Die Intel SSD DC P4500-Serie ist Teil der Intel 3D NAND SSD-Reihe des Unternehmens und wurde für den Umgang mit softwaredefinierten Cloud-Infrastrukturen in der gesamten Multi-Cloud-Umgebung entwickelt, insbesondere um den Platzbedarf der Server zu reduzieren. Mit seiner Verfügbarkeit in den Formfaktoren 2.5-Zoll-PCIe, HHHL PCIe und „Ruler“ bietet der P4500 eine Menge Flexibilität und wird den Anforderungen einer Reihe unterschiedlicher physischer Anwendungsfälle gerecht. Das Intel-Laufwerk verfügt außerdem über eine Paar-zu-CPU-Kernzuordnung, die sowohl eine hohe Laufwerksanzahl als auch die Skalierung mehrerer SSDs auf Intel-Plattformen unterstützt.
Die P4500 SSD wird von einem völlig neuen NVMe-Controller angetrieben und Intel gibt an, dass sie für leseintensive Arbeitslasten und zur Maximierung der CPU-Auslastung optimiert wurde. Daher wird angegeben, dass die Intel-Reihe bis zu 3,300 MB/s bzw. 1,900 MB/s bei sequentiellen Lese- und Schreibvorgängen und mehr als 645,000 IOPS bzw. 65,600 IOPS bei 4K-Zufallslese- und -Schreibleistung erreicht. Wir werden uns das 2-Zoll-Modell mit 2.5 TB ansehen, das angeblich Ergebnisse im unteren Teil des Leistungsbereichs der P4500-Reihe liefert: 3,200 MB/s Lesen und 1,050 MB/s Schreiben bei sequenzieller Leistung, während es potenziell 490,000 IOPS erreicht Lesen und 38,000 IOPS Schreiben bei zufälliger Leistung.
Was die Zuverlässigkeitsfunktionen betrifft, verfügt der Intel P4500 über einen sehr nützlichen integrierten End-to-End-Datenschutz, der für zusätzliche Sicherheit sorgt. Dazu gehören der Schutz vor unbemerkter Datenbeschädigung und die PLI-Technologie (Power Loss Imminent). Letztere schützt Laufwerksinhalte durch Energieverwaltungschips, Kondensatoren, Firmware-Algorithmen und einen integrierten PLI-Selbsttest vor unvorhergesehenem Stromausfall.
Das 5-Zoll-Intel P2.5 ist mit einer 4500-Jahres-Garantie ausgestattet und mit Kapazitäten von 1 TB, 2 TB und 4 TB erhältlich.
Technische Daten der Intel SSD DC P4500-Serie
| Formfaktor | 2.5-Zoll-PCIe 3.1 x4 |
| Kapazität |
1 TB, 2 TB, 4 TB |
| Interface | |
| NAND- | 3D-NAND-TLC |
| Leistung | |
| Sequenzielles Lesen |
3200MB / s |
|
Sequenzielles Schreiben
|
1050MB / s |
| Zufälliges 4K-Lesen |
490,000 IOPS |
| Zufälliges 4K-Schreiben | 38,000 IOPS |
| Zuverlässigkeit | |
| Ausdauer | 1.89 PBW |
| Mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF) |
2 Millionen Stunden |
| Vibrationsbetrieb | 2.17 GRMS |
| Vibration außer Betrieb | 3.13 GRMS |
| Schock (im Betrieb und außer Betrieb) | 1000 G/0.5 ms |
| Tuning | |
| Leerlauf | |
| Durchschnittlich | Sequentielle Durchschn. 13.8 W (Schreiben), 9.5 W (Lesen) |
| Garantie |
5-Jahr-Garantie mit kostenlosem technischen Support
|
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 P4510 8 TB, 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 Intel P4500 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.
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 sahen wir den Intel P4500 2 TB mit nur 4,476.3 TPS auf dem letzten Platz.
Bei der durchschnittlichen Sysbench-Latenz belegte das P4500 mit 28.6 ms erneut den letzten Platz.
Betrachtet man unser Worst-Case-MySQL-Latenzszenario (99. Perzentil-Latenz), platzierte sich das P4500 mit 53.7 ms am Ende der Bestenliste, direkt hinter dem HGST-Laufwerk.
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.
In unserem Houdini-Workload lag der Intel P4500 mit einer 8-Frame-Renderzeit von 3,067 Sekunden im unteren Mittelfeld der getesteten Laufwerke. Im Vergleich dazu erzielte das P4510 solide 2,595.7 Sekunden.
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 haben wir die zufällige 4K-Leseleistung untersucht, bei der alle Laufwerke während des gesamten Benchmarks eine Latenz von weniger als einer Millisekunde aufwiesen. Der Intel P4500 erreichte einen Spitzenwert von 463,745 IOPS mit einer Latenz von 275.1 μs und lag damit deutlich hinter den anderen getesteten Laufwerken.
Als nächstes haben wir uns die 4K-Schreibleistung angesehen, und hier erreichte der P4500 einen Spitzenwert von 107,159 IOPS und 1,191.2 μs Latenz und belegte damit erneut den letzten Platz.
Beim Übergang zur sequentiellen Leistung haben wir uns unsere 64K-Benchmarks angesehen. Beim sequentiellen Lesen von 64 KB verzeichneten alle Laufwerke im gesamten Benchmark eine Latenz von unter einer Millisekunde. Der P4500 erreichte einen Spitzenwert von 24,009 IOPS oder 1.5 GB/s mit einer Latenz von 337 μs.
Beim sequentiellen Schreiben mit 64 KB blieb das P4500 erneut deutlich hinter der Konkurrenz zurück und erreichte einen Spitzenwert von nur 8,399 IOPS oder 524 MB/s bei einer Latenz von 1,893 μs.
Als Nächstes haben wir uns unsere SQL-Workloads angesehen, bei denen wiederum kein Laufwerk die 1-ms-Latenz überschritt. Der P4500 erreichte einen Spitzenwert von 113,441 IOPS mit einer Latenz von 280.9 μs.
In unserem SQL 90-10 verzeichnete der Intel P4500 eine Spitzenleistung von lediglich 95,208 IOPS und eine Latenz von 335μs.
Der SQL 80-20 zeigte dem Intel P4500 einen Spitzenwert von 82,092 IOPS bei einer Latenz von 389μs. Der P4510 hingegen schnitt mit einem Spitzenwert von 204,683 IOPS und 156 μs exponentiell besser ab.
Die Oracle-Workloads zeigten erneut alle Laufwerke mit einer Leistung von weniger als einer Millisekunde. Im Oracle-Workload erreichte der P4500 einen Spitzenwert von 74,764 IOPS mit einer Latenz von 480 μs.
Unter Oracle 90-10 hinkte das P4500 mit 78,496 IOPS und einer Latenz von 278μs hinterher.
In unserem letzten Oracle-Benchmark (80-20) zeigte das P4500 einen Spitzenwert von 67,820 IOPS und eine Latenz von 324μs.
Als nächstes wechselten wir zu unserem VDI-Klontest „Full“ und „Linked“ (beschriftet mit FC bzw. LC). Beim VDI Full Clone Boot blieb der P4500 mit einem Spitzenwert von 76,736 IOPS und einer Latenz von 446 μs erneut deutlich hinter den Vergleichswerten zurück.
Beim ersten VDI FC-Login verzeichnete der P4500 einen Spitzenwert von nur 30,102 IOPS und eine Latenz von 991 μs.
Mit VDI FC Monday Login erreichte der P4500 eine Spitzenleistung von 24,678 IOPS und eine Latenz von 639 μs.
Beim VDI LC Boot-Test verzeichnete das P4500 einen Spitzenwert von 40,181 und eine Latenz von 395 μs.
Beim VDI LC Initial Login wurden nur 14,386 IOPS und eine Latenz von 546 μs erreicht, womit es deutlich hinter den stärker leistungsorientierten Laufwerken zurückbleibt.
Bei unserem letzten Test, dem VDI LC Monday Login, erreichte der P4500 einen Spitzenwert von 18,937 IOPS und einer Latenz von 841 μs.
Fazit
Bei der Intel P4500-Serie handelt es sich um eine NVMe-SSD, die das neue 3D-NAND des Unternehmens nutzt und in den Formfaktoren 2.5-Zoll-PCIe, HHHL PCIe und „Ruler“ erhältlich ist. Den ersten davon haben wir uns für diesen Test angesehen. Das Laufwerk verfügt über eine maximale Kapazität von 4 TB (4 TB für die 2.5-Zoll-Modelle, 8 TB für die Ruler-Version) und bietet Geschwindigkeiten von 3,200 MB/s bei der sequenziellen Leseleistung und 490,000 IOPS beim Lesen bei zufälliger Leistung. Wie aus den obigen Tabellen hervorgeht, wurde der P4500 mit der Veröffentlichung des P4510 verbessert.
Wenn man sich die Details unserer Benchmark-Ergebnisse ansieht, zeigte das P4500 in praktisch allen Kategorien eine schlechtere Leistung, mit Ausnahme unseres Houdini-Tests, der speziell zur Bewertung der Speicherleistung in Bezug auf CGI-Rendering entwickelt wurde. Hier erzielte es mit einer 8-Frame-Renderzeit von 3,067 Sekunden Ergebnisse im unteren Mittelfeld. In Sysbench hatte das P4500 in unserem Transaktionstest 4,476.3 TPS, 28.6 ms durchschnittliche Latenz und 53.7 ms im Worst-Case-Szenario.
In unseren VDbench-Benchmarks fiel das P4500 in unseren Tests deutlich zurück. Während der 4K-Tests erreichte das Intel-Laufwerk einen Spitzenwert von 463,745 IOPS mit einer Latenz von 275.1 μs beim Lesen und 107,159 IOPS und 1,191.2 μs beim Schreiben. Für sequenzielle 64K-Auflösung erreichte das Laufwerk 1.5 GB/s mit einer Latenz von 337 μs beim Lesen und 524 MB/s mit einer Latenz von 1,893 μs beim Schreiben.
Auch hier ist es erwähnenswert, dass Intel den P4500 ziemlich schnell auf den P4510 aktualisiert hat, was offensichtlich ein würdiges Upgrade ist. Die P4500-SSDs sind immer noch recht weit verbreitet und tauchen an vielen Orten auf, beispielsweise im VMware vSAN-Cluster, den wir überprüfen; Daher ist es in diesem Zusammenhang wichtig, die zugrunde liegende Antriebsleistung zu verstehen. Unter sonst gleichen Bedingungen ist das P4510 jedoch eindeutig der bessere Kauf für diejenigen, die an einem aggressiveren Leistungsprofil interessiert sind.
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