StorageReview は、テスト プロトコルとエンタープライズ ラボ開発の両方における継続的な進歩の一環として、以前にレビューした第 640 世代のフラッシュ ドライブを改めて検討しています。初期の PCIe フラッシュ ストレージ デバイスのこれらの再レビューにより、第 XNUMX 世代の PCIe ストレージ カードとアプリケーション アクセラレータの新しいレビューを展開する前に、エンタープライズ レビュー プロセスを改良および再調整する機会が得られました。私たちは過去数か月間、業界リーダーから提供された第 XNUMX 世代および第 XNUMX 世代のカードを使用して、改訂されたテスト方法を検討し、エンタープライズ ストレージの購入者にとってより適切なテスト プロトコルに焦点を当ててきました。このレビューでは、再び XNUMXGB Fusion ioDrive Duo を使用して作業しています。今回は、Windows と Linux の両方でより高度なテストを使用しています。
StorageReview チームによるエンタープライズ ストレージの評価方法は、業界リーダーや主要パートナーからの継続的な意見のおかげで進化し続けています。この共同アプローチにより、このようなレビュー出力がさらに詳細になり、業界全体に関連したものになります。メーカーと緊密に連携することで、新しいテストのアイデアを継続的にレビューに組み込むことができ、他の方法では見落とされる可能性のある項目をカバーすることができます。以下の読者は、ioDrive Duo をほぼ細部まで分析することに特化した 70 以上のチャートを見つけることができます。そしてこれには、開発中の新しい一連のアプリケーションレベルのベンチマークさえ含まれていません。詳細は高圧的に見える人もいるかもしれませんが、保管の問題を解決するために特定のキットが必要な人にとっては、これらの詳細は重要です。いつものように、読者の便宜のために、レビュー全体を XNUMX ページにまとめて以下に掲載します。
ioDrive のパフォーマンスについて詳しく説明する前に、Fusion-io のフラッシュ ストレージと一般的な SSD の主な違いをいくつか強調しておくことが重要です。 SSD 上のフラッシュ (ソリッド ステート ドライブという名前が正しく示すとおり) は SATA または SAS インターフェイスの背後に隠されており、互換性上の理由から NAND を難読化します。 ioDrive 製品を使用すると、ユーザーは基本的にフラッシュ メモリ ストレージ層にアクセスできるようになり、SSD よりも遅延が大幅に短く、全体的なパフォーマンスが向上します。この理由は、アーキテクチャと、ioDrive がホスト システムとインターフェースする方法にあります。
エンタープライズ向け PCIe SSD は、多くの場合、複数のブロックデバイスコントローラと、1 枚のカード上で複数のデバイスを RAID でまとめるための追加チップを備えていますが、Fusion-io は異なるアプローチを採用しています。Fusion ioMemory は、プロセッサがシステムメモリとやり取りするのと同様に NAND フラッシュとやり取りします。これは、PCIe を介して直接通信する Fusion-io の NAND コントローラ (FPGA) と、ホストシステムにインストールされた Fusion-io のドライバまたは仮想ストレージレイヤー ソフトウェアを組み合わせて、デバイスを従来のブロックデバイスに変換することで実現されます。Fusion-io の仮想ストレージレイヤー (VSL) を介して、ソフトウェアは互換性のためにブロックデバイスをエミュレートしますが、最近 Fusion-io は、一部のアプリケーション内でネイティブ アクセス (カーネル ブロックレイヤーをバイパス)を可能にする SDK をリリースしました。
IoMemory は、VSL ドライバーが機能するためにシステム リソースを消費し、ホスト CPU を活用しながらシステム メモリにフットプリントを作成するという意味でも従来とは異なります。 Fusion-io によると、このアーキテクチャは RAM のアーキテクチャによく似ているため、ioMemory という名前が付けられています。利点としては、ファイルの場所の検索が高速になること、ioMemory が CPU に負荷をかけるにもかかわらず、その使用効率が非常に高く、実際にトランザクションのレイテンシが低下することでパフォーマンスが向上することが挙げられます。管理の観点から見ると、もう 1 つのコア アーキテクチャの利点は、Fusion-io が NAND コントローラとして FPGA を使用しているため、非常に低レベルのソフトウェア/ファームウェアのアップデートが可能であり、バグ修正やパフォーマンスの向上に対処できることです。これは、新しいコントローラーを製造することによってのみ根本的な変更を加えることができる標準的な SSD コントローラーとは対照的です。
Fusion-io ioDrive Duoの仕様
- シングルレベルセル (SLC)
- 320GB ioDrive デュオ SLC
- 1.5GB/秒の読み取り帯域幅（64kB）
- 1.5GB/秒の書き込み帯域幅（64kB）
- 261,000 読み取り IOPS (512 バイト)
- 262,000 書き込み IOPS (512 バイト)
- アクセス遅延 0.026ms (512 バイト)
- 640GB ioDrive デュオ SLC
- 1.5GB/秒の読み取り帯域幅（64kB）
- 1.5GB/秒の書き込み帯域幅（64kB）
- 252,000 読み取り IOPS (512 バイト)
- 236,000 書き込み IOPS (512 バイト)
- アクセス遅延 0.026ms (512 バイト)
- 320GB ioDrive デュオ SLC
- マルチレベルセル (MLC)
- 640GB ioDrive Duo MLC
- 1.5GB/秒の読み取り帯域幅（64kB）
- 1.0GB/秒の書き込み帯域幅（64kB）
- 196,000 読み取り IOPS (512 バイト)
- 285,000 書き込み IOPS (512 バイト)
- アクセス遅延 0.029ms (512 バイト)
- 1.28TB ioDrive デュオ MLC
- 1.5GB/秒の読み取り帯域幅（64kB）
- 1.1GB/秒の書き込み帯域幅（64kB）
- 185,000 読み取り IOPS (512 バイト)
- 278,000 書き込み IOPS (512 バイト)
- アクセス遅延 0.03ms (512 バイト)
- 640GB ioDrive Duo MLC
- PCI-Express 2.0x8
- OSとの互換性
- Microsoft: Windows 64 ビット Microsoft XP/Vista/Win7/Server 2003/2008/2008 R2
- Linux: RHEL 5/6。 SLES 10/11; OEL 5/6; CentOS 5/6; Debian スクイーズ; Fedora 15/16;openSUSE 12; Ubuntu 10/11
- UNIX: Solaris 10 U8/U9/U10 x64。 OpenSolaris 2009.06 x64; OSX 10.6/10.7、HP-UX* 11i
- ハイパーバイザー: VMware ESX 4.0/4.1/ESXi 4.1/5.0、Hyper-V を搭載した Windows 2008 R2、Hyper-V Server 2008 R2
- 動作温度：0-55C
- 5 年間の保証または最大使用耐久性
- 確認した VSL バージョン: 3.1.1
設計と構築
Fusion ioDrive Duo は、フルハイト、ハーフレングスの x8 PCI-Express カードで、メイン インターフェイス ボードに接続された 8 つの個別の ioDimm を備えています。 PCI-Express カードは機械的には x1 デバイスですが、Gen8 プラットフォームでは帯域幅に 2 レーンを使用しますが、PCIe Gen4 システムでは 320 レーンのみ必要です。各カードは、PCIe 接続の 4 レーンを使用する固有の XNUMXGB ioMemory デバイスを表します。デザインは非常にコンパクトですっきりしており、カードの背面部分には頑丈なサポート ブラケットが付いています。これにより、カードが強化されて過酷な動作条件でも機能を維持できるようになり、美しい仕上がりの外観が得られます。
MLC ベースの ioDrive Duo の心臓部は 5 つの ioDimm です。それぞれの同一の ioDimm は、独自の Xilinx Virtex-400 FPGA と 25GB の MLC NAND プールを備えた 16 つの ioDrive を表します。私たちがレビューした ioDrive Duo は Samsung NAND を使用していましたが、Fusion-io はメーカーに依存しません。 NAND はデバイスごとに 320 個のダブルスタックの 20GB チップに分割されており、ストック フォーマットで XNUMXGB が使用可能です。この比率により、在庫のオーバープロビジョニング レベルは XNUMX% となり、ほとんどのエンタープライズ フラッシュ デバイスとほぼ同等になります。 Fusion-io は、オーバープロビジョニング レベルを変更して、ユーザーの容量をバックグラウンド アクティビティと交換することでカスタマイズとパフォーマンスの向上を可能にする機能も提供します。
機能の観点から見ると、すべての ioDrive には、電源投入から電源切断までのドライブのステータスを示す表示 LED が含まれています。アクティブな LED に応じて、カードの次のモードが表示されます。
- 電源オフ
- 電源オン (ドライバーがロードされていない、デバイスが接続されていない)
- 電源オン (ドライバーはロードされていますが、デバイスは接続されていません)
- アクティブな書き込みアクティビティ
- アクティブな読み取りアクティビティ
- ロケーションビーコン
より伝統的なアプローチとして、ioDrive Duo には標準の HDD アクティビティ LED 接続も含まれています。この接続により、コンピュータ ケースのフロントマウント HDD アクティビティ ライトを ioDrive Duo に接続できるようになります。
ioDrive Duoは、強制冷却サーバー環境での使用を想定して設計された3つのヒートシンクを備えたパッシブ冷却方式を採用しています。これらのヒートシンクは、各ioDimm上のXilinx Virtex-5 FPGAと、両方のデバイスを単一のPCIeスロットに接続するPCIeスイッチを冷却します。Fusion-ioは、周囲温度が55℃以下で、300LFMのエアフローを推奨しています。損傷を防ぐため、ioDriveは内部温度が78℃に達するとパフォーマンスを制限し、85℃で電源を切るように設計されています。ワークステーション環境では、標準構成でPCIeアドオンの冷却サポートが提供されていないため、これらのカードはワークステーション環境向けには設計されていないことに注意してください。これらの市場に対応するため、Fusion-ioは最近、アクティブ冷却を備えた単一のioDimmであるioFXを発表しました。
Fusion "Duo" ioMemory デバイスと競合する多くの PCIe ソリューションとのもう 8 つの違いは、フルパフォーマンスを維持するために x2.0 PCIe 2.0 接続で一般にサポートされる電力よりも多くの電力を必要とすることです。 PCIe 25 の電気仕様により、x8 接続から 25 W を引き出すことができます。これは、激しい書き込み条件下では、ioDrive Duo などのツイン ioDimm モデルが超える可能性があります。追加の電力を供給しなくても仕様に準拠しますが、完全な書き込みパフォーマンスは制限されます。この問題を解決するために、Fusion io は XNUMX つの解決策を提供します。 XNUMX つは外部電源アダプタを必要とするもので、もう XNUMX つはカードがサポートするシステムで XNUMX ワットを超える電力を消費できるようにするものです。インストールに最も適したオプションを決定するために、Fusion-io には、ほとんどの階層 XNUMX サーバー向けのサーバー構成ガイドがあり、最良の場合のセットアップ手順が記載されています。
ユーザーのデータを保護するために、Fusion-io は 2 つの重要な機能を提供します。まず、Fusion-io 製品には、予期しない停電時にデータの整合性を確保する電源遮断機能が含まれています。 NAND ダイの故障など、よりまれな故障の場合、第 1 世代 Fusion-io デバイスの NAND アーキテクチャの利点はフラッシュバック冗長性であり、デバイス全体をダウンさせることなく単一の NAND 故障を許容できることです。第 2 世代モデルはアダプティブ フラッシュバックを提供し、複数の NAND 障害をサポートします。
ソフトウェア
Fusion-io は、洗練された直観的なソフトウェアの幅広いポートフォリオを提供するという点で先頭に立ち、ソフトウェアを提供するとしても、これに匹敵するストレージ ベンダーはほとんどありません。 Fusion-io は、すぐに使える、GUI とコンソール アプリケーションの両方を通じて、すべての主要なオペレーティング システムの ioMemory デバイスを完全に管理するためのユーティリティを提供します。管理機能は、ユーザー容量を交換してパフォーマンスを向上させるオーバープロビジョニングを簡単に管理する方法から、ドライブ統計の監視、さらにはカードの動作に関する秒単位のライブストリーミングデータまで、あらゆるものに及びます。他の PCIe ストレージ メーカーは、このレベルのドライブ管理サポートを提供することはできません。ましてや、このレベルの直感的な使いやすさを提供することはできません。
ioSphere 低レベル フォーマット (ハイパフォーマンス モードへのオーバープロビジョニング)
ioSphere ソフトウェアの最も興味深い機能の 1 つは、ioMemory デバイスにアクセスするアクティビティの種類を確認できる機能です。この情報の範囲は、帯域幅や I/O アクティビティから、現在のデバイスの温度、残りのデバイスの耐久性、さらには VSL ドライバーによって使用されるシステム リソースにまで及びます。
ioSphere ライブ パフォーマンス ストリーミング
さらに詳細な情報を確認するには、現在選択されている ioMemory デバイスの仕様を完全に印刷したページを提供するページもあります。これは、デバイスとの間で送信される情報の総量から、PCIe バスを介して消費される現在の電力まで、あらゆるものになります。
ioShpere の生涯使用量に関する情報
情報の取得や ioDrive Duo のセットアップに GUI またはコンソール インターフェイスのどちらを好むかに関係なく、Fusion-io は、ドライブ ステータスのポーリングからドライブのフォーマットまですべてを処理するコンソールベースのユーティリティのフルラインも提供します。これらのユーティリティはすべて、複数のオペレーティング システムで動作するように設定されているため、どのプラットフォームが使用されていても動作します。 Fusion-io 製品を管理するために予備の OS をロードする必要はありません。
Fusion-io コマンド ライン ステータス (基本)
テストの背景と比較対象
エンタープライズ ハードウェアのテストに関しては、その評価に使用されるテスト プロセスと同じくらい環境が重要です。 StorageReview では、テスト対象のデバイスが最終的に使用される多くのデータ センターと同じハードウェアとインフラストラクチャを提供しています。これには、エンタープライズ サーバーに加え、ネットワーク、ラック スペース、電源調整/監視、デバイスのパフォーマンスを適切に評価するための同クラスの同等のハードウェアなどの適切なインフラストラクチャ機器が含まれます。私たちのレビューはいずれも、私たちがテストしている機器のメーカーによって支払われたり管理されたりするものではありません。当社の研究室にある製品から当社の裁量で選択された関連する比較対象となります。
StorageReview エンタープライズ テスト プラットフォーム:
レノボ ThinkServer RD240
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66GHz、12MB キャッシュ)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64 ビットおよび CentOS 6.2 64 ビット
- インテル 5500+ ICH10R チップセット
- メモリ – 8GB (2 x 4GB) 1333Mhz DDR3 レジスタード RDIMM
640GB Fusion-io ioDrive Duo
- リリース: 1 年上半期
- NANDタイプ: MLC
- コントローラー: 2 x 独自仕様
- デバイスの可視性: JBOD、OSに応じたソフトウェアRAID
- Fusion-io VSL Windows: 3.1.1
- Fusion-io VSL Linux 3.1.1
300GB LSI WarpDrive SLP-300
- リリース: 1 年上半期
- NAND タイプ: SLC
- コントローラー: 6 x LSI SandForce SF-1500 ～ LSI SAS2008 PCIe to SAS ブリッジ
- デバイスの可視性: 固定ハードウェア RAID0
- LSI Windows: 2.10.43.00
- LSI Linus: ネイティブ CentOS 6.2 ドライバー
1.6TB OCZ Z-Drive R4
- リリース: 2 年上半期
- NANDタイプ: MLC
- コントローラー: 8 x LSI SandForce SF-2200 (カスタム OCZ VCA PCIe to SAS ブリッジ経由)
- デバイスの可視性: 固定ハードウェア RAID0
- OCZ Windows ドライバー: 1.3.6.17083
- OCZ Linux ドライバー: 1.0.0.1480
標準的な合成ベンチマーク
このレビューの標準合成 IOMeter テスト部分を 4 つの部分に分割しました。 4 つ目は、標準的な低キュー深さのテストで、ワーカーごとにキュー深さ XNUMX で実行されます (合計 XNUMX つのワーカーが XNUMX 人のマネージャーに分散)。最初のテストはシングルユーザー環境により近いものですが、後半のより高いキュー深さの範囲は、I/O リクエストが積み重なったサーバーでカードが認識するものに似ています。
最初のテストでは、持続バースト状態での直線シーケンシャル読み取りおよび書き込み速度を調べます。 Fusion-io は、1.5GB MLC ベースの ioDrive Duo で 1.0GB/s の読み取り速度と 640GB/s の書き込み速度を示しています。
シーケンシャル転送性能はリード1,584MB/s、ライト1,045MB/sを計測した。
次に、IOMeter での 2MB 転送による大規模ブロックのランダム転送を見ていきます。
2MB のランダム転送では、ioDrive Duo は 1,589MB/s の読み取り速度と 1046MB/s の書き込み速度を維持しました。
次のテストでは、それぞれキューの深さが 4 の合計 1 つのワーカーを使用して、キューの深さが低いランダム XNUMXK 転送速度を調べます。
Fusion ioDrive Duo は、キューの深さが低い場合、読み取り 189MB/秒、書き込み 366MB/秒、つまり読み取り 48,403 IOPS、書き込み 93,740 IOPS という最高のパフォーマンスを実現しました。
パフォーマンスと遅延を密接に関連させて、低キュー深度の 4K ランダム転送テスト中の平均遅延とピーク遅延を調べました。 Fusion ioDrive Duo は、平均応答時間 0.0422 ミリ秒、ピーク応答時間 2.08 ミリ秒を測定しました。
合成ベンチマークの次の半分はランプ テストで、初期のキュー深さレベルからワーカーあたり最大 64 (実効 QD=256) または 128 (実効 QD=512) までのパフォーマンスをカバーします。このセクションには、サーバー プロファイル テストも含まれています。これは、当初から、要求の厳しい混合サーバー負荷の下でエンタープライズ製品がどの程度優れたパフォーマンスを発揮するかを示すように設計されています。
ioDrive Duo のランダム 4K 読み取りパフォーマンスを見ると、キュー深さ 4 および 1 では LSI WarpDrive と OCZ Z-Drive R2 のほぼ 4 倍の速度を維持しており、その前のキュー深さ 140,000 ではリードがスリップしています。競合する両方のモデルに上回りました。このテストでは、キューの深さ 64 で読み取りパフォーマンスが 120,000 IOPS に達しましたが、キューの深さ 8 以上では XNUMX IOPS 以上の速度を維持しました。
傾斜型 4K ランダム書き込みテストに切り替えると、ioDrive Duo は同様のパフォーマンス プロファイルを示し、より低いキュー深さで他の競合モデルを上回りました。このテストでは、ioDrive Duo のパフォーマンスは、キューの深さ 224,000 で書き込み速度 4 IOPS でピークに達し、キューの深さ 201,000 ～ 210,000 の間では 8 ～ 64 IOPS の間で横ばいになりました。
標準合成ベンチマークの最後のグループでは、IOMeter のサーバー プロファイルを使用して拡張されたパフォーマンスを調べます。これらのテストでは、低いキュー深度からワーカーあたり最大 128 (実効 QD=512) までのパフォーマンスを測定します。このセクションは、バースト状態のさまざまな要求の厳しい混合ワークロードの下でエンタープライズ製品がどの程度優れたパフォーマンスを発揮するかを示すことを目的としています。エンタープライズに焦点を当てた混合ワークロードでは、ファイル サーバー テストを除いて、ioDrive Duo がキューの深さ 1 と 2 で群をリードし、最も高いキューの深さでは他のドライブに後れをとりました。
エンタープライズの実世界のベンチマーク
当社のエンタープライズ トレースは、Microsoft Exchange メール サーバー環境をカバーしています。私たちは、StorageReview メール サーバーのアクティビティを数日間にわたってキャプチャしました。このサーバー ハードウェアは、Dell Perc 2970/I 統合コントローラ上の RAID2003 内の 2 台の 73GB 10k SAS ハード ドライブで動作する、Windows Server 5 R5 環境を実行する Dell PowerEdge 95 で構成されています。トレースは多数の小さな転送リクエストで構成されており、5% の強力な読み取り負荷と XNUMX% の書き込みトラフィックが発生します。
一部の PCIe デバイスでは最大のパフォーマンスを達成するためにより高い負荷が必要となるため、トレース再生用にライト プロファイルとヘビー プロファイルの両方が含まれています。ここでは、弱いプロファイルでは有効なキューの深さを 8 に制限し、重いプロファイルでは 48 に増やします。
有効なキューの深さが 8 に制限されているため、アクティビティが軽い状況を表しており、ioDrive Duo はメール サーバー トレース再生テストで平均 969MB/s という最高の転送速度を実現しました。これは、同じ条件下での LSI WarpDrive の平均 508MB/s、または OCZ Z-Drive R625 の平均 4MB/s と比較されました。許可されるキューの深さを 48 に拡張すると、Z-Drive R4 が平均速度 1,327MB/s でトップの座を獲得し、次に ioDrive Duo が速度 1,227MB/s で続き、WarpDrive SLP-300 がそれに続きました。 830MB/秒の速度。
転送速度を上げるためにキューの深さを増やすことのトレードオフの 969 つは、未処理の I/O が増加するにつれて応答時間に影響を与える可能性があることです。負荷が軽い場合、ioDrive Duo は 0.06MB/s の転送速度を維持し、応答時間は 4ms でした。 Z-Drive R1,327 は 3.5MB/s の転送速度でそれを上回り、その応答時間は 0.21 倍の 0.45ms になりました。一方、WarpDrive は 830MB/s の転送速度で平均応答時間が XNUMXms でした。
エンタープライズ総合ワークロード分析 (ストック設定)
PCIeストレージソリューションの評価において、当社は従来のバースト性能や定常状態性能だけに着目するのではなく、より深く掘り下げています。長期間にわたる平均性能を見ると、その期間全体におけるデバイスのパフォーマンスの詳細が見落とされてしまいます。フラッシュのパフォーマンスは時間の経過とともに大きく変化するため、当社の新しいベンチマークプロセスでは、各デバイスのプリコンディショニングフェーズ全体にわたって、総スループット、平均レイテンシ、ピークレイテンシ、標準偏差などの領域でパフォーマンスを分析します。ハイエンドのエンタープライズ製品では、スループットよりもレイテンシの方が重要になる場合が多くあります。そのため、当社ではエンタープライズテストラボでテストした各デバイスのパフォーマンス特性を完全に示すために、あらゆる努力を払っています。
また、Windows と Linux の両方のオペレーティング システムで異なるドライバー セットの下で各デバイスがどのように動作するかを示すパフォーマンスの比較も追加しました。 Windows の場合、最初のレビュー時点で最新のドライバーが使用されており、各デバイスは 64 ビット Windows Server 2008 R2 環境でテストされています。 Linux の場合、各 Enterprise PCIe Application Accelerator がサポートする 64 ビット CentOS 6.2 環境を使用します。このテストの主な目的は、OS のパフォーマンスがどのように異なるかを示すことです。製品シートに互換性があると記載されているオペレーティング システムがあっても、それらのパフォーマンスが必ずしも同じであるとは限りません。
テストされるすべてのデバイスは、最初から最後まで同じテスト ポリシーの下で行われます。現在、個々のワークロードごとに、デバイスはベンダーが提供するツールを使用して安全に消去され、スレッドごとに 16 の未処理のキューを持つ 16 スレッドの高負荷下でデバイスがテストされるのと同じワークロードで定常状態に事前調整されます。次に、複数のスレッド/キュー深さプロファイルで設定された間隔でテストし、軽い使用状況と重い使用状況でのパフォーマンスを示します。 100% 読み取りアクティビティのテストでは、100% 書き込みに切り替えられても、プリコンディショニングは同じワークロードで行われます。
プレコンディショニングおよび一次定常状態テスト:
- スループット (読み取り+書き込み IOPS 合計)
- 平均レイテンシ (読み取りと書き込みのレイテンシを合わせて平均)
- 最大遅延 (ピーク読み取りまたは書き込み遅延)
- レイテンシの標準偏差 (読み取りと書き込みの標準偏差を合わせて平均)
現時点では、Enterprise Synthetic Workload Analysis には、現実世界のアクティビティの反映を試みることができる 4 つの共通プロファイルが含まれています。これらは、当社の過去のベンチマークとある程度の類似性があること、および最大 8K 読み取りおよび書き込み速度、エンタープライズ ドライブで一般的に使用される 70K 30/XNUMX など、広く公開されている値と比較するための共通の根拠を持つように選択されました。また、幅広い転送サイズの組み合わせを提供する従来のファイル サーバーと Web サーバーを含む、XNUMX つの従来の混合ワークロードも含めました。これらの最後の XNUMX つは、サイトで紹介されているカテゴリのアプリケーション ベンチマークとともに段階的に廃止され、新しい合成ワークロードに置き換えられます。
- 4K
- 100% 読み取りまたは 100% 書き込み
- 100% 4
- 8K 70/30
- 70% 読み取り、30% 書き込み
- 100% 8
- ファイルサーバー
- 80% 読み取り、20% 書き込み
- 10% 512b、5% 1k、5% 2k、60% 4k、2% 8k、4% 16k、4% 32k、10% 64k
- ウェブサーバー
- 100% 読み取り
- 22% 512b、15% 1k、8% 2k、23% 4k、15% 8k、2% 16k、6% 32k、7% 64k、1% 128k、1% 512k
100 スレッドと 4 キューの高負荷下での 16% 16K 書き込みアクティビティを 6 時間にわたって観察したところ、Fusion ioDrive Duo が Lenovo ThinkServer RD240 で最高のピーク転送速度を提供したことがわかりました。これは Windows Server 2008 R2 64 ビットと CentOS 6.2 の両方に当てはまり、たまたま Windows のパフォーマンスよりわずかにリードしていました。次に登場したのは 1.6TB OCZ Z-Drive R4 でしたが、Windows のみでした。 CentOS 6.2 [1.0.0.1480] の OCZ ドライバーは、スレッド数に関係なく、より高いキュー深さのリクエストには適切に応答せず、テストのこの段階を通じて約 7,600 IOPS の速度を維持しました。次に登場したのは LSI WarpDrive SLP-300 で、Windows と Linux の両方で非常に似たスループットを提供しました。
4K 100% 書き込みプリコンディショニング テスト期間中の平均レイテンシを確認すると、最も速いドライブと最も遅いドライブは OCZ Z-Drive R4 でした。 Windows 環境では、ドライバーが完全に機能していたため、平均遅延は Fusion ioDrive Duo や LSI WarpDrive よりもはるかに短かったです。パフォーマンスがあまり良くない Linux 環境では、このカテゴリの他のデバイスよりも指数関数的に高かった。
4K 100% 書き込みプリコンディショニング テスト中の間隔ごとの最大レイテンシー出力を詳しく調べると、大量の書き込み環境でコントローラーと NAND がどれほど大きな影響を与えるかを確認できるようになります。 MLC NAND を搭載した Fusion ioDrive Duo は、ピーク遅延スパイクの点で、SLC ベースの LSI WarpDrive と MLC ベースの OCZ Z-Drive R4 の中間に位置しました。 Windows と Linux の両方でパフォーマンスを比較すると、Windows 環境では Linux よりも一貫した出力が得られ、スパイクは大幅に少なくなりましたが、スパイクが小さくなったわけではありません。 Windows の MLC ベースの Z-Drive R4 には、グラフのスケールをはるかに上回る大きなスパイクがあり、Linux のパフォーマンスは非常に安定していましたが、低 IOPS パフォーマンスでの負荷はそれほど高くありませんでした。 LSI WarpDrive は、Windows で最高のパフォーマンスを提供し、レイテンシ曲線ははるかに平坦でしたが、それでも 1,000 ミリ秒を超えるスパイクが XNUMX 回見られました。
特定のストレージ製品の最大レイテンシ パフォーマンスを考慮する場合、頻繁に無視される領域は、数千または数百万の I/O のうち、高い応答値を示した I/O の数です。このため、最も高いピークを確認するためにピーク レイテンシを監視するだけでなく、レイテンシの変動を示す標準偏差も監視することが重要です。すべての値を平均してドライブの平均レイテンシーがかなり低い場合でも、使用しているアプリケーションによっては許容できないとみなされるかなり大量の I/O が存在する可能性があります。
SLC NAND 構成により、LSI WarpDrive は非常に良好なレイテンシー標準偏差を維持し、その強みは主に Windows 環境で示されました。 Fusion ioDrive Duo は、WarpDrive で見つかったパターンと同様に、かなり一貫していましたが、標準偏差の上限付近に達しました。ドライバーのパフォーマンスを比較すると、この特定のテストでは Linux の方が一貫して高速でした。 OCZ Z-Drive R4 は、テスト期間中、広範囲でレイテンシの高い出力を示しましたが、定常状態に達すると、時々平準化し始めましたが、依然としてレイテンシが再び高い期間がありました。
プレコンディショニングテストが終了した後、すぐに一次テストのサンプリングを開始しました。定常状態では、このグループで最もスループットの高い PCIe ストレージ デバイスは、Windows の OCZ Z-Drive R4 でした。ピーク時の読み取り速度は 229,811 IOPS、書き込み速度は 56,978 IOPS でした。次に Fusion ioDrive Duo があり、読み取り 140,230 IOPS、書き込み 42,644 IOPS を測定しました。 ioDrive Duo の Windows パフォーマンスはそのすぐ下で、書き込みパフォーマンスは若干低下しました。 LSI WarpDrive SLP-300 は、Windows で最強の 4K 書き込み速度を実現し、読み取り 120,502 IOPS、書き込み 35,015 IOPS を測定しました。
高負荷の 4K 読み取りおよび 4K 書き込みの定常状態の測定では、Windows でクラス最高のスループット速度を備えた OCZ Z-Drive R4 がトップに立ち、平均遅延は読み取り 4.49 ミリ秒、書き込み 1.11 ミリ秒でした。次に Fusion ioDrive Duo が登場し、読み取り速度は Linux で 6.00 ミリ秒、Windows で 6.25 ミリ秒、書き込み速度は両方の OS で 1.82 ミリ秒でした。次に、WarpDrive が登場し、読み取り速度は Windows で 7.31 ミリ秒、Linux で読み取り 7.32 ミリ秒、書き込み速度は Windows で 2.12 ミリ秒、Linux で 2.71 ミリ秒でした。
定常状態テストのサンプリング時間にわたるピーク レイテンシを見ると、SLC ベースの LSI WarpDrive が Windows と Linux の両方で最低または最高となり、次に Windows の Fusion ioDrive Duo がピーク読み取り 426.15 ミリ秒、ピーク読み取り 170.09 ミリ秒で続きました。ピーク書き込み、次に Linux でのピーク読み取り 1,208 ミリ秒、ピーク書き込み 156.91 ミリ秒。 Windows では、OCZ Z-Drive R4 が最も高いピークを示し、Windows で読み取り 1,889 ミリ秒、書き込み 5,299 ミリ秒を測定しました。
定常状態の 4K 読み取りおよび書き込みテスト期間にわたる標準偏差を見ると、読み取りおよび書き込みアクティビティの両方について 4K テストで最も一貫した PCIe アプリケーション アクセラレータは Windows の LSI WarpDrive です。安定した 4K 書き込みパフォーマンスによるランキングでは、次に Windows の OCZ Z-Drive R4 が入り、次に Linux の WarpDrive、その次が Linux の ioDrive Duo、その次が Windows の ioDrive Duo です。安定した読み取り速度によるランキングでは、Windows と Linux の両方で ioDrive Duo のパフォーマンスが SLC ベースの WarpDrive、次に Linux の WarpDrive、そして Windows の Z-Drive R4 に続きました。
次の事前調整テストは、100K テストの 4% 書き込みアクティビティと比較して、より現実的な読み取り/書き込みワークロード分散で機能します。ここでは、70K 転送の読み取り 30% と書き込み 8% が混合されています。 8 時間にわたって 70 スレッドと 30 キューの高負荷下で 16K 16/6 混合ワークロードを観察したところ、Fusion ioDrive Duo が依然として Lenovo ThinkServer で最高のピーク転送速度を提供していることがわかりました。これは Windows Server 2008 R2 64 ビット環境と CentOS 6.2 環境の両方に当てはまり、たまたま Windows のパフォーマンスよりわずかにリードしていました。次に登場したのは 1.6TB OCZ Z-Drive R4 でしたが、Windows のみでした。次に登場したのは、Windows 環境でより高いパフォーマンスを提供する LSI WarpDrive SLP-300 です。
8K 70/30 テストの平均レイテンシーに目を移すと、ドライバー セット間の違いがより顕著になります。 Fusion ioDrive Duo は、Linux と Windows の両方で最も類似したパフォーマンスを示しましたが、ドライブが定常状態に達するにつれて Linux ドライバーセットの優位性がより明らかになりました。 LSI WarpDrive は、ドライバーセット間の平均遅延に大幅なばらつきがあり、Windows ドライバーが最高のパフォーマンスを提供しました。 Windows の OCZ Z-Drive R4 は、グループの中で平均遅延が最も低く、同時に最速のスループットを実現しました。ただし、Linux のパフォーマンスは再びチャートから外れており、Windows では平均 46 ミリ秒程度であるのに対し、Linux では平均約 6 ミリ秒でした。
ioDrive Duo、WarpDrive、および Z-Drive R4 のピーク応答時間を見ると、4K テストで確認されたのと同じ特性の多くが、読み取りアクティビティを含む 8K 70/30 ワークロードで実行されました。このテストでは、Fusion-io ioDrive Duo は最低のピーク遅延曲線で開始し、ドライブが定常状態に移行し始める 4 時間後に少し回復し始めました。当時、このグループのドライブの中で最もカーブが低かった Windows の WarpDrive よりも上位に位置していました。 Windows と Linux の ioDrive Duo のドライバーの違いを見ると、Linux ドライバーの方が高いピークを持っていましたが、テストの後半に向けてより低い (より速い) 曲線を維持しました。一方、Windows の Z-Drive R100 はピーク値が高くなりましたが、XNUMX% 書き込みワークロードでの動作と比較すると全体としては落ち着いていました。
8K 70/30 ワークロードのプレコンディショニング フェーズの標準偏差プロファイルでは、テスト期間中のカードのパフォーマンスに興味深い違いがカード間で示されています。 WarpDrive は Windows では常に最速の応答時間を示しましたが、Linux での遅延パフォーマンスには少し不満が残りました。 ioDrive Duo は Linux で最高のパフォーマンスを示しましたが、OCZ Z-Drive R4 は、このテストと 100% 書き込み 4K テストで大幅に改善されたレイテンシー標準偏差プロファイルを生成しました。
16% 16K 書き込みテストで実行した固定の 100 スレッド、4 キューの最大ワークロードと比較して、混合ワークロード プロファイルは、幅広いスレッド/キューの組み合わせにわたってパフォーマンスを拡張します。これらのテストでは、ワークロード強度を 2 スレッドと 2 キューから最大 16 スレッドと 16 キューまで広げます。最も奇妙なプロファイルは、Windows のパフォーマンスと Linux のパフォーマンスを比較した OCZ Z-Drive R4 です。 Windows では最も高速ですが、テストしたドライバーにはキューの深さのスケーリングの問題があるため、Linux では最も遅くなります。スレッドとキューの深さが低い場合、ioDrive Duo は、LSI SandForce を搭載した WarpDrive および Z-Drive R4 に対してパフォーマンスで大きくリードしました。ただし、キューの深さが増加するにつれて、他のカードのパフォーマンスは同等かそれを上回ることができました。 Windows と Linux のドライバー環境を比較すると、ioDrive Duo はワークロード全体にわたってほぼ同等のパフォーマンスを提供しました。
さまざまなレベルのスレッドとキュー アクティビティの平均完了レイテンシを比較すると、キューの深さの負荷が高くなると Windows の Z-Drive R4 が上回るまで、ほとんどの場合で WarpDrive が最低の応答時間を維持しました。 ioDrive Duo は、Windows と Linux の両方でほぼ同一のパフォーマンスを提供し、最高出力レベルではわずかな差があっただけで、Linux ドライバーセットにリードを与えました。
8K 70/30 ワークロード全体の最大レイテンシーを調べたところ、スレッドとキューの数が少なくても、ドライブのピーク応答時間が依然として高いことがわかったので興味深いものでした。 Linux の ioDrive Duo では、ほとんどのワークロードで一貫して 1,000 ミリ秒までのピークが見られましたが、Windows ドライバーははるかに穏やかでした。この特定のテストでは、Windows の ioDrive Duo が 16T/16Q 負荷まで最も低いピーク応答時間を示し、そのすぐ後ろに WarpDrive がありました。
時折発生する高いスパイクに落胆するように見えるかもしれませんが、標準偏差レイテンシ プロットを見ると、Linux の Z-Drive R4 を除くすべてのデバイスのレイテンシ プロファイルが非常に穏やかであることがわかりました。負荷が最大になるまで、Windows の ioDrive Duo が最低の標準偏差を維持し、Linux ドライバーがわずかに遅れ、次に WarpDrive、Windows の Z-Drive R4 が続きました。
ファイル サーバーのワークロードは、特定のデバイスごとに大きな転送サイズのスペクトルを表すため、ドライブは静的な 4k または 8k ワークロードに落ち着くのではなく、512b から 64K の範囲のリクエストに対応する必要があります。このセクションでは、Windows の Z-Drive R4 が最高のバースト パフォーマンスと定常状態パフォーマンスで際立っていて、次に ioDrive Duo が続きました。バースト モードでは、Windows の ioDrive Duo はより高速な速度を提供しましたが、ドライブが定常状態になると Linux のパフォーマンスと逆転しました。次に WarpDrive が登場し、バースト モードと定常状態モードの両方で Windows のパフォーマンスが向上しました。
ファイル サーバー プレコンディショニング テストの平均遅延を見ると、Z-Drive R4 は Windows の ioDrive Duo および WarpDrive を大きくリードしていました。 ioDrive では Linux と Windows のパフォーマンスの差がほとんどありませんでしたが、WarpDrive では OS 間で大きな差が見られました。
各ドライブのプリコンディショニング フェーズの最大レイテンシを確認すると、LSI WarpDrive は、Linux の最大応答時間が Windows の応答時間を 400 ミリ秒近く上回るなど、若干の弱点を示しました。 Linux の ioDrive Duo の応答ピークは Windows よりも高かったが、テスト期間中はほとんどの応答ピークがテスト内で最も低かったのに対し、Windows 側には平均して高く浮いたものの、高遅延のスパイクはほとんどなかった。 MLC ベースの OCZ Z-Drive R4 は、ファイル サーバーのプレコンディショニング プロセスのほとんどを通じて変動し、テストの最初の 10,000 時間には 40,000 ～ XNUMX ミリ秒を超えるスパイクがいくつかありました。
ファイル サーバーのプレコンディショニング テストで実行されたデバイスの標準偏差を調べると、最も驚くべき違いが LSI WarpDrive で実際に見つかりました。テスト期間中、Windows のパフォーマンスと比較して Linux I/O 応答時間が大幅に増加しました。 ioDrive Duo でも、ドライブが定常状態に達すると同様の変化が見られ、両方のパスが分岐し、Windows の応答性がグループ化されなくなりました。全体として、このセクションで最高のパフォーマンスを示したドライブは Windows 上の LSI WarpDrive で、テスト全体を通じて最も平坦な標準偏差曲線を維持しました。
16T/16Q の高い負荷の下でプリコンディショニング プロセスが終了したら、幅広いアクティビティ レベルにわたってファイル サーバーのパフォーマンスを調べました。 Fusion-io ioDrive Duo は、低いスレッド数とキュー数でも最高のパフォーマンスを維持しましたが、より高い未処理 I/O レベルでのスループットで OCZ Z-Drive R4 にのみ上回りました。
さまざまな負荷テストでの平均レイテンシーを分析したところ、テストでアクティビティが増加したため、Z-Drive R4 が平均で最も速い応答時間でトップとなりました。スレッド数ごとの未処理のキュー レベルが増加すると、Windows ドライバーのスループットがわずかに低下したにもかかわらず、ioDrive Duo の Linux 側の遅延が増加しました。
主要なファイル サーバー テストの期間中の最大レイテンシーを確認すると、Linux の ioDrive では依然としてスレッド/キュー数の低レベルおよび高レベルで 1,000 ミリ秒を超えるスパイクが見られました。ただし、Windows 版は、16T/16Q ワークロードまで、最低の一貫した最大応答時間を提供しました。
ioDrive Duo と WarpDrive の両方のファイル サーバー標準偏差プロファイルは、有効キューの深さが大きくなるまで、Windows と Linux の両方でかなり緊密な状態を維持しました。 ioDrive Duo の場合、Windows のパフォーマンスが分散する 16T/16Q レベルでは、Linux ドライバーがより安定した状態を維持しました。
最後のワークロードは、メイン出力であるテスト バージョンのプレコンディショニング フェーズを分析する方法がかなり独特です。ワークロードは 100% 読み取りアクティビティを想定して設計されているため、適切な事前調整手順がなければ、各デバイスの真の読み取りパフォーマンスを示すことは困難です。コンディショニングのワークロードをテストのワークロードと同じに保つために、パターンを反転して 100% 書き込みにしました。このため、前提条件のグラフは最終的なワークロードの数値よりも大幅に劇的になります。このような過酷な条件下では、OCZ Z-Drive R4 がバーストから定常状態まで最高のスループットを維持し、次に ioDrive Duo が続き、WarpDrive が XNUMX 位に続きました。
100% 書き込み Web サーバーのプリコンディショニング プロセスの平均レイテンシーでは、Linux の ioDrive Duo が Windows ドライバーセットよりも応答時間がわずかに短く、優れていることがわかりました。 LSI WarpDrive はほぼ同じ平均応答時間を示しましたが、Z-Drive R4 は Windows と Linux のパフォーマンスに大きな差がありました。
Web サーバーのプリコンディショニング曲線の最大レイテンシを見ると、Z-Drive R4 が最も高いピークを示しましたが、一旦横ばいになると、維持される高レイテンシのスパイクの量は少なくなりました。 ioDrive Duo を見ると、Linux のパフォーマンスはスループットと平均応答時間で優位に立っていますが、このテストでは最も高いスパイクがいくつかあり、1,200 ミリ秒以上上昇しました。一方、Windows ドライバーは全体的にスパイクが大きく、はるかに穏やかでした。 300 ～ 400 ミリ秒の範囲 (1,600 ミリ秒を超える XNUMX つの大きなスパイクを除く)。
SLC ベースの LSI WarpDrive は、Windows での Web サーバーのプリコンディショニング プロセスの間、最も低い標準偏差プロファイルを維持し、その後に Z-Drive R4 が続き、その後に Linux ドライバーを備えた WarpDrive が続きました。 Linux で ioDrive Duo を使用し、次に Windows で使用します。
プリコンディショニング プロセス後に 100% 読み取り Web サーバー ワークロードに戻すと、OCZ Z-Drive R4 は間違いなく Windows パフォーマンス内で最高のパフォーマンスを提供し、最高時のスループット速度は 4 倍以上になりました。同時に、Windows で最高のパフォーマンスを提供するのと同じ点で最も遅い Linux のパフォーマンスとは対照的でした。最小のワークロードでは、ioDrive Duo が再び最速の速度で登場しましたが、有効なキューの深さが増加すると、すぐに Z-Drive RXNUMX に追い抜かれました。
ioDrive Duo と WarpDrive は両方とも、Web サーバーの平均遅延テストでは僅差でしたが、どちらも Windows の R4 に簡単に負けました。
読み取り集中型の Web サーバー テストで 1,000 ミリ秒台のレイテンシー スパイクが一部残っていたことはやや驚きでしたが、この動作は Linux の ioDrive Duo で最も多く見られましたが、次の XNUMX つのデバイスすべてで確認されました。テストの点が違う。
Web サーバー アクティビティの標準偏差プロットは、ioDrive Duo がより高いキュー深度レートで一貫してより高い応答時間を示し、そのピークは 16T/16Q でした。これは、ワークロードが最大になるまで Windows のパフォーマンスが厳しい状態が続いていた期間でした。 LSI WarpDrive は、Linux 側の最後までレイテンシによってフラタリングが始まるまで、かなり平坦なプロファイルを維持しました。
エンタープライズ総合ワークロード分析 (ハイパフォーマンス モード)
このレビューの 3 つの PCIe アプリケーション アクセラレータのうち、パフォーマンスを向上させるためにセクター サイズまたはユーザーに表示されるフォーマットされた領域を変更する方法を提供しているのは Fusion-io ioDrive Duo だけです。ドライブの一部をパーティション分割して、他の製品では使用しないようにすることもできますが、そのプロセスはそれほど直感的ではありません。パフォーマンス向上のために容量をトレードする場合の影響に気づいていない人もいます。
このレビューの大部分は ioDrive Duo の標準機能に焦点を当てていますが、残りの部分では新しい合成ワークロード分析を再検討して、高パフォーマンス モードと標準構成の間でパフォーマンスがどのように異なるかを確認します。デバイスあたり 320 GB の標準サイズでは、ioDrive Duo は RAW NAND とユーザーに表示されるレベルの間で 20% のオーバープロビジョニング レベルを備えています。 ioDrive Duo をハイパフォーマンス モードにフォーマットすると、その容量は 256 GB、つまり 36% のオーバープロビジョニングに減少し、総容量は 640 GB から 512 GB に減少します。かなりの量の利用可能な容量をトレードすることになりますが、それが定常状態のパフォーマンスにどれほど影響するかに私たちは驚きました。場合によっては XNUMX 倍以上のパフォーマンスが見られたこともあります。
ioDrive Duo を高性能モードにすると、4K 100% 書き込みバースト速度は約 257k IOPS でほぼ同じになりましたが、定常状態のパフォーマンスの差は劇的でした。標準構成の ioDrive Duo は、プレコンディショニング フェーズの終わりにかけて 41 ～ 42k IOPS のスループット速度を維持しましたが、高性能モードではレベルが約 90,000 IOPS に達しました。これは、ユーザーの処理能力をいくらか犠牲にして 2 倍以上に増加したことになります。
スループットの高速化と並行して、4K 書き込みプリコンディショニング段階でのレイテンシーも半分に減少しました。
4K 書き込みプリコンディショニング テストの最大レイテンシ プロファイルを見ると、今回ははるかに低かったものの、多くの同じ特性が残りました。 Windows 4K の遅延は元々わずかに高かったものの、Linux 環境で見られた高遅延のスパイクは少なかったです。ドライブがハイパフォーマンス モードでフォーマットされた場合、Windows プロファイルには依然としてジッターが多くありましたが、Linux プロファイルはより安定しており、以前に見られた高遅延のスパイクはありませんでした。
高性能モードでの ioDrive Duo の劇的な改善を示す最もわかりやすいグラフは、レイテンシの標準偏差プロファイルです。バックグラウンド GC アクティビティ用のスペースが増加したため、完全な 4K 100% 書き込み負荷下では、標準偏差は以前の 25 ～ 30 ミリ秒から 2 ～ 5 ミリ秒に減少しました。
ストックモードとハイパフォーマンスモードの間で定常状態の 4K 100% 読み取りおよび書き込みスコアを比較すると、読み取りパフォーマンスの向上は見られませんでした。オーバープロビジョニングは通常、読み取りまたは書き込みのバースト速度には影響せず、定常状態の書き込み速度のみを向上させるため、これはそれほど珍しいことではありません。この場合、100% 4K 読み取りパフォーマンスは 140,000 IOPS 強にとどまり、定常状態の書き込みパフォーマンスは 40.9 ～ 42.6K から 90.4 ～ 91K IOPS に跳ね上がりました。
プリコンディショニング段階で最初に観察された 4K 書き込みレイテンシーの改善は、標準モードの 2.80 ～ 2.82 ミリ秒と比較して、高性能モード ioDrive Duo では平均 6 ～ 6.25 ミリ秒でした。
4K 読み取り平均応答時間の顕著な減少やスループットの増加は測定されませんでしたが、高性能に構成された ioDrive Duo はピーク読み取り応答をはるかに低くしました。ピークの 4K 書き込み応答時間も大幅に短縮されました。
1.70 つのオーバープロビジョニング モード間の標準偏差の差は昼と夜であり、高性能 ioDrive Duo では 1.76 ～ 25.6 ミリ秒であったのに対し、以前は 31.6 ～ XNUMX ミリ秒でした。
ランダム 4K 書き込みパフォーマンスの向上は印象的でしたが、私たちは、読み取りアクティビティが混在したワークロードで ioDrive Duo がどのように変化するかを確認することにもっと興味がありました。 8K 70/30 プレコンディショニング テストでは、ハイ パフォーマンス モードでのスループットが 51 ～ 53 IOPS の範囲から約 76 IOPS まで大幅に向上しました。バースト速度はフォーマット構成間でほぼ同様でしたが、オーバープロビジョニングされた ioDrive Duo の方がより早く定常状態に落ち始めました。
8K 70/30 ワークロードのレイテンシーを確認すると、高パフォーマンス モードの ioDrive Duo 上の Linux ドライバーと Windows ドライバーの間に適度な違いはありません。平均レイテンシーは大幅に減少し、プリコンディショニング プロセス全体にわたって非常に安定した状態を維持しました。
スループットと平均レイテンシの改善は重要ですが、ioDrive Duo の構成を変更する際にはピーク レイテンシにも注意を払う必要があります。この場合、追加のオーバープロビジョニングされたスペースにより、バックグラウンドでドライブに十分なスペースが与えられ、スパイク構成で見られた最大遅延のジャンプのほとんどが抑制されました。そうは言っても、完全になくなったわけではありませんが、活動の大部分ははるかに低いレベルに低下しました。
レイテンシの標準偏差を見ると、ioDrive Duo に追加のオーバープロビジョニング スペースを与えることがどのくらい大きな影響を与えるかについての全体像がわかります。標準偏差は 5 分の 2 に低下し、以前は 8 ～ 12 ミリ秒であったのに対し、プレコンディショニング プロセス全体を通じて XNUMX ミリ秒程度にとどまりました。
ioDrive Duo は、負荷を 2T/2Q と 16T/16Q の間で変化させるメイン スループット テストにおいて、全面的にパフォーマンス上の利点を示し続けました。
ioDrive Duo ストックと高パフォーマンス モードを比較した 8K 70/30 ワークロードの平均レイテンシーの違いを見ると、各スレッド数でのキューの深さがより高い場合にその違いが最も顕著でした。
8K 70/30 プレコンディショニング テストの最大レイテンシ ステージで確認したように、テスト期間中は同じ高いピークの多くが残りましたが、その数は減りました。
全体的なレイテンシの標準偏差を比較すると、一部のキュー深度の負荷が増加した場合にオーバープロビジョニングが最大の影響を及ぼしましたが、8T/16Q などの領域ではまったく変化が見られませんでした。
Fusion ioDrive Duo では、オーバープロビジョニングの量を増やしても、総スループットはそれほど向上しませんでした。 100% 4K 書き込みまたは 8K 70/30% ワークロードで見られる劇的なジャンプと比較すると、パフォーマンスの向上はわずかでしたが、それでもパフォーマンスは向上しました。
ioDrive Duo が定常状態のパフォーマンスに近づくにつれて、ファイル サーバーのプレコンディショニング テスト中の平均遅延は、約 7 ～ 7.5 ミリ秒から 6 ミリ秒をわずかに超えるまで改善されました。
Fusion ioDrive Duo ではスループットや平均レイテンシーの劇的な改善は見られませんでしたが、標準のオーバープロビジョニング構成で見られる高レイテンシーのスパイクの多くを抑制することができました。最大の改善は Windows ドライバーで発生し、以前の 50 ～ 75 ミリ秒の範囲に対して、定常状態で約 225 ～ 250 ミリ秒のピーク レイテンシの上限を維持しました。
ファイル サーバーのプレコンディショニング テストでレイテンシーの標準偏差を分析したところ、ドライブが定常状態に近づいた後のオーバー プロビジョニングの増加によりフラッターが最小限に抑えられました。 Linux のレイテンシの標準偏差はそれほど改善されませんでしたが、Windows の標準偏差は 12 ～ 14 ミリ秒から 3 ミリ秒未満に低下しました。
Fusion ioDrive Duo のオーバープロビジョニングを増やすと、ほとんどのスレッドとキューの深さの組み合わせでカードのパフォーマンスが約 5,000 IOPS 向上し、キューの深さの負荷が高い場合に最大の向上が見られました。
両方の領域で遅延が改善され、Windows の Fusin ioDrive Duo は 16T/16Q 負荷で最大の改善が得られ、最も遅い状態から最も速い状態になりました。
ファイル サーバー ワークロードのピーク レイテンシを比較すると、Linux では ioDrive Duo が大幅に落ち着き、以前の 1,000 ミリ秒のピークの多くが失われています。今回の Windows テストでは、1,000 ミリ秒のピークが XNUMX つだけありました。
全体的な標準偏差は大幅に低下し、オーバープロビジョニング量の増加に伴い ioDrive Duo がどの程度落ち着いたかを示しています。
Web サーバーのプリコンディショニング曲線は Web サーバーのアクティビティを最もよく表しているわけではありませんが、実際、100% 書き込みではその逆になりますが、それでもオーバープロビジョニングの増加がどれほどの影響を与えるかを示しています。総スループットは大幅に向上し、OCZ Z-Drive R4 をも上回りました。
Web サーバーのプリコンディショニング テストの期間中の平均遅延は、以前は 20 ミリ秒を超えていたのが、高パフォーマンス モードでは 10 ミリ秒をわずかに超えるまで半分に短縮されました。
オーバープロビジョニングの増加により、ほとんどすべての高レイテンシーのスパイクが抑制され、Linux のパフォーマンスが最も向上しました。
レイテンシの標準偏差は、Web サーバーのプリコンディショニング セクションの期間中に劇的に改善されました。最大の変化は Linux 側で、標準のパフォーマンスと比較して曲線がほぼ平坦でした。
Web サーバー プロファイルを 100% 読み取りに戻すと、この特定のワークロードではストックとオーバープロビジョニングの増加との間でスループット速度の改善がほとんど、またはまったく見られませんでした。ただし、オーバープロビジョニングは実際には書き込み関連のパフォーマンスにのみ利益をもたらすため、これは驚くべきことではありません。
平均レイテンシは全体的にほぼ同じであり、追加のオーバープロビジョニングによって改善される兆候はほとんどありませんでした。
スループットと平均遅延は改善されませんでしたが、オーバープロビジョニング レベルが増加すると、この 100% 読み取り Web サーバー プロファイルでは高遅延の応答時間が完全になくなりました。
ハイパフォーマンス モードの ioDrive Duo を使用した Web サーバー プロファイルでのピーク レイテンシの減少と同様に、Linux テストではレイテンシの標準偏差も大幅に低下しましたが、Windows テストでは最小限の改善が見られました。
結論
ioDrive Duo を改めて見てみると、目立つことがいくつかあります。 Fusion-io がこの特定のストレージ テクノロジの初期のパイオニアであり、ストレージに関するいくつかの重要な知的財産を所有していることを考えると、パッケージ全体が非常にタイトであることはそれほど驚くべきことではありませんが、精度のレベルは価値があります。クレジット。それはパフォーマンスの面での精度だけではなく、前世代のテクノロジーとしても優れています。しかし、パッケージングからソフトウェア インターフェイス、そして私たちがテストした Windows や Linux のバージョンを含む、サポートされている多くのプラットフォームにわたる一貫したパフォーマンスに至るまで、あらゆる場所で洗練された感覚という点での精度は高く評価されています。現在の ioDrive Duo は最初のリリース以来何度かソフトウェアが更新されていますが、このドライブが 2009 年初めに発売されたことを考えると、あまり古いものではありません。
MLC ベースのドライブの場合、ioDrive Duo は、最も近い競合相手と考えられる SLC ベースの LSI WarpDrive に対して非常に優れています。エンタープライズ アプリケーション アクセラレーション セグメント向けに設計された製品として、どちらのモデルも複数の OS プラットフォームにわたる重いワークロードに優れています。ほぼすべてのテストで、ioDrive Duo は一貫したパフォーマンスを提供しましたが、最大遅延の点では SLC-NAND を搭載した WarpDrive が MLC 搭載の 640GB ioDrive Duo よりも優れていました。 MLC ベースの OCZ Z-Drive R4 と比較すると、これらの製品が両方とも明らかに異なる市場向けにどのように設計されているかが簡単にわかります。 Z-Drive は、低コストの民生用 NAND と新世代コントローラーのおかげで高速と大容量を実現しましたが、そのピーク遅延と標準偏差は ioDrive Duo や WarpDrive よりも不安定でした。 Z-Drive の強みは読み取りが多い側にありましたが、ioDrive Duo と WarpDrive は書き込みが多い環境でその地位を確立しました。 Windows 以外の環境では、Linux では ioDrive Duo と WarpDrive の両方が同様のパフォーマンスを提供しましたが、Z-Drive R4 のパフォーマンスは Windows のスコアとは明らかに対照的で、全体的にパフォーマンスが大幅に低下しました。
もちろん、標準容量の ioDrive Duo にも弱点がないわけではありません。定常状態でのキュー深度の低低テストで 1,000 ミリ秒のブリップが頻繁に発生することからわかります。ただし、一貫した標準偏差を考慮すると、これらのブリップの多くは、一貫して高い応答率を達成するのではなく、短時間のイベントでした。プラットフォームによっては、別の小さな懸念事項が見つかる可能性があります。Linux は、Windows のパフォーマンスをわずかに上回ったとしても、この製品に最も適している傾向があるためです。しかし結局のところ、これらの遅延に関する懸念は、SLC ベースの ioDrive Duo ではおそらく現れないでしょう。ioDrive Duo は、300GB SLC 構成でのみ利用可能な LSI WarpDrive に近い競合製品と見なすことができます。
ioDrive Duo をハイパフォーマンス モードでテストしたところ、フォーマットされた容量が ioDimm あたり 256 GB から 320 GB に低下し、場合によってはパフォーマンスが 4 倍以上に向上しました。 40,000K ランダム書き込みパフォーマンスは 90,000 IOPS から XNUMX IOPS に急上昇し、同時にピーク遅延は岩のように低下しました。速度と低遅延の名の下に容量を犠牲にすることをいとわない企業ユーザーに対して、Fusion-io はエンドユーザーがそれらの変更を行うための簡単な方法を提供します。ユーザー空間を手動で分割してセクションを未使用のままにしておく場合を除き、競合する PCIe ソリューションはそのタイプのパフォーマンス構成を提供しません。これはすべてのアプリケーションで実現可能ではない可能性があります。
メリット
- PCIe アプリケーション アクセラレータ ベンダーのソフトウェアとハードウェアの最も緊密な統合
- Windows ドライバーと Linux ドライバーの間で最も近いパフォーマンスの同等性
- ストックモードでは優れたスループットとレイテンシーがあり、ハイパフォーマンスモードではさらに向上します
- 強力な低キュー/低スレッド数パフォーマンス
デメリット
- インストールと初期セットアップは他のソリューションよりも難しい場合があります (外部電源が必要、組み込み OS ドライバーのサポートがない)
- ioDrive をメモリ層として提供するために使用される VSL フットプリントにより、より多くのシステム リソースが必要です
ボトムライン
使いやすさの観点から、ioDrive Duo は、PCIe アプリケーション アクセラレータをエンド ユーザーに提供する方法の標準を設定します。使用するオペレーティング システムに関係なく、付属の GUI およびコンソール管理ツールに至るまで、エクスペリエンスはほぼ同じです。ユーザーは初日から、OS に関係なく、座って ioDrive Duo のハードウェア ステータスを取得し、好みに合わせてフォーマットまたはオーバープロビジョニングして、実稼働環境に導入することができます。 ioDrive Duo は、エンタープライズ ストレージ市場の他の製品よりも洗練された完全な製品です。
12年8月17日更新– LSI Nytro WarpDriveのレビューを掲載し、このFusion-ioレビューで使用されているグラフに追加しました。
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