Western Digital Ultrastar DC SN630 VMware vSAN レビュー

ウェスタンデジタル ウルトラスター DC SN630 を発売 今年 200 月、データセンター ドライブの Ultrastar シリーズ (旧 HGST) のリフレッシュとブランド変更の一環として。このポートフォリオの中で、Western Digital はいくつかのエンタープライズ NVMe SSD 製品を提供しており、SN630 がパフォーマンス リーダーの地位を獲得し、主流のシングル ポート NVMe スペースで SN620 に代わる新しい SN630 が、SATA および SAS SSD の代替品として人気が高まっています。 Western Digital の主力 NVMe SSD である SNXNUMX は、読み取り中心のワークロードまたは高耐久性の混合使用ワークロード向けに調整されています。どちらの場合もドライブの構造は同じですが、機能的な違いはドライブに投入されるオーバープロビジョニングのレベルであり、これにより必要な耐久性定格が得られます。

ウェスタンデジタル ウルトラスター DC SN630 を発売 今年 200 月、データセンター ドライブの Ultrastar シリーズ (旧 HGST) のリフレッシュとブランド変更の一環として。このポートフォリオの中で、Western Digital はいくつかのエンタープライズ NVMe SSD 製品を提供しており、SN630 がパフォーマンス リーダーの地位を獲得し、主流のシングル ポート NVMe スペースで SN620 に代わる新しい SN630 が、SATA および SAS SSD の代替品として人気が高まっています。 Western Digital の主力 NVMe SSD である SNXNUMX は、読み取り中心のワークロードまたは高耐久性の混合使用ワークロード向けに調整されています。どちらの場合もドライブの構造は同じですが、機能的な違いはドライブに投入されるオーバープロビジョニングのレベルであり、これにより必要な耐久性定格が得られます。

SSD 設計の観点から見ると、Ultrastar SN630 は、Western Digital の社内コントローラーとファームウェア ビルド、および Western Digital 独自の 64 層 BiCS3 3D NAND を使用しています。エンジニアリングの観点から見ると、このような垂直統合ソリューションは、一流クラスのエンタープライズ SSD の標準になりつつあります。さまざまなソースからの NAND、コントローラー、ファームウェアを使用することは確かに可能ですが、すべての作業を自社で実行できるベンダーが提供する、よりパフォーマンスが高く信頼性の高いソリューションを目にする傾向があります。ドライブ自体は 7mm 2.5 インチ U.2 フォームファクターを使用しており、Western Digital が提供する他の SSD と同様に、SN630 は独自のウェアレベリング アルゴリズムと電力損失保護を提供します。

前述のとおり、SN630 には混合使用 SKU と読み取り集中型 SKU があります。前者は 6.40TB、3.20TB、1.60TB、800GB の容量で出荷され、後者は 7.68TB、3.84TB、1.92TB、960GB の容量で出荷されます。すべてのドライブは、舞台裏で暗号化キーを使用してドライブの再展開と廃棄を処理する Instant Secure Erase (ISE) を提供します。 Western Digital は、SN630 が正規のファームウェアのみを実行することを保証するため、RSA 認証を使用した安全なファームウェアのダウンロードも提供します。最後に、ドライブには 5 年間の限定保証が付いています。

このレビューでは、VMware vSAN のコンテキスト内で SN630 のパフォーマンスを検証します。レビュー構成では、Supermicro SuperServer BigTwin 2029BT-HNR 4 ノード シャーシ、24 台の Ultrastar DC SN630 NVMe SSD、および VMware vSAN 6.7 Update 1 を使用して、より幅広いシステム全体の観点から SN630 のパフォーマンスを詳しく調べています。

Western Digital ウルトラスター DC SN630 仕様

Western Digital Ultrastar DC SN630 VMware vSAN の設計と構築

Western Digital Ultrastar DC SN630 は、データセンター向けの 2.5 インチ NVMe ドライブです。ドライブの容量は 800GB ～ 7.68TB です。 SN630 は黒い金属で覆われており、その上部には名前、ブランド、容量、モデル番号、認定などの情報が記載されたステッカーが貼られています。

Supermicro SuperServer BigTwin シャーシの前面には 24 個の 2.5 インチ NVMe ドライブ ベイがあり、ノードごとに 6 個が割り当てられています。各ノードには、独自の位置特定 LED ボタンと個別の電源ボタンが備わっています。

BigTwin の背面には、3 つのコンピューティング ノード トレイが表示されます。それぞれに、帯域外管理用の IPMI ポート、VGA、10 つの USB 28 ポート、およびユーザー構成可能な NIC が標準装備されています。この構成では、25 つの 25GBase-T ポートと XNUMX つの SPFXNUMX XNUMXG ポートを備えた XNUMX ポート NIC を使用しています。私たちのテスト構成では、vSAN クラスターの XNUMXG 接続を利用しました。すべてのノードは、シャーシ設計の一部として共通のデュアル PSU 電源プラットフォームを共有します。

Western Digital Ultrastar DC SN630 VMware vSAN 構成のレビュー

vSAN 環境で 24 台の SN630 SSD をテストするために、Supermicro SuperServer BigTwin 2029BT-HNR XNUMX ノード システムを使用しました。ノードごとの構成は次のとおりです。

• 2 x Intel Gold 6150 CPU (2.7GHz、18 コア)
• 12×32GB 2666MHz DDR4 ECC RAM
• vSAN キャッシュ用 2 x 800GB Western Digital Ultrastar DC SN630 NVMe SSD
• vSAN 容量用 4 x 1.92TB Western Digital Ultrastar DC SN630 NVMe SSD
• 1 x 500GB Western Digital ブルー SATA SSD (ブートドライブ用)
• デュアルポート 25Gb Mellanox ConnectX-4 NIC
• VMware ESXi 6.7u1 (10302608)

Western Digital Ultrastar DC SN630 を中心とした VMware vSAN テストでは、かなり控えめなサーバー ビルドを利用しました。サーバーには、クロック速度 6150 GHz、コア数 2.7 のアッパーミッドレンジ Intel Gold 18 CPU が使用されていました。これにより、サーバーあたり 97.2 GHz、つまりクラスター レベルでは 388.8 GHz の計算能力が得られます。また、ノードごとに 384 GB の RAM を使用し、合成ワークロードとアプリケーション ワークロードに十分なメモリを提供しました。

テスト構成では、ノードごとに 800 つのディスク グループのレイアウトを使用しました。各ディスク グループには、キャッシュ用に 630GB SN1.92 NVMe SSD が 630 台、容量用に 27.95TB SN13.79 NVMe SSD が XNUMX 台あります。使用可能な容量は、クラスター全体で VM がプロビジョニングされる方法と、使用するミラーリングのレベルによって決まります。クラスター内の RAW ストレージは XNUMX TB ですが、vSAN オーバーヘッドを伴うデフォルトの双方向ミラーリング VM ポリシーでは、使用可能な容量が XNUMX TB 残っています。ただし、データ削減により、特定のワークロード タイプではその効果が大幅に拡張されます。

アプリケーションのワークロードはデータ削減がオフになっているクラスターのパフォーマンスに焦点を当てますが、データ削減が有効な場合とない場合のクラスターのパフォーマンスを示す合成ベンチマークも含めます。データ削減にはパフォーマンス オーバーヘッドの要素が関係しますが、特定の展開では vSAN クラスタの使用可能な容量が大幅に増加します。

Western Digital Ultrastar DC SN630 VMware vSAN パフォーマンス レビュー

SQLサーバーのパフォーマンス

StorageReview の Microsoft SQL Server OLTP テスト プロトコルは、複雑なアプリケーション環境で見られるアクティビティをシミュレートするオンライン トランザクション処理ベンチマークである、トランザクション処理パフォーマンス評議会のベンチマーク C (TPC-C) の現在のドラフトを採用しています。 TPC-C ベンチマークは、データベース環境におけるストレージ インフラストラクチャのパフォーマンスの強みとボトルネックを測定するのに、合成パフォーマンス ベンチマークよりも近くなります。

各 SQL Server VM は 100 つの vDisk で構成されています。ブート用の 500 GB ボリュームと、データベースとログ ファイル用の 16 GB のボリュームです。システム リソースの観点から、各 VM に 64 個の vCPU、XNUMX GB の DRAM を構成し、LSI Logic SAS SCSI コントローラーを活用しました。以前にテストした Sysbench ワークロードはストレージ I/O と容量の両方でプラットフォームを飽和させましたが、SQL テストではレイテンシ パフォーマンスを調べます。

このテストでは、Windows Server 2014 R2012 ゲスト VM 上で実行されている SQL Server 2 を使用し、Dell の Benchmark Factory for Databases を負荷としています。このベンチマークの従来の使用法は、ローカル ストレージまたは共有ストレージ上の大規模な 3,000 スケールのデータベースをテストすることでしたが、このイテレーションでは、1,500 つの XNUMX スケールのデータベースをサーバー全体に均等に分散することに焦点を当てています。

SQL Server テスト構成 (VM ごと)

• Windows Serverの2012 R2
• ストレージ フットプリント: 600GB 割り当て、500GB 使用
• SQL Serverの2014
  • データベースのサイズ: 1,500 スケール
  • 仮想クライアント負荷: 15,000
  • RAMバッファ: 48GB
• テスト時間: 3 時間
  • 2.5時間のプレコンディショニング
  • 30 分のサンプル期間

トランザクション SQL Server ベンチマークでは、Supermicro BigTwin の Western Digital Ultrastar DC SN630 VMware vSAN は、12,610.3 TPS から 3,152.01 TPS で実行されている個々の VM で、合計スコア 3,153.2 TPS に達することができました。

SQL Server では、個々の VM の範囲が 14.75 ミリ秒から 14 ミリ秒で、合計スコアは 15 ミリ秒でした。

Sysbench MySQL のパフォーマンス

最初のローカル ストレージ アプリケーション ベンチマークは、SysBench 経由で測定された Percona MySQL OLTP データベースで構成されています。このテストでは、平均 TPS (99 秒あたりのトランザクション数)、平均レイテンシ、平均 XNUMX パーセンタイル レイテンシも測定します。

各 Sysbench VM は 92 つの vDisk で構成されています。447 つはブート用 (~270 GB)、16 つは事前構築済みデータベース (~60 GB)、XNUMX 番目はテスト対象データベース用 (XNUMX GB) です。システム リソースの観点から、各 VM に XNUMX 個の vCPU、XNUMX GB の DRAM を構成し、LSI Logic SAS SCSI コントローラーを活用しました。

Sysbench テスト構成 (VM ごと)

• CentOS 6.3 64 ビット
• Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
  • データベーステーブル: 100
  • データベースのサイズ: 10,000,000
  • データベーススレッド: 32
  • RAMバッファ: 24GB
• テスト時間: 3 時間
  • 2 スレッドのプリコンディショニングに 32 時間
  • 1時間 32スレッド

Sysbench OLTP を使用して 8VM をテストしたところ、個々の VM の範囲が 11,739.7 TPS ～ 1,326 TPS で、合計スコアは 1,552.3 TPS でした。

Sysbench の遅延では、サーバーの平均は 21.86 ミリ秒でした。

最悪のシナリオ (99 パーセンタイル) の遅延では、Western Digital ドライブの遅延は 38.71 ミリ秒でした。

VDBench ワークロード分析

ストレージ アレイ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、合成テストは 2 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での完全な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、「4 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。

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% の読み取り
• 4K ランダム書き込み: 100% 書き込み、64 スレッド、0 ～ 120% の書き込み
• 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

すべての VDBench テストでは、DR をオンまたはオフにして Western Digital ドライブをテストしました。ランダム 4K 読み取りでは、どちらの構成も 1 ミリ秒未満で開始され、DR バージョンがポップオーバーし、レイテンシー 387,937 ミリ秒で 7.5 IOPS に達しました。 DR をオフにすると、ドライブは 1K IOPS のすぐ北まで 350ms 未満にとどまり、レイテンシ 442,089ms で 4.8 IOPS に達しました。

4K 書き込みを再度行う場合、両方の構成は 1 ミリ秒未満で開始されました。 DR バージョンの遅延は約 90 IOPS まではミリ秒未満でしたが、その後 182,791 ミリ秒の遅延で 7.4 IOPS でピークに達しました。 DR をオフにすると、ドライブは約 1 IOPS まで 110 ミリ秒未満に留まり、約 196,027 ミリ秒の遅延で 7 IOPS に達し、その後若干低下することがわかりました。

次に、順次ワークロードです。 64K 読み取りでは、DR バージョンは 1 ミリ秒を超えて開始し、132,918 ミリ秒の遅延で 8.3 IOPS または 3.7 GB/秒でピークに達しました。 DR をオフにすると、ドライブは約 1K IOPS (約 130GB/s) まで 8ms 未満に留まり、159,681ms の遅延で 9.98 IOPS (2.87GB) に達しました。

64K 書き込みでは、どちらの構成もミリ秒未満の遅延で開始されましたが、すぐに 1 ミリ秒を超えました。 DR をオンにすると、ピークはわずか 22.7K IOPS、つまり約 1.4GB/秒、レイテンシは 1.32ms となり、その後パフォーマンスが低下し、レイテンシが大幅にスパイクしました。 DR をオフにすると、ドライブは 63,347 IOPS、つまり 4 ミリ秒で約 3.3GB/秒でピークに達し、その後、一部が低下しました。

次のテスト セットは、SQL ワークロード、SQL、SQL 90-10、および SQL 80-20 です。 SQL の場合、どちらの構成も 1 ミリ秒未満で開始され、DR バージョンは 1 ミリ秒を超え、その後全体を通して 349,851 ミリ秒未満になり、2.6 ミリ秒のレイテンシーで 255 IOPS のピークに達しました。 DR をオフにすると、ドライブの遅延は約 358,787 IOPS までミリ秒未満でしたが、その後わずかに低下するまで遅延が 2.24 ミリ秒で XNUMX IOPS でピークに達しました。

SQL 90-10 では、DR 対応バージョンが 1 ミリ秒ラインを超えたり下回ったりを数回繰り返し、その後 283,524 ミリ秒のレイテンシで 3.42 IOPS に達しました。非 DR バージョンは、約 1 IOPS まで 275 ミリ秒未満に留まり、レイテンシ 334,737 ミリ秒で 2.45 IOPS に達しました。

SQL 80-20 では、どちらの構成もミリ秒未満のレイテンシーで開始され、DR バージョンでは約 1 IOPS で 155 ミリ秒を超え、レイテンシー 256,926 ミリ秒で 3.5 IOPS に達しました。非 DR バージョンでは、210 ミリ秒未満で約 1 IOPS に到達し、281,562 ミリ秒のレイテンシーで 2.83 IOPS のピークに達しました。

次に、Oracle ワークロード、Oracle、Oracle 90-10、Oracle 80-20 です。 Oracle では、DR 対応バージョンは 1 ミリ秒を上下に変動し、264 ミリ秒で約 3.7K IOPS でピークに達し、その後わずかに低下しました。非 DR バージョンの遅延は約 250 IOPS までミリ秒未満で、314,954 ミリ秒の 3.17 IOPS でピークに達しました。

SQL 90-10 では、DR 対応バージョンは約 1 IOPS まで 225 ミリ秒未満に留まり、レイテンシ 252,034 ミリ秒で 2.44 IOPS に達しました。非 DR では、約 300 IOPS まではミリ秒未満の遅延パフォーマンスがあり、338,146 ミリ秒の遅延で 1.72 IOPS でピークに達しました。

SQL 80-20 の場合、DR バージョンは 1 ミリ秒前後で数回変動し、レイテンシ 225,327 ミリ秒で 2.64 IOPS に達しました。非 DR バージョンでは、約 211 IOPS まではミリ秒未満の遅延があり、その後 278,051 IOPS および 2ms の遅延でピークに達しました。

次に、VDI クローン テスト (完全およびリンク) に切り替えました。 VDI フル クローン (FC) ブートの場合、どちらの構成も 1 ミリ秒未満で開始され、DR バージョンでは約 85 IOPS でミリ秒未満の遅延を超え、その後 250,209 IOPS および 4.04 ミリ秒の遅延でピークに達しました。非 DR バージョンは、約 1K IOPS までは 200 ミリ秒未満に留まり、わずかに低下するまで 283,786 IOPS と 3.31 ミリ秒のレイテンシでピークに達しました。

VDI FC 初期ログインでは、DR バージョンは 129 ミリ秒で約 4.2K IOPS のピークに達し、その後パフォーマンスが低下し、遅延が大幅に急増しました。非 DR バージョンは 1 ミリ秒未満で開始され、約 75 IOPS まで維持され、わずかに低下しながら 139,401 ミリ秒のレイテンシーで 6.3 IOPS に達しました。

VDI FC Monday Login では、DR バージョンは 1 ミリ秒未満で開始されましたが、すぐにそれを超えて、108,611 ミリ秒の遅延で 2.22 IOPS に達しました。非 DR バージョンは、1K IOPS 手前まで 90ms 未満にとどまり、レイテンシ 152,516ms で 3.25 IOPS に達しました。

VDI LC ブートの場合、どちらの構成も 1 ミリ秒未満で開始され、DR がすぐにポップアップし、214,327 ミリ秒の遅延で 2.34 IOPS のピークに達しました。非 DR バージョンは、約 1 IOPS までは 205 ミリ秒未満に留まり、255,235 IOPS と 1.85 ミリ秒のレイテンシでピークに達しました。

VDI LC の初期ログインでは、DR バージョンは 95 ミリ秒の遅延で約 2.2 IOPS でピークに達し、その後大幅に低下しました。非 DR バージョンは、約 1 IOPS までは 65 ミリ秒未満に留まり、レイテンシ 112,182 ミリ秒で 2.23 IOPS に達しました。

最後に、VDI LC Monday Login は、DR バージョンが約 108K IOPS でピークに達し、レイテンシが約 3.7 ミリ秒で、その後かなり低下するという、上記と同様の状況を描きました。非 DR バージョンでは、約 65 IOPS まではミリ秒未満の遅延があり、126,656 ミリ秒の遅延で 3.91 IOPS に達しました。

まとめ：

Western Digital Ultrastar DC SN630 は、読み取り中心と混合使用の 800 つの種類がある新しいデータセンター NVMe SSD です。ドライブの容量範囲は、混合使用の場合は 6.4 GB ～ 960 TB、読み取り中心の場合は 7.68 GB ～ 64 TB です。このドライブは、Western Digital のコントローラー、ファームウェア、および 3 層 BiCS 630D NAND を活用しています。すべてのドライブに ISE が提供されており、再導入または廃止に最適です。もう 630 つのセキュリティ機能は、RSA 認証による安全なファームウェアのダウンロードを使用して、SNXNUMX が正規のファームウェアのみを実行することを保証することです。 SNXNUMX は vSAN 認定を受けているため、VMware vSAN のコンテキスト内でテストして、そのパフォーマンスを確認しました。

パフォーマンスに関しては、アプリケーション ワークロード分析と VDBench ワークロード分析を通じて Western Digital DC SN630 NVMe SSD を実行しました。アプリケーション ワークロード分析では、ドライブはある程度の良好な数値を示しました。 SQL Server では、SN630 の合計トランザクション スコアは 12,610.3 TPS、合計平均遅延は 14.8 ミリ秒でした。 Sysbench を使用した場合、SN630 は 11,739.7 TPS、平均遅延 21.86 ミリ秒に達し、最悪のシナリオでは、ドライブの合計スコアは 38.71 ミリ秒でした。

VDBench ワークロードでは、DR をオンにしたりオフにしたりしてドライブをテストしました。 DR をオフにするとパフォーマンスが向上することは明らかですが、一部の顧客は DR をオンに実行する必要があるため、DR をオンにするとドライブがどのようにパフォーマンスを発揮するかを把握するのは良いことです。 DR がオフの場合のハイライトには、442K 読み取りで 4K IOPS、196K 書き込みで 4K IOPS、9.98K 読み取りで 64GB/秒、4K 書き込みで 64GB/秒が含まれます。 SQL ワークロードでは、359K IOPS、SQL 335-90 で 10K IOPS、SQL 282-80 で 20K IOPS が確認されました。 Oracle の場合、ピーク パフォーマンスは 315 IOPS、Oracle 338-90 では 10 IOPS、Oracle 278-80 では 20 IOPS に達しました。 VDI クローン テストでは、SN630 は完全クローンの起動時に 284K IOPS、初期ログインで 139K IOPS、月曜日のログインで 153K IOPS を示しました。リンク クローンでは、SN630 はブートで 255 IOPS、初期ログインで 112 IOPS、月曜日のログインで 127 IOPS に達しました。

DR を有効にした VDBench ワークロードの場合、SN630 は 388K 読み取りで 4K IOPS、183K 書き込みで 4K IOPS、8.3K 読み取りで 64GB/秒、1.4K 書き込みで 64GB/秒というハイライトを実現しました。 SQL ワークロードでは、SQL 350-283 で 90K IOPS、SQL 10-257 で 80K IOPS、SQL 20-264 で 252K IOPS が確認されました。 Oracle の場合、ピーク パフォーマンスは 90 IOPS、Oracle 10-225 では 80 IOPS、Oracle 20-630 では 220 IOPS に達しました。 VDI クローン テストでは、SN129 は完全クローンの起動時に 109K IOPS、初期ログインで 630K IOPS、月曜日のログインで 214K IOPS を示しました。リンク クローンでは、SN95 はブートで 108K IOPS、初期ログインで XNUMXK IOPS、月曜日のログインで XNUMXK IOPS に達しました。

VMware vSAN 内で使用すると、Western Digital DC SN630 SSD は、DR がオンになっている場合でも優れたパフォーマンスを提供します。この場合、控えめなサーバー構築を活用しましたが、それでも印象的な結果が得られました。 SN630 は、vSAN を利用する場合に適しています。

WD ウルトラスター DC SN630 製品ページ

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*このレビューの基礎となったパフォーマンス テストは Western Digital から委託されました。