
Profile:
- 4K Random Read: 100 % Read, 128 Threads, 0-120 % Iorate
- 4K Random Write: 100 % Schreiben, 64 Threads, 0-120 % Iorate
- 64K sequentielles Lesen: 100 % Lesen, 16 Threads, 0-120 % Leserate
- 64K Sequentielles Schreiben: 100 % Schreiben, 8 Threads, 0-120 % Iorate
- Synthetische Datenbank: SQL und Oracle
- VDI-Vollklon- und Linked-Clone-Traces
In unserer ersten VDBench-Workload-Analyse, Random 4K Read, hatte der Huawei ES3600P V5 durchgehend eine Latenzleistung von unter einer Millisekunde. Mit einer Spitzenleistung von 762,307 IOPS und der niedrigsten Latenz von 167 μs konnte sich das Laufwerk an den anderen vorbeiziehen und sich einen Spitzenplatz sichern.
Bei zufälligen 4K-Schreibvorgängen schnitt das Huawei-Laufwerk nicht annähernd so gut ab. Das Laufwerk startete stark mit einer Spitzenleistung von etwa 485 IOPS bei einer Latenz von 23 μs, bevor die Latenz stark anstieg und die Leistung deutlich abfiel, bis es mit 321,814 IOPS und einer Latenz von 395 μs punktgleich auf dem vierten Platz landete.
Bei der Umstellung auf sequentielle Arbeitslasten zeigte das Huawei-Laufwerk in unserem 64K-Test erneut eine starke Leistung und landete mit einem Spitzenwert von 46,371 IOPS oder 2.9 GB/s bei einer Latenz von 344 μs auf dem zweiten Platz.
Beim sequentiellen 64K-Schreiben zeigte das Huawei-Laufwerk eine extrem niedrige Latenz von 57.8 μs, belegte aber mit 24,312 IOPS oder 1.63 GB/s den dritten Platz.
Als nächstes schauen wir uns unsere SQL-Tests an. Hier belegte der Huawei ES3600P V5 den dritten Platz mit einer Spitzenleistung von 242,373 IOPS bei einer Latenz von 132μs.
Bei unserem SQL 90-10 setzte sich erneut das Huawei-Laufwerk mit einer Spitzenleistung von 247,718 IOPS bei einer Latenz von 131μs an die Spitze.
Das Huawei-Laufwerk behielt mit einer Spitzenleistung von 80 IOPS und einer Latenz von 20 μs die Führung im SQL 256,219-124.
Bei unseren Oracle-Tests zeigte der Huawei ES3600P V5 erneut eine durchgehend starke Leistung. Beim ersten Test war das Laufwerk mit einer Spitzenleistung von 257,775 IOPS und einer Latenz von 137 μs der Spitzenreiter.
Beim Oracle 90-10 blieb das Laufwerk mit einer Spitzenleistung von 186,914 IOPS und einer Latenz von 117 μs an der Spitze.
Huawei behauptete seinen Spitzenplatz auf dem Oracle 80-20 mit einem Spitzenwert von 197,479 IOPS und einer Latenz von 111 μs.
Als nächstes wechselten wir zu unserem VDI-Klontest „Full and Linked“. Beim VDI Full Clone Boot kämpfte Huawei mit Memblaze PBlaze5 um den Spitzenplatz, landete jedoch mit einem Spitzenwert von 181,408 IOPS und einer Latenz von 190 μs auf dem zweiten Platz.
Beim VDI FC Initial Login belegte das Huawei-Laufwerk mit 141,531 IOPS und einer Latenz von 209 μs erneut den Spitzenplatz.
Beim VDI FC Monday-Login zeigte das Huawei mit 102,448 IOPS seinen bisher größten Vorsprung, über 25 IOPS mehr als das nächstnächste Laufwerk. Die Spitzenlatenz betrug nur 154 μs.
Beim Umstieg auf Linked Clone (LC) stolperte das Huawei-Laufwerk im Boot-Test etwas und landete mit einer Spitzenleistung von 79,488 IOPS bei einer Latenz von 200μs auf dem dritten Platz.
Mit einer Spitzenleistung von 55,572 IOPS und einer Latenz von 142 μs setzte sich das Huawei-Laufwerk beim VDI LC Initial Login wieder deutlich an die Spitze.
Bei unserem VDI LC Monday Login schließlich erreichte das Huawei-Laufwerk eine Spitzenleistung von 79,090 IOPS und eine Latenz von 200 μs und belegte damit erneut den Spitzenplatz.
Fazit
Die aktualisierte ES3000-Reihe V5 von Huawei ist ein großer Fortschritt gegenüber dem ersten NVMe-Unternehmenslaufwerk, dem ES3000 V3. Diese neue NVMe-SSD nutzt 64-Layer-3D-TLC-NAND und verfügt über Kapazitäten von 800 GB bis 8 TB. Das Laufwerk nutzt Huaweis neueste Generation von ASIC-Controllern und verfügt über potenzielle Geschwindigkeiten von 3.5 GB/s beim sequenziellen Lesen und bis zu 825 IOPS beim zufälligen Lesen. Das Laufwerk ist für den Einsatz in Datenbanken, für verteilte Speicherung, Big Data, Content-Caching, HCI und CAD/CAM konzipiert.
Betrachtet man die Leistung in unserer Anwendungs-Workload-Analyse, dominierte das Huawei ES3600P V5 alle Tests außer Houdini. In unserem SQL Server-Test erreichte das Laufwerk 12,641.4 TPS mit einer durchschnittlichen Latenz von 3 ms. In unseren Sysbench-Tests hatte der ES3000 V5 8,914.2 TPS, eine durchschnittliche Latenz von 14.4 ms und eine Latenz im schlimmsten Fall von 27.2 ms. In unserem Houdini-Test von SideFX landete das Laufwerk mit 3,228.9 Sekunden etwa im Mittelfeld.
Bei unseren VDBench-Benchmarks schnitt der Huawei ES3600P V5 in den meisten Benchmarks sehr gut ab oder belegte den Spitzenplatz. Zu den Highlights gehören 762 IOPS beim zufälligen Lesen, 2.9 GB/s sequentielles Lesen und 1.63 GB/s sequentielles Schreiben (und eine extrem niedrige Latenz von 57.8 μs). Bei unseren SQL-Workloads belegte Huawei mit 90 IOPS bzw. 10 IOPS den Spitzenplatz sowohl bei 80-20 als auch bei 247-256. Das Laufwerk zeigte in allen unseren Oracle-Tests eine Spitzenleistung und in unserem VDI-Klontest eine sehr starke Leistung. Insbesondere beim ersten und Montag-Login, wo es sowohl im Linked- als auch im Full-Clone-Test den ersten Platz belegte. Während wir uns hier eher auf die Gesamtleistung konzentrieren, ist es interessant festzustellen, wie niedrig einige der Latenzen in diesen Tests waren: 57.8 μs beim 64-KB-Schreiben, 124 μs bei SQL 80-20, 117 μs bei Oracle 90-10, 111 μs bei Oracle 80-20 und nur 142 μs bei der VDI-Linked-Clone-Erstanmeldung. Wenn die Latenz ein Problem für Ihr Unternehmen darstellt, kann das Huawei ES3000 V5 damit mehr als umgehen.
Während unserer Tests erzielte der neue ES3000 V5 durchweg hervorragende Ergebnisse und setzte sich in unseren MySQL- und SQL Server-Datenbank-Benchmarks deutlich an die Spitze. Insgesamt legt das neu veröffentlichte V5-Modell die Messlatte für kommende NVMe-SSDs noch höher und bietet Arrays, die NVMe-Laufwerke nutzen können, eine fantastische Option, die man in Betracht ziehen sollte.
Amazon