IntelのOptane SSD DC P4800Xシリーズは、 3D XPoint（IntelブランドではOptane）と呼ばれる新しいストレージクラスメモリ（SCM）メディアを市場に投入するという約束とともに、 2017年3月に発売されました。P4800Xは、従来の2.5インチNVMeドライブ（U.2）とPCIeアドインカードの両方で発売されました。初期容量は375GBで、2017年末までに1.5TBまで増やす計画でした。この容量目標は実現しませんでしたが、Intelは11月に750GBのOptaneモデルを発売しました。容量に関係なく、P4800Xの役割は1つで、データセンターのレイテンシに敏感なアプリケーションに可能な限り最速のストレージを提供することです。
ドライブの容量が小さいことを考えると、企業がプライマリ ストレージとして使用するために JBOD を P4800X SSD で埋め尽くす可能性は低くなります。ただし、小規模な分析データセットや BI ユースケースなど、高速ストレージの恩恵を受けるアプリケーションのポイント ソリューションとしては確かに可能です。エンタープライズ アレイ ベンダーも、システム設計に Optane を大量に採用することを急いでいません。これも主に容量の制限のためです。ただし、HPE は 3PAR システムのキャッシュとして Optane の使用を検討しており、テクノロジーが成熟するにつれて、このクラスのストレージを自社のシステムに統合することを検討している企業も確実にあります。ただし、ソフトウェア デファインド ストレージの世界では、Optane ベースの SSD の優れた使用例がすぐに見つかります。この新しいクラスのストレージに対応できる設計の柔軟性が向上します。
VMware vSANは、P4800Xの発売初日からサポートを提供し、HCI分野で圧倒的なリードを築いていることから、この分野で最も注目を集めていると言えるでしょう。vSANは0層アーキテクチャを採用しているため、こうした小型ドライブを最大限に活用できるという独自の強みも持っています。vSANストレージはディスクグループに統合され、すべての書き込みアクティビティに対応する層と、容量重視の読み取り層が設けられています。現在、vSANは書き込み層でドライブあたり最大600GBまでしか利用できないため、P4800Xの容量が小さいことは実際には問題になりません。つまり、vSANユーザーにとって、P4800Xをキャッシュドライブとして使用する構成では、vSANクラスタへの書き込みが可能な限り高速に行われるということです。
今回のレビューは、375GBのU.2フォームファクターを搭載したP4800Xに関するものです。主に近日公開予定のvSANレビュー用のディスクグループの一部として使用していますが、P4800Xのパフォーマンスプロファイルをより包括的に把握するために、通常のエンタープライズSSDテストの一部を実行することができました。
インテル Optane SSD DC P4800X 仕様
| フォームファクター | AIC HHHL、U.2 |
| 容量 | 375GB、750GB |
| インタフェース | PCIe 3×4、NVMe |
| レイテンシ | <10μs |
| QoSの | |
| 4KB ランダム、キュー深さ 1、読み取り/書き込み | <60/100μs |
| 4KB ランダム、キュー深さ 16、R/W | <150/200μs |
| スループット | |
| 4KB ランダム、キュー深さ 16、R/W | 最大 550/500K IOPS |
| 4KB ランダム、キュー深さ 16、混合 70/30 R/W | 最大 500K IOPS |
| 耐久性 | |
| DWPD | 30 |
| ペタバイトの書き込み | |
| 375GB | 20.5PBW |
| 750GB | 41PBW |
パフォーマンス
テストベッド
当社のエンタープライズSSDレビューでは、アプリケーションテストにLenovo ThinkSystem SR850、合成ベンチマークにDell PowerEdge R740xdを使用しています。ThinkSystem SR850は高性能なクアッドCPUプラットフォームであり、高性能ローカルストレージに負荷をかけるのに必要なCPUパワーをはるかに上回る性能を備えています。CPUリソースをあまり必要としない合成テストには、より一般的なデュアルプロセッササーバーを使用しています。どちらの場合も、ストレージベンダーが公表している最大ドライブ仕様に沿って、ローカルストレージの性能を最大限に引き出すことを目的としています。
レノボ シンクシステム SR850
- 4 x Intel Platinum 8160 CPU (2.1GHz x 24 コア)
- 16 x 32GB DDR4-2666Mhz ECC DRAM
- 2 x RAID 930-8i 12Gb/秒 RAID カード
- 8 つの NVMe ベイ
- VMware ESXI 6.5
デル PowerEdge R740xd
- 2 x Intel Gold 6130 CPU (2.1GHz x 16 コア)
- 16 x 16GB DDR4-2666MHz ECC DRAM
- 1x PERC 730 2GB 12Gb/秒 RAID カード
- アドインNVMeアダプター
- Ubuntu-16.04.3-デスクトップ-amd64
テストの背景と比較対象
StorageReviewのエンタープライズテストラボは、実際の導入環境で管理者が遭遇する状況に匹敵する環境で、エンタープライズストレージデバイスのベンチマークテストを実施するための柔軟なアーキテクチャを提供します。このエンタープライズテストラボには、さまざまなサーバー、ネットワーク機器、電源調整装置、その他のネットワークインフラストラクチャが組み込まれており、当社のスタッフが実際の使用環境に近い状況を作り出し、レビュー中にパフォーマンスを正確に評価することができます。
ラボ環境とプロトコルに関するこれらの詳細情報をレビューに盛り込むことで、IT担当者やストレージ調達担当者が、当社が以下の結果を達成した条件を理解できるようにしています。当社のレビューは、テスト対象機器のメーカーから報酬を受け取ったり、メーカーの監督を受けたりすることはありません。StorageReviewエンタープライズテストラボの詳細およびネットワーク機能の概要については、それぞれのページをご覧ください。
このレビューの比較対象:
- メンブレイズ PBlaze5 3.2TB
- インテル P4510 2TB
- サムスン PM1725a 1.6TB
- ファーウェイ ES3000 V5 3.2TB
- 東芝 PX04 1.6TB
SideFX の Houdini
Houdiniテストは、CGIレンダリングに関連するストレージパフォーマンスを評価するために特別に設計されています。このアプリケーションのテスト環境は、ラボで使用しているコアDell PowerEdge R740xdサーバータイプのバリアントで、デュアルIntel 6130 CPUと64GB DRAMを搭載しています。今回は、ベアメタル環境でUbuntu Desktop（ubuntu-16.04.3-desktop-amd64）をインストールしました。ベンチマークの出力は完了までの秒数で測定され、数値が小さいほど性能が良いことを示します。
Maelstrom デモは、拡張メモリの形式としてスワップ ファイルを効果的に使用する機能をデモンストレーションすることで、ストレージのパフォーマンス機能を強調するレンダリング パイプラインのセクションを表します。このテストでは、基礎となるストレージ コンポーネントに対する待ち時間の影響を分離するために、結果データの書き出しやポイントの処理は行いません。テスト自体は 5 つのフェーズで構成されており、そのうちの 3 つはベンチマークの一部として実行されます。次のとおりです。
- パックされたポイントをディスクからロードします。これがディスクからの読み取りの時間です。これはシングルスレッドであるため、全体のスループットが制限される可能性があります。
- ポイントを処理できるようにするために、ポイントを単一のフラット配列に解凍します。ポイントが他のポイントに依存していない場合、ワーキング セットはコア内に留まるように調整できます。このステップはマルチスレッドです。
- （実行しない）ポイントを処理します。
- ディスクに戻すのに適したバケット化されたブロックにそれらを再パックします。このステップはマルチスレッドです。
- （実行しない）バケット化されたブロックをディスクに書き込みます。
Intel Optane SSD DC P4800X が Houdini テストで 1,520.4 秒でトップの座を獲得しました。 P4800X は、どの Optane ドライブの中でも最高のパフォーマンスを発揮し、全体的に最高のパフォーマンスを発揮しました。
VDBench ワークロード分析
ストレージ デバイスのベンチマークに関しては、アプリケーション テストが最適であり、総合テストは 25 番目になります。実際のワークロードを完全に表現しているわけではありませんが、合成テストは、競合ソリューション間の「同一対同一」比較を容易にする再現性係数を備えたストレージ デバイスのベースラインを確立するのに役立ちます。これらのワークロードは、「100 コーナー」テスト、一般的なデータベース転送サイズ テスト、さまざまな VDI 環境からのトレース キャプチャに至るまで、さまざまなテスト プロファイルを提供します。これらのテストはすべて、スクリプト エンジンを備えた共通の vdBench ワークロード ジェネレーターを利用して、大規模なコンピューティング テスト クラスターの結果を自動化して取得します。これにより、フラッシュ アレイや個々のストレージ デバイスを含む幅広いストレージ デバイスにわたって同じワークロードを繰り返すことができます。これらのベンチマークのテスト プロセスでは、ドライブの表面全体にデータを埋めてから、ドライブ容量の XNUMX% に相当するドライブ セクションを分割して、ドライブがアプリケーションのワークロードにどのように応答するかをシミュレートします。これは、ドライブの XNUMX% を使用して定常状態にするフル エントロピー テストとは異なります。結果として、これらの数値は、より高い持続的な書き込み速度を反映することになります。
プロフィール：
- 4K ランダム読み取り: 100% 読み取り、128 スレッド、0 ～ 120% iorate
- 4K ランダム書き込み: 100% 書き込み、64 スレッド、0 ～ 120% iorate
- 64K シーケンシャル読み取り: 100% 読み取り、16 スレッド、0 ～ 120% の iorate
- 64K シーケンシャル書き込み: 100% 書き込み、8 スレッド、0 ～ 120% iorate
- 合成データベース: SQL および Oracle
- VDI フル クローンおよびリンク クローン トレース
4K ピーク ランダム パフォーマンスの場合、Intel Optane SSD DC P4800X (以降、P4800X と呼びます) は、他のドライブよりもはるかに低いレイテンシーで開始し、500K IOPS の直後に急上昇し、レイテンシー 585,754μs で 213 IOPS で最後に終了しました。 。
4K ピーク書き込みパフォーマンスでは、P4800X の方が優れており、約 554K IOPS のピーク パフォーマンスとわずか 155μs の遅延で XNUMX 位に終わりました。
シーケンシャル ワークロードに切り替えると、64K 読み取りで 4K 読み取りと同様のパターンが見られました。 P4800X は、他のドライブよりもはるかに低いレイテンシーで開始し、その後約 35 IOPS で急上昇し、レイテンシー 40,558 μs で 2.53 IOPS または 394GB/s でピークに達しました。これにより、ドライブは全体でXNUMX位になりました。
64K 書き込みでは、P4800X が 34,700 位となり、レイテンシ 2.17μs で約 380 IOPS または XNUMXGB/s のピーク パフォーマンスを示し、その後わずかに低下しました。
SQL ワークロードでは、P4800X がわずか 286,548μs のレイテンシーで 111 IOPS のピーク スコアを達成し、大差で先頭に立っていることがわかります。
SQL90-10 では、P4800X は引き続き 276,530 IOPS の最高スコア、レイテンシ 114μs を達成しました。
SQL 80-20 で 4800 位を維持した P266X は、約 111K IOPS でピークに達し、遅延は約 XNUMXμs でしたが、その後わずかに低下しました。
Oracle ワークロードに目を移すと、P4800X が 248K IOPS 近くのピーク スコアと 127μs のレイテンシで XNUMX 位になりました。
Oracle 90-10 では、P4800X は、わずか 276,703μs の遅延で 79 IOPS のピーク パフォーマンスを発揮し、他のドライブを圧倒しました。
再び Oracle 80-20 では、P4800X が 265,769 IOPS とわずか 82μs のレイテンシで大きくリードしていることがわかりました。
次に、VDI クローン テストであるフル クローン (FC) とリンク クローン (LC) に切り替えました。 VDI FC ブートでは、P4800X は非常に好調なスタートを切り、その後急上昇して 167,856 IOPS のピーク パフォーマンスと 199μs の遅延で XNUMX 位になりました。
VDI FC 初期ログインでは、P4800X が 108,159 IOPS、レイテンシ 274μs で再び XNUMX 位になりました。
VDI FC Monday Login では、P4800X が 97,198 IOPS のピーク パフォーマンスと 163μs の遅延で XNUMX 位に躍り出ました。
VDI LC ブートに移ると、P4800X が 93,095 IOPS のスコアと 171μs の遅延でトップの座を獲得しました。
VDI LC 初期ログインでは、P4800X が 66,463 IOPS のスコアと 118μs の遅延で再びトップになりました。
最後に、VDI LC 月曜日のログイン テストでは、P4800X が 67,085 IOPS、遅延 235μs で XNUMX 位になりました。
結論
Intel Optane SSD DC P4800X は、Intel の 3D XPoint テクノロジーを搭載してリリースされたもう 2 つのドライブです。名前が示すように、このドライブはデータセンター専用に設計されており、共通の U.375 および AIC HHHL フォーム ファクターを採用しています。すぐに明らかになる欠点の 750 つは、ドライブが XNUMX GB と XNUMX GB の容量でしか提供されていないことです。これにより、一方ではユースケースが制限されますが、他方では、そのユースケースは主に、容量に対して低遅延が最優先されるワークロードとアプリケーションに向けられています。この点において、Optane テクノロジーは企業とエンドユーザーの両方のワークロードにおいて業界のリーダーであることが証明されています。
P4800X の容量が小さいため、通常の一連のベンチマークに小さな穴が空いています。ドライブの容量が SQL や Sysbench を実行できるほど大きくなかったため、この単一ドライブのレビューには含まれていません。最初に実行できたアプリケーション分析ワークロードである SideFX の Houdini では、P4800X が 1,520.4 秒で総合トップのパフォーマンスを示しました。 VDBench では、P4800X が低いキュー深度で全体的に優勢でした。トップエンドのパフォーマンスは P4800X とより混合されており、一部の従来の NVMe 製品がパフォーマンスでそれを上回っていました。ただし、SQL や Oracle 90 対 10 および 80 対 20 などの分野では他を圧倒しました。 P4800X のハイライトには、両方の 4K テストで 2.53 万を超える IOPS、64K 読み取りで 2.17GB/秒、64K 書き込みで 4800GB/秒が含まれます。 250 つの SQL テストすべてで、P4800X は 4800 万 IOPS を超え、Oracle テストでは 79 IOPS 以上でした。しかし、最高のパフォーマンスは別として、Intel Optane P90X の遅延は非常に低かったです。どのテストでも、遅延は非常に低い値から始まり、通常は他のすべてのドライブよりもはるかに低くなります。また、いくつかのケースでは、P10X のピーク パフォーマンスは、Oracle 82-80 では 20μs、Oracle XNUMX-XNUMX では XNUMXμs という低レイテンシでした。
低レイテンシーのワークロードに関しては、現時点では Intel Optane SSD DC P4800X に匹敵するものはありません。全体的な帯域幅と IOPS では従来の NVMe 製品がそれを上回ることができる領域もありますが、一般的に言えば、価格/容量の指標に基づくと、P4800X はこれらのユースケースには適合しません。ただし、エンタープライズ ドライブがより大容量のポイントに到達した後の Intel Optane テクノロジーの可能性を考えるのは興味深いことです。特に 2TB クラスのものは、30TB SAS SSD が一般的に入手可能であるにもかかわらず、依然としてアレイ ベンダーに人気があります。 vSAN に関する特定の使用例では、P4800X は書き込みキャッシュ層で可能な限り最速のパフォーマンスを提供します。 vSAN を最大限に活用したい人にとって、P4800X は事実上の標準です。
Amazon