Die Intel SSD DC P3700-SSD-Serie ist Intels neueste NVMe-SSD, die für Mainstream-Anwendungen und Speichersystemanbieter entwickelt wurde. Der P3700 ist sowohl im 2.5-Zoll- als auch im PCIe-Zusatzkartenformat und mit Kapazitäten von bis zu 2 TB erhältlich. Am oberen Ende liefert der P3700 bis zu 2,800 MB/s sequentielles Lesen, 2,000 MB/s sequentielles Schreiben und 450,000 zufällige 4K-Lese-IOPS. Über die Hero-Zahlen hinaus zielt Intel beim P3700 jedoch speziell auf Vorhersagbarkeit der Leistung ab, da die Konstanz der IOPS ebenso wichtig ist wie die Spitzenleistung.
Bei den P3700-Laufwerken handelt es sich um vertikal integrierte Lösungen von Intel; Sie produzieren den Controller, NAND (20 nm MLC) und die Firmware. Dadurch erhält Intel einen besseren Einblick in die Eigenschaften des Laufwerks und gestaltet den Support und zukünftige Verbesserungen effizienter. Intel bietet Treiberunterstützung für die meisten modernen Betriebssysteme und das Laufwerk ist während der fünfjährigen Garantie für 17 Schreibvorgänge pro Tag ausgelegt.
Die P3700 ist Teil der breiten Palette an Enterprise-SSDs von Intel. Die größten Unterschiede zum P3500 und P3600 liegen vor allem in der Ausdauer. Während das P3700 im Vergleich zum P3500 und P3600 eine leichte Durchsatzsteigerung erfährt, bleibt die Latenz bei allen drei Laufwerken gleich. Laut Note liefert das P3700 jedoch eine Ausdauerleistung von bis zu 17 DWPD, während das P3500 und das P3600 3 bzw. 3 DWPD bieten. Intel bietet auch die P3608 an, bei der es sich mehr oder weniger um zwei P3600 auf einer Zusatzkarte handelt, die die Kapazität (4 TB) und die Leistung (5000 MB/s) einer einzelnen P3600-SSD verdoppelt.
Unser Testbericht bezieht sich auf die Kapazität von 2 TB im 2.5-Zoll-Formfaktor.
Intel SSD DC P3700 NVMe SSD Spezifikationen
- Serienname: Intel SSD DC P3700-Serie
- Kapazitäten: 400 GB, 800 GB, 1.6 TB, 2 TB
- Sequentielles Lesen: Bis zu 2800
- Nachhaltiges Schreiben: Bis zu 2000
- Leistung (MB/s)
- Lesen Sie: Bis zu 460
- Schreiben Sie: Bis zu 175
- Zufälliger E/A-Lesen
- Schreibvorgänge (70/30 Lese-/Schreibvorgänge pro Sekunde, 4 KB K-IOPS): Bis zu 265
- Lebenslange Lebensdauer: 17 Laufwerksschreibvorgänge pro Tag
- Latenz beim Lesen/Schreiben: 20 µs / 20 µs
- Schnittstelle: Non-Volatile Memory Express (NVMe*) PCIe* 3.0 x4
- Formfaktor Höhe/Gewicht:
- 2.5 Zoll: 15 mm/bis zu 125 Gramm
- AIC: Halbe Höhe, halbe Länge (HHHL) /195 Gramm
- Lebenserwartung: 2 Millionen Stunden. Mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF), 230 Jahre
- Energieverbrauch
- Aktiv: <25 W (Schreiben) / <11 W (Lesen)
- Leerlauf: 4 W typisch
- NAND-Flash-Speicher: Intel NAND-Flash-Speicher Multi-Level Cell (MLC) 20 nm
- BETRIEBSTEMPERATUR:
- 2.5-Zoll-FF: 0 °C bis 35 °C Umgebungstemperatur mit empfohlenem Luftstrom, 0 °C bis 70 °C Gehäusetemperatur
- AIC: 0 °C bis 55 °C Umgebungstemperatur mit empfohlenem Luftstrom
- RoHS-Konformität: Erfüllt die Anforderungen der RoHS-Konformitätsrichtlinien der Europäischen Union (EU).
- Software-Unterstützung: Intel® Solid-State Drive Data Center Tool
Design und bauen
Die Intel DC P3700 ist eine NVMe-SSD mit einem 2.5-Zoll-Formfaktor und einer Z-Höhe von 15 mm. Sie ist dicker als andere SSDs, passt aber trotzdem in die meisten Arrays, da viele davon sowohl für die Aufnahme von 3.5-Zoll-Festplatten als auch für die dickeren 2.5-Zoll-Festplatten ausgelegt sind. Das Außengehäuse besteht aus gebürstetem Metall und ist oben mit einem Aufkleber mit Informationen wie Serien-/Modellnummern versehen. Die gegenüberliegende Ecke trägt das Intel-Branding. Oben befinden sich vier Schrauben, um das Außengehäuse abzunehmen.
An den Seiten des Laufwerks befinden sich vier Löcher zur Montage (2 auf jeder Seite).
Die Unterseite des Laufwerks verfügt über über die gesamte Oberfläche verlaufende Rillen zur Wärmeableitung. Zur Befestigung sind 4 Löcher vorhanden. Unten sieht man auch die PCIe-Schnittstelle, die zwar optisch einer SAS-Schnittstelle ähnelt, aber eine deutlich höhere Leistung ermöglicht.
Im Inneren des Laufwerks befinden sich zwei Leiterplatten mit Intel 20-nm-MLC-NAND und einem Intel NVMe-Controller.
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.
Wir haben die Intel SSD DC P3700 im SuperMicro SuperServer 2028U-TNR4T+-System getestet und sie mit den folgenden anderen NVMe-SSDs verglichen:
- Samsung XS1715 Enterprise NVMe SSD
- Memblaze PBlaze 4 SSD
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 ersten Benchmarks für die Intel SSD DC P3700 umfassen daher die MySQL OLTP-Performance (mittels 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.
StorageReview verwendet für seinen Microsoft SQL Server OLTP-Test das aktuelle Entwurfsprotokoll des Transaction Processing Performance Council Benchmark C (TPC-C), eines Benchmarks 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.
Bei der Betrachtung der SQL Server-Ausgabe hatte das Intel-Laufwerk mit 3,157.469 TPS den höchsten Durchsatz einer einzelnen VM; Allerdings lag der XS1715 in TPS innerhalb von 0.1. Das Intel-Laufwerk hatte eine führende Gesamtleistung von 3,157.341 TPS.
Ein Blick auf die durchschnittlichen Latenzergebnisse während des SQL Server-Benchmarks für 15 Benutzer zeigte, dass das Intel-Laufwerk mit 7 ms an der Spitze der Liste liegt, wobei die Gesamtzeit ebenfalls 7 ms betrug. Die Ergebnisse waren identisch mit denen der Samsung SSD, während das Memblaze-Laufwerk eine Gesamtzeit von 7.5 ms aufwies.
Der nächste Anwendungsbenchmark besteht aus einer über SysBench gemessenen Percona MySQL OLTP-Datenbank. Dieser Test misst die durchschnittliche TPS (Transaktionen pro Sekunde), die durchschnittliche Latenz sowie die durchschnittliche 99. Perzentil-Latenz. Percona und MariaDB verwenden die Flash-fähigen Anwendungs-APIs von Fusion-io in den neuesten Versionen ihrer Datenbanken, obwohl wir für diesen Vergleich jedes Gerät in seinen „alten“ Blockspeichermodi testen.
Im Benchmark „Durchschnittliche Transaktionen pro Sekunde“ zeigte die Intel SSD DC P3700 mit insgesamt 5,779.7 TPS die beste Leistung und übertraf damit leicht das Memblaze-Laufwerk, bei dem eine einzelne VM 5,717.2 TPS erreichte.
Die durchschnittlichen Latenzergebnisse waren eher gleich, wobei das Intel-Laufwerk mit insgesamt 22.15 ms an der Spitze der Bestenliste stand. Memblaze schnitt mit einer Laufzeit zwischen 22.34 ms und 22.42 ms und einer Gesamtlatenz von 22.38 ms am zweitbesten ab.
In unserem Worst-Case-MySQL-Latenzszenario (99. Perzentil-Latenz) erreichte die Intel-Festplatte eine beeindruckende Gesamtzeit von nur 45.97 ms, während die Memblaze-VMs zwischen 58.03 ms und 58.00 ms liefen.
Synthetische Workload-Analyse für Unternehmen
Die Leistung von Flash-Speichern variiert mit der Anpassung an die jeweilige Arbeitslast. Daher muss der Flash-Speicher vor jedem der synthetischen fio-Benchmarks vorkonditioniert werden , um genaue Ergebnisse zu gewährleisten. Alle vergleichbaren Laufwerke werden mit einer hohen Last von 16 Threads und einer Warteschlange von 16 Anfragen pro Thread in einen stabilen Zustand versetzt.
Vorkonditionierung und primäre stationäre Tests:
- Durchsatz (Lese- und Schreib-IOPS-Aggregat)
- Durchschnittliche Latenz (Lese- und Schreiblatenz insgesamt gemittelt)
- Maximale Latenz (Spitzen-Lese- oder Schreiblatenz)
- Latenz-Standardabweichung (Lese- und Schreib-Standardabweichung insgesamt gemittelt)
Sobald die Vorkonditionierung abgeschlossen ist, wird jedes Gerät in Intervallen über mehrere Thread-/Warteschlangentiefenprofile hinweg getestet, um die Leistung bei leichter und starker Nutzung zu zeigen. Unsere synthetische Workload-Analyse für die Intel SSD DC P3700 verwendet zwei Profile, die in Herstellerspezifikationen und Benchmarks weit verbreitet sind. Es ist wichtig zu berücksichtigen, dass synthetische Workloads niemals zu 100 % die in Produktions-Workloads beobachtete Aktivität widerspiegeln und in gewisser Weise ein Laufwerk in Szenarien ungenau darstellen, die in der realen Welt nicht auftreten würden.
- 4k
- 100 % Lesen und 100 % Schreiben
- 8k
- 70 % Lesen/30 % Schreiben
In unserem Durchsatz-4K-Schreibvorkonditionierungstest war der Intel P3700 der Spitzenreiter, da er mit etwa 400,000 IOPS begann und einen stabilen Zustand von knapp 170,000 IOPS erreichte. Das Samsung XS1715 zeigte Burst-Ergebnisse knapp hinter dem Intel-Laufwerk, fiel jedoch auf den letzten Platz und hinter das viel beständigere Memblaze zurück.
Als nächstes schauen wir uns die durchschnittliche Latenz an, bei der sowohl die Intel- als auch die Samsung-Festplatte bei etwa 0.6 ms anfing und nach 20 Minuten einen Spitzenwert erreichte. Das Intel-Laufwerk blieb für den Rest des Tests das stabilste der beiden und belegte den Spitzenplatz. Das Memblaze war jedoch hinsichtlich der Latenz das beständigste Laufwerk.
Die Messung der maximalen Latenz zeigte, dass die Intel SSD mit deutlichem Abstand das stabilste Laufwerk war und sich während des gesamten Tests um die 25-ms-Latenzmarke bewegte, ohne dass es zu größeren Spitzen kam. Das Samsung und insbesondere das Memblaze verzeichneten während unserer maximalen Latenzwerte starke Spitzen.
Standardabweichungsberechnungen sollen es einfacher machen, die Konsistenz der Ergebnisse der SSD-Latenzleistung zu visualisieren. In diesem Szenario hatte das Intel-Laufwerk einen guten Start, zeigte jedoch einen deutlichen Anstieg der Latenz um die 22-Minuten-Marke. Danach blieb es ziemlich stabil, belegte den Spitzenplatz und lag am Ende bei knapp 1.5 ms.
Beim primären synthetischen 4K-Benchmark war das Memblaze-Laufwerk mit beeindruckenden 717,172 IOPS mit Abstand der Spitzenreiter in der Lesespalte, während das Intel-Laufwerk mit 172,672 IOPS die beste Schreibleistung zeigte.
Bei der Betrachtung der durchschnittlichen Latenz waren die Ergebnisse mehr oder weniger gleich, da das Intel-Laufwerk 0.56 ms beim Lesen und 1.48 ms beim Schreiben anzeigte und damit knapp hinter dem Memblaze-Laufwerk lag.
Bei der maximalen Latenz erzielte der Intel P3700 mit nur 33.1 ms die Spitzenleistung beim Schreiben, während die höchste maximale Leselatenz vom Samsung mit 5.8 ms erreicht wurde.
Bei der Betrachtung der Standardabweichung spiegelten sich die Ergebnisse wider, wobei das Intel-Laufwerk mit 1.377 ms erneut führend bei der Schreiblatenz war. Das Samsung XS1715 zeigte mit 0.08 ms die höchste Leselatenz.
Unser nächster Workload verwendet 8 Übertragungen mit einem Verhältnis von 70 % Lesevorgängen und 30 % Schreibvorgängen. Auch hier beginnen wir mit den Vorkonditionierungsergebnissen, bevor wir zu den Haupttests übergehen. Beim Durchsatz zeigte das Intel-Laufwerk zu Beginn des Tests mit deutlichem Abstand Spitzenleistungen und belegte mit einem konstanten Wert von rund 176,000 IOPS den zweiten Platz.
Die durchschnittliche Latenz zeigte ein ähnliches Bild, wobei das Intel-Laufwerk zu Beginn des Tests die beste Leistung zeigte, nur um bei der 70-Minuten-Marke einen großen Anstieg zu zeigen. Am Ende erreichte es einen stabilen Zustand von etwa 1.6 ms und sicherte sich erneut den zweiten Platz.
Bei der Betrachtung der maximalen Latenz war das Intel-Laufwerk bei weitem das leistungsstärkste Laufwerk und zeigte durchgehend eine einigermaßen konstante Latenz. Das Memblaze-Laufwerk verzeichnete eine sehr inkonsistente Latenz und verzeichnete während des gesamten Benchmarks enorme Spitzen.
Die Standardabweichung zeigte im ersten Teil des Tests bei allen Laufwerken eine durchgehende Latenz. Auch hier zeigte der Intel P3700 die besten Ergebnisse, da er nur in wenigen Fällen Spitzenwerte über 1.2 ms erreichte.
Nachdem wir das Intel P3700-Laufwerk vollständig vorkonditioniert hatten, haben wir es unserem Haupttest mit 8K 70/30 unterzogen. Beim Durchsatz zeigte das Intel-Laufwerk während des gesamten Tests den besten Durchsatz, bis zum Schluss, als das Memblaze in der letzten Warteschlangentiefe mit über 166,250 IOPS davonzog.
Die Ergebnisse der durchschnittlichen Latenzzeiten zeigten ähnliche Ergebnisse, wobei die Intel- und Memblaze-Laufwerke bis zur absoluten Gleichstandsphase ein Kopf-an-Kopf-Rennen lieferten, wo letztere im Terminal erneut davonzogen. Das Intel-Laufwerk startete bei etwa 0.2 ms.
Ein Blick auf die maximale Latenz zeigte, dass das Intel-Laufwerk insgesamt die besten Ergebnisse erzielte, da es nur wenige Male die 20-ms-Marke überschritt. Das Samsun XS1715 erzielte jedoch die beständigsten Ergebnisse, da es die geringsten Latenzspitzen aufwies.
Die Ergebnisse der Standardabweichung zeigten ein Kopf-an-Kopf-Rennen zwischen den Intel- und Memblaze-Laufwerken bis hin zu den Terminal-Warteschlangentiefen. Insgesamt erzielte jedoch das Intel-Laufwerk mit einer Spanne von 0.2 ms bis nur 1.15 ms die besten Gesamtergebnisse.
Fazit
Das Intel P2 ist mit Kapazitäten von bis zu 3700 TB erhältlich und stellt das Top-Laufwerk der Familie dar, das sowohl für Mainstream-Anwendungen als auch für Anbieter von Speichersystemen konzipiert ist. Intel hat seine neue Familie von NVMe-Enterprise-Laufwerken mit drei verschiedenen Produktlinien und zwei verschiedenen Formfaktoren (2.5″ und PCIe-Zusatzkarte) mit insgesamt 12 verschiedenen Kapazitäten auf den Markt gebracht. Es gibt nicht viele Unternehmen (außer den großen Drei), die sich einen solch beeindruckenden Start leisten können. Bei den P3700-Laufwerken und ihrer Familie handelt es sich ebenfalls um vertikal integrierte Lösungen, was bedeutet, dass Intel den Controller, NAND (20 nm MLC) und die Firmware herstellt (Intel bietet auch Treiberunterstützung für Betriebssysteme). Dadurch kann Intel die Eigenschaften des Laufwerks besser verstehen und so sein Laufwerk effektiv unterstützen und in Zukunft optimiertere Verbesserungen anbieten.
Wenn man sich die Leistung ansieht, ist es offensichtlich, dass der Intel DC P3700 ein Kraftpaket ist, da er bei vielen unserer getesteten Workloads die Nase vorn hat. Allerdings haben wir es mit den NVMe-SSDs Samsung XS1715 1.6 TB und Memblaze PBlaze4 3.2 TB verglichen. In unserem SQL Server-Test hatte das Intel-Laufwerk mit beeindruckenden 3,157.5 TPS den höchsten Durchsatz und lag insgesamt bei 3,157.341 TPS. Darüber hinaus lag das Intel-Laufwerk mit 1715 ms bei der durchschnittlichen Latenz gemeinsam mit dem Samsung XS7.0 an der Spitze. In unseren Sysbench-Tests sahen wir erneut eine beeindruckende Leistung mit einem Spitzen-TPS von 5,779.7, einer durchschnittlichen Gesamtlatenz von 22.15 ms und einem Worst-Case-Gesamtergebnis (99. Perzentil) von 45.97 ms.
Während unserer wichtigsten synthetischen Benchmarks erzielte der Intel DC P3700 einen 4K-Durchsatz von 457,230 IOPS beim Lesen und eine Spitzenleistung beim Schreiben von 172,672 IOPS. Bei der durchschnittlichen Latenz lag das Intel-Laufwerk beim Lesen bei 0.56 ms und beim Schreiben bei 1.48 ms vorne, während es mit einer maximalen Latenz-/Standardabweichungs-Leseleistung von 8.5 ms beim Lesen bzw. 0.236 ms vorne lag. Für die Intel DC P3700 ging es in unserem 8K-70/30-Workload deutlich bergauf, da die Leistung des Laufwerks in allen Kategorien fast an der Spitze der Bestenliste lag.
Vorteile
- Gute Leistung bei allen Workloads
- Insgesamt die beständigste Leistung
Nachteile
- Die maximale Kapazität beträgt 2 TB
Fazit
Die Intel SSD DC P3700 NVMe SSD bietet eine enorme Leistung, die zudem vorhersehbar bleibt, was sie zur idealen Wahl für die meisten Rechenzentren macht.
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