Il y a environ deux ans, nous avons réalisé un comparatif direct entre deux SSD professionnels populaires : l’Intel P5510 et le Samsung PM9A3, tous deux plébiscités dans les centres de données. Depuis, Intel a cédé son activité SSD à une nouvelle société appelée Solidigm, soutenue par SK hynix. Aujourd’hui, nous testons le Solidigm P5520 dans le cadre d’un nouveau comparatif de SSD professionnels grand public.
Par le passé, nous avons constaté que les fiches techniques des SSD d'entreprise sont peu utiles, car elles se concentrent sur les performances d'un seul disque pour une charge de travail très spécifique. C'est pourquoi nous avons décidé de privilégier l'analyse comparative des performances des systèmes multi-disques plutôt que la simple comparaison de la bande passante d'un disque unique.
En fin de compte, le P5510 a devancé le Samsung PM9A3 dans nos scénarios de test réels. Dans cette optique, nous avons souhaité proposer à ces deux disques un test de revanche, mais cette fois avec le successeur du P5510 : le Solidigm P5520. Cette fois-ci, nous avons également inclus le Micron 7400 Pro et le Kioxia CD6 pour un ensemble de données plus complet.
Nous avons déjà examiné tous ces disques individuellement, donc dans ce rapport, nous n'irons pas en profondeur sur les performances d'un seul disque. Au lieu de cela, nous nous concentrerons sur les déploiements en entreprise de cet appareil où plusieurs disques sont utilisés conjointement les uns avec les autres. Nos tests incluent des charges de travail mixtes, des situations de voisinage bruyant et des charges de travail à écriture élevée.
Comme indiqué plus haut, en 2020, le fabricant coréen très respecté de mémoires et de dispositifs à semi-conducteurs, SK hynix, a annoncé qu'il achèterait l'activité NAND d'Intel pour 9 milliards de dollars. À partir de cette acquisition, SK hynix a créé Solidigm, une nouvelle société basée aux États-Unis détenue à XNUMX % par SK hynix. Nous considérons cela comme une victoire pour les deux sociétés car cela permet à chacune de se concentrer sur son cœur de métier avec l'avantage supplémentaire pour SK hynix d'ajouter une gamme de produits existante très appréciée avec une clientèle fidèle à son portefeuille.
Solidigm P5520 contre P5510
Comparée à la P5510, la fiche technique de la P5520 ne fait apparaître qu'une légère amélioration des performances séquentielles de la P5520. Or, nous avons constaté que cette fiche technique ne reflète qu'une partie de la réalité, d'où la nécessité de réaliser ces tests.
Pourtant, les chiffres de performance ne sont qu'une partie de l'histoire; les hyperscalers et les centres de données d'aujourd'hui exigent densité et efficacité énergétique. Solidigm offre les deux à la pelle avec une réduction de 44 % de la puissance globale par rapport à ses appareils P5510 de la génération précédente. C'est grâce à l'augmentation de la capacité maximale de 7.68 To dans le P5510 à 15.36 To dans le P5520 dans la même taille de lecteur 2.5″ 15 mm. Sur un serveur entièrement rempli, ces gains s'additionnent très rapidement.
Le P5520 a mis en œuvre de nombreuses fonctionnalités demandées par ses clients, notamment plusieurs tailles de secteur, OPAL 2.0, le verrouillage d'espace de noms configurable, l'effacement sécurisé, des journaux de télémétrie améliorés, plusieurs espaces de noms dynamiques et l'auto-test des appareils.
Pour nos tests, nous avons utilisé le SSD au format U.2 de 7.68 To, une capacité courante en entreprise. Le P5520 est disponible avec des capacités allant de 1.92 To à 15.36 To. Fait intéressant, le P5520 est proposé aux formats E1.S et E1.L, très appréciés des hyperscalers et de certains serveurs. Nous sommes quelque peu surpris qu'il ne soit pas disponible au format E3.S, un nouveau format que nous anticipons voir adopté par les constructeurs de serveurs pour leurs prochaines générations de modèles. Cela dit, le P5520 est en développement depuis longtemps et il est probable que Solidigm intègre une version E3.S dans le P5540, ou dans le prochain modèle de cette catégorie de SSD.
Solidigm P5520 Performances
Pour cette comparaison, nous avons sélectionné un serveur Intel OEM, qui prend en charge huit SSD NVMe dans cette configuration. Tous les lots de SSD ont été testés à l'identique sur le même serveur.
Disques sous test, tous d'une capacité de 7.68 To :
Les spécifications de haut niveau incluent :
- 2 x Intel évolutif Gen3 8380
- 32 x 32 Go DDR4 3200 MHz
- Ubuntu 20.04.2 Live Server (charges de travail synthétiques)
- VMware ESXi 7.0u2 (charges de travail d'application)
- 8 baies PCI Gen4 U.2 NVMe
Les benchmarks ont été réalisés avec VDbench et FIO pour les benchmarks synthétiques et Percona Sysbench et Benchmark Factory pour SQL Server.
VDbench : Chaque groupe de 8 SSD NVMe est effacé de manière sécurisée, puis la totalité de la surface du disque est écrite par une opération d'écriture de 64 Ko, suivie d'une charge de travail de préconditionnement séquentielle d'une heure à 64 Ko. Une fois cette opération terminée, chaque disque se voit attribuer une partition de 25 % de sa surface (une partition de 2 To pour un SSD de 8 To).
Nous nous sommes ensuite concentrés sur un groupe de profils de charge de travail communs constitués de charges de travail mixtes communes. Nous avons également utilisé nos modèles d'E/S pour répliquer les charges de travail SQL, Oracle et VDI. Avant le début des modèles d'E/S aléatoires, nous avons effectué une heure supplémentaire d'activité d'écriture aléatoire 4K.
Profils de charge de travail
- Base de données synthétique : SQL et Oracle
- Traces de clone complet et de clone lié VDI
Dans notre charge de travail SQL, le Solidigm P5520 est sorti avec une forte avance à la latence la plus faible et a terminé avec les performances les plus élevées et la latence la plus faible. Nous avons mesuré un pic de 2.36 millions d'IOPS à 105 microsecondes à partir du P5520, le concurrent le plus proche suivant (PM9A3) mesurant 1.95 million d'IOPS à 127 microsecondes.
Avec un pourcentage d'écriture accru dans notre charge de travail SQL 90-10, le P5520 offrait à nouveau une solide avance devant les SSD concurrents. Ici, nous avons mesuré un pic de 2.23 millions d'IOPS à 111 microsecondes, suivi du PM9A3 avec 1.89 million d'IOPS à 129 microsecondes.
Après avoir augmenté le pourcentage d'écriture de 10 % à 20 % dans notre charge de travail SQL 80-20, nous avons vu les SSD se rapprocher légèrement dans leur regroupement. Ici, le P5520 a dépassé 1.99 M IOPS à 122 microsecondes, avec le PM9A3 à la traîne avec 1.79 M IOPS à 135 microsecondes.
En passant à notre charge de travail Oracle, le Solidigm P5520 conserve une forte avance sur le reste du pack, atteignant 1.9 million d'IOPS à 127 microsecondes. Dans l'ensemble, cela se compare à 1.68 M IOPS à 143 microsecondes du PM9A3, 1.66 M IOPS à 147 microsecondes du 7400 Pro ou 1.59 M IOPS du CD6 à 157 microsecondes.
Dans notre charge de travail Oracle 90-10, le P5520 a atteint 1.7 million d'IOPS à 99 microsecondes, le PM9A3 étant le prochain SSD le plus proche, mesurant 1.54 million d'IOPS à 110 microsecondes.
Dans notre charge de travail Oracle finale avec un mélange 80-20 R/W, le Solidigm P5520 a toujours maintenu la tête avec 1.63 M IOPS à 103 microsecondes. Le Samsung PM9A3 traînait toujours 2e avec une vitesse de 1.5 M IOPS à 111 microsecondes.
En passant de la base de données synthétique à la VDI, nous commençons par notre charge de travail Full Clone Boot. Ici, le Solidigm P5520 a commencé avec un léger avantage qui s'est transformé en une avance significative lorsque la charge de travail a atteint son maximum. Le P5520 mesurait 1.79 M IOPS à 137 microsecondes à son apogée, avec le PM9A3 derrière lui avec 1.51 M IOPS à 160 microsecondes.
Dans notre charge de travail de connexion initiale VDI Full Clone, le P5520 offrait un avantage de latence, bien que le débit de pointe provienne du Micron 7400 Pro. Ici, le P5520 a dépassé 909k IOPS à 201 microsecondes, avec le 7400 Pro devant lui avec 959k IOPS à 213 microsecondes.
Dans VDI Full Clone Monday Login, le Solidigm P5520 a démarré avec un temps de réponse légèrement élevé. Cependant, à mesure que la charge de travail augmentait, il offrait un profil de performance supérieur à celui des autres membres du groupe. Ici, le P5520 mesurait 634k IOPS à 156 microsecondes, avec le 7400 Pro derrière lui avec 606k IOPS à 166 microsecondes.
Notre dernier groupe de profils de charges de travail synthétiques se concentre sur les performances d'un clone lié VDI, en commençant par Boot. Dans ce test, nous avons vu le Samsung PM9A3 au premier rang, mesurant 696 149 IOPS à 5520 microsecondes, tandis que le P534 mesurait 196 XNUMX IOPS à XNUMX microsecondes.
Dans le profil de connexion initiale VDI Linked Clone, le Solidigm P5520 est arrivé juste derrière le PM9A3. Le P5520 mesurait 312 148 IOPS à 9 microsecondes, tandis que le PM3A325 mesurait 140 XNUMX IOPS à XNUMX microsecondes.
Enfin, dans notre charge de travail VDI Linked Clone Monday Login, nous avons vu le Solidigm P5520 arriver avec une avance étroite sur la latence par rapport au Micron 7400 Pro. Ici, le P5520 a mesuré 485 198 IOPS à 487 microsecondes, contre 205 7400 IOPS à XNUMX microsecondes du XNUMX Pro.
Test de pression d'écriture FIO
Les charges de travail de stockage deviennent plus complexes à mesure que les SSD suivent les demandes de lecture/écriture simultanées à un niveau d'utilisation maximal. La possibilité de traiter un IO sous une pression d'écriture simultanée devient plus intéressante que de faire des lectures là où il n'y a pas d'écritures. Les fournisseurs peuvent maintenir une activité en arrière-plan suffisamment faible pour afficher une « référence » telle que la réponse de lecture dans des conditions de déchargement. Mais ce n'est pas ainsi que fonctionnent les E/S dans le monde réel.
Cette charge de travail montre comment le SSD peut suspendre ou organiser les écritures et donner la priorité à la lecture au niveau de son micrologiciel principal et de son composant NAND. La priorité de lecture peut déterminer l'exigence de SLA pour des offres d'applications spécifiques. Ainsi, la motivation d'un test de pression d'écriture est motivée par la nécessité de tester à la fois les E/S simultanées et la résilience et la QoS d'un produit SSD.
Dans notre test de pression d'écriture, nous avons exécuté la charge de travail sur huit disques dans les groupes de test Solidigm P5520, Samsung PM9A3, Kioxia CD6 et Micron 7400 Pro. Lors du test de périphériques flash, nous avons vu de nombreux cas où les tests de lecteur individuels ne reflètent pas toujours la façon dont ce lecteur peut réagir dans un système plus actif. Pour montrer comment les performances ont été reflétées, nous avons extrait les résultats d'un seul lecteur dans chaque groupe, ce qui dans ce cas correspond au lecteur un dans chaque groupe. Les tests ont été divisés en une taille de bloc de 8 Ko et une charge de travail de taille de bloc de 16 Ko. Dans chaque test, nous nous concentrons sur le clat (latence d'achèvement), la latence au 99e centile et la latence au 99.99e centile.
En commençant par la taille de bloc 8K, nous avons examiné la latence d'achèvement pour chacun des quatre groupes de SSD, et nous avons vu une différence spectaculaire se former au début. En regardant la gamme de 100 Mo/s à 700 Mo/s, le Kioxia CD6 se démarque avec une ligne qui tombe à 350 Mo/s. En effet, au-delà de ce point, comme le test demandait une bande passante plus élevée, il plafonnait à 350 Mo/s tandis que les autres disques continuaient à grimper. Si nous regardons le débit de 350 Mo/s, le 5520 mesurait 122 microsecondes, le PM9A3 mesurait 135, le CD6 arrivait à 157 et le 7400 Pro mesurait 192.
Dans le groupe du 99e centile, le Solidigm P5520 a continué avec une forte avance sur le peloton. À 350 Mo/s, nous avons mesuré 424 microsecondes avec le P5520, 627 avec le CD6, 668 avec le PM9A3 et 742 avec le 7400 Pro.
Au 99.9e centile, nous avons constaté une séparation plus importante entre les SSD d'entreprise de ce groupe. Le P5520 a commencé nettement plus bas que les autres dans le groupe et a maintenu cette avance sur le segment de test. Si nous regardons le point de 350 Mo/s, nous avons mesuré 578 microsecondes depuis le P5520, 922 depuis le CD6, 1,074 9 depuis le PM3A1,254 et 7400 XNUMX depuis le XNUMX Pro.
Passant à la latence de 99.99e centile, en gardant la marque de 350 Mo/s comme celle pour comparer chaque disque, le Solidigm P5520 a continué à mener le peloton. Il offrait une faible latence de 717 microsecondes contre le PM9A3 avec 1,336 6 et le CD1,369 avec 7400 2,311. Le XNUMX Pro traînait de manière significative avec XNUMX XNUMX.
En augmentant la taille de bloc à 16K dans notre test de pression d'écriture, nous avons à nouveau constaté une différence significative entre les quatre SSD de cette catégorie en ce qui concerne les temps de réponse. Au début du test, en ce qui concerne la latence d'achèvement, le Solidigm P5520 et le Samsung PM9A3 étaient très proches, avec des chemins divergents à mesure que la charge de travail en écriture augmentait. Nous voyons à nouveau le Kioxia CD6 dépasser les 350 Mo/s, que nous utiliserons comme point de comparaison dans le groupe de lecteurs. Ici, le P5520 a mesuré 139.7 microsecondes contre 141 pour le PM9A3. Le CD6 mesurait 174 à ce stade, et le 7400 Pro au-dessus mesurait 216.5.
Dans la mesure du 99e centile, la différence entre chaque SSD devient plus apparente à mesure que la bande passante augmente. À 350 Mo/s, le P5520 mesurait 445 microsecondes, le PM9A3 mesurait 668, le CD6 avec 685 et le 7400 Pro à 824.
Passant à une latence de 99.9 centiles, le P5520 a maintenu son avance alors que nous avons constaté un comportement intéressant du CD6. Arrivé initialement sous le PM9A3 à 300 Mo/s, le CD6 a grimpé en latence avant d'atteindre la saturation. En suivant le même point d'échantillonnage de 350 Mo/s, nous avons mesuré le P5520 à 603 microsecondes, le CD6 à 1,037 9, le PM3A1,074 à 7400 1,418 et le XNUMX Pro à XNUMX XNUMX.
Enfin, alors que nous passons à la partie 99.99 centile du test de pression d'écriture de taille de bloc 16K, nous avons vu le Solidigm P5520 avec la latence la plus faible et le Micron 7400 Pro avec presque le triple du temps de réponse. En se concentrant sur le point d'index de 350 Mo/s, le P5520 mesurait 734 microsecondes, le PM9A3 avec 1,319 6, le CD1,565 derrière lui avec 7400 2,606 et le XNUMX Pro avec XNUMX XNUMX.
Test de voisin bruyant FIO
Traditionnellement, pour voir comment les SSD fonctionnent sous différentes charges de travail simultanées, vous appliquez simultanément des charges de travail de lecture et d'écriture à l'appareil. Ces charges de travail peuvent également inclure différentes tailles de bloc et d'autres éléments. Les SSD NVMe ont introduit un nouveau concept dans le mélange où ils peuvent offrir un provisionnement d'espace de noms multi-locataires par rapport au partitionnement commun.
Lorsque plusieurs locataires utilisent tous leurs espaces de noms provisionnés avec différentes charges de travail, la latence ne doit pas augmenter au point que le stockage ne réponde plus pour chaque locataire. Dans le test de voisinage bruyant, nous appliquons des charges de travail d'écriture mixtes à trois des six espaces de noms provisionnés et suivons la latence de lecture des trois espaces de noms restants pour voir comment chaque lecteur gère l'activité d'écriture et de lecture simultanée.
Avec plus d'appareils sur le terrain, le Solidigm P5520 était en tête pour la latence d'achèvement et les latences de 99.99 et 99.9999 centiles. En commençant par la latence d'achèvement (clat), la moyenne des temps P5520 dans l'espace de noms 4-6 mesurait 141 microsecondes, le suivant le plus proche étant le Samsung PM9A3 avec 157, suivi du Micron 7400 Pro avec 166, et enfin, le Kioxia CD6 avec 177.
Cet écart a cependant augmenté, passant au centile 99.99, où nous avons commencé à voir des disques concurrents augmenter considérablement les temps de réponse. Ici, le Solidigm P5520 a mesuré 769 microsecondes, le Samsung PM9A3 mesurant 1,049 6, le Kioxia CD1,576 avec 7400 2,281 et le Micron XNUMX Pro avec XNUMX XNUMX.
Passant à la mesure de latence de six 9 ou 99.9999, le P5520 a poursuivi son impressionnante avance sur le groupe, mesurant 1,123 9 microsecondes. Le Samsung PM3A1,494 est resté à la deuxième place, mesurant 6 2,748, le Kioxia CD7400 a bondi à 3,796 XNUMX et le Micron XNUMX Pro a mesuré un stupéfiant XNUMX XNUMX.
Performances Sysbench MySQL
Notre test Sysbench exploite un Percona pour diriger les E/S vers une base de données MySQL OLTP. Ce test mesure également le TPS moyen (Transactions par seconde), la latence moyenne et la latence moyenne au 99e centile. Chaque machine virtuelle Sysbench est configurée avec trois vDisks : un pour le démarrage (~92 Go), un avec la base de données prédéfinie (~447 Go) et le troisième pour la base de données testée (270 Go). Du point de vue des ressources système, nous avons configuré chaque machine virtuelle avec 16 vCPU et 60 Go de DRAM et avons tiré parti du contrôleur LSI Logic SAS SCSI.
Configuration des tests Sysbench (par machine virtuelle)
- CentOS 6.3 64 bits
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Tableaux de base de données : 100
- Taille de la base de données : 10,000,000 XNUMX XNUMX
- Threads de base de données : 32
- Mémoire tampon : 24 Go
- Durée du test : 3 heures
- 2 heures de préconditionnement 32 fils
- 1 heure 32 fils
Avec une charge de 16 VM (8 VM par SSD), nous avons le stockage comme principale contrainte sur les performances de MySQL, laissant une certaine marge CPU. En termes de performances, le Solidigm P5520 est arrivé en tête, mesurant 28,455 7400 TPS, suivi du 26,397 Pro avec 9 3 TPS, du PM26,312A6 avec 25,628 XNUMX et du CDXNUMX avec XNUMX XNUMX.
En ce qui concerne la latence moyenne, le P5520 était en tête avec 18.02 ms, suivi du 7400 Pro avec 19.46 ms, du PM9A3 avec 19.59 ms et du CD6 avec 19.98 ms. Il est important de noter qu'il s'agit du temps de réponse de la base de données, et non de la latence de stockage, de sorte que les nombres sont supérieurs à la seule couche d'E/S NVMe.
Dans la dernière partie, où nous mesurons la latence au 99e centile pendant la charge de travail Sysbench, le P5520 a mesuré 31.84 ms, le PM9A3 avec 34.37 ms, le 7400 Pro avec 35.44 ms et le CD6 avec 36.56 ms.
Conclusion
Lors de notre précédente plongée en profondeur du P5510, nous l'avons comparé face à face avec le PM93A. Lors de cette série de tests, le P5510 a très bien fonctionné, surpassant le lecteur Samsung. Cette fois-ci, Solidigm est de retour avec un SSD d'entreprise mis à jour, nous avons donc à nouveau effectué les tests en opposant le Solidigm P5520 au PM9A3. De plus, nous avons élargi la portée en incluant des SSD d'entreprise très respectés de Micron et KIOXIA dans la confrontation.
En regardant les fiches techniques des disques, il aurait été difficile de déchiffrer que ces lots de SSD fonctionneraient si différemment lors de nos tests, mais ils l'ont fait et de la manière la plus frappante. Un exemple de ceci est notre test FIO Noisy Neighbor où, dans le test du centile 99.99, le P5520 a battu son concurrent le plus proche de 36 % !
La tendance principale qui est facile à voir dans une large gamme de tests est que le Solidigm P5520 offre des performances exceptionnelles et une latence très faible dans tous les domaines. Il est en tête dans de nombreux domaines par rapport au Kioxia CD6, au Micron 7400 Pro et au Samsung PM9A3. Cela peut être plus visible dans le test de pression d'écriture où les SSD comme le CD6 saturent complètement bien en dessous des autres de la même classe.
Après cet exercice, nous nous retrouvons avec le P5520 à peu près là où nous en étions avec le P5510 - c'est une très bonne chose. Le P5520 est puissant sur toutes les charges de travail que nous lui avons lancées, brillant vraiment dans les charges de travail les plus intensives telles que la pression d'écriture extrême et les scénarios de voisins bruyants. L'ingénierie de Solidigm a prouvé une fois de plus que dans cette classe de SSD d'entreprise grand public, il y a un gouffre assez large et faire le bon investissement dans le flash est extrêmement important pour les performances des applications.
Solidigm sponsorise ce rapport. Tous les points de vue et opinions exprimés dans ce rapport sont basés sur notre vision impartiale du ou des produits à l'étude.
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