Fusion-io ioDrive2 Duo SLC Application Accelerator Review (1.2 TB)

De Fusion-io ioDrive2 Duo is een applicatieversneller van volledige hoogte en halve lengte die, in combinatie met SLC NAND, 1.2 TB low-latency, high-endurance storage biedt voor de meest veeleisende applicaties van vandaag. Hoewel gebrandmerkt als een product van de tweede generatie, is de naamgeving enigszins misleidend, aangezien Fusion-io al lang een pionier is in het geheugen-als-opslagassortiment met hun diverse ioMemory-producten. Die ervaring komt niet alleen tot uiting in productontwikkeling en hoogtepunten in de specificatiebladen, maar ook in het management; Fusion-io beschikt over de meest robuuste softwaresuite voor schijfbeheer op de markt met ioSphere. Toch zijn mooie software en een beproefd schijfontwerp slechts een deel van de vergelijking. Ondernemingen zetten deze producten in met één doel voor ogen; verkort de responstijden van applicaties door de latentie van het opslagsysteem aan te vallen. De SLC-iteratie van de ioDrive2 brengt laserfocus op dit probleem, met leestoegangslatentie van 47 µs en schrijftoegangslatentie van 15 µs. Dit is vergelijkbaar met een leestoegangslatentie van 68 µs in de MLC-gebaseerde ioDrive2 (ze hebben dezelfde schrijflatentie) en hoewel ongeveer 20 µs niet veel klinkt, kan het een virtuele eeuwigheid zijn voor applicaties die zijn afgestemd op gebruik met flash-opslag .

Afgezien van de winst op het gebied van latentie en doorvoerprestaties, is Fusion-io hard aan het werk geweest om verschillende andere materiële verbeteringen aan het platform in deze nieuwste generatie aan te brengen. De vorige generatie ioDrive-apparaten hadden een functie genaamd FlashBack, waardoor de schijf kon blijven werken in het geval van een NAND-storing, en ioDrive2-toepassingsversnellers hebben op dat kenmerk voortgebouwd met de nieuwe versie genaamd Adaptive FlashBack. Adaptive FlashBack verhoogt de NAND-fouttoleranties, waardoor de schijf online blijft en de gegevens veilig blijven in het onwaarschijnlijke geval van meerdere NAND-storingen. In dat geval kan de ioDrive2 opnieuw toewijzen en herstellen zonder offline te gaan. 

Fusion-io heeft ook een nieuwe NAND-controller en firmware-build voor de ioDrive2-familie uitgerold. De voordelen hier zijn grotendeels prestatiegerelateerd, betere doorvoer en verbeterde latentie, maar er is ook een NAND-compatibiliteitsvoordeel. Fusion-io heeft ook hun VSL-software geüpdatet naar 3.2.x, wat in combinatie met de nieuwe NAND-controller de ioDrive2 betere prestaties geeft met kleinere blokgroottes. Wat betreft NAND, heeft Fusion-io een wijziging in de hardwarearchitectuur aangebracht die de NAND in zijn eigen modules plaatst, gescheiden van de NAND-controller, wat zorgt voor een eenvoudiger ontwerp. Het nettovoordeel is dat Fusion-io sneller een nieuwe NAND- of NAND-verpakking kan ondersteunen, gebruikmakend van dezelfde PCB-lay-out. 

Hoewel we in het ontwerpgedeelte hieronder dieper ingaan op de hardware, is het nuttig om hier alvast een kort overzicht te geven van de Fusion-io-architectuur. Net als de Virident FlashMAX II die we eerder hebben besproken, maakt het ioDrive2-ontwerp gebruik van een FPGA die het grootste deel van het NAND-beheer overdraagt ​​aan de host-CPU. Terwijl andere ontwerpen, zoals Microns P320h, een ingebouwde controller gebruiken voor de meeste van deze taken, geeft Fusion-io er de voorkeur aan om te profiteren van de krachtige en vaak onderbenutte CPU in het hostsysteem. Dit ontwerp zorgt ook voor een directere verbinding met de opslag, waardoor de opslaglatentie wordt verminderd. Het ontwerp van de Duo maakt gebruik van twee controllers, net als de FlashMAX II, maar verschilt daarin dat het zes dochterkaarten gebruikt die alleen NAND bevatten, in plaats van de NAND en controllers te combineren op afzonderlijke printplaten. In tegenstelling tot de Virident-oplossing presenteert Fusion-io met VSL 3.2.2 echter vier schijven van 300 GB aan het systeem, in plaats van het ene volume dat Virident presenteert. Gebruikers kunnen ervoor kiezen om elk volume afzonderlijk te adresseren, maar om één enkel volume te verkrijgen, moeten ze in software-RAID worden geplaatst. Het is ook belangrijk om te weten dat de Fusion-io Duo-kaarten full-height half-length zijn, waardoor ze groter zijn dan de gangbare half-height half-length kaarten die Virident, Micron en andere fabrikanten aanbieden. Desondanks passen de meeste Tier 1 1U- en 2U-servers op de markt probleemloos bij de FHHL-kaarten, waardoor de vorm van de kaart alleen in uitzonderlijke gevallen relevant is.

Fusion-io levert de ioDrive2 Duo in zowel MLC- als SLC-configuraties. De MLC heeft een capaciteit van 2.4 TB, de SLC 1.2 TB. Op de schijven zit vijf jaar garantie.

Fusion ioDrive2 Duo-specificaties

• ioDrive2 Duo-capaciteit 1.2 TB SLC
  • Lees bandbreedte (1 MB) 3.0 GB/s
  • Schrijfbandbreedte (1 MB) 2.5 GB/s
  • liep. Lees IOPS (512B) 700,000
  • liep. Schrijf IOPS (512B) 1,100,000
  • liep. Lees IOPS (4K) 580,000
  • liep. Schrijf IOPS (4K) 535,000
  • Lees toegangslatentie 47 µs
  • Schrijf toegangslatentie 15 µs
• 2xnm NAND Flash-geheugen Single-Level Cell (SLC)
• Businterface PCI-Express 2.0 x8 elektrisch x8 fysiek
• Gewicht: minder dan 11 gram
• Vormfactor: volledige hoogte, halve lengte (FHHL)
• Garantie: 5 jaar of maximaal uithoudingsvermogen gebruikt
• Uithoudingsvermogen: 190PBW (95PBW per controller)
• Ondersteunde besturingssystemen
  • Microsoft Windows Microsoft Windows: 64-bits 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 Knijpen; Fedora 16/17; openSUSE 12; Kubuntu 10/11/12
  • UNIX Solaris 10/11 x64; OpenSolaris 2009.06 x64; OS X 10.6/10.7/10.8
  • Hypervisors VMware ESX 4.0/4.1/ESXi 4.1/5.0/5.1, Windows 2008 R2 met Hyper-V, Hyper-V Server 2008 R2

Ontwerp en bouw

De Fusion ioDrive2 Duo 1.2TB SLC is een Full-Height Half-Length (FHHL) x8 PCI-Express 2.0-kaart met twee controllers en een PCIe-switch op de hoofdprintplaat. De NAND-chip is verbonden via twee dochterkaarten, wat Fusion een productievoordeel biedt bij het overschakelen naar nieuwe NAND-configuraties. In plaats van de kaart telkens opnieuw te ontwerpen bij een lithografiewijziging ( verkleining van de NAND-chip) , kunnen ze een nieuwe dochterkaart installeren en nieuwe firmware op de FPGA flashen. Onze SLC ioDrive2 Duo is opgebouwd uit twee ioMemory-chips van 600 GB, die elk 4 lanes van de PCIe-verbinding gebruiken. De PCB-layout is zeer efficiënt, met grote passieve koelplaten die de twee controllers aan de rechterkant van de kaart bedekken.

Elke controller vertegenwoordigt één ioDrive2, met zijn eigen 40nm Xilinx Virtex-6 FPGA en 768GB pool van SLC NAND. De ioDrive2 Duo die we hebben beoordeeld, gebruikt Micron NAND, maar Fusion-io is NAND-fabrikant agnostisch. De NAND is opgesplitst in 24 chips van 32 GB per apparaat, met 600 GB bruikbaar onder standaardopmaak. Die verhouding brengt het voorraadniveau op 22%, ongeveer op hetzelfde niveau als de meeste zakelijke flash-apparaten.

Fusion ioMemory-interfaces met NAND-flash zoals een processor zou interageren met systeemgeheugen; het gebruikt een combinatie van Fusion-io's NAND-controller (FPGA), die rechtstreeks communiceert via PCIe, en Fusion-io's stuurprogramma of Virtual Storage Layer (VSL)-software die op het hostsysteem is geïnstalleerd om het apparaat om te zetten in een traditioneel blokapparaat. Via VSL van Fusion-io emuleert de software een blokapparaat voor compatibiliteit, hoewel Fusion ook een SDK biedt waarmee softwareleveranciers native kunnen communiceren met NAND, waarbij emulatie-overhead wordt omzeild. ioMemory is ook niet-traditioneel in die zin dat het systeembronnen verbruikt om de VSL-stuurprogramma's te laten functioneren, waarbij het gebruikmaakt van de host-CPU en tegelijkertijd een voetafdruk in het systeemgeheugen creëert. Wat betreft productondersteuning, omdat Fusion-io een FPGA gebruikt als de NAND-controller versus een ASIC, kunnen ze software-updates op zeer laag niveau implementeren die bugfixes en prestatieverbeteringen kunnen verhelpen. Dit staat in contrast met standaard SSD-controllers, waar fundamentele wijzigingen alleen kunnen worden aangebracht door een nieuwe controller te fabriceren, hoewel beide ontwerpen meer afstemming op hoog niveau mogelijk maken via firmware-updates. 

Een verbetering die met de release van VSL 3.2.2 voor ioDrive2-apparaten kwam, is een nieuwe controllerfunctie. Voorheen verscheen elk ioMemory-apparaat als één apparaat voor het hostsysteem. In de meest recente versies van Fusion's VSL is de controller opgesplitst in twee apparaten en werkt hij in een "dual-pipe"-modus. Dus in plaats van één LUN voor een ioDrive2 en twee LUN's voor een ioDrive2 Duo, zijn het respectievelijk twee of vier LUN's. In onze tests met de oude en nieuwe lay-out merkten we een sterke verbetering van de kleine I/O-prestaties op, hoewel al onze formele benchmarks alleen met VSL 3.2.2 plaatsvonden.

Stroomvoorziening is een ander onderwerp dat vaak ter sprake komt wanneer Fusion ioMemory-apparaten worden vergeleken met PCIe-oplossingen, omdat ze zich onderscheiden als een van de weinige met externe stroomaansluitingen voor bepaalde toepassingen. Dit geldt voor producten uit de Duo-familie, die bestaan ​​uit twee ioMemory-apparaten op één PCIe-kaart. In deze gevallen verbruiken ze meer dan 25 watt om op vol vermogen te werken, wat het minimale nominale vermogen van een x8 PCIe-slot is. Fusion-io biedt twee manieren om aan deze stroombehoefte te voldoen: externe voedingskabels of power-overrides waarmee de kaart meer dan 25 watt kan verbruiken via een x8 PCIe-slot. In onze review van de ioDrive2 Duo SLC in een Lenovo ThinkServer RD630 hebben we alle benchmarks uitgevoerd met de power-override ingeschakeld, waardoor we volledige prestaties behaalden zonder externe voeding. In de installatiehandleiding van de hardware geeft Fusion-io aan dat als de hostserver een maximaal stroomverbruik van 55 watt heeft, de softwarematige override veilig kan worden ingeschakeld.

Management Software

Fusion-io heeft voortdurend de lat hoger gelegd die andere fabrikanten proberen te bereiken met hun ioSphere ioMemory Data Center Management-suite. Zoals we hebben gezien door intensief samen te werken met concurrerende Application Accelerators, is zelfs een eenvoudige GUI in Windows moeilijk te vinden, met veel fabrikanten die beperkte CLI-ondersteuning bieden. Dit speelt een grote rol bij het langetermijnbeheer van een bepaald flitsapparaat. aangezien garantie en verwachte levensduur terugkomen op wat het gebruiksprofiel is in een bepaalde omgeving. 

Fusion's ioSphere behandelt veel belangrijke gebieden voor een IT-beheerder, allemaal via een webinterface, waaronder: real-time en historische prestaties, gezondheidsbewaking en garantieprognoses. ioSphere ondersteunt zowel monitoring van lokaal geïnstalleerde ioMemory-apparaten als ioMemory-apparaten die over een groot netwerk zijn geïnstalleerd, en het kan ook worden geconfigureerd met externe toegang zodat beheerders gegevens buiten het datacenter kunnen bewaken. Deze uitgebreide feature set is ongeëvenaard.

Zonder twijfel is een van de meest interessante functies de realtime prestatiestreaming. Met ioSphere kunnen gebruikers verbinding maken met een specifiek ioMemory-apparaat en de activiteit op dat apparaat live volgen. We hebben deze mogelijkheid uitgebreid gebruikt tijdens het testen, zoals te zien is in de bovenstaande stream die is vastgelegd tijdens een interne test van onze MarkLogic NoSQL-databasebenchmark . Omdat ioSphere continu gegevens registreert van alle verbonden ioMemory-apparaten, kan het ook rapporten genereren met informatie over de prestaties uit het verleden. Zo kunt u beter inschatten hoe lang een bepaald ioMemory-apparaat meegaat in een specifieke productieomgeving.

Voor gebruikers die geïnteresseerd zijn in geavanceerde informatie, houdt ioSphere ook het energieverbruik, de kaarttemperatuur, het totale aantal gelezen en geschreven gegevens en een groot aantal andere details bij die nuttig zijn bij het debuggen. Deze gegevens zijn toegankelijk via zowel ioSphere als de Fusion-io CLI die standaard wordt geïnstalleerd met de apparaatstuurprogramma's. Een ander gebied waarop deze geavanceerde functies een rol gaan spelen, is het over- of onderprovisioneren van de schijf, waarbij capaciteit wordt ingeruild voor prestaties. In onze evaluatie hebben we de ioDrive2 Duo SLC getest in zowel standaard- als krachtige modi. High-performance modus is met 20% extra over-provisioning, hoewel Fusion-io voor geavanceerde gebruikers de mogelijkheid biedt om het exacte niveau van over- of onder-provisioning te selecteren. Bij onderbevoorrading kunnen gebruikers de capaciteit van de ioDrive2 verhogen tot boven de geadverteerde capaciteit (ten koste van de prestaties en het uithoudingsvermogen). 

Achtergrond en vergelijkingen testen 

Alle applicatieversnellers die in deze review worden vergeleken, zijn getest op ons tweede generatie enterprise-testplatform, bestaande uit een Intel Romley-gebaseerde Lenovo ThinkServer RD630 . Dit nieuwe platform is geconfigureerd met zowel Windows Server 2008 R2 SP1 als Linux CentOS 6.3, zodat we de prestaties van verschillende applicatieversnellers effectief kunnen testen in de diverse omgevingen die hun drivers ondersteunen. Elk besturingssysteem is geoptimaliseerd voor maximale prestaties, inclusief het instellen van het energieprofiel van Windows op 'hoge prestaties' en het uitschakelen van cpuspeed in CentOS 6.3 om de processor op de hoogste kloksnelheid te vergrendelen. Voor synthetische benchmarks gebruiken we FIO versie 2.0.10 voor Linux en versie 2.0.12.2 voor Windows, waarbij dezelfde testparameters worden gebruikt in beide besturingssystemen waar dit is toegestaan.

StorageReview Lenovo ThinkServer RD630-configuratie:

• 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0 GHz, 15 MB cache, 6 kernen)
• Intel C602-chipset
• Geheugen – 16 GB (2 x 8 GB) 1333 MHz DDR3 geregistreerde RDIMM's
• Windows Server 2008 R2 SP1 64-bits, Windows Server 2012 Standard, CentOS 6.3 64-bits
• 100 GB micron RealSSD P400e opstart-SSD
• LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA (voor opstart-SSD's)
• LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA (voor benchmarking van SSD's of HDD's)

Als het ging om het kiezen van vergelijkingsmateriaal voor deze review, kozen we voor de nieuwste best presterende SLC- en MLC Application Accelerators. Deze werden gekozen op basis van de prestatiekenmerken van elk product en de prijsklasse. We nemen zowel voorraad- als hoogwaardige benchmarkresultaten op voor de ioDrive2 Duo SLC en vergelijken deze met de Micron RealSSD P320h en de Virident FlashMAX II overprovisioned in high-performance modus. 

Fusion ioDrive1.2 Duo SLC van 2 TB

• Vrijgegeven: 2H2011
• NAND-type: SLC
• Controller: 2 x FPGA met bedrijfseigen firmware
• Apparaatzichtbaarheid: 4 JBOD-apparaten
• Fusion-io VSL Windows-versie: 3.2.2
• Fusion-io VSL Linux-versie: 3.2.2
• Voorconditioneringstijd: 12 uur

700 GB Micron RealSSD P320h

• Vrijgegeven: 2H2011
• NAND-type: SLC
• Controller: 1 x eigen ASIC
• Toestelzichtbaarheid: enkel toestel
• Micron-vensters: 8.01.4471.00
• MicronLinux: 2.4.2-1
• Voorconditioneringstijd: 6 uur

Virident FlashMAX II van 2.2 TB

• Vrijgegeven: 2H2012
• NAND-type: MLC
• Controller: 2 x FPGA met bedrijfseigen firmware
• Apparaatzichtbaarheid: enkel of dubbel apparaat, afhankelijk van formattering
• Viridente Windows: versie 3.0
• Virident Linux: versie 3.0
• Voorconditioneringstijd: 12 uur

Enterprise synthetische werklastanalyse

De manier waarop we naar PCIe-opslagoplossingen kijken, gaat dieper dan alleen kijken naar traditionele burst- of steady-state-prestaties. Als je naar de gemiddelde prestaties over een lange periode kijkt, verlies je de details uit het oog van hoe het apparaat over die hele periode presteert. Aangezien de prestaties van flash sterk variëren naarmate de tijd verstrijkt, analyseert ons benchmarkingproces de prestaties op gebieden als totale doorvoer, gemiddelde latentie, pieklatentie en standaarddeviatie over de gehele preconditioneringsfase van elk apparaat. Bij high-end enterprise-producten is latentie vaak belangrijker dan doorvoer. Daarom doen we er alles aan om de volledige prestatiekenmerken van elk apparaat dat we door ons Enterprise Test Lab laten gaan, te laten zien.

We voegen ook prestatievergelijkingen toe om te laten zien hoe elk apparaat presteert onder een andere driverset voor zowel Windows- als Linux-besturingssystemen. Voor Windows gebruiken we de nieuwste stuurprogramma's ten tijde van de oorspronkelijke beoordeling, waarop elk apparaat vervolgens wordt getest in een 64-bits Windows Server 2008 R2-omgeving. Voor Linux gebruiken we de 64-bits CentOS 6.3-omgeving, die elke Enterprise PCIe Application Accelerator ondersteunt. Ons belangrijkste doel met deze tests is om te laten zien hoe de prestaties van het besturingssysteem verschillen, aangezien het hebben van een besturingssysteem dat op een productblad als compatibel wordt vermeld, niet altijd betekent dat de prestaties ervan gelijk zijn.

Flash-prestaties variëren tijdens de voorbereidingsfase van elk opslagapparaat. Met verschillende ontwerpen en variërende capaciteiten duurt ons preconditioneringsproces 6 uur of 12 uur, afhankelijk van de tijd die nodig is om stationair gedrag te bereiken. Ons belangrijkste doel is ervoor te zorgen dat elke schijf volledig in de stationaire modus staat tegen de tijd dat we met onze primaire tests beginnen. In totaal wordt elk van de vergelijkbare apparaten veilig gewist met behulp van de tools van de leverancier, gepreconditioneerd tot steady-state met dezelfde werklast waarmee het apparaat zal worden getest onder een zware belasting van 16 threads met een uitstekende wachtrij van 16 per thread, en vervolgens getest in vaste intervallen in meerdere thread/wachtrij-diepteprofielen om prestaties te tonen bij zowel licht als zwaar gebruik.

Attributen die worden gecontroleerd in preconditionerings- en primaire steady-state-tests:

• Doorvoer (lezen+schrijven IOPS aggregaat)
• Gemiddelde latentie (lees- en schrijflatentie samen gemiddeld)
• Maximale latentie (piek lees- of schrijflatentie)
• Latentie Standaarddeviatie (Lezen + Schrijven Standaarddeviatie samen gemiddeld)

Onze Enterprise Synthetic Workload Analysis omvat vier profielen op basis van taken uit de echte wereld. Deze profielen zijn ontwikkeld om het gemakkelijker te maken om te vergelijken met onze eerdere benchmarks en met algemeen gepubliceerde waarden zoals max. 4K lees- en schrijfsnelheid en 8K 70/30, wat vaak wordt gebruikt voor zakelijke schijven. We hebben ook twee verouderde gemengde workloads opgenomen, de traditionele bestandsserver en webserver, die elk een brede mix van overdrachtsgroottes bieden.

• 4K
  • 100% lezen of 100% schrijven
  • 100% 4K
• 8K 70/30
  • 70% lezen, 30% schrijven
  • 100% 8K
• file Server
  • 80% lezen, 20% schrijven
  • 10% 512b, 5% 1k, 5% 2k, 60% 4k, 2% 8k, 4% 16k, 4% 32k, 10% 64k
• webserver
  • 100% gelezen
  • 22% 512b, 15% 1k, 8% 2k, 23% 4k, 15% 8k, 2% 16k, 6% 32k, 7% 64k, 1% 128k, 1% 512k

In onze eerste werklast kijken we naar een volledig willekeurig 4K-schrijfvoorconditioneringsprofiel met een uitstekende werklast van 16T/16Q. In deze test biedt de Fusion ioDrive2 Duo SLC de hoogste burst-prestaties in de groep met bijna 550,000 IOPS-burst met zijn Linux-stuurprogramma. In Windows kwamen burst-snelheden lager uit op 'slechts' 360-420,000 IOPS. Kijkend naar de prestaties toen deze bijna stabiel waren, vlakte de ioDrive2 Duo in HP-modus af op ongeveer 230,000 IOPS in Linux en 200,000 IOPS in Windows. In de voorraadcapaciteitsmodus waren de prestaties ongeveer 140,000 IOPS in Linux en 115,000 IOPS in Windows.

Met een zware belasting van 16T/16Q was de gemiddelde latentie op de Fusion ioDrive2 Duo tussen 1.85 ms en 2.20 ms in voorraadcapaciteitsmodus voor respectievelijk Linux en Windows. In krachtige configuraties daalde de latentie tot ongeveer 1.10 ms en 1.25 ms.

Door de maximale latentie op de ioDrive2 Duo in Windows en Linux te vergelijken met ons 4k willekeurig schrijfprofiel, was het gemakkelijk te zien dat het de voorkeur gaf aan een Linux-omgeving als het ging om piekresponstijden. In de loop van de preconditioneringsperiode varieerde de maximale latentie van Windows tussen 40-360 ms in voorraadcapaciteit en 100-250 ms in high-performance modus. Dit stond in contrast met de prestaties in Linux, die piekresponstijden tussen 20-50 ms handhaafden voor zowel standaard- als krachtige configuraties.

De Fusion ioDrive2 Duo SLC, die dieper ingaat op de latentiestandaarddeviatie, had minder latentieconsistentie in Windows in zowel standaard- als krachtige modi dan in Linux. In vergelijking met de Micron P320h en Virident FlashMAX II in HP-modus, behielden beide modellen ongeveer dezelfde consistentie in beide besturingssystemen.

Nadat onze preconditioneringsperiode van 12 uur was geëindigd op de ioDrive2 Duo SLC, had deze een stationaire willekeurige 4k-prestatie met een piek van 231,456 IOPS in Linux wanneer deze werd geleverd in de krachtige modus. Dit gaf het de hoogste willekeurige 4K-schrijfprestaties in de groep, hoewel de Windows-prestaties ongeveer in lijn waren met de schrijfsnelheid van de Micron P320h. In de standaardprestatiemodus daalden de willekeurige 4k-schrijfsnelheden tot 114,917 IOPS in Windows en 139,421 IOPS in Linux. Dit kwam ongeveer overeen met de FlashMAX II met deze geconfigureerd in zijn krachtige modus. Kijkend naar de 4K willekeurige leessnelheid van de groep, leidde de Micron P320h het peloton met 637k IOPS in Linux, met de ioDrive2 Duo SLC die 460-463k IOPS in Linux en 384-392k IOPS in Windows meet.

Als we de gemiddelde latentie vergelijken met een zware 16T/16Q-workload met 100% 4K willekeurige leesactiviteit, meet de ioDrive2 Duo SLC tussen 0.550-0.552 ms in Windows en 0.649-0.663 ms in Linux. Overschakelen naar schrijfprestaties, het mat 1.102-1.255ms in high-performance modus en 1.832-2.223ms in voorraadcapaciteit, met zijn schrijfsterkte aan de Linux-kant.

Bij het vergelijken van de maximale latentie viel de Fusion ioDrive2 Duo op in Windows met de hoogste piekresponstijden in de groep, met een meetwaarde van 373-1018 ms met 4k willekeurige schrijfactiviteit. De prestaties in Linux waren veel beter, met een maximum van 43-51 ms. Als het ging om maximale leeslatentie, leidde de ioDrive2 Duo in Windows het peloton met een maximale latentie van 3.32-3.76 ms.

Door de latency-standaarddeviatie tussen elke PCIe AA in ons willekeurige 4K-profiel te vergelijken, bood de ioDrive2 Duo SLC uitstekende leeslatentie-consistentie in Windows, maar met schrijfactiviteit had het een van de minder consistente latency in de groep. Dit werd verbeterd in een Linux-omgeving, hoewel die ook hogerop stapten dan anderen in de groep. Aan de top van de groep staat de Micron RealSSD P320h, die een gebalanceerde standaarddeviatie voor latentie biedt met zowel lees- als schrijfactiviteit.

Onze volgende test schakelt over naar een 8K 70/30 gemengde werklast waarbij de ioDrive2 Duo SLC het peloton aanvoerde met de hoogste burst-snelheden tussen 424-443,000 IOPS, met een hogere doorvoer in Windows. Toen de prestaties bijna stabiel waren, werd de voorraadcapaciteit van de ioDrive2 Duo SLC gemeten tussen 140-148 IOPS, wat toenam tot 195-200 IOPS in de high-performance modus.

Vergelijking van de gemiddelde latentie in onze 8k 70/30-werklast, de Fusion ioDrive2 Duo SLC mat 0.57-0.59 ms in burst (kleine voorsprong in Windows) en nam toe tot ongeveer 1.70-1.80 ms in voorraadcapaciteit en 1.28-1.33 ms in high-performance modus .

Terwijl de ioDrive2 Duo SLC overging van burst naar ononderbroken of steady-state, fluctueerde de pieklatentie in zowel Windows als Linux, evenals standaard- en krachtige modi tussen 50-250 ms. Dit in vergelijking met de Micron P320h die 10-30ms meet of de Virident FlashMAX II die tussen 30-50ms meet.

Hoewel de maximale latentie van de ioDrive2 Duo hoog was in onze 8k 70/30 preconditioneringstest, merkten we de latentieconsistentie op in de high-performance modus die direct achter de Micron P320h was geplaatst. In voorraadcapaciteitsconfiguratie schaalde het iets hoger dan de Virident FlashMAX II.

Vergeleken met de vaste werklast van 16 threads en max. 16 wachtrijen die we hebben uitgevoerd in de 100% 4K-schrijftest, schalen onze gemengde werklastprofielen de prestaties over een breed scala aan thread/wachtrij-combinaties. In deze tests variëren we onze werkbelasting van 2 threads en 2 wachtrijen tot 16 threads en 16 wachtrijen. In onze uitgebreide 8K 70/30-test had de Fusion ioDrive2 Duo SLC de hoogste piekprestaties in de groep in krachtige configuratie. Als we het direct vergeleken met de Micron P320h, was het in staat om veel hogere lage wachtrijdiepte-prestaties te bieden bij 2, 4, 8 en 16 threads, maar bleef vervolgens achter naarmate de wachtrijdiepte toenam. Bij voorraadprovisioning bood het opmerkelijk goede prestaties aan de Virident FlashMAX II met het geconfigureerd in high-performance modus.

In het geschaalde gemiddelde latentiesegment van onze 8k 70/30-test ontdekten we dat de Fusion ioDrive2 Duo SLC de laagste gemiddelde latentie in de groep bood, deels dankzij zijn sterke prestaties bij lage wachtrijdieptes. Naarmate de rij langer werd, nam de Micron P320h de leiding, tot 16T/16Q waar de ioDrive2 Duo SLC weer als eerste uit de bus kwam.

Toen we de maximale latentie vergeleken in onze geschaalde 8k 70/30-test, registreerden we enkele grotere pieken van de ioDrive2 Duo SLC, die hoger leek te worden naarmate de effectieve wachtrijdiepte toenam. Dit was het meest opvallend met de voorraadcapaciteit ioDrive2 in Windows. De Linux-prestaties, evenals Windows in high-performance modus, hielden de pieklatentie onder de 70 ms bij effectieve belastingen van minder dan of gelijk aan QD64, terwijl de latentie bij QD128 en QD256 toenam tot respectievelijk 160 ms en 220 ms.

In onze geschaalde 8k 70/30-test voerde de Micron P320h het peloton aan met de meest consistente latentie voor alle workloads, met de Virident FlashMAX II op de tweede plaats en de ioDrive2 Duo SLC in high-performance heel dichtbij. 

De werkbelasting van de bestandsserver vertegenwoordigt een groter spectrum van overdrachtsgrootte dat elk afzonderlijk apparaat raakt, dus in plaats van genoegen te nemen met een statische werklast van 4k of 8k, moet de schijf verzoeken van 512b tot 64K aan. In deze werkdruk, aangezien de Fusion ioDrive2 Duo SLC te maken kreeg met een grotere overdrachtsspreiding, kon hij wat spierballen laten zien en het peloton leiden in de high-performance modus. In burst had de ioDrive2 Duo SLC bijna het dubbele van de Micron P320h en Virident FlashMAX II, die ongeveer 305,000 IOPS meten. Toen het de stabiele toestand naderde in de high-performance modus, vlakte het af rond de 136,000 IOPS voor zowel Windows als Linux, vergeleken met de 320 IOPS van de P125,000h. Bij het formatteren met opslagcapaciteit nam de doorvoer af tot ongeveer 110,000 IOPS, vergeleken met de Virident FlashMAX II in high-performance modus die bijna 70,000 IOPS bedroeg.

Met zijn sterke burst-prestaties was de gemiddelde latentie aan het begin van onze preconditioneringscurve ongeveer 0.83 ms vanaf de ioDrive2 Duo SLC, voordat hij afvlakte tot 1.87 ms in high-performance modus of ongeveer 2.25 ms bij standaardcapaciteit.

Toen de ioDrive2 Duo SLC overging van burst naar aanhoudende en stabiele toestand, begon de pieklatentie toe te nemen zoals in onze 8k 70/30-test, hoewel niet zo hoog. Over de hele linie hebben we de maximale latentie gemeten, variërend van 20 ms tot 200 ms vanaf de ioDrive2 Duo in alle modi, met als beste de Linux HP-modus. We hebben ook een piek opgemerkt van iets meer dan 1,000 ms van de ioDrive2 Duo in Windows in de high-performance modus. De Micron P320h behield daarentegen een pieklatentie van minder dan 20 ms voor zowel Windows als Linux.

Hoewel we in onze vorige test meer pieklatentie-flutter van de ioDrive2 Duo opmerkten, liep het midden in het peloton tussen de Micron P320h en Virident FlashMAX II, kijkend naar de standaarddeviatie van de latentie. Over het algemeen bood Linux een betere consistentie in zowel standaard- als krachtige configuraties, waarbij de laatste meer stabiliteit had.

Nadat het preconditioneringsproces van de bestandsserver was voltooid met een constante belasting van 16T/16Q, gingen we verder met onze hoofdtests die de prestaties meten op vaste niveaus tussen 2T/2Q en 16T/16Q. In onze belangrijkste File Server-workload bood de ioDrive2 Duo SLC de hoogste piekprestaties, met een meting van 132-135,000 IOPS bij 16T/16Q ten opzichte van de P320h die 125,500 IOPS meet. De ioDrive2 Duo toonde ook zijn lage wachtrijdiepte ten opzichte van de Micron P320h bij werklasten van 2, 4 en 8 threads, met een lichte voorsprong in de high-performance modus. Naarmate de rij langer werd, bood de Micron P320h de hoogste prestaties in elke fase, met een veel hogere toppen.

Als we de gemiddelde latentie vergelijken tussen elke eersteklas PCIe Application Accelerator in onze File Server-workload, had de ioDrive2 Duo SLC de laagste latentie in de groep, met een meting van 0.14 ms voor zowel Linux als Windows bij 2T/2Q in high-performance modus. Naarmate de werklast toenam, behield de Micron P320h een sterke voorsprong, tot 16T/16Q waar de ioDrive2 Duo SLC de laagste gemiddelde latentie had bij piekbelasting.

Kijkend naar piekresponstijden in onze hoofdbestandsservertest, had de Fusion ioDrive2 Duo SLC een hogere maximale latentie, die begon op te lopen bij workloads op of boven een effectieve wachtrijdiepte van 128. Onder QD128 had de ioDrive2 Duo een maximale latentie van 11 -100ms, met zijn betere prestaties in high-performance modus. 

Door onze visie van piekresponstijden om te schakelen naar latentieconsistentie in onze File Server-test, liep de ioDrive2 Duo SLC achter op de Micron P320h in high-performance modus en bood een lichte voorsprong in latentiestandaarddeviatie ten opzichte van de Virident FlashMAX II in standaardconfiguratie.

In onze laatste synthetische werklast voor een webserverprofiel, wat traditioneel een 100% leestest is, passen we 100% schrijfactiviteit toe om elke schijf volledig te preconditioneren vóór onze hoofdtests. Onder deze stressvolle preconditioneringstest had de ioDrive2 Duo SLC een indrukwekkende voorsprong op de Micron P320h en Virident FlashMAX II in zowel standaard- als krachtige configuraties. In deze test bereikten burst-snelheden 145,000 IOPS, terwijl de Micron P320h piekte op 67,000 IOPS en de Virident FlashMAX II begon op 32,000 IOPS in high-performance modus.

Met een zware 100% schrijfbelasting van 16T/16Q in onze Web Server preconditioneringstest, handhaafde de ioDrive2 een gemiddelde responstijd van ongeveer 3.5-3.8 ms in high-performance configuratie en 6.4-7.2 ms in standaardconfiguratie.

Bij het vergelijken van de maximale latentie in onze webserver-preconditioneringstest, meet de ioDrive2 Duo SLC tussen 25-70 ms in Linux in zowel standaard- als high-performance-modus, met Windows-pieklatentie hoger van 25-380 ms met een paar pieken boven 1,000 ms. 

Bij het vergelijken van latentieconsistentie in onze stressvolle Web Server-preconditioneringsrun, kwam de Micron P320h bovenaan het peloton binnen, met de ioDrive2 Duo SLC in het midden. Wanneer geconfigureerd in high-performance modus, presteerde het beter in zowel Windows als Linux dan in stock-configuratie.

Overschakelen naar het hoofdsegment van onze Web Server-test met een 100% leesprofiel, de ioDrive2 Duo SLC had prestatieschaling van 23.9-25.5 k IOPS bij 2T/2Q, wat toenam tot een piek van 141-147 k IOPS bij 16T/16Q. Vergeleken met de Micron P320h kon de ioDrive2 Duo zijn prestaties niet evenaren bij lage of hoge wachtrijdieptes, en hij bleef achter bij de Virident FlashMAX II bij effectieve wachtrijdieptes onder QD32, hoewel hij boven dat niveau snel sneller was dan de Micron PXNUMXh.

De gemiddelde latentie van de Fusion ioDrive2 Duo SLC varieerde van 0.153-0.163 ms bij 2T/2Q en nam toe tot een piek van 1.737-1.803 ms bij 16T/16Q. Over de hele linie had de Micron P320h de laagste latentie, terwijl de Virident FlashMAX II de voorsprong had op QD32 en lager, die de ioDrive2 Duo SLC kon overtreffen bij hogere effectieve wachtrijdieptes.

In ons 100% gelezen webserverprofiel merkten we latentiepieken op van de ioDrive2 Duo SLC tot wel 130 ms, hoewel de meeste onder de 20 ms kwamen vanaf een effectieve wachtrijdiepte van minder dan 256. Onder onze hoogste belasting van 16T/16Q piekte de ioDrive2 Duo SLC tot 164-320ms, waarbij de hoogste wordt gemeten in Windows onder de standaardconfiguratie.

Als we de latency-standaarddeviatie vergelijken in onze 100% gelezen webservertest, had de Micron P320h een sterke voorsprong in de groep, met de ioDrive2 Duo SLC achter of op één lijn met de Virident FlashMAX II van lage tot hoge effectieve wachtrijdieptes.

Conclusie

Fusion-io heeft met de ioDrive2 Duo SLC-applicatieversneller laten zien dat hij behoorlijk in staat is om meer te ontwikkelen dan alleen incrementele veranderingen. Van de interne werking, zoals de Adaptive FlashBack NAND-foutbeveiliging, tot het verbeterde bordontwerp dat de NAND naar zijn eigen dochterborden verplaatst, Fusion-io heeft verschillende hardwarewijzigingen aangebracht die de ioDrive2 beter maken dan zijn voorganger. Het ontwikkelingsteam heeft agressief gewerkt om de latentie in de schijf te verminderen; we zagen die voordelen in de 4K 100%- en 8K 70/30-tests, waar de ioDrive2 SLC de beste latentie- en doorvoerscores boekte onder piekbelasting. Het presteerde ook het beste bij lage wachtrijdieptes, met een aanzienlijke voorsprong op de Micron P320h en FlashMAX II in onze 8k 70/30-test op QD2 voor 2-, 4- en 8-threadworkloads. Dit bood nog een voordeel van het aansturen van de laagste gemiddelde latentie, aangezien er niet zoveel uitstekende I/O's nodig waren om aanzienlijk betere prestaties te leveren. Wat het beheer betreft, wordt de ioDrive2 geleverd met ioSphere, de meest uitgebreide schijfbeheersoftware die beschikbaar is. Vergelijk het met alle gebundelde software die is gekoppeld aan Application Accelerators die momenteel op de markt zijn en het heeft ze zonder twijfel verslagen op het gebied van functies en interface-ontwerp.

We hebben bij de meeste andere applicatieversnellers gezien dat ze over het algemeen beter presteren in het ene besturingssysteem dan in het andere. Daarom testen we de schijven natuurlijk in zowel Windows als Linux, zodat we de sterke en zwakke punten van een schijf kunnen onderscheiden. Zoals we hebben gezien met eerdere Fusion-io-drives, doet de ioDrive2 Duo het buitengewoon goed in Linux-omgevingen, hoewel het iets grilliger wordt in Windows. Hoewel duidelijker in onze grafieken, hebben de Windows-prestaties over het algemeen niet veel te lijden, maar er is zeker ruimte voor verbetering. Onder piekbelastingen van 16T/16Q merkten we pieklatentie-blips van de ioDrive2 Duo. Hoewel, bij het vergelijken van de consistentie van de latentie, het als geheel geen grote invloed had op die cijfers. Hoewel sommige van de latentiecijfers niet zijn waar Fusion-io zou willen, maakt hun ontwerp updates op zeer laag niveau mogelijk die sommige van deze latentieproblemen in de loop van de tijd zouden moeten kunnen oplossen. Het is ook vermeldenswaard over het compatibiliteitsonderwerp dat Fusion-io een van de meer robuuste lijsten met besturingssystemen ondersteunt, waardoor de schijf eenvoudig te implementeren is in een groot aantal gebruikssituaties. 

Het Fusion-io-kaartontwerp komt vaak onder vuur te liggen van de concurrentie omdat het de host-CPU en RAM gebruikt om het meeste NAND-beheerwerk te doen. Zoals we echter hebben gezien, is dit een efficiënt ontwerp, een ontwerp dat ook door Virident wordt gebruikt, dat indrukwekkende prestaties en latentie biedt door gebruik te maken van steeds krachtigere CPU's. De P320h van Micron is een lichtend voorbeeld van de alternatieve aanpak, waarbij gebruik wordt gemaakt van een zeer goede ingebouwde controller, maar hun kaart bereikt een maximum van 700 GB aan SLC-opslag, wat de compromissen illustreert die moeten worden gemaakt door opslagleveranciers. Een nieuwe industriële aanval op Fusion-io is enigszins interessant, deze rond vormfactor. De ioDrive2 Duo maakt gebruik van een FHHL-ontwerp, waar de meeste anderen HHHL gebruiken, wat vanuit een server-fit perspectief een meer universeel ontwerp is. Alle servers in ons lab van HP, Dell, Lenovo en SuperMicro ondersteunen FHHL- en HHHL-formaten, maar het is vermeldenswaard dat het Fusion-io-ontwerp in dit opzicht een beetje een uitbijter is. Vanuit een ontwerpperspectief lijkt het acceptabel om meer ruimte te gebruiken om modulaire NAND-segmenten mogelijk te maken. Dit beperkt de ontwerpkosten gedurende de lange levensduur van de productlijn naarmate NAND verandert, maar de concurrentie merkt al snel de beperkingen op in speciale gebruiksgevallen.

VOORDELEN

• Biedt de hoogste piekprestaties in onze 100% 4K-, 8k 70/30- en bestandsserver-workloads
• ioSphere-beheersuite biedt de beste functies in zijn klasse
• Hoogste doorvoer en laagste latentie in 8k 70/30 en File Server-workloads bij lage wachtrijdieptes
• Bewezen architectuur met functies zoals Adaptive Flashback om de betrouwbaarheid te vergroten

NADELEN

• Problemen met maximale latentie in zowel Windows als Linux
• Verliest terrein aan de Micron P320h tussen de laagste en hoogste effectieve wachtrijdieptes

Tot slot

De Fusion-io ioDrive2 Duo SLC-toepassingsversneller biedt 1.2 TB van de snelst beschikbare opslag in verschillende workloads, terwijl het veel ontwerp- en functie-upgrades biedt ten opzichte van het product van de vorige generatie. Een van die upgrades is Adaptive FlashBack, die gegevens bewaart en de schijf operationeel houdt, zelfs na meerdere NAND-die-storingen. Door de combinatie van de beste beheersoftware in de branche en de mogelijkheid om de schijf voortdurend te verbeteren zonder dat een nieuwe controller nodig is, zal de ioDrive2 Duo SLC zeker langdurig dienst doen voor de meest kritieke toepassingen die kunnen profiteren van uitstekende opslagprestaties. 

ioDrive2-productpagina

Bespreek deze recensie