Recenzja dysku SSD DapuStor H3201 E1.S

Dapustor Haishen3 H3200 to energooszczędny dysk SSD NVMe przeznaczony do szeregu różnych zastosowań. Dzisiaj przyjrzymy się iteracji linijki (E1.S) linii H3200 (oznaczonej konkretnie jako H3201), dostępnej w dwóch pojemnościach, z 112-warstwową pamięcią NAND KIOXIA 3D Enterprise i kontrolerem Marvell. Wcześniej omawialiśmy Dapustor H3200 — model o formacie U.2. Podczas gdy format U.2 jest przeznaczony bardziej do intensywnego użytkowania, takiego jak centra danych, monitoring wideo i przetwarzanie brzegowe, wersja E1.S została zaprojektowana głównie po to, aby zapewnić użytkownikom o dużej skali pewną elastyczność w zakresie wydajności i gęstości, a wszystko to w niewielkim formacie (tj. niewiele większym niż dysk M.2).

DapuStor H3201

Jeśli chodzi o wymiary fizyczne, zalety modelu E1.S są znaczące. W wersji U.2 serwera H3200 można zmieścić zaledwie 10–12 dysków w obudowie serwera 1U (bez konieczności stosowania płyt midplane lub innych czasochłonnych metod). Model H3200 E1.S pozwala na zamontowanie 24 dysków montowanych z przodu w tym samym systemie 1U, z których wszystkie są wymienialne na gorąco i oferują funkcje klasy korporacyjnej. Jest to niezwykle ważne zarówno dla producentów OEM, jak i firm o dużej skali. W rezultacie model E1.S pozwoli organizacjom na stworzenie serwera 1U o znacznie większej gęstości.

Dysk DapuStor H3201 wyróżnia się funkcjami bezpieczeństwa, takimi jak kompleksowa ochrona danych, zarówno na ścieżce sprzętowej, jak i firmware'owej, w tym DDR ECC, LDPC oraz zabezpieczenie przed utratą zasilania. Pod względem wydajności, DapuStor H3201 o pojemności 3.84 TB ma osiągać sekwencyjne prędkości odczytu do 3,400 MB/s i zapisu do 2,500 MB/s, a losowa wydajność 4K ma sięgać 720 000 IOPS odczytu i 105 000 IOPS zapisu.

Jeśli chodzi o niezawodność, dysk H3201 charakteryzuje się wytrzymałością na poziomie 1 DWPD. DapuStor oferuje również model E1.S o pojemności 3.2 TB, nazwany „H3101”. Ta wersja charakteryzuje się większą wytrzymałością, lepszą wydajnością zapisu losowego (220 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę) i znacznie dłuższą żywotnością przy 3 zapisach na dysk dziennie.

Wszystkie modele linii DapuStor H3200 objęte są 5-letnią gwarancją.

Specyfikacja DapuStor H3201 E1.S

Wydajność DapuStor H3201 E1.S

Stanowisko testowe

Nasze testy dysków SSD PCIe Gen4 Enterprise wykorzystują dysk Lenovo ThinkSystem SR635 do testów aplikacyjnych i syntetycznych testów porównawczych. ThinkSystem SR635 to dobrze wyposażona platforma jednoprocesorowa AMD, oferująca moc obliczeniową znacznie przekraczającą wymagania dotyczące wydajnej lokalnej pamięci masowej. Jest to również jedyna platforma w naszym laboratorium (i jedna z niewielu dostępnych obecnie na rynku) z zatokami PCIe Gen4 U.2. Testy syntetyczne nie wymagają dużych zasobów procesora, ale nadal wykorzystują tę samą platformę Lenovo. W obu przypadkach celem jest zaprezentowanie lokalnej pamięci masowej w jak najlepszym świetle, zgodnie z maksymalnymi specyfikacjami dysków oferowanymi przez producentów pamięci masowej.

Testowanie tła i porównań

Laboratorium testowe StorageReview Enterprise oferuje elastyczną architekturę do przeprowadzania testów porównawczych urządzeń pamięci masowej klasy enterprise w środowisku porównywalnym z tym, z jakim administratorzy spotykają się w rzeczywistych wdrożeniach. Laboratorium testowe Enterprise obejmuje różnorodne serwery, sieci, urządzenia do kondycjonowania zasilania i inną infrastrukturę sieciową, co pozwala naszym pracownikom na stworzenie rzeczywistych warunków i dokładną ocenę wydajności podczas testów.

Uwzględniamy te informacje dotyczące środowiska laboratoryjnego i protokołów w recenzjach, aby specjaliści IT i osoby odpowiedzialne za pozyskiwanie pamięci masowej mogli zrozumieć warunki, w jakich osiągnęliśmy poniższe rezultaty. Żadna z naszych recenzji nie jest opłacana ani nadzorowana przez producenta testowanego sprzętu. Dodatkowe informacje na temat laboratorium testowego StorageReview Enterprise Test Lab oraz przegląd jego możliwości sieciowych są dostępne na odpowiednich stronach.

Analiza obciążenia aplikacji

Aby zrozumieć charakterystykę wydajności korporacyjnych urządzeń pamięci masowej, niezbędne jest modelowanie infrastruktury i obciążeń aplikacji występujących w rzeczywistych środowiskach produkcyjnych. Nasze testy porównawcze dla DapuStor H3200 obejmują wydajność MySQL OLTP w SysBench oraz wydajność Microsoft SQL Server OLTP z symulowanym obciążeniem TCP-C. W przypadku obciążeń aplikacji, każdy dysk będzie obsługiwał 2–4 identycznie skonfigurowane maszyny wirtualne.

Wydajność serwera SQL

Każda maszyna wirtualna SQL Server jest skonfigurowana z dwoma dyskami wirtualnymi: woluminem 100 GB na rozruch i woluminem 500 GB na bazę danych i pliki dziennika. Z perspektywy zasobów systemowych, skonfigurowaliśmy każdą maszynę wirtualną z 16 procesorami wirtualnymi, 64 GB pamięci DRAM i wykorzystaliśmy kontroler LSI Logic SAS SCSI. Podczas gdy nasze obciążenia Sysbench testowane wcześniej obciążały platformę zarówno pod względem operacji wejścia/wyjścia, jak i pojemności pamięci masowej, test SQL sprawdza wydajność pod kątem opóźnień.

W tym teście wykorzystano SQL Server 2014 działający na gościnnych maszynach wirtualnych z systemem Windows Server 2012 R2 i poddano go testowi Quest Benchmark Factory for Databases. Protokół testowania OLTP Microsoft SQL Server firmy StorageReview wykorzystuje aktualną wersję roboczą testu Benchmark C (TPC-C) organizacji Transaction Processing Performance Council, internetowego testu porównawczego przetwarzania transakcji, który symuluje działania występujące w złożonych środowiskach aplikacji. Test TPC-C jest bliższy niż syntetyczne testy wydajnościowe oceny mocnych stron i wąskich gardeł infrastruktury pamięci masowej w środowiskach baz danych. Każda instancja naszej maszyny wirtualnej SQL Server w ramach tego testu korzysta z bazy danych SQL Server o pojemności 333 GB (w skali 1,500) i mierzy wydajność transakcyjną oraz opóźnienia przy obciążeniu 15 000 użytkowników wirtualnych.

Konfiguracja testowania serwera SQL Server (na maszynę wirtualną)

• Windows Server 2012 R2
• Zajętość pamięci masowej: 600 GB przydzielonych, 500 GB wykorzystanych

• SQL Server 2014

• • Rozmiar bazy danych: skala 1,500
  • Obciążenie wirtualnego klienta: 15 000
  • Bufor RAM: 48 GB

• Długość testu: 3 godziny

• • 2.5 godziny przygotowania wstępnego
  • 30-minutowy okres próbny

W naszym teście transakcyjnym SQL Server, DapuStor H3201 E1.S uzyskał średni wynik 12 650 TPS przy 4 maszynach wirtualnych, co było solidnym wynikiem. Wersja U.2 uzyskała średnio 12 646 TPS.

Jeśli chodzi o średnie opóźnienie, DapuStor H3200 osiągnął kolejny solidny wynik – 2.5 ms, natomiast wersja U.2 osiągnęła znacznie wyższą średnią wartość – 126.5 ms.

Wydajność Sysbench

Kolejny test porównawczy aplikacji obejmuje bazę danych Percona MySQL OLTP, mierzoną za pomocą SysBench. Test ten mierzy również średnią liczbę transakcji na sekundę (TSP), średnie opóźnienie oraz średnie opóźnienie na poziomie 99. percentyla.

Każda maszyna wirtualna Sysbench jest skonfigurowana z trzema dyskami wirtualnymi: jednym do rozruchu (~92 GB), jednym z predefiniowaną bazą danych (~447 GB) i trzecim dla testowanej bazy danych (270 GB). Z perspektywy zasobów systemowych, skonfigurowaliśmy każdą maszynę wirtualną z 16 procesorami wirtualnymi, 60 GB pamięci DRAM i wykorzystaliśmy kontroler LSI Logic SAS SCSI.

Konfiguracja testów Sysbench (na maszynę wirtualną)

• CentOS 6.3 64-bit

• Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1

• • Tabele bazy danych: 100
  • Rozmiar bazy danych: 10 000 000
  • Wątki bazy danych: 32
  • Bufor RAM: 24 GB

• Długość testu: 3 godziny

• • 2 godziny wstępnego kondycjonowania 32 wątków
  • 1 godzina 32 wątki

W naszym benchmarku transakcyjnym Sysbench, DapuStor H3200 E1.S osiągnął solidny łączny wynik 8,646, który był znacznie lepszy od średniego wyniku TPS wynoszącego 7,879 punktów dla modelu H3200 U.2.

Model E1.S H3200 kontynuował dobrą passę, osiągając średnie opóźnienie w Sysbench na poziomie 14.8 ms. Model H3200 U.2 ponownie znalazł się w gorszej sytuacji ze średnim opóźnieniem na poziomie 23.3 ms.

W najgorszym scenariuszu opóźnienia (99. percentyl) H3200 osiągnął imponujące opóźnienie wynoszące 27.61 ms, podczas gdy wersja H3200 U.2 osiągnęła opóźnienie wynoszące 31.18 ms.

Analiza obciążenia VDBench

W przypadku benchmarkingu urządzeń pamięci masowej, testy aplikacji są najlepsze, a testy syntetyczne plasują się na drugim miejscu. Chociaż nie odzwierciedlają one idealnie rzeczywistych obciążeń, testy syntetyczne pomagają w ustaleniu punktu odniesienia urządzeń pamięci masowej dzięki współczynnikowi powtarzalności, który ułatwia porównywanie konkurencyjnych rozwiązań. Obciążenia te oferują szereg różnych profili testowych, od testów „czterech kątów”, przez testy rozmiaru transferu danych, po przechwytywanie śladów z różnych środowisk VDI. Wszystkie te testy wykorzystują generator obciążeń vdBench z silnikiem skryptowym do automatyzacji i przechwytywania wyników w dużym klastrze obliczeniowym. Pozwala to nam powtarzać te same obciążenia dla szerokiej gamy urządzeń pamięci masowej, w tym macierzy flash i pojedynczych urządzeń pamięci masowej. Nasz proces testowania tych benchmarków polega na wypełnieniu całej powierzchni dysku danymi, a następnie partycjonowaniu sekcji dysku równej 25% pojemności dysku, aby symulować potencjalną reakcję dysku na obciążenia aplikacji. Różni się to od testów pełnej entropii, które wykorzystują 100% dysku i doprowadzają go do stanu ustalonego. W rezultacie liczby te będą odzwierciedlać wyższe, stałe prędkości zapisu.

Profile:

• Losowy odczyt 4K: 100% odczytu, 128 wątków, 0-120% ioratu
• 4K losowy zapis: 100% zapisu, 64 wątki, 0-120% ioracji
• 64K Sekwencyjny odczyt: 100% odczytu, 16 wątków, 0-120% ioracji
• 64K Sekwencyjny zapis: 100% zapisu, 8 wątków, 0-120% ioratu
• Syntetyczna baza danych: SQL i Oracle
• Ślady pełnego klonu VDI i klonów powiązanych

Porównywalne:

• DapuStor Haishen3 H3200 U.2

Nasza pierwsza analiza obciążenia VDBench to losowy odczyt 4K. W tym przypadku H3201 E1.S osiągnął szczytowy wynik 719 236 IOPS przy odczycie 709.2 µs. Dla porównania, wersja H3200 U.2 osiągnęła szczytowy wynik 788 774 IOPS przy znacznie niższym opóźnieniu 161 µs.

W przypadku losowego zapisu 4K model H3201 E1.S osiągnął 312 913 IOPS przy opóźnieniu 1,623.4 µs, natomiast model H3200 U.2 osiągnął 274 362 IOPS przy opóźnieniu 463 µs.

Po przełączeniu na sekwencyjne obciążenia 64k, H3201 wykazał świetne wyniki, osiągając maksymalną wydajność 50 344 IOPS (lub 3.15 GB/s) przy opóźnieniu 1,269.6 µs, podczas gdy model H3200 U.2 osiągnął maksymalną wydajność 52 860 IOPS (lub 3.3 GB/s) przy opóźnieniu 301.8 µs.

W zapisie 64 kbps, model DapuStor H3201 ES.1 osiągnął szczytową wartość 20 251 IOPS (czyli 1.27 GB/s); jednak pod koniec testu odnotował znaczny spadek opóźnienia, które wyniosło 3,147.5 µs. Wersja H3200 U.2 osiągnęła 22 654 IOPS (czyli 1.42 GB/s) i 699.3 ms.

Kolejny zestaw testów obejmuje obciążenia SQL: SQL, SQL 90-10 i SQL 80-20. Zaczynając od SQL, i zgodnie z oczekiwaniami, model DapuStor H3200 U.2 osiągnął zauważalnie lepsze wyniki, osiągając szczytową wartość 281 512 IOPS przy opóźnieniu zaledwie 113.2 µs. Model H3201 E1.S osiągnął szczytową wartość 219 870 IOPS przy opóźnieniu 144.1 µs.

W SQL 90-10 model H3201 E1.S osiągnął szczytową wartość 200 283 IOPS przy 158.3 µs, podczas gdy model H3200 U.2 osiągnął 259 351 IOPS i 118.3 µs.

W przypadku SQL 80-20 model H3201 E1.S osiągnął szczyt na poziomie 182 944 przy 173.2 µs, podczas gdy model H3200 U.2 osiągnął 247 053 IOPS przy opóźnieniu 129 µs.

Następnie mamy obciążenia Oracle: Oracle, Oracle 90-10 i Oracle 80-20. Począwszy od Oracle, DapuStor H3201 E1.S osiągnął szczytową wartość 174 220 IOPS przy opóźnieniu 204.1 µs. Model H3200 U.2 osiągnął 263 217 IOPS przy opóźnieniu 132.8 µs.

Patrząc na Oracle 90-10, model DapuStor H3201 E1.S osiągnął szczyt na poziomie 164 870 IOPS przy opóźnieniu 131 µs, podczas gdy model H3200 U.2 osiągnął 218 213 IOPS przy opóźnieniu 100.4 µs.

W przypadku Oracle 80-20 model H3201 E1.S osiągnął szczytową wartość 155 614 przy 139.7 µs, natomiast model H3200 U.2 osiągnął szczytową wartość 212 157 IOPS przy opóźnieniu 103.1 µs.

Następnie przeszliśmy do testu klonowania VDI, pełnego i połączonego. W przypadku rozruchu VDI Full Clone (FC), DapuStor H3201 E1.S osiągnął szczytową wartość 135 628 IOPS przy 255 µs, podczas gdy model H3200 U.2 osiągnął 191 069 IOPS przy opóźnieniu 179.1 µs.

Podczas początkowego logowania VDI FC DapuStor H3201 E1.S osiągnął szczyt 68 248 IOPS przy 439.1 µs, natomiast model H3200 U.2 osiągnął 115 354 IOPS przy opóźnieniu 259.2 µs.

W przypadku logowania VDI FC Monday model H3201 osiągnął szczytową wartość 53 529 IOPS przy opóźnieniu 293.9 µs, natomiast model H3200 U.2 osiągnął wartość 87 136 IOPS przy opóźnieniu 182.6 µs.

W przypadku rozruchu VDI Linked Clone (LC) dysk H3201 E1.S osiągnął szczytową wartość 69 288 IOPS przy opóźnieniu 229.7 µs, natomiast dysk H3200 U.2 osiągnął 95 726 IOPS przy opóźnieniu 166.5 µs.

Podczas początkowego logowania VDI LC maksymalny wynik wyniósł 17 926 IOPS przy 443.1 µs, natomiast model H3200 U.2 osiągnął wynik 50 750 IOPS przy opóźnieniu 154.9 µs.

Wreszcie, podczas logowania VDI LC Monday, DapuStor H3201 E1.S wykazał bardzo niestabilną wydajność, zbliżając się do 20 tys. IOPS, z chwilowymi skokami do wartości maksymalnej nieco poniżej 40 tys. i w okolicach 400 µs. Model H3200 U.2 wykazał się bardzo stabilną wydajnością, osiągając szczyt na poziomie 66 846 IOPS przy 236.9 µs.

Wniosek

DapuStor H3201 to rozwiązanie SSD NVMe Gen3, wyposażone w 112-warstwową pamięć 3D NAND firmy KIOXIA i kontroler Marvell. Dostępny jest wyłącznie w formacie E1.S i jednej pojemności (3.84 TB), co czyni go obecnie dyskiem głównie dla środowisk hiperskalowalnych. Użytkownicy poszukujący większej wytrzymałości mogą wybrać model H3201, który charakteryzuje się lepszą wydajnością zapisu i wyższym wskaźnikiem DWPD.

Podczas testów porównaliśmy dysk z dyskiem H3200, wersją U.2 linii DapuStor Haishen3. W analizie obciążenia aplikacji, DapuStor H3201 uzyskał całkiem niezłe wyniki, osiągając 12 646 TPS przy 4 maszynach wirtualnych i średnim opóźnieniu 2.5 ms. W Sysbench dysk osiągnął 8,646 TPS, średnie opóźnienie 14.8 ms i opóźnienie w najgorszym przypadku 27.61 ms – wszystkie te wyniki są wydajnością na najwyższym poziomie.

Podczas naszego testu VDbench wydajność spadła w porównaniu z modelem U.2. Najważniejsze wyniki to: 719 236 IOPS przy odczycie 4K, 312 913 IOPS przy zapisie 4K, 3.15 GB/s przy odczycie 64K i 1.27 GB/s przy zapisie 64K. W obciążeniach SQL osiągnięto 219 870 IOPS, 200 283 IOPS dla SQL 90-10 i 182 944 IOPS dla SQL 80-20. W przypadku obciążeń Oracle, szczytowe wartości IOPS wyniosły 174 220 IOPS, 164 870 IOPS dla Oracle 90-10 i 155 614 IOPS dla Oracle 80-20. W naszych testach pełnego klonu VDI, H3200 osiągnął 135 628 (rozruch), 68 248 IOPS (pierwsze logowanie), 53 529 IOPS (logowanie w poniedziałek), podczas gdy Linked Clone osiągnął 69 288 IOPS (rozruch), 17 926 IOPS (pierwsze logowanie) i bardzo niestabilny szczyt ~40 tys. IOPS (logowanie w poniedziałek).

Chociaż zastosowania linijki są obecnie dość ograniczone (np. w systemach hiperskalowalnych), zwłaszcza w przypadku tych cienkich dysków bez radiatora, serwery E1.S są na progu upowszechnienia. To znacznie zwiększy liczbę dostępnych slotów dyskowych w serwerach korporacyjnych, a to z kolei doprowadzi do powstania nowych, wyznaczających standardy serwerów i systemów pamięci masowej o wysokiej gęstości IOPS, z naciskiem na łatwość serwisowania. DapuStor H3201 wykorzystuje starszy interfejs Gen3, ale jego wydajność jest obiecująca i powinien stanowić dobrą platformę dla DapuStor w przyszłości, w zakresie dysków SSD E1.S Gen4 i Gen5.

DapuStor