Fusion-io ioDrive2 MLC アプリケーション アクセラレータは、ハーフ ハイト ハーフ レングス (HHHL) フォーム ファクタで最大 1.2TB (または FHHL で 3TB) の容量があり、極めて低い読み取りおよび書き込みアクセス レイテンシーが特長です。 以前に、最も要求の厳しいアプリケーションに最適なioDrive2 フラッグシップ Duo SLCをレビューしましたが、MLC を搭載した ioDrive2 シングル ドライブは、より「一般的な」ワークロード向けに設計されています。ただし、ioMemory の用語で「一般的な」とは、ハイエンド SLC ioDrive2 の 47µs のレイテンシーと比較して 68µs の読み取りレイテンシーを許容できるデータベースなどのアプリケーションを意味します。もちろん、ドライブに MLC NAND を搭載することで、コスト削減などのメリットがあり、MLC 版ではより大容量の製品も提供されています。 ioDrive2のシングルMLCは、HHHLで最大1.2TB、FHHLで最大3TBの容量を持ち、SLC Duoはそれぞれ最大600GBと1.2TBの容量を持つ（ただし、MLCを搭載したDuoは、HHHLで最大1.2TB、FHHLで最大2.4TBの容量を持つ）。
設計と構築を中心としたいくつかの重要なポイントを強調しますが、SLC Duo のレビューでかなりの時間を費やして議論したため、このレビューではその多くを省略し、代わりにパフォーマンスに焦点を当てます。 。 Fusion-io は NAND コントローラーとして FPGA を使用します。これは、プログラムによる制御が強化され、ドライブの寿命にわたってドライブ上のロジックをより高度に継続的にカスタマイズできるため、重要です。あるいは、ASIC を使用するとファームウェアは更新できますが、シリコンのコア ロジックは更新できません。このドライブには、Adaptive FlashBack テクノロジも搭載されており、ドライブの再マップ中にデータ損失やダウンタイムの危険を冒すことなく、NAND 障害が発生してもドライブを許可します。最後に、Fusion-io は、VSL ソフトウェアを強化して小さなブロックのパフォーマンスを向上させ、ioSphere を使用して市場で最も堅牢なドライブ管理ソフトウェアを提供します。
Fusion-io は、HHHL フォーム ファクタで 2 GB、365 GB、および 785 TB の容量の MLC NAND を搭載した ioDrive1.2 シングル カードと、FHHL PCB で 3 TB を出荷します。すべてのドライブには 1.2 年間の保証が付いています (または最大耐久使用期間)。レビューモデルは容量XNUMXTB、HHHLフォームファクターのモデルです。
Fusion-io ioDrive2 仕様
- パフォーマンス
- 読み取り帯域幅 (1 MB): 1.5 GB/秒 (3TB、1.2TB、785GB)。 910MB/秒 (365GB)
- 書き込み帯域幅 (1 MB): 1.3 GB/秒 (3TB、1.2TB)。 1.1GB/秒 (785GB); 590MB/秒 (365GB)
- ランちゃん。読み取りIOPS (512B): 143,000 (3TB); 275,000 (1.2TB); 270,000 (785GB); 137,000 (365GB)
- ランちゃん。書き込みIOPS (512B): 535,000 (3TB、365GB); 800,000 (1.2TB、765GB)
- ランちゃん。読み取りIOPS (4K): 136,000 (3TB); 245,000 (1.2TB); 215,000 (785GB); 110,000 (365GB)
- ランちゃん。書き込みIOPS (4K): 242,000 (3TB)、250,000 (1.2TB)、230,000 (785GB)。 140,000 (365GB)
- 読み取りアクセス遅延: 68μs (すべて)
- 書き込みアクセス遅延: 15μs (すべて)
- 2xnm MLC NAND フラッシュ メモリ
- バスインターフェイス: PCI-Express 2.0 x4
- 重量: FHHL の場合は 9 オンス、HHHL の場合は 6.6 オンス
- フォームファクタ: ハーフハイト、ハーフレングス (HHHL)
- 保証: 5 年間または最大耐久使用期間
- 耐久性: 16.26PB
- サポートされているオペレーティングシステム
- Microsoft Windows: 64 ビット Windows Server 2012、Windows Server 2008 R2、Windows Server 2008、Windows Server 2003
- Linux: RHEL 5/6。 SLES 10/11; OEL 5/6; CentOS 5/6; Debian スクイーズ;フェドーラ 16/17; openSUSE 12; Ubuntu 10/11/12
- UNIX: Solaris 10/11 x64; OpenSolaris 2009.06 x64; OSX10.6/10.7/10.8
- ハイパーバイザー: VMware ESX 4.0/4.1/ESXi 4.1/5.0/5.1、Hyper-V を搭載した Windows 2008 R2、Hyper-V Server 2008 R2
設計と構築
Fusion-io ioDrive2 1.2TB MLCは、ハーフハイト・ハーフレングス（HHHL）x4 PCIe 2.0カードで、以前レビューしたioDrive2 Duo SLCとデザインは似ていますが、サイズが半分になっています。（デザインの詳細については、Duoのレビューをご覧ください。）Duoとは異なり、このバージョンでは、1つのコントローラを使用する単一のNANDプールを介してNANDが接続されています。コントローラはDuoと同じで、40nm Xilinx Virtex-6 FPGAです。
当社の ioDrive2 は 1.2TB で、PCIe 接続全体で 4 レーンで動作します。 ioDrive2 は、24 個の 64GB NAND パッケージに分割された MLC NAND を利用します。この数字では、在庫フォーマットの場合のオーバープロビジョニング レベルは 22% になります。 ioDrive2 Duo と同様に、NAND はメーカーに依存せず、Intel MLC NAND を使用する当社の特定のテスター モデルを使用します。
テストの背景と比較対象
Fusion-io ioDrive2 MLC は、40nm Xilinx Virtex-6 FPGA コントローラーと PCIe 2.0 x4 インターフェイスを備えた Intel MLC NAND を使用します。
このレビューの比較対象:
- インテルSSD 910 (800GB、Intel EW4AA29AA31 コントローラー x 1、eMLC NAND、PCIe 2.0 x8)
- LSI ナイトロ ワープドライブ BLP4-400 (400GB、SandForce SF-2500 コントローラー、東芝 eMLC NAND、PCIe 2.0 x8)
すべてのSAS/SATAエンタープライズSSDは、 Lenovo ThinkServer RD630をベースとした第2世代エンタープライズテストプラットフォームでベンチマークテストされています。この新しいLinuxベースのテストプラットフォームには、LSI 9207-8i HBAなどの最新のインターコネクトハードウェアと、フラッシュパフォーマンスを最大限に引き出すためのI/Oスケジューリング最適化機能が搭載されています。合成ベンチマークには、Linux版FIOバージョン2.0.10とWindows版FIOバージョン2.0.12.2を使用しています。Fusion-io ioDrive2はホスト側のリソースを活用するため、サーバーのクロック速度が速いほどパフォーマンスが向上します。合成テスト環境では、クロック速度2.0GHzの主流サーバー構成を使用していますが、より高性能なプロセッサを搭載したサーバー構成ではさらに優れたパフォーマンスが得られる可能性があります。
- 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0GHz、15MB キャッシュ、6 コア)
- Intel C602チップセット
- メモリ – 16GB (2 x 8GB) 1333Mhz DDR3 レジスタード RDIMM
- Windows Server 2008 R2 SP1 64 ビット、Windows Server 2012 Standard、CentOS 6.3 64 ビット
- 100GB マイクロン RealSSD P400e ブートSSD
- LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA (ブート SSD 用)
- LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA (SSD または HDD のベンチマーク用)
アプリケーションのパフォーマンス分析
エンタープライズ市場においては、製品が謳うスペック上の性能と、実際の運用環境での性能には大きな隔たりがあります。当社は、ストレージを大規模システムの構成要素として評価することの重要性を理解しており、特に主要なエンタープライズアプリケーションとの連携におけるストレージの応答性を重視しています。そこで、当社独自のMarkLogic NoSQLデータベースストレージベンチマークやSysBenchによるMySQLパフォーマンスなど、初のアプリケーションテストを展開しました。
当社の MarkLogic NoSQL データベース環境では、使用可能な容量が 200GB 以上の 650 台の SATA または SAS SSD のグループをテストします。 NoSQL データベースを使用するには、24 つのデータベース ノードに均等に分割された約 30 GB の空き領域が必要です。私たちのテスト環境では、SCST ホストを使用し、データベース ノードごとに 36 つずつ割り当てられた個々の SSD を JBOD で表示します。テストは XNUMX 間隔で繰り返され、このカテゴリの SSD では合計 XNUMX ～ XNUMX 時間かかります。 MarkLogic ソフトウェアで確認される内部レイテンシを測定し、総平均レイテンシと各 SSD の間隔レイテンシの両方を記録します。
MarkLogic NoSQL データベース ベンチマークにおける全体的な平均レイテンシー ランキングでは、Fusion-io ioDrive2 MLC の応答時間は 910 ミリ秒と比較して 4.685 ミリ秒で、Intel SSD 4.286 にわずかに遅れをとっています。
Fusion-io ioDrive2 MLC は、Intel SSD 910 と同様の 6 ～ 50 ミリ秒の範囲のレイテンシーを実現しました。ただし、ioDrive2 はテストの大部分でジャーナル書き込みレイテンシーを低く維持しました。
Intel SSD 910 は、Fusion-io ioDrive2 と同様の数値を示し、ピーク遅延は 6 ～ 50 ミリ秒の範囲でした。保存書き込みとマージ読み取りおよび書き込みの数値は同等でしたが、テストの大部分ではジャーナル書き込みマークの方が高かったです。全体として、Intel SSD 910 は、NoSQL テストで Fusion-io ioDrive2 MLC をわずかに上回ることができました。
次のアプリケーション テストは、SysBench を介した Percona MySQL データベース テストで構成され、OLTP アクティビティのパフォーマンスを測定します。このテスト構成では、Lenovo ThinkServer RD630 のグループを使用し、単一の SATA、SAS、または PCIe ドライブにデータベース環境をロードします。このテストでは、99 ～ 2 スレッドの範囲で平均 TPS (32 秒あたりのトランザクション数)、平均レイテンシ、および平均 XNUMX パーセンタイル レイテンシを測定します。 Percona と MariaDB は、データベースの最新リリースで Fusion-io フラッシュ対応アプリケーション API を使用していますが、この比較の目的で、各デバイスを「レガシー」ブロック ストレージ モードでテストしています。
当社の SysBench テストでは、Fusion-io ioDrive2 1.2TB が LSI Nytro WarpDrive 400GB よりも優れており、ioDrive2 の平均 TPS は 305 スレッドで約 2 TPS から 2,354 スレッドで 32 TPS までスケーリングしました。
SysBench での Fusion-io ioDrive2 1.2TB からの平均レイテンシは、6.55 スレッドでの 2 ミリ秒から 13.59 スレッドでの 32 ミリ秒まで増加しました。
SysBench テストで 99 パーセンタイルのレイテンシを比較すると、Fusion-io ioDrive2 1.2TB はテスト全体を通じて優れたレイテンシで LSI Nytro WarpDrive を再び上回り、WarpDrive の 30 ミリ秒と比較して 29.35 ミリ秒で 39.30 ミリ秒未満にとどまりました。
エンタープライズ総合ワークロード分析
フラッシュのパフォーマンスは、各ストレージ デバイスのプリコンディショニング フェーズ全体を通じて異なります。当社の合成エンタープライズ ストレージ ベンチマーク プロセスは、徹底的な事前調整フェーズ中にドライブがどのように動作するかを分析することから始まります。同等の各ドライブは、ベンダーのツールを使用して安全に消去され、スレッドごとに 16 の未処理キューを備えた 16 スレッドの高負荷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、その後、設定された間隔でテストされます。複数のスレッド/キュー深度プロファイルで、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。
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)
当社のエンタープライズ合成ワークロード分析には、実際のタスクに基づいた 4 つのプロファイルが含まれています。これらのプロファイルは、過去のベンチマークや、最大 8K の読み取り/書き込み速度やエンタープライズ ハードウェアで一般的に使用される 70K 30/XNUMX などの広く公開されている値との比較を容易にするために開発されました。
- 4k
- 100% 読み取りまたは 100% 書き込み
- 100％4k
- 8k 70/30
- 70% 読み取り、30% 書き込み
- 100％8k
このテストでは、Linux と Windows の両方で、LSI Nytro WarpDrive、Intel SSD 910、Fusion-io ioDrive2 の 2 つのドライブすべてを比較しました。さらに、ioDriveXNUMX では、ハイ パフォーマンス (HP) テスト モードのオーバープロビジョニング機能を利用しました。
最初のテストでは、100T/4Q の負荷で 16% 16k ランダム書き込みパフォーマンスを測定しました。この設定では、Fusion-io ioDrive2 MLC HP のバースト特性は、Windows では 253,000、Linux では 293,000 でテストされ、その後、定常状態近くで横ばいになり、それぞれクラス最高の 113,000 IOPS / 118,000 IOPS になりました。爆発的な HP の数値は、爆発的な株価の数値と同様でした。定常状態では、Intel SSD 910 は標準の ioDrive2 Windows および Linux をわずかに上回りました。
重い 16T/16Q 負荷では、Fusion-io ioDrive2 HP はバーストで 0.87 ～ 1 ミリ秒を測定し、定常状態に近づくにつれて 2.16 ～ 2.24 ミリ秒付近までスケールアップしました。在庫数はバーストでは同様でしたが、定常状態では高く、再び Intel SSD 910 に追い抜かれました。
最大遅延を比較すると、Fusion-io ioDrive2 MLC は Windows よりも Linux での最大応答時間が大幅に優れていました。さらに、Windows HP Max の遅延は競合製品よりもはるかに遅れていました。全体として、最高の数値は Intel SSD 910 Linux と ioDrive2 Linux HP でそれぞれ 26 ミリ秒と 15 ミリ秒でした。
4K ランダム書き込みワークロードのレイテンシの一貫性をさらに詳しく見ると、Fusion-io ioDrive2 Linux と Windows HP は両方とも、Linux で 910 ミリ秒、Windows で 2.38 ミリ秒で最高点を獲得した Intel SSD 2.72 のすぐ後ろに位置しました。
6 時間のプレコンディショニングの後、Fusion-io ioDrive2 Windows ストックと HP は、HP では 4 IOPS、ストックでは 252,000 IOPS の書き込み速度で、111,597 IOPS という驚異的な 61,847K ランダム読み取りパフォーマンスを実現しました。 Intel SSD 910 は、より優れた書き込みスループットを実現しました。
16T/16Q のワークロードで、Fusion-io ioDrive2 Windows (HP および純正) は、グループをリードする平均 4k ランダム読み取りレイテンシーを 1.013 ミリ秒で実現しましたが、最高の書き込みレイテンシー パフォーマンスは、書き込みを備えた Intel SSD 910 Windows でした。遅延も2.097msです。
Fusion-io ioDrive2 Windows ストックの最大レイテンシは、読み取りアクティビティではわずか 7.98 ミリ秒で最高でしたが、書き込みアクティビティの最大値は 1030.50 ミリ秒でグループ内で最高でした。
レイテンシーの一貫性を比較すると、Fusion-io ioDrive2 MLC は、4K ランダム読み取りおよび書き込みの一貫性においてグループの最後尾近くの数値を記録しました。
次のワークロードでは、読み取り/書き込み混合比率が 8/70 の 30k プロファイルを調べます。この設定では、さまざまな構成の Fusion-io ioDrive2 は 210,000 以上の IOPS バーストから始まり、標準の場合は約 70,000 IOPS、HP の場合は約 88,000 IOPS まで速度が低下しました。バースト パフォーマンスは競合他社よりもはるかに優れており、定常状態レートは、Nytro WarpDrive Windows を除く競合ドライブのバースト速度に近かったです。
すべてのモードにおける Fusion-io ioDrive2 の平均レイテンシーは、1.2K 8/70 プレコンディショニング テストの開始時に 30 ミリ秒と測定されましたが、定常状態に近づくにつれて、HP では約 2.88 ミリ秒、ストックでは 3.65 ミリ秒に増加しました。これらの数字は競技会の成績を上回りました。
8k 70/30 テストの期間中、Fusion-io ioDrive2 Linux HP は最高のピーク応答時間を提供し、テストの大部分で最大レイテンシは 25 ミリ秒未満でした。繰り返しになりますが、ioDrive2 Windows HP では最大遅延が大きくなりました。
Fusion-io ioDrive2 HP Linux と Windows の遅延の一貫性は、全体を通じて最も低いスコアを達成し、それぞれ 2.5 ミリ秒と 2.55 ミリ秒で終了しました。
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。拡張された 8k 70/30 テストでは、Linux および Windows 用の Fusion-io ioDrive2 HP は約 88,000 IOPS に達し、グループのトップでした。ただし、ioDrive2 株も、はるかに僅差ではありましたが、競合製品を上回りました。
Fusion-io ioDrive2 HP Linux および Windows の平均レイテンシはクラス最高であり、ストック バージョンも競合製品を上回りました。
さまざまな負荷の 8k 70/30 テストの期間中、最大レイテンシはすべての環境で Fusion-io ioDrive2 の競合製品よりもかなり高いままでした。ピークは HP では 110 ミリ秒未満に留まり、ストックでは最大 300 ミリ秒近くまでの範囲でした。
私たちのテスト環境における Fusion-io ioDrive2 HP からの標準偏差はクラス最高であり、ioDrive2 の株価はちょうど Intel SSD 910 と同じマーク付近でピークに達しました。
結論
Fusion-io ioDrive2 MLCアプリケーションアクセラレータは、HHHLフォームファクタで最大1.2TBの容量、FHHLフォームファクタで最大3TBの容量を提供します。先日レビューしたioDrive2のフラッグシップモデルであるDuo SLCは、SLC NANDとデュアルコントローラ構成により、最も要求の厳しいアプリケーションを処理するように設計されていますが、MLCを搭載したioDrive2シングルドライブでも、超低遅延と高スループットを必要とするハイエンドワークロードに対応できます。また、MLC NANDを採用することで、Fusion-ioはこのモデルをSLCバージョンよりも容量を増やし、低価格で提供することが可能になりました。
少し前に ioDrive2 Duo SLC をすでにテストしていたので、ioDrive2 シングルのパフォーマンスについての良い参考点が得られました。ただし、今回は、MarkLogic および SysBench MySQL の実際のテスト環境を優先して、従来の合成ベンチマークの一部を段階的に廃止したため、テスト環境が更新されました。私たちはこれらのテストから始めましたが、ioDrive2 は良好なパフォーマンスを示しました。 MarkLogic テストでは、ioDrive2 の全体的な平均レイテンシは Intel SSD 910 にわずかに及ばなかったものの、そのパフォーマンスは競争力があり、ジャーナル書き込みレイテンシのピークは Intel SSD 910 よりもかなり低かったです。 SysBench テストでは、ioDrive2 が LSI Nytro WarpDrive と対戦し、待ち時間を短縮しながら数百以上の TPS を生成しました。
次に、ioDrive2 のハイ パフォーマンス (HP) モードのオーバープロビジョニングを利用して、ioDrive910 を Intel SSD 2 と LSI Nytro WarpDrive の両方と比較し、すべてのドライブを Linux と Windows の両方でテストしました。一般的なスループットの数値に関しては、ioDrive2 が一貫して最高のパフォーマンスを示しました。 HP モードは最大の全体的なスループットを実現し、250,000K ランダム テストでは最大 4 以上に達しました。 ioDrive2 は、Windows での最大遅延を除いて、遅延に関しても良好にテストされました。これは、ioDrive2 Duo SLC をテストしたときにも観察されました。そのカテゴリーを除けば、ioDrive2 は非常に優れたパフォーマンスを示しました。
メリット
- 優れた管理ソフトウェアパッケージ
- エントリーエンタープライズモデルと比較して、4k および 8k ワークロードで最高のスループットを提供します
- Sysbench および MarkLogic の実際のテストにおけるレイテンシとスループットは競合他社と同等かそれ以上
デメリット
- Windows と Linux の両方での最大遅延の問題
ボトムライン
Fusion-io ioDrive2 MLC は、業界をリードするソフトウェア管理スイートに加えてクラス最高の優れたスループット数値を提供することで、システムを高速化し、最も集中的なワークロードを処理できます。
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