De Intel Optane SSD DC P4800X-serie werd in maart 2017 gelanceerd met de belofte een nieuwe opslagtechnologie (SCM) op de markt te brengen, genaamd 3D XPoint (door Intel onder de merknaam Optane). De P4800X werd uitgebracht als zowel een traditionele 2.5-inch NVMe-schijf (U.2) als een PCIe-uitbreidingskaart. De initiële capaciteiten begonnen bij 375 GB, met plannen om tegen het einde van 2017 1.5 TB te bereiken. Dat capaciteitsdoel werd niet gehaald, maar Intel bracht in november wel 750 GB Optane-modellen uit . Ongeacht de capaciteit heeft de P4800X één doel: de snelst mogelijke opslag leveren aan latencygevoelige applicaties in het datacenter.
Gezien de kleinere capaciteit van de schijven, is het minder waarschijnlijk dat de onderneming JBOD's zal vullen met P4800X SSD's om te gebruiken voor primaire opslag. Hoewel dat zeker mogelijk is als een puntoplossing voor applicaties die kunnen profiteren van snellere opslag, zoals kleine analytische datasets en BI-use cases. De leveranciers van enterprise-arrays hebben ook niet gehaast om Optane in grote hoeveelheden te omarmen in hun systeemontwerpen, wederom grotendeels vanwege de capaciteitsbeperkingen. HPE heeft echter het gebruik van Optane als cache voor 3PAR-systemen onderzocht en anderen zijn zeker op zoek naar integratie van deze opslagklasse in hun systemen naarmate de technologie volwassener wordt. Er zijn echter onmiddellijk uitstekende use-cases voor op Optane gebaseerde SSD's in de wereld van softwaregedefinieerde opslag, waar ontwerpen meer flexibiliteit bieden om rekening te houden met deze nieuwe opslagklasse.
VMware vSAN is wellicht de meest zichtbare speler in deze markt, aangezien ze vanaf dag één ondersteuning boden voor de P4800X en een dominante positie innemen in de HCI-markt. vSAN is bovendien uniek gepositioneerd om te profiteren van deze kleinere schijven, omdat ze werken met een architectuur met twee lagen. vSAN-opslag is gecoördineerd in schijfgroepen, met een laag voor alle inkomende schrijfactiviteit en een capaciteitsgeoriënteerde leeslaag. Momenteel maakt vSAN slechts gebruik van maximaal 600 GB per schijf in de schrijflaag, dus de kleinere capaciteiten van de P4800X vormen geen echte beperking. Voor vSAN-gebruikers betekent dit dat bij implementaties waarbij de P4800X als cache-schijf fungeert, schrijfbewerkingen met de snelst mogelijke snelheid naar vSAN-clusters worden uitgevoerd.
Deze review betreft de P4800X in de 375GB U.2-vormfactor. Hoewel deze schijf voornamelijk deel uitmaakt van een schijfgroep voor onze aankomende vSAN-review , konden we een deel van onze gebruikelijke enterprise SSD-tests uitvoeren om een completer beeld te geven van het prestatieprofiel van de P4800X.
Intel Optane SSD DC P4800X Specificaties
| Vormfactor | AIC HHHL, U.2 |
| Hefvermogen | 375GB, 750GB |
| Interface | PCIe 3x4, NVMe |
| Wachttijd | <10 μs |
| QoS | |
| 4KB willekeurig, wachtrijdiepte 1, lezen/schrijven | <60/100μs |
| 4KB willekeurig, wachtrijdiepte 16, R/W | <150/200μs |
| Doorvoer | |
| 4KB willekeurig, wachtrijdiepte 16, R/W | tot 550/500K IOPS |
| 4KB willekeurig, wachtrijdiepte 16, gemengd 70/30 R/W | tot 500K IOPS |
| Uithoudingsvermogen | |
| DWPD | 30 |
| Petabytes geschreven | |
| 375GB | 20.5 PBW |
| 750GB | 41 PBW |
Prestaties
Proefbank
Onze reviews van Enterprise SSD's maken gebruik van een Lenovo ThinkSystem SR850 voor applicatietests en een Dell PowerEdge R740xd voor synthetische benchmarks. De ThinkSystem SR850 is een goed uitgerust platform met vier CPU's, dat ruim voldoende rekenkracht biedt om krachtige lokale opslag te testen. Synthetische tests die minder CPU-kracht vereisen, maken gebruik van de meer traditionele server met twee processors. In beide gevallen is het de bedoeling om lokale opslag zo goed mogelijk te presenteren, in lijn met de maximale specificaties van de leveranciers.
Lenovo Think System SR850
- 4 x Intel Platinum 8160 CPU (2.1 GHz x 24 cores)
- 16 x 32 GB DDR4-2666 MHz ECC DRAM
- 2 x RAID 930-8i 12Gb/s RAID-kaarten
- 8 NVMe-bays
- VMware ESXI 6.5
Dell PowerEdge R740xd
- 2 x Intel Gold 6130 CPU (2.1 GHz x 16 kernen)
- 16 x 16 GB DDR4-2666 MHz ECC DRAM
- 1x PERC 730 2GB 12Gb/s RAID-kaart
- Add-in NVMe-adapter
- Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64
Achtergrond en vergelijkingen testen
Het StorageReview Enterprise Test Lab biedt een flexibele architectuur voor het uitvoeren van benchmarks van enterprise-opslagapparaten in een omgeving die vergelijkbaar is met wat beheerders in de praktijk tegenkomen. Het Enterprise Test Lab omvat diverse servers, netwerkapparatuur, stroomvoorziening en andere netwerkinfrastructuur, waardoor onze medewerkers realistische omstandigheden kunnen creëren om de prestaties tijdens onze reviews nauwkeurig te meten.
We nemen deze details over de labomgeving en -protocollen op in onze reviews, zodat IT-professionals en degenen die verantwoordelijk zijn voor de aanschaf van opslagapparatuur de omstandigheden kunnen begrijpen waaronder we de volgende resultaten hebben behaald. Geen van onze reviews wordt betaald of begeleid door de fabrikant van de apparatuur die we testen. Aanvullende details over het StorageReview Enterprise Test Lab en een overzicht van de netwerkmogelijkheden zijn beschikbaar op de betreffende pagina's.
Vergelijkingen voor deze beoordeling:
- Memblaze PBlaze5 3.2 TB
- Intel P4510 2 TB
- Samsung PM1725a 1.6TB
- Huawei ES3000 V5 3.2 TB
- Toshiba PX04 1.6 TB
Houdini van SideFX
De Houdini-test is specifiek ontworpen om de opslagprestaties te evalueren in relatie tot CGI-rendering. Het testplatform voor deze applicatie is een variant van de Dell PowerEdge R740xd -server die we in het lab gebruiken, met twee Intel 6130 CPU's en 64 GB DRAM. In dit geval hebben we Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) geïnstalleerd, dat direct op de hardware draait. De benchmark wordt gemeten in seconden, waarbij een kortere tijd beter is.
De Maelstrom-demo vertegenwoordigt een deel van de renderingpijplijn dat de prestatiemogelijkheden van opslag benadrukt door aan te tonen dat het het wisselbestand effectief kan gebruiken als een vorm van uitgebreid geheugen. De test schrijft de resultaatgegevens niet weg en verwerkt de punten niet om het muurtijdeffect van de latentie-impact op de onderliggende opslagcomponent te isoleren. De test zelf bestaat uit vijf fasen, waarvan we er drie uitvoeren als onderdeel van de benchmark, en wel als volgt:
- Laadt ingepakte punten van schijf. Dit is het moment om van schijf te lezen. Dit is single-threaded, wat de algehele doorvoer kan beperken.
- Pakt de punten uit in een enkele platte reeks zodat ze kunnen worden verwerkt. Als de punten niet afhankelijk zijn van andere punten, kan de werkset worden aangepast om in de kern te blijven. Deze stap is multi-threaded.
- (Niet uitgevoerd) Verwerkt de punten.
- Verpakt ze opnieuw in emmerblokken die geschikt zijn om terug op schijf op te slaan. Deze stap is multi-threaded.
- (Niet uitgevoerd) Schrijft de gebuckte blokken terug naar schijf.
De Intel Optane SSD DC P4800X behaalde de eerste plaats in de Houdini-test met 1,520.4 seconden. De P4800X had de beste prestaties van alle Optane-schijven, en ook de beste in het algemeen.
VDBench-werkbelastinganalyse
Als het gaat om het benchmarken van opslagapparaten, is het testen van applicaties het beste en komt het synthetische testen op de tweede plaats. Hoewel ze geen perfecte weergave zijn van de werkelijke werkbelasting, helpen synthetische tests wel om opslagapparaten te baseren met een herhaalbaarheidsfactor die het gemakkelijk maakt om "appels met appels" te vergelijken tussen concurrerende oplossingen. Deze workloads bieden een scala aan verschillende testprofielen, variërend van "four corners"-tests, algemene tests voor de grootte van databaseoverdrachten tot het vastleggen van sporen uit verschillende VDI-omgevingen. Al deze tests maken gebruik van de gemeenschappelijke vdBench-workloadgenerator, met een scripting-engine om resultaten te automatiseren en vast te leggen over een groot rekentestcluster. Hierdoor kunnen we dezelfde workloads herhalen op een breed scala aan opslagapparaten, waaronder flash-arrays en individuele opslagapparaten. Ons testproces voor deze benchmarks vult het volledige schijfoppervlak met gegevens en verdeelt vervolgens een schijfgedeelte dat gelijk is aan 25% van de schijfcapaciteit om te simuleren hoe de schijf zou kunnen reageren op applicatieworkloads. Dit is anders dan volledige entropietests die 100% van de schijf gebruiken en deze in stabiele toestand brengen. Als gevolg hiervan weerspiegelen deze cijfers hogere aanhoudende schrijfsnelheden.
profielen:
- 4K willekeurig lezen: 100% lezen, 128 threads, 0-120% joate
- 4K willekeurig schrijven: 100% schrijven, 64 threads, 0-120% snelheid
- 64K sequentieel lezen: 100% lezen, 16 threads, 0-120% jorate
- 64K sequentieel schrijven: 100% schrijven, 8 threads, 0-120% snelheid
- Synthetische database: SQL en Oracle
- VDI volledige kloon en gekoppelde kloonsporen
Voor 4K piek willekeurige prestaties begon de Intel Optane SSD DC P4800X (vanaf nu de P4800X genoemd) met een veel lagere latentie dan de andere schijven, voordat hij net na 500K IOPS omhoog ging en als laatste eindigde met 585,754 IOPS met een latentie van 213μs .
Met 4K-piekschrijfprestaties had de P4800X een betere weergave en eindigde als tweede met een piekprestatie van ongeveer 554K IOPS en een latentie van slechts 155μs.
Bij het overschakelen naar sequentiële workloads zagen we in onze 64K-lezing een vergelijkbaar patroon als de 4K-lezing. De P4800X begon met een veel lagere latentie dan de andere schijven voordat hij piekte met ongeveer 35K IOPS en piekte op 40,558 IOPS of 2.53 GB/s bij een latentie van 394μs. Dit plaatste de schijf op de vierde plaats in het algemeen klassement.
Voor het schrijven van 64K kwam de P4800X op de tweede plaats met een piekprestatie van ongeveer 34,700 IOPS of 2.17 GB/s bij een latentie van 380 μs voordat hij iets terugviel.
Met onze SQL-workload zien we de P4800X met een ruime marge naar voren springen met een piekscore van 286,548 IOPS met een latentie van slechts 111μs.
In onze SQL90-10 zette de P4800X zijn heerschappij voort met een topscore van 276,530 IOPS met een latentie van 114μs.
De P80X bleef op de eerste plaats in de SQL 20-4800 en piekte op ongeveer 266K IOPS met een latentie van ongeveer 111μs voor een kleine terugval.
Als we overgingen op onze Oracle-workloads, werd de P4800X tweede met een piekscore van bijna 248K IOPS en een latentie van 127μs.
In de Oracle 90-10 blies de P4800X de andere schijven weg met een piekprestatie van 276,703 IOPS met een latentie van slechts 79μs.
Wederom in de Oracle 80-20 zagen we de P4800X voorop lopen met 265,769 IOPS en een latentie van slechts 82μs.
Vervolgens zijn we overgestapt op onze VDI-kloontest, Full Clone (FC) en Linked Clone (LC). Voor VDI FC Boot begon de P4800X extreem sterk voordat hij omhoog sprong en de derde plaats innam met een piekprestatie van 167,856 IOPS en een latentie van 199μs.
Met VDI FC Initial Login werd de P4800X opnieuw derde met 108,159 IOPS en een latentie van 274μs.
Voor VDI FC Monday Login sprong de P4800X naar de tweede plaats met een piekprestatie van 97,198 IOPS en een latentie van 163μs.
Op weg naar VDI LC Boot kon de P4800X de eerste plaats innemen met een score van 93,095 IOPS en een latentie van 171μs.
VDI LC Initial Login had opnieuw een toppositie voor de P4800X met een score van 66,463 IOPS en een latentie van 118μs.
Ten slotte had onze VDI LC Monday Login-test de P4800X op de tweede plaats met 67,085 IOPS met een latentie van 235μs.
Conclusie
De Intel Optane SSD DC P4800X is alweer een schijf die is uitgebracht met Intel's 3D XPoint-technologie. Zoals de naam al aangeeft, is de schijf specifiek ontworpen voor het datacenter en wordt hij geleverd in gemeenschappelijke U.2- en AIC HHHL-vormfactoren. Een van de nadelen die meteen duidelijk wordt, is dat de schijf alleen wordt aangeboden in capaciteiten van 375 GB en 750 GB. Dit beperkt aan de ene kant de use cases, maar aan de andere kant zijn de use cases voornamelijk gericht op workloads en applicaties waarbij lage latentie van het grootste belang is versus capaciteit. In dit opzicht heeft Optane-technologie zichzelf bewezen in zowel enterprise- als end-user-workloads als marktleider.
De kleine capaciteit van de P4800X is de reden waarom we een klein gaatje hebben in ons normale spervuur van benchmarks. De schijfcapaciteit was niet groot genoeg om SQL of Sysbench uit te voeren, dus ontbreken ze in deze single-drive review. Bij de eerste toepassingsanalyse die we konden uitvoeren, Houdini van SideFX, presteerde de P4800X het algemeen goed met 1,520.4 seconden. In onze VDBench domineerde de P4800X over de hele linie bij lage wachtrijdieptes. Topprestaties waren meer gemengd met de P4800X, waar sommige traditionele NVMe-producten deze overtroffen in prestaties. Het heeft echter anderen weggeblazen op gebieden zoals SQL en Oracle 90-10 en 80-20. Hoogtepunten van de P4800X zijn meer dan een half miljoen IOPS in beide 4K-tests, 2.53 GB/s in 64K lezen en 2.17 GB/s in 64K schrijven. In alle drie de SQL-tests was de P4800X meer dan een kwart miljoen IOPS en op of meer dan 250 IOPS in onze Oracle-tests. Maar afgezien van topprestaties, had de Intel Optane P4800X extreem lage latenties. Bij elke test begon de latentie erg laag, meestal veel lager dan bij alle andere schijven. En in enkele gevallen had de P4800X topprestaties met een latentie van slechts 79 μs in Oracle 90-10 en 82 μs in Oracle 80-20.
Voor low-latency workloads is er momenteel niets dat in de buurt komt van de Intel Optane SSD DC P4800X. Hoewel er gebieden zijn waar traditionele NVMe-producten het kunnen overtreffen in totale bandbreedte en IOPS, zou de P4800X over het algemeen niet passen in die use-cases op basis van zijn prijs / capaciteit-statistieken. Het is echter opwindend om na te denken over de mogelijkheden voor Intel Optane-technologie zodra de enterprise-schijven de hogere capaciteitspunten bereiken; vooral iets in de 2TB-klasse dat nog steeds favoriet is bij array-leveranciers, ondanks dat 30TB SAS SSD's algemeen verkrijgbaar zijn. In onze specifieke use-case rond vSAN levert de P4800X de snelst mogelijke prestaties voor de schrijfcachelaag. Voor iedereen die het meeste uit vSAN wil halen, is de P4800X de defacto standaard.
Amazon