약 XNUMX년 전, 우리는 정면 대결을 했습니다. 최후의 대결 두 가지 인기 있는 엔터프라이즈급 SSD: Intel P5510 대 Samsung PM9A3 - 둘 다 데이터 센터에서 확고한 지지를 받고 있습니다. 이후 인텔은 SSD 사업을 SK하이닉스가 지원하는 회사인 솔리다임이라는 새로운 회사에 물적분할했다. 이제 우리는 일대일 주류 기업용 SSD 대결의 갱신에서 Solidigm P5520을 살펴보고 있습니다.
약 XNUMX년 전, 우리는 정면 대결을 했습니다. 최후의 대결 두 가지 인기 있는 엔터프라이즈급 SSD: Intel P5510 대 Samsung PM9A3 - 둘 다 데이터 센터에서 확고한 지지를 받고 있습니다. 이후 인텔은 SSD 사업을 SK하이닉스가 지원하는 회사인 솔리다임이라는 새로운 회사에 물적분할했다. 이제 우리는 일대일 주류 기업용 SSD 대결의 갱신에서 Solidigm P5520을 살펴보고 있습니다.
역사적으로 우리는 단일 엔터프라이즈 SSD에 대한 사양 시트가 매우 작은 특정 워크로드에 대한 단일 드라이브 성능에 초점을 맞추기 때문에 별로 도움이 되지 않는다는 것을 발견했습니다. 이 때문에 우리는 대결에 집중하기로 결정했습니다. 공연 단일 드라이브의 대역폭이 아닌 여러 드라이브가 있는 시스템의
궁극적으로 P5510은 실제 테스트 시나리오에서 Samsung PM9A3을 능가했습니다. 이를 염두에 두고 이 두 드라이브에 재대결 테스트를 제공하고 싶었지만 이번에는 P5510의 후속 제품인 Solidigm P5520을 사용했습니다. 이번에는 보다 포괄적인 데이터 세트를 위해 Micron 7400 Pro 및 Kioxia CD6도 포함했습니다.
이러한 모든 드라이브를 이미 개별적으로 검토했으므로 이 보고서에서는 단일 드라이브 성능에 대해 자세히 다루지 않습니다. 대신 여러 드라이브가 서로 함께 사용되는 이 장치의 엔터프라이즈 배포에 중점을 둘 것입니다. 테스트에는 혼합 워크로드, 시끄러운 이웃 상황 및 높은 쓰기 워크로드가 포함됩니다.
위에서 언급한 바와 같이, 2020년 존경받는 한국의 반도체 메모리 및 장치 제조업체인 SK하이닉스는 Intel의 NAND 사업부를 9억 달러에 인수할 것이라고 발표했습니다. 이번 인수를 통해 SK하이닉스는 SK하이닉스가 XNUMX% 소유한 미국 기반의 새로운 회사인 Solidigm을 설립했습니다. 우리는 이를 통해 SK 하이닉스가 높은 평가를 받고 있는 기존 제품 라인을 포트폴리오에 추가하는 추가 혜택과 함께 각자의 핵심 사업에 집중할 수 있기 때문에 두 회사의 승리로 보고 있습니다.
Solidigm P5520 대 P5510
P5520을 P5510과 비교하면 스펙 시트 P5520의 순차 성능이 완만하게 증가한 것을 보여줍니다. 그러나 우리는 사양 시트가 이야기의 일부만을 보여주고 있다는 것을 알았고 이것이 우리가 이러한 테스트를 실행하는 이유입니다.
그러나 성능 수치는 이야기의 일부일 뿐입니다. 오늘날의 하이퍼스케일러와 데이터 센터는 밀도와 전력 효율성을 요구하고 있습니다. Solidigm은 이전 세대 P44 장치에 비해 전체 전력이 5510% 감소하여 두 가지를 모두 제공합니다. 이는 동일한 7.68인치 5510mm 드라이브 크기에서 최대 용량이 P15.36의 5520TB에서 P2.5의 15TB로 증가한 덕분입니다. 완전히 채워진 서버에서 이러한 이득은 매우 빠르게 합산됩니다.
P5520은 여러 섹터 크기, OPAL 2.0, 구성 가능한 네임스페이스 잠금, 보안 삭제, 향상된 원격 측정 로그, 동적 다중 네임스페이스 및 장치 자체 테스트를 포함하여 고객이 요청한 많은 기능을 구현했습니다.
테스트를 위해 기업용으로 널리 사용되는 용량인 U.2 폼 팩터 7.68TB 드라이브를 사용했습니다. P5520은 1.92TB~15.36TB의 용량으로 제공됩니다. 흥미롭게도 P5520은 지배자 (E1.S 및 E1.L) 형식, 하이퍼스케일러 및 일부 서버에서 널리 사용됩니다. 우리는 서버 OEM이 차세대 업데이트에 활용할 것으로 기대하는 새로운 형식인 E3.S로 제공되지 않는다는 사실에 약간 놀랐습니다. 즉, P5520은 오랫동안 개발되어 왔으며 Solidigm은 P3에 E5540.S 변형을 포함하거나 이 SSD 범주의 다음 항목을 포함할 가능성이 높습니다.
Solidigm P5520 성능
이 비교를 위해 이 구성에서 XNUMX개의 NVMe SSD를 지원하는 인텔 OEM 서버를 선택했습니다. SSD의 모든 배치는 동일한 서버에서 동일하게 테스트되었습니다.
테스트 중인 드라이브, 모두 7.68TB 용량:
대략적인 사양은 다음과 같습니다.
- 인텔 확장 가능 Gen2 3 8380개
- 32GB DDR32 4MHz 3200개
- Ubuntu 20.04.2 라이브 서버(합성 워크로드)
- VMware ESXi 7.0u2(애플리케이션 워크로드)
- 8 x PCI Gen4 U.2 NVMe 베이
벤치마크는 가상 벤치마크용 VDbench 및 FIO와 SQL Server용 Percona Sysbench 및 Benchmark Factory를 사용하여 수행되었습니다.
VD벤치: 8개의 NVMe SSD로 구성된 각 그룹이 보안 삭제된 다음 전체 디스크 표면이 64K 쓰기 작업으로 기록되고 64시간 동안 25K 순차 사전 조정 워크로드가 이어집니다. 완료되면 각 드라이브에 디스크 표면의 2%에 해당하는 파티션이 제공됩니다(8TB SSD의 경우 XNUMXTB 파티션).
그런 다음 공통 혼합 워크로드로 구성된 공통 워크로드 프로필 그룹에 중점을 두었습니다. 또한 I/O 패턴을 사용하여 SQL, Oracle 및 VDI 워크로드를 복제했습니다. 임의 I/O 패턴이 시작되기 전에 추가로 4시간 동안 XNUMXK 임의 쓰기 작업을 수행했습니다.
워크로드 프로필
- 합성 데이터베이스: SQL 및 Oracle
- VDI 전체 클론 및 연결된 클론 추적
우리의 SQL 워크로드에서는 Solidigm P5520이 최저 대기 시간에서 강력한 우위를 점하고 최고의 성능과 최저 대기 시간으로 마무리되었습니다. 우리는 P2.36에서 105마이크로초에서 5520M IOPS의 피크를 측정했으며, 그 다음으로 가장 근접한 경쟁 제품(PM9A3)은 1.95마이크로초에서 127M IOPS를 측정했습니다.
SQL 90-10 워크로드에서 쓰기 비율이 증가함에 따라 P5520은 다시 경쟁 SSD보다 앞서 강력한 우위를 점했습니다. 여기에서 우리는 2.23마이크로초에서 111M IOPS의 피크를 측정했으며 PM9A3는 1.89마이크로초에서 129M IOPS로 그 뒤를 이었습니다.
SQL 10-20 워크로드에서 쓰기 비율을 80%에서 20%로 늘린 후 그룹화에서 SSD가 약간 더 가까워지는 것을 확인했습니다. 여기서 P5520은 1.99마이크로초에서 122만 IOPS로 최고를 기록했고 PM9A3는 1.79마이크로초에서 135만 IOPS로 뒤를 이었습니다.
Oracle 워크로드로 전환한 Solidigm P5520은 1.9마이크로초에서 127M IOPS를 기록하며 나머지 팩보다 강력한 우위를 유지합니다. 전반적으로 이는 PM1.68A143의 9마이크로초에서 3만 IOPS, 1.66 Pro의 147마이크로초에서 7400만 IOPS 또는 1.59마이크로초에서 CD6의 157만 IOPS와 비교됩니다.
Oracle 90-10 워크로드에서 P5520은 1.7마이크로초에서 99M IOPS로 최고를 기록했으며 PM9A3는 1.54마이크로초에서 110M IOPS를 측정하여 그 다음으로 가장 가까운 SSD였습니다.
80-20 R/W 혼합의 최종 Oracle 워크로드에서 Solidigm P5520은 여전히 1.63마이크로초에서 103M IOPS로 선두를 유지했습니다. Samsung PM9A3는 여전히 2마이크로초에서 1.5M IOPS의 속도로 111위에 그쳤습니다.
합성 데이터베이스에서 VDI로 이동하면서 전체 복제 부팅 워크로드부터 시작합니다. 여기에서 Solidigm P5520은 약간의 우위로 시작하여 작업 부하가 최고조에 이르렀을 때 상당한 우위로 바뀌었습니다. P5520은 피크에서 1.79마이크로초에서 137M IOPS를 측정했으며 PM9A3은 1.51마이크로초에서 160M IOPS를 기록했습니다.
VDI 전체 클론 초기 로그인 워크로드에서 P5520은 지연 시간 이점을 제공했지만 최대 처리량은 Micron 7400 Pro에서 나왔습니다. 여기서 P5520은 909마이크로초에서 201k IOPS로 7400위를 차지했으며 959 Pro는 213마이크로초에서 XNUMXk IOPS로 앞서 있습니다.
VDI 전체 복제 월요일 로그인에서 Solidigm P5520은 약간 높은 응답 시간으로 시작했습니다. 그러나 워크로드가 증가함에 따라 그룹의 다른 그룹보다 더 높은 성능 프로필을 제공했습니다. 여기에서 P5520은 634마이크로초에서 156k IOPS를 측정했으며, 7400 Pro는 606마이크로초에서 166k IOPS를 기록했습니다.
가상 워크로드 프로필의 마지막 그룹은 부팅부터 시작하여 VDI 연결된 클론 성능에 중점을 둡니다. 이 테스트에서 우리는 Samsung PM9A3가 696마이크로초에서 149k IOPS를 측정하여 5520위를 차지한 반면 P534은 196마이크로초에서 XNUMXk IOPS를 측정했습니다.
VDI Linked Clone 초기 로그인 프로필에서 Solidigm P5520은 PM9A3 바로 뒤에 들어왔습니다. P5520은 312마이크로초에서 148k IOPS를 측정한 반면 PM9A3은 325마이크로초에서 140k IOPS를 측정했습니다.
마지막으로, VDI Linked Clone 월요일 로그인 워크로드에서 Solidigm P5520이 Micron 7400 Pro에 비해 지연 시간이 약간 더 짧은 것으로 나타났습니다. 여기서 P5520은 485마이크로초에서 198k IOPS를 측정한 반면 487 Pro는 205마이크로초에서 7400k IOPS를 측정했습니다.
FIO 쓰기 압력 테스트
SSD가 최대 사용 수준에서 동시 읽기/쓰기 요청을 처리함에 따라 스토리지 워크로드는 더욱 복잡해지고 있습니다. 동시 쓰기 압력 하에서 IO를 서비스하는 기능은 쓰기가 없는 곳에서 읽기를 수행하는 것보다 더 흥미로워집니다. 공급업체는 로드되지 않은 조건에서 읽기 응답과 같은 "벤치마크"를 표시할 수 있을 정도로 백그라운드 활동을 낮게 유지할 수 있습니다. 그러나 그것은 실제 IO가 작동하는 방식이 아닙니다.
이 워크로드는 SSD가 코어 펌웨어 및 NAND 구성 요소 수준에서 쓰기를 일시 중지하거나 스테이징하고 읽기 우선 순위를 지정하는 방법을 보여줍니다. 읽기 우선순위는 특정 애플리케이션 오퍼링에 대한 SLA 요구사항을 구동할 수 있습니다. 따라서 쓰기 압력 테스트의 동기는 SSD 제품의 동시 IO와 복원력 및 QoS를 모두 테스트해야 할 필요성에 의해 결정됩니다.
쓰기 압력 테스트에서는 Solidigm P5520, Samsung PM9A3, Kioxia CD6 및 Micron 7400 Pro 테스트 그룹의 8개 드라이브에서 워크로드를 실행했습니다. 플래시 장치를 테스트할 때 개별 드라이브 테스트가 해당 드라이브가 보다 활동적인 시스템에서 어떻게 응답할 수 있는지 항상 반영하지 않는 경우를 많이 보았습니다. 성능이 어떻게 반영되었는지 보여주기 위해 각 그룹의 단일 드라이브에서 결과를 가져왔습니다. 이 경우 각 그룹의 드라이브 16에 해당합니다. 테스트는 99K 블록 크기와 99.99K 블록 크기 워크로드로 분할되었습니다. 각 테스트에서 우리는 clat(완료 대기 시간), XNUMX번째 백분위수 대기 시간 및 XNUMX번째 백분위수 대기 시간에 중점을 둡니다.
8K 블록 크기부터 시작하여 100개의 SSD 그룹 각각에 대한 완료 대기 시간을 살펴보았고 시작 시 극적인 차이가 형성되는 것을 확인했습니다. 700MB/s에서 6MB/s 범위를 살펴보면 Kioxia CD350는 350MB/s에서 떨어지는 라인으로 눈에 띄었습니다. 테스트에서 더 높은 대역폭이 요구됨에 따라 해당 지점을 넘어서면 다른 드라이브가 계속 올라가는 동안 350MB/s로 제한되기 때문입니다. 5520MB/s 속도를 보면 122은 9마이크로초, PM3A135는 6, CD157은 7400, 192 Pro는 XNUMX로 측정되었습니다.
99번째 백분위수 그룹에서는 Solidigm P5520이 계속해서 선두를 유지했습니다. 350MB/s 표시에서 P424에서 5520마이크로초, CD627에서 6마이크로초, PM668A9에서 3마이크로초, 742 Pro에서 7400마이크로초를 측정했습니다.
99.9번째 백분위수에서 이 그룹의 엔터프라이즈 SSD 간에 더 큰 차이가 있음을 확인했습니다. P5520은 그룹의 다른 제품보다 상당히 낮은 수준에서 시작하여 테스트 세그먼트 전체에서 선두를 유지했습니다. 350MB/s 지점을 보면 P578에서 5520마이크로초, CD922에서 6마이크로초, PM1,074A9에서 3마이크로초, 1,254 Pro에서 7400마이크로초를 측정했습니다.
대기 시간이 99.99번째 백분위수로 이동하여 각 드라이브를 비교할 때 350MB/s 표시를 유지하면서 Solidigm P5520이 계속 선두를 차지했습니다. PM717A9(3) 및 CD1,336(6)에 비해 1,369마이크로초의 짧은 대기 시간을 제공했습니다. 7400 Pro는 2,311로 크게 뒤처졌습니다.
쓰기 압력 테스트에서 블록 크기를 16K로 늘리면 응답 시간과 관련하여 이 범주의 5520개 SSD 간에 상당한 차이가 있음을 다시 확인했습니다. 테스트가 시작되면서 완료 대기 시간을 살펴보면 Solidigm P9과 Samsung PM3A6는 쓰기 워크로드가 증가함에 따라 경로가 갈라지면서 매우 근접했습니다. 우리는 Kioxia CD350가 5520MB/s로 최고를 기록하는 것을 다시 볼 수 있으며 드라이브 그룹 전체에서 비교 지점으로 사용할 것입니다. 여기서 P139.7은 141마이크로초를 측정한 반면 PM9A3에서는 6마이크로초를 측정했습니다. 이 단계에서 CD174는 7400를 측정했고 그 위의 216.5 Pro는 XNUMX를 측정했습니다.
99번째 백분위수 측정에서 각 SSD 간의 차이는 대역폭이 증가함에 따라 더욱 분명해집니다. 350MB/s 표시에서 P5520은 445마이크로초, PM9A3는 668마이크로초, CD6은 685마이크로초, 7400 Pro는 824마이크로초로 측정되었습니다.
99.9 백분위수 대기 시간으로 이동하면서 P5520은 선두를 유지했고 CD6에서 몇 가지 흥미로운 동작을 확인했습니다. 처음에 PM9A3 아래에서 300MB/s로 들어오는 CD6는 포화 상태에 도달하기 전에 대기 시간이 급증했습니다. 동일한 350MB/s 샘플 포인트에 이어 P5520은 603마이크로초, CD6은 1,037마이크로초, PM9A3는 1,074마이크로초, 7400 Pro는 1,418마이크로초로 측정했습니다.
마지막으로 99.99K 블록 크기 쓰기 압력 테스트의 16 백분위수 부분으로 이동하면서 Solidigm P5520이 가장 낮은 대기 시간을, Micron 7400 Pro가 거의 350배의 응답 시간을 보였습니다. 5520MB/s 인덱스 포인트에 초점을 맞추면 P734은 9마이크로초, PM3A1,319은 6마이크로초, CD1,565은 7400마이크로초, 2,606 Pro는 XNUMX마이크로초로 측정되었습니다.
FIO 노이즈 이웃 테스트
전통적으로 다양한 동시 워크로드에서 SSD가 어떻게 작동하는지 확인하려면 장치에 읽기 및 쓰기 워크로드를 동시에 적용합니다. 이러한 워크로드에는 다양한 블록 크기 및 기타 요소도 포함될 수 있습니다. NVMe SSD는 다중 테넌트 네임스페이스 프로비저닝과 일반 파티셔닝을 제공할 수 있는 새로운 개념을 믹스에 도입했습니다.
여러 테넌트가 모두 서로 다른 워크로드로 프로비저닝된 네임스페이스를 사용하는 경우 각 테넌트에 대해 스토리지가 더 이상 응답하지 않는 지점까지 대기 시간이 늘어나면 안 됩니다. 시끄러운 이웃 테스트에서는 프로비저닝된 XNUMX개 네임스페이스 중 XNUMX개에 혼합 쓰기 워크로드를 적용하고 나머지 XNUMX개 네임스페이스에서 읽기 대기 시간을 추적하여 각 드라이브가 동시 쓰기 및 읽기 활동을 처리하는 방법을 확인합니다.
현장에 더 많은 장치가 있을 때 Solidigm P5520은 완료 지연 시간과 99.99 백분위수 및 99.9999 백분위수 지연 시간에서 선두를 차지했습니다. 완료 대기 시간(clat)부터 시작하여 네임스페이스 5520-4에서 P6의 평균 시간은 141마이크로초로 측정되었으며, 그 다음으로 가장 가까운 것은 Samsung PM9A3(157개), Micron 7400 Pro(166개), 마지막으로 Kioxia CD6(177개)입니다. XNUMX.
그러나 그 차이는 99.99 백분위수로 이동하면서 증가했으며 경쟁 드라이브가 응답 시간을 극적으로 증가시키는 것을 보기 시작했습니다. 여기서 Solidigm P5520은 769마이크로초, Samsung PM9A3는 1,049마이크로초, Kioxia CD6는 1,576마이크로초, Micron 7400 Pro는 2,281마이크로초로 측정되었습니다.
9-99.9999 또는 5520 대기 시간 측정으로 이동하면서 P1,123은 9마이크로초를 측정하여 그룹에 대한 인상적인 선두를 계속 유지했습니다. 삼성 PM3A1,494는 6로 2,748위를 유지했고, Kioxia CD7400는 3,796로 뛰어올랐고, Micron XNUMX Pro는 XNUMX으로 엄청난 수치를 기록했습니다.
시스벤치 MySQL 성능
Sysbench 테스트는 Percona를 활용하여 I/O를 MySQL OLTP 데이터베이스로 구동합니다. 이 테스트는 평균 TPS(Transactions Per Second), 평균 대기 시간 및 평균 99번째 백분위수 대기 시간도 측정합니다. 각 Sysbench VM은 92개의 vDisk로 구성됩니다. 하나는 부팅용(~447GB), 하나는 사전 구축된 데이터베이스(~270GB), 세 번째는 테스트 중인 데이터베이스용(16GB)입니다. 시스템 리소스 관점에서 각 VM을 60개의 vCPU와 XNUMXGB DRAM으로 구성하고 LSI Logic SAS SCSI 컨트롤러를 활용했습니다.
Sysbench 테스트 구성(VM당)
- 센트OS 6.3 64비트
- 페르코나 XtraDB 5.5.30-rel30.1
- 데이터베이스 테이블: 100
- 데이터베이스 크기: 10,000,000
- 데이터베이스 스레드: 32
- RAM 버퍼: 24GB
- 시험 시간: 3시간
- 2시간 동안 32개 스레드 사전 조정
- 1시간 32 스레드
16VM 로드(SSD당 8VM)로 스토리지가 MySQL 성능에 대한 주요 제약 조건이 되어 약간의 CPU 헤드룸이 남습니다. 성능 면에서는 Solidigm P5520이 28,455 TPS로 7400위를 차지했으며, 26,397 Pro(9 TPS), PM3A26,312(6), CD25,628(XNUMX)가 그 뒤를 이었습니다.
평균 대기 시간을 살펴보면 P5520이 18.02ms로 선두를 차지했으며, 7400 Pro가 19.46ms, PM9A3가 19.59ms, CD6이 19.98ms로 뒤를 이었습니다. 이것은 스토리지 대기 시간이 아니라 데이터베이스 응답 시간이므로 숫자가 NVMe I/O 레이어보다 높다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
Sysbench 워크로드 동안 99번째 백분위수 대기 시간을 측정하는 마지막 부분에서 P5520은 31.84ms, PM9A3은 34.37ms, 7400 Pro는 35.44ms, CD6은 36.56ms로 측정되었습니다.
결론
P5510에 대한 이전 심층 분석에서 PM93A와 일대일로 비교했습니다. 해당 테스트 라운드에서 P5510은 매우 우수한 성능을 보여 삼성 드라이브를 능가했습니다. 이번에는 Solidigm이 업데이트된 엔터프라이즈 SSD를 가지고 돌아왔기 때문에 PM5520A9에 대해 Solidigm P3을 비교하여 테스트를 다시 실행했습니다. 또한 Micron과 KIOXIA의 존경받는 기업용 SSD를 대결에 포함시켜 범위를 확장했습니다.
드라이브의 사양 시트를 보면 이러한 SSD 배치가 테스트에서 매우 다르게 작동할 것이라는 점을 해독하기 어려웠을 것입니다. 이에 대한 예는 99.99 백분위수 테스트에서 P5520이 가장 가까운 경쟁 제품을 36% 앞선 FIO 잡음 이웃 테스트입니다!
광범위한 테스트에서 쉽게 볼 수 있는 주요 추세는 Solidigm P5520이 전반적으로 뛰어난 성능과 매우 낮은 대기 시간을 제공한다는 것입니다. Kioxia CD6, Micron 7400 Pro 및 Samsung PM9A3에 비해 많은 영역에서 앞서 있습니다. 이는 CD6과 같은 SSD가 같은 등급의 다른 SSD보다 훨씬 낮은 쓰기 압력 테스트에서 가장 잘 드러납니다.
이 연습 후에는 P5520과 함께 있었던 위치에 대해 P5510이 남게 됩니다. 매우 좋은 일입니다. P5520은 우리가 던진 워크로드 전반에 걸쳐 강력하며, 극도의 쓰기 압력 및 시끄러운 이웃 시나리오와 같은 가장 집약적인 워크로드에서 정말 빛을 발합니다. Solidigm 엔지니어링은 이 주류 기업용 SSD 클래스에는 꽤 넓은 간극이 있으며 플래시에 대한 올바른 투자가 애플리케이션 성능에 매우 중요하다는 것을 다시 한 번 입증했습니다.
Solidigm은 이 보고서를 후원합니다. 이 보고서에 표현된 모든 견해와 의견은 고려 중인 제품에 대한 우리의 공정한 견해를 기반으로 합니다.
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