Après la publication de notre article sur l'option d'inscription de Microsoft Fonctionnalité NVMe native sur Windows Server 2025Nous avons reçu de nombreuses demandes de comparaison directe des performances de stockage entre Windows Server 2025 avec NVMe natif et un système d'exploitation serveur basé sur Linux. Un utilisateur de Reddit particulièrement enthousiaste a même… nous a offert de la bière pour le faire ! Puisqu'il y avait évidemment N'ayant pas d'autres options raisonnables, nous avons décidé d'effectuer les mêmes tests sous Linux.
Il y a très longtemps, dans une version d'OS très, très lointaine
Le noyau Linux prend en charge NVMe depuis Version 3.3, sorti en mars 2012. De même, le protocole est pris en charge sur Windows Server (de manière non native, via une traduction SCSI) depuis 2012 R2, vers octobre 2013. Plus d'une décennie plus tard, les utilisateurs débattent encore pour savoir si Windows ou Linux est le meilleur système d'exploitation pour le stockage, nous avons donc pensé alimenter encore un peu le débat avec des résultats de tests comparatifs entre les deux.
Disposant de résultats de tests pour Windows Server 2025 avec des architectures de stockage natives et non natives, il nous a semblé pertinent d'évaluer deux architectures de stockage sous Linux. Pour nos tests FIO, nous avons utilisé libaio et io_uring, deux des API les plus populaires pour les transactions de stockage. Si io_uring est nettement plus récente et offre de nombreuses améliorations pour les E/S asynchrones, libaio reste largement utilisée pour sa flexibilité et sa simplicité d'utilisation (Didona, Pfefferle, Ioannou, Metzler et Trivedi, 2022). Une description architecturale complète de ces deux architectures dépasse le cadre de cet article, mais nous présentons néanmoins des résultats permettant une comparaison directe.
Tests NVMe sur Ubuntu Server 24.04.4 LTS
Notre plateforme matérielle pour cette comparaison est le même serveur que celui utilisé dans notre Article sur la prise en charge native des mémoires NVMe dans Windows Server 2025Pour garantir un débit maximal et des résultats constants, il est équipé de deux processeurs AMD EPYC 9754 à 128 cœurs, de 768 Go de mémoire DDR5 à 4 800 MT/s et de quinze… SSD NVMe Solidigm P5316 de 30.72 To avec PCIe 4.0 en configuration JBOD.
Comme indiqué dans notre précédent article, le Solidigm P5316 possède une unité d'indirection de 64 kilo-octets, ce qui signifie que les performances d'écriture pour les petites tailles (comme les tests de 4 Ko) sont souvent inférieures aux attentes. Nous avons donc exécuté différents tests avec des tailles de blocs de 4 Ko, 64 Ko et 128 Ko afin d'obtenir un large éventail de résultats pour les opérations de lecture et d'écriture.
Nous avons choisi Ubuntu Server 24.04.4 LTS comme exemple de distribution Linux en raison de sa popularité et de son support à long terme. Il utilise par défaut le noyau Linux 6.8, qui n'est ni le plus récent ni le plus avancé, mais qui représente probablement une part importante des installations dans le monde.
Points forts
- Windows Server 2025 avec NVMe natif remporte trois des quatre tests de performances en lecture.
- Utilisation du processeur plus faible observée avec Windows Server lors de la plupart des tests
- Ubuntu Server 24.04.4 LTS remporte trois des quatre tests de performances en écriture.
| Métrique | 4K aléatoires | 64K aléatoires | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Windows non natif | Windows natif | Linux libaio | Linux io_uring | Windows non natif | Windows natif | Linux libaio | Linux io_uring | |
| Lecture aléatoire | ||||||||
| Bande passante (Gio/s) | 6.1 | 10.058 | 9.198 | 9.504 | 74.291 | 91.165 | 77.517 | 77.7 |
| IOPS | 1,598,959 | 2,636,516 | 2,411,000 | 2,491,000 | 1,217,176 | 1,493,637 | 1,270,000 | 1,273,000 |
| Latence moyenne (ms) | 0.169 | 0.104 | 0.198 | 0.192 | 0.239 | 0.207 | 0.377 | 0.376 |
| Utilisation totale du processeur (%) | 72.67 | 74.22 | 99.77 | 99.76 | 68.44 | 65.11 | 83.16 | 84.72 |
| Métrique | Séquentiel 64K | Séquentiel 128K | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Windows non natif | Windows natif | Linux libaio | Linux io_uring | Windows non natif | Windows natif | Linux libaio | Linux io_uring | |
| Lecture séquentielle | ||||||||
| Bande passante (Gio/s) | 35.596 | 35.623 | 31.867 | 31.433 | 86.791 | 92.562 | 97.05 | 97 |
| IOPS | 583,192 | 583,638 | 522,000 | 515,000 | 710,978 | 758,252 | 795,000 | 795,000 |
| Latence moyenne (ms) | 0.809 | 0.812 | 0.919 | 0.932 | 0.613 | 0.608 | 0.603 | 0.604 |
| Utilisation totale du processeur (%) | 44.89 | 37.11 | 53.94 | 41.74 | 61.56 | 49.56 | 75.14 | 76.90 |
| Métrique | 4K aléatoires | 64K aléatoires | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Windows non natif | Windows natif | Linux libaio | Linux io_uring | Windows non natif | Windows natif | Linux libaio | Linux io_uring | |
| Écriture aléatoire | ||||||||
| Bande passante (Gio/s) | 1.803 | 1.756 | 1.876 | 1.815 | 7.654 | 7.655 | 7.652 | 7.651 |
| IOPS | 472,725 | 460,383 | 492,000 | 476,000 | 125,391 | 125,406 | 125,000 | 125,000 |
| Latence moyenne (ms) | 0.992 | 1.028 | 0.974 | 1.007 | 3.814 | 3.816 | 3.827 | 3.828 |
| Utilisation totale du processeur (%) | 26.00 | 20.67 | 45.76 | 22.80 | 12.22 | 9.33 | 20.07 | 10.90 |
| Métrique | Séquentiel 64K | Séquentiel 128K | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Windows non natif | Windows natif | Linux libaio | Linux io_uring | Windows non natif | Windows natif | Linux libaio | Linux io_uring | |
| Écriture séquentielle | ||||||||
| Bande passante (Gio/s) | 44.67 | 50.087 | 52.283 | 52.25 | 50.477 | 50.079 | 52 | 52.083 |
| IOPS | 731,859 | 820,603 | 856,000 | 856,000 | 413,495 | 410,232 | 426,000 | 427,000 |
| Latence moyenne (ms) | 0.399 | 0.558 | 0.560 | 0.560 | 1.022 | 1.149 | 1.126 | 1.125 |
| Utilisation totale du processeur (%) | 70.44 | 57.78 | 61.88 | 62.75 | 58.44 | 47.33 | 61.49 | 44.27 |
À noter: Nos résultats d'IOPS sous Linux sont arrondis au millier près en raison des différences de rapport FIO entre Windows Server 2025 et Ubuntu Server 24.04.4 LTS. Les résultats relatifs à la bande passante, à la latence et à l'utilisation du processeur sont arrondis de manière uniforme sur les deux plateformes.
Les chiffres ne mentent pas
On constate immédiatement qu'Ubuntu ne surpasse pas Windows dans tous les domaines. Si libaio et io_uring ont affiché d'excellents débits lors de nos tests de bande passante en lecture aléatoire, leurs performances restent inférieures à celles de la pile NVMe native de Microsoft. Le noyau Windows NT a devancé le noyau Linux d'environ 17 % lors de nos tests de lecture aléatoire 64K, avec un débit de 91.165 Gio/s sur NVMe natif, contre 77.7 Gio/s pour io_uring.
Cependant, tout espoir n'est pas perdu pour la terreur technologique de Torvalds. Ubuntu Server a devancé de peu Windows Server dans l'un de nos tests de performance en lecture : le test séquentiel de 128 Ko. Dans ce test, libaio de Linux a obtenu les meilleurs résultats avec 97.05 Gio/s, contre 92.562 Gio/s pour la technologie NVMe native de Windows, soit une différence d'environ 5 %. Cela indique que Linux pourrait avoir un léger avantage pour la gestion de blocs de taille supérieure à la taille des unités d'indirection des disques.
La bande passante en écriture aléatoire était constante sous Linux et Windows, notamment lors des tests de performances à 64 Ko. L'écart entre les meilleurs et les pires résultats de ces tests n'était que de 0.05 %, ce qui indique que toutes les configurations de stockage ont exploité pleinement le potentiel des disques.
Il est intéressant de noter que le noyau Linux 6.8 a remporté la victoire lors des tests de bande passante d'écriture séquentielle pour des tailles de blocs de 64 Ko et 128 Ko. Bien que la différence ne soit pas énorme, les piles logicielles open source ont battu le NVMe natif de Windows Server d'environ 2 Gio/s dans les deux cas.
Les résultats de latence ont généralement suivi ceux des tests de débit, comme l'illustre la différence entre les moyennes de lecture aléatoire. Malheureusement pour Tux, libaio et io_uring ont présenté une latence plus élevée, avec une différence maximale de 0.17 ms entre le NVMe natif de Windows Server (0.207 ms) et libaio (0.377 ms) pour des lectures aléatoires de 64 Ko.
La révélation la plus surprenante de nos tests est sans doute l'écart considérable d'utilisation du processeur entre Windows Server 2025 et Ubuntu Server 24.04.4 LTS. Dans trois des quatre tests de lecture aléatoire et séquentielle, le SSD NVMe natif de Windows Server a affiché la plus faible utilisation du processeur. Le résultat le plus remarquable a été observé lors du test de lecture séquentielle de 128 Ko, où Windows a consommé 27.34 % de ressources en moins que Linux.
L'utilisation du processeur avec libaio et io_uring s'est avérée légèrement meilleure lors des tests d'écriture aléatoire et séquentielle, mais cela n'a pas suffi à empêcher le NVMe natif sur Windows Server de l'emporter dans trois des benchmarks. Une exception notable concerne l'utilisation du processeur par libaio lors du test d'écriture aléatoire 4K, qui a atteint 45.76 % du processeur système, tandis que les autres solutions de stockage se situaient autour de 20 %.
Gagnant Gagnant, Dîner CPU
Nos résultats montrent que Windows Server et Ubuntu Server affichent des performances très proches lors de tests comparatifs, tant aléatoires que séquentiels, pour différentes tailles de blocs. En termes de bande passante, Windows Server 2025 avec NVMe natif a généralement surpassé Linux dans la plupart des tests de lecture, tandis que Linux a obtenu des résultats légèrement meilleurs en écriture. Nos mesures de latence confirment cette tendance, mais le point fort réside dans l'efficacité du processeur de Windows Server 2025 avec NVMe natif.
Microsoft a manifestement déployé des efforts considérables pour faire de sa nouvelle solution de stockage la meilleure possible, et bien qu'elle ne le soit pas… toujours Face à libaio et io_uring, il offre une belle résistance. Bien que ces résultats ne soient pas définitifs pour tous les cas d'utilisation et toutes les configurations serveur, ils peuvent aider les administrateurs système à choisir entre un serveur Windows et un serveur Linux lorsque les performances de stockage priment sur la compatibilité avec le système d'exploitation.
Faites-nous part de votre avis sur ces résultats en commentant sur nos réseaux sociaux ou sur le Discorde SRVous attendiez-vous à ce que Windows Server obtienne d'aussi bons résultats à nos tests, ou espériez-vous un succès pour Linux ? Souhaiteriez-vous voir davantage de distributions ou de noyaux Linux pour serveurs testés ? Vos commentaires nous intéressent toujours, et les tests demandés par nos lecteurs, comme celui-ci, deviennent souvent nos articles préférés.
Références
Didona, D., Pfefferle, J., Ioannou, N., Metzler, B. et Trivedi, A. (13 juin 2022). Comprendre les API de stockage modernes : une étude systématique de libaio, SPDK et io_uring. SYSTOR '22, 120-121. Consulté le 3 avril 2026 sur https://atlarge-research.com/pdfs/2022-systor-apis.pdf
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