La serie Intel Optane SSD DC P4800X è stata lanciata a marzo 2017 con la promessa di introdurre sul mercato una nuova tecnologia di memoria di classe storage (SCM) chiamata 3D XPoint (marchiata Optane da Intel). Il P4800X è stato inizialmente disponibile sia come unità NVMe da 2.5" (U.2) che come scheda di espansione PCIe. Le capacità iniziali partivano da 375 GB, con l'obiettivo di raggiungere 1.5 TB entro la fine del 2017. Tale obiettivo non è stato raggiunto, ma Intel ha comunque lanciato modelli Optane da 750 GB a novembre . Indipendentemente dalla capacità, il P4800X ha un unico scopo: offrire la massima velocità di storage possibile alle applicazioni sensibili alla latenza nei data center.
Data la minore capacità delle unità, è meno probabile che l’azienda riempia i JBOD con SSD P4800X da utilizzare per lo storage primario. Anche se ciò è certamente possibile come soluzione mirata per le applicazioni che possono trarre vantaggio da un'archiviazione più rapida come piccoli set di dati di analisi e casi d'uso della BI. Inoltre, i fornitori di array aziendali non si sono affrettati ad adottare Optane in quantità nei loro progetti di sistema, ancora una volta in gran parte a causa delle limitazioni di capacità. HPE, tuttavia, ha esplorato l’uso di Optane come cache per i sistemi 3PAR e altri stanno sicuramente cercando di integrare questa classe di storage nei propri sistemi man mano che la tecnologia matura. Esistono, tuttavia, una serie immediata di casi d’uso eccellenti per gli SSD basati su Optane nel mondo dello storage definito dal software, dove i progetti hanno maggiore flessibilità per tenere conto di questa nuova classe di storage.
VMware vSAN è probabilmente la soluzione più visibile in questo ambito, avendo offerto supporto fin dal primo giorno per il P4800X e vantando una posizione di leadership nel settore HCI. vSAN è inoltre particolarmente adatto a sfruttare le potenzialità di queste unità di dimensioni ridotte grazie alla sua architettura a due livelli. Lo storage vSAN è organizzato in gruppi di dischi, con un livello dedicato a tutte le attività di scrittura in entrata e un livello di lettura orientato alla capacità. Attualmente, vSAN utilizza fino a 600 GB per unità nel livello di scrittura, pertanto le capacità ridotte del P4800X non rappresentano un vero e proprio limite. Per gli utenti di vSAN, questo significa che, nelle implementazioni in cui il P4800X funge da cache, le operazioni di scrittura sui cluster vSAN avvengono alla massima velocità possibile.
Questa recensione riguarda il P4800X nel formato U.2 da 375 GB. Pur essendo stato utilizzato principalmente come parte di un gruppo di dischi per la nostra prossima recensione di vSAN , abbiamo avuto modo di eseguire un sottoinsieme dei nostri test standard per SSD aziendali, al fine di fornire un quadro più completo del profilo prestazionale del P4800X.
Specifiche dell'SSD Intel Optane DC P4800X
| Fattore di forma | AIC HHHL, U.2 |
| Ultra-Grande | 375GB, 750GB |
| Interfaccia | PCIe 3x4, NVMe |
| Latenza | <10μs |
| QoS | |
| 4KB casuale, profondità coda 1, lettura/scrittura | <60/100μs |
| 4KB casuale, profondità coda 16, R/W | <150/200μs |
| Throughput | |
| 4KB casuale, profondità coda 16, R/W | fino a 550/500 IOPS |
| 4KB casuale, profondità coda 16, misto 70/30 R/W | fino a 500 IOPS |
| Resistenza | |
| DWPD | 30 |
| Petabyte scritti | |
| 375GB | 20.5 PBW |
| 750GB | 41 PBW |
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Banco di prova
Le nostre recensioni di SSD aziendali si avvalgono di un Lenovo ThinkSystem SR850 per i test applicativi e di un Dell PowerEdge R740xd per i benchmark sintetici. Il ThinkSystem SR850 è una piattaforma quad-CPU ben equipaggiata, che offre una potenza di calcolo ben superiore a quella necessaria per mettere alla prova le prestazioni di storage locale. I test sintetici che non richiedono molte risorse della CPU utilizzano il più tradizionale server dual-processor. In entrambi i casi, l'obiettivo è quello di mostrare le prestazioni di storage locale nel modo migliore possibile, in linea con le specifiche massime delle unità di storage dichiarate dai produttori.
Lenovo Think System SR850
- 4 CPU Intel Platinum 8160 (2.1 GHz x 24 core)
- 16 DRAM ECC DDR32-4Mhz da 2666 GB
- 2 schede RAID RAID 930-8i 12Gb/s
- 8 alloggiamenti NVMe
- VMware ESXI 6.5
Dell PowerEdge R740xd
- 2 CPU Intel Gold 6130 (2.1 GHz x 16 core)
- 16 DRAM ECC DDR16-4MHz da 2666 GB
- 1x scheda RAID PERC 730 da 2 GB 12 Gb/s
- Adattatore NVMe aggiuntivo
- Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64
Test di background e comparabili
Il laboratorio di test aziendale di StorageReview offre un'architettura flessibile per condurre benchmark di dispositivi di storage aziendali in un ambiente paragonabile a quello che gli amministratori incontrano nelle implementazioni reali. Il laboratorio di test aziendale integra una varietà di server, reti, sistemi di condizionamento dell'alimentazione e altre infrastrutture di rete che consentono al nostro staff di ricreare condizioni reali per valutare con precisione le prestazioni durante le nostre recensioni.
Integriamo questi dettagli sull'ambiente di laboratorio e sui protocolli nelle nostre recensioni, in modo che i professionisti IT e i responsabili dell'acquisizione di soluzioni di storage possano comprendere le condizioni in cui abbiamo ottenuto i risultati riportati. Nessuna delle nostre recensioni è finanziata o supervisionata dal produttore delle apparecchiature che testiamo. Ulteriori dettagli sul laboratorio di test aziendale di StorageReview e una panoramica delle sue funzionalità di rete sono disponibili nelle rispettive pagine.
Paragonabili per questa recensione:
- Memblaze PBlaze5 3.2 TB
- Intel P4510 2 TB
- Samsung PM1725a 1.6 TB
- Huawei ES3000 V5 3.2 TB
- Toshiba PX04 1.6 TB
Houdini di SideFX
Il test Houdini è specificamente progettato per valutare le prestazioni di archiviazione in relazione al rendering CGI. La piattaforma di test per questa applicazione è una variante del server Dell PowerEdge R740xd che utilizziamo in laboratorio, con due CPU Intel 6130 e 64 GB di DRAM. In questo caso, abbiamo installato Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) su hardware fisico. Il risultato del benchmark è misurato in secondi di completamento, dove un valore inferiore indica prestazioni migliori.
La demo di Maelstrom rappresenta una sezione della pipeline di rendering che evidenzia le capacità prestazionali dello storage dimostrando la sua capacità di utilizzare in modo efficace il file di scambio come una forma di memoria estesa. Il test non scrive i dati dei risultati né elabora i punti per isolare l'effetto wall-time dell'impatto della latenza sul componente di storage sottostante. Il test stesso è composto da cinque fasi, tre delle quali vengono eseguite come parte del benchmark, che sono le seguenti:
- Carica i punti compressi dal disco. Questo è il momento di leggere dal disco. Si tratta di un thread singolo, che può limitare la velocità effettiva complessiva.
- Decomprime i punti in un unico array piatto per consentirne l'elaborazione. Se i punti non dipendono da altri punti, il working set potrebbe essere modificato per rimanere nel nucleo. Questo passaggio è multi-thread.
- (Non eseguito) Elabora i punti.
- Li reimpacchetta in blocchi con bucket adatti per essere archiviati nuovamente su disco. Questo passaggio è multi-thread.
- (Non eseguito) Scrive nuovamente i blocchi inseriti in bucket su disco.
L'Intel Optane SSD DC P4800X ha conquistato il primo posto nel test Houdini con 1,520.4 secondi. Il P4800X ha ottenuto le migliori prestazioni tra tutte le unità Optane, nonché le migliori in assoluto.
Analisi del carico di lavoro VDBench
Quando si tratta di confrontare i dispositivi di archiviazione, il test delle applicazioni è la soluzione migliore e il test sintetico viene al secondo posto. Pur non essendo una rappresentazione perfetta dei carichi di lavoro effettivi, i test sintetici aiutano a definire i dispositivi di storage di riferimento con un fattore di ripetibilità che semplifica il confronto "mele-a-mele" tra soluzioni concorrenti. Questi carichi di lavoro offrono una gamma di profili di test diversi che vanno dai test dei "quattro angoli", ai test comuni sulle dimensioni di trasferimento del database, alle acquisizioni di traccia da diversi ambienti VDI. Tutti questi test sfruttano il comune generatore di carichi di lavoro vdBench, con un motore di scripting per automatizzare e acquisire risultati su un ampio cluster di test di calcolo. Ciò ci consente di ripetere gli stessi carichi di lavoro su un'ampia gamma di dispositivi di storage, inclusi array flash e singoli dispositivi di storage. Il nostro processo di test per questi benchmark riempie l'intera superficie dell'unità con i dati, quindi partiziona una sezione dell'unità pari al 25% della capacità dell'unità per simulare il modo in cui l'unità potrebbe rispondere ai carichi di lavoro delle applicazioni. Questo è diverso dai test entropici completi che utilizzano il 100% dell'unità e la portano in uno stato stazionario. Di conseguenza, queste cifre rifletteranno velocità di scrittura più sostenute.
Profili:
- Lettura casuale 4K: 100% di lettura, 128 thread, 0-120% irate
- Scrittura casuale 4K: scrittura al 100%, 64 thread, 0-120% irate
- Lettura sequenziale 64K: lettura al 100%, 16 thread, 0-120% irate
- Scrittura sequenziale 64K: scrittura al 100%, 8 thread, 0-120% irate
- Database sintetici: SQL e Oracle
- Clonazione completa VDI e tracce di clonazione collegata
Per prestazioni casuali di picco a 4K, l'Intel Optane SSD DC P4800X (da qui in poi denominato P4800X) è iniziato con una latenza molto più bassa rispetto alle altre unità prima di aumentare subito dopo 500 IOPS e finire per ultimo con 585,754 IOPS con una latenza di 213μs. .
Con prestazioni di picco in scrittura 4K, il P4800X ha avuto risultati migliori, finendo secondo con prestazioni di picco di circa 554 IOPS e una latenza di soli 155μs.
Passando ai carichi di lavoro sequenziali, nella nostra lettura a 64K abbiamo riscontrato uno schema simile alla lettura a 4K. Il P4800X è iniziato con una latenza molto più bassa rispetto alle altre unità prima di raggiungere circa 35 IOPS e raggiungere un picco di 40,558 IOPS o 2.53 GB/s con una latenza di 394 μs. Ciò ha posizionato il drive al quarto posto assoluto.
Per la scrittura a 64K, il P4800X è arrivato secondo con una prestazione di picco di circa 34,700 IOPS o 2.17 GB/s con una latenza di 380μs prima di diminuire leggermente.
Con il nostro carico di lavoro SQL vediamo il P4800X balzare in testa con un ampio margine con un punteggio di picco di 286,548 IOPS con una latenza di soli 111μs.
Nel nostro SQL90-10, il P4800X ha continuato a regnare con un punteggio massimo di 276,530 IOPS con una latenza di 114μs.
Rimanendo al primo posto nell'SQL 80-20, il P4800X ha raggiunto il picco di circa 266 IOPS con una latenza di circa 111μs prima di un piccolo calo.
Passando ai nostri carichi di lavoro Oracle, il P4800X è arrivato secondo con un punteggio di picco di quasi 248 IOPS e una latenza di 127μs.
Nell'Oracle 90-10, il P4800X ha spazzato via gli altri drive con una prestazione di picco di 276,703 IOPS con una latenza di soli 79μs.
Sempre nell'Oracle 80-20, abbiamo visto il P4800X in testa con 265,769 IOPS e una latenza di soli 82μs.
Successivamente, siamo passati al nostro test clone VDI, Full Clone (FC) e Linked Clone (LC). Per VDI FC Boot, il P4800X è partito molto bene prima di balzare in piedi e raggiungere il terzo posto con una prestazione di picco di 167,856 IOPS e una latenza di 199μs.
Con VDI FC Initial Login, il P4800X è arrivato nuovamente terzo con 108,159 IOPS e una latenza di 274μs.
Per VDI FC Monday Login, il P4800X è balzato al secondo posto con una prestazione di picco di 97,198 IOPS e una latenza di 163μs.
Passando al VDI LC Boot, il P4800X è riuscito a conquistare il primo posto con un punteggio di 93,095 IOPS e una latenza di 171μs.
VDI LC Inizial Login ha ottenuto un altro primo posto per il P4800X con un punteggio di 66,463 IOPS e una latenza di 118μs.
Infine, il nostro test VDI LC Monday Login ha visto il P4800X al secondo posto con 67,085 IOPS con una latenza di 235μs.
Conclusione
L'Intel Optane SSD DC P4800X è un'altra unità rilasciata con la tecnologia 3D XPoint di Intel. Come suggerisce il nome, l'unità è progettata specificamente per i data center ed è disponibile nei comuni fattori di forma U.2 e AIC HHHL. Uno degli svantaggi che diventa immediatamente evidente è che l'unità è disponibile solo con capacità da 375 GB e 750 GB. Ciò da un lato limita i suoi casi d'uso, ma dall'altro i suoi casi d'uso sono prevalentemente orientati verso carichi di lavoro e applicazioni in cui la bassa latenza è fondamentale rispetto alla capacità. A questo proposito, la tecnologia Optane ha dimostrato di essere leader del settore sia nei carichi di lavoro aziendali che degli utenti finali.
La piccola capacità del P4800X è il motivo per cui abbiamo un piccolo buco nella nostra normale raffica di benchmark. La capacità dell'unità non era abbastanza grande per eseguire SQL o Sysbench, quindi non sono presenti in questa recensione dell'unità singola. Sul primo carico di lavoro di analisi delle applicazioni che siamo riusciti a eseguire, Houdini di SideFX, il P4800X è stato il migliore in assoluto con 1,520.4 secondi. Nel nostro VDBench, il P4800X ha dominato su tutta la linea con QD bassi. Le prestazioni di fascia alta sono state più contrastanti con il P4800X, dove alcuni prodotti NVMe tradizionali lo hanno superato in termini di prestazioni. Tuttavia, ne ha spazzati via altri in aree come SQL e Oracle 90-10 e 80-20. I punti salienti del P4800X includono oltre mezzo milione di IOPS in entrambi i test 4K, 2.53 GB/s in lettura 64K e 2.17 GB/s in scrittura 64K. In tutti e tre i test SQL, il P4800X ha superato un quarto di milione di IOPS e ha raggiunto o superato i 250 IOPS nei nostri test Oracle. Ma a parte le prestazioni di picco, Intel Optane P4800X ha avuto latenze estremamente basse. In ogni test la latenza è iniziata molto bassa, in genere molto inferiore a quella di tutte le altre unità. E in alcuni casi, il P4800X ha registrato prestazioni di picco con una latenza di soli 79μs in Oracle 90-10 e 82μs in Oracle 80-20.
Per i carichi di lavoro a bassa latenza, attualmente non c'è nulla che si avvicini all'Intel Optane SSD DC P4800X. Sebbene esistano aree in cui i prodotti NVMe tradizionali possono superarlo in termini di larghezza di banda complessiva e IOPS, in generale il P4800X non si adatterebbe a questi casi d'uso in base ai suoi parametri di prezzo/capacità. È entusiasmante, tuttavia, pensare alle possibilità offerte dalla tecnologia Intel Optane una volta che le unità aziendali raggiungeranno i livelli di capacità più elevati; soprattutto qualcosa nella classe da 2 TB che è ancora una delle preferite dai fornitori di array, nonostante gli SSD SAS da 30 TB siano comunemente disponibili. Nel nostro caso d'uso specifico relativo a vSAN, il P4800X offre le prestazioni più veloci possibili per il livello della cache di scrittura. Per chiunque desideri il massimo da vSAN, il P4800X è lo standard di fatto.
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