Akcelerator aplikacji Fusion-io ioDrive2 MLC jest dostępny w pojemnościach do 1.2 TB w formacie HHHL (połowa wysokości, połowa długości) (lub 3 TB w formacie FHHL) i charakteryzuje się wyjątkowo niskimi opóźnieniami odczytu i zapisu. Chociaż wcześniej recenzowaliśmy flagowy model ioDrive2 Duo SLC , który doskonale sprawdza się w najbardziej wymagających aplikacjach, pojedynczy dysk ioDrive2 z pamięcią MLC został zaprojektowany do bardziej „pieszych” obciążeń. „Pedestrian” w języku ioMemory oznacza jednak aplikacje takie jak bazy danych, które akceptują opóźnienia odczytu na poziomie 68 µs, w porównaniu z 47 µs w wyższej klasy modelu SLC ioDrive2. Oczywiście oferowanie dysku z pamięcią MLC NAND niesie ze sobą korzyści, takie jak niższe koszty, a iteracja MLC jest również dostępna w większych pojemnościach. Maksymalna pojemność pojedynczego dysku MLC ioDrive2 wynosi 1.2 TB w trybie HHHL lub 3 TB w trybie FHHL, natomiast dysk SLC Duo ma odpowiednio maksymalnie 600 GB i 1.2 TB (choć dysk Duo z pamięcią MLC ma pojemność maksymalną 1.2 TB w trybie HHHL i 2.4 TB w trybie FHHL).
Podkreślimy kilka kluczowych punktów związanych z projektowaniem i budową, ale ponieważ poświęciliśmy temu sporo czasu w recenzji SLC Duo, w tej recenzji pominiemy znaczną część tego tematu, skupiając się na wydajności. Fusion-io wykorzystuje układ FPGA jako kontroler NAND, co jest ważne, ponieważ zapewnia im większą kontrolę programową i pozwala na większy stopień ciągłej personalizacji logiki dysku przez cały okres jego eksploatacji. Alternatywnie, za pomocą układu ASIC można aktualizować oprogramowanie układowe, ale nie można zaktualizować logiki rdzenia układu scalonego. Dysk wyposażony jest również w technologię Adaptive FlashBack, która pozwala dyskowi przetrwać awarie NAND bez ryzyka utraty danych lub przestoju podczas remapowania dysku. Wreszcie, Fusion-io ulepszyło swoje oprogramowanie VSL, aby zapewnić lepszą wydajność małych bloków, i oferuje najsolidniejsze oprogramowanie do zarządzania dyskami na rynku dzięki ioSphere.
Fusion-io dostarcza pojedynczą kartę ioDrive2 z pamięcią MLC NAND o pojemności 365 GB, 785 GB i 1.2 TB w formacie HHHL oraz 3 TB na płytce PCB FHHL. Wszystkie dyski objęte są pięcioletnią gwarancją (lub gwarancją na czas użytkowania). Model, który testujemy, to model o pojemności 1.2 TB w formacie HHHL.
Specyfikacje Fusion-io ioDrive2
- Wydajność
- Przepustowość odczytu (1 MB): 1.5 GB/s (3 TB, 1.2 TB, 785 GB); 910 MB/s (365 GB)
- Przepustowość zapisu (1 MB): 1.3 GB/s (3 TB, 1.2 TB); 1.1 GB/s (785 GB); 590 MB/s (365 GB)
- Zadziałało. Odczyt IOPS (512B): 143 000 (3TB); 275 000 (1.2TB); 270 000 (785GB); 137 000 (365GB)
- Operacje zapisu IOPS (512B): 535 000 (3 TB, 365 GB); 800 000 (1.2 TB, 765 GB)
- Uruchomione. Odczyt IOPS (4K): 136 000 (3 TB); 245 000 (1.2 TB); 215 000 (785 GB); 110 000 (365 GB)
- Operacje zapisu IOPS (4 KB): 242 000 (3 TB), 250 000 (1.2 TB), 230 000 (785 GB); 140 000 (365 GB)
- Opóźnienie dostępu do odczytu: 68 µs (wszystkie)
- Opóźnienie dostępu do zapisu: 15 µs (wszystkie)
- Pamięć flash MLC NAND 2xnm
- Interfejs magistrali: PCI-Express 2.0 x4
- Waga: 9 uncji dla FHHL, 6.6 uncji dla HHHL
- Współczynnik kształtu: połowa wysokości, połowa długości (HHHL)
- Gwarancja: 5 lat lub maksymalna trwałość użytkowa
- Wytrzymałość: 16.26 PB
- Obsługiwane systemy operacyjne
- Microsoft Windows: 64-bitowy 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 Squeeze; Fedora 16/17; openSUSE 12; Ubuntu 10/11/12
- UNIX: Solaris 10/11 x64; OpenSolaris 2009.06 x64; OSX 10.6/10.7/10.8
- Hiperwizory: VMware ESX 4.0/4.1/ESXi 4.1/5.0/5.1, Windows 2008 R2 z Hyper-V, Hyper-V Server 2008 R2
Zaprojektuj i zbuduj
Karta Fusion-io ioDrive2 1.2 TB MLC to karta PCIe 2.0 o połowie wysokości i długości (HHHL) x4, której konstrukcja jest podobna do testowanej przez nas karty ioDrive2 Duo SLC, choć jest ona podzielona na pół. (Więcej informacji na temat konstrukcji można znaleźć w recenzji Duo ). W przeciwieństwie do Duo, w tej wersji pamięć NAND jest podłączona do jednej puli pamięci NAND, wykorzystującej jeden kontroler. Kontroler jest taki sam jak w Duo – to 40-nm układ FPGA Xilinx Virtex-6.
Nasz ioDrive2 ma pojemność 1.2 TB i działa na 4 liniach w połączeniu PCIe. ioDrive2 wykorzystuje pamięć MLC NAND, podzieloną na 24 moduły NAND o pojemności 64 GB każdy. Przy takim ustawieniu poziom nadprovisioningu wynosi 22% przy standardowym formatowaniu. Podobnie jak w przypadku ioDrive2 Duo, pamięć NAND jest niezależna od producenta – nasz konkretny model testowy wykorzystuje pamięć Intel MLC NAND.
Testowanie tła i porównań
Pamięć Fusion-io ioDrive2 MLC wykorzystuje kontroler FPGA Xilinx Virtex-6 o procesie technologicznym 40 nm i pamięć Intel MLC NAND z interfejsem PCIe 2.0 x4.
Porównywalne produkty do tej recenzji:
- Intel SSD 910 (800 GB, 4 kontrolery Intel EW29AA31AA1, eMLC NAND, PCIe 2.0 x8)
- LSI Nytro WarpDrive BLP4-400 (400 GB, kontroler SandForce SF-2500, Toshiba eMLC NAND, PCIe 2.0 x8)
Wszystkie dyski SSD SAS/SATA klasy enterprise są testowane na naszej platformie testowej drugiej generacji, opartej na serwerze Lenovo ThinkServer RD630 . Ta nowa platforma testowa oparta na systemie Linux obejmuje najnowszy sprzęt połączeniowy, taki jak karta HBA LSI 9207-8i, a także optymalizację harmonogramu operacji wejścia/wyjścia ukierunkowaną na uzyskanie optymalnej wydajności pamięci flash. Do testów syntetycznych wykorzystujemy oprogramowanie FIO w wersji 2.0.10 dla systemu Linux i 2.0.12.2 dla systemu Windows. Ponieważ Fusion-io ioDrive2 wykorzystuje zasoby po stronie hosta, wyższe częstotliwości taktowania serwera pozwalają mu uzyskać wyższą wydajność. W naszym środowisku testów syntetycznych używamy standardowej konfiguracji serwera z częstotliwością taktowania 2.0 GHz, chociaż konfiguracje serwerów z mocniejszymi procesorami mogą zapewnić jeszcze lepszą wydajność.
- 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0 GHz, pamięć podręczna 15 MB, 6 rdzeni)
- Chipset Intel C602
- Pamięć – 16 GB (2 x 8 GB) 1333 MHz DDR3 Registered RDIMM
- Windows Server 2008 R2 SP1 64-bitowy, Windows Server 2012 Standard, CentOS 6.3 64-bitowy
- 100GB Micron RealSSD P400e Dysk SSD rozruchowy
- Karta HBA LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0 Gb/s (do rozruchowych dysków SSD)
- Karta HBA LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0 Gb/s (do testowania dysków SSD lub HDD)
Analiza wydajności aplikacji
Na rynku przedsiębiorstw istnieje ogromna różnica między tym, jak produkty deklarują swoją wydajność na papierze, a tym, jak działają w środowisku produkcyjnym. Rozumiemy wagę oceny pamięci masowej jako elementu większych systemów, a przede wszystkim jej responsywności w interakcji z kluczowymi aplikacjami korporacyjnymi. W tym celu przeprowadziliśmy pierwsze testy aplikacji, w tym nasz autorski test porównawczy pamięci masowej NoSQL Database Storage Benchmark firmy MarkLogic oraz test wydajności MySQL za pomocą SysBench.
W naszym środowisku bazy danych MarkLogic NoSQL testujemy grupy czterech dysków SSD SATA lub SAS o użytecznej pojemności co najmniej 200 GB. Nasza baza danych NoSQL wymaga około 650 GB wolnego miejsca, równo podzielonego między cztery węzły bazy danych. W naszym środowisku testowym używamy hosta SCST i prezentujemy każdy dysk SSD w trybie JBOD, z jednym przydzielonym na węzeł bazy danych. Test powtarza się w 24 interwałach, co wymaga łącznie od 30 do 36 godzin dla dysków SSD z tej kategorii. Mierząc opóźnienia wewnętrzne obserwowane przez oprogramowanie MarkLogic, rejestrujemy zarówno całkowite średnie opóźnienie, jak i opóźnienie interwałowe dla każdego dysku SSD.
Jeśli chodzi o ogólną ocenę średniego opóźnienia w teście baz danych MarkLogic NoSQL, dysk Fusion-io ioDrive2 MLC nieznacznie ustąpił dyskowi Intel SSD 910, uzyskując czas reakcji wynoszący 4.685 ms w porównaniu do 4.286 ms.
Dysk Fusion-io ioDrive2 MLC oferował podobne opóźnienie jak dysk Intel SSD 910, mieszczące się w zakresie 6–50 ms. Jednak ioDrive2 utrzymywał niższe opóźnienie zapisu dziennika przez większość testu.
Dysk Intel SSD 910 uzyskał podobne wyniki jak Fusion-io ioDrive2, z maksymalnym opóźnieniem wynoszącym od 6 do 50 ms. Chociaż wartości zapisu i odczytu oraz scalania były porównywalne, to przez większość testu wyniki zapisu do dziennika były wyższe. Ogólnie rzecz biorąc, dysk Intel SSD 910 nieznacznie wyprzedził Fusion-io ioDrive2 MLC w naszym teście NoSQL.
Nasz kolejny test aplikacji obejmuje test bazy danych MySQL Percona za pomocą SysBench, który mierzy wydajność aktywności OLTP. W tej konfiguracji testowej używamy grupy serwerów Lenovo ThinkServer RD630 i ładujemy środowisko bazy danych na pojedynczy dysk SATA, SAS lub PCIe. Test ten mierzy średnią liczbę transakcji na sekundę (TPS), średnie opóźnienie, a także średnie opóźnienie 99. percentyla w zakresie od 2 do 32 wątków. Percona i MariaDB korzystają z interfejsów API aplikacji obsługujących pamięć flash Fusion-io w najnowszych wersjach swoich baz danych, jednak na potrzeby tego porównania testujemy każde urządzenie w jego „starszych” trybach blokowej pamięci masowej.
W naszych testach SysBench, Fusion-io ioDrive2 o pojemności 1.2 TB wyprzedził LSI Nytro WarpDrive 400 GB, a średnia wartość TPS dysku ioDrive2 wzrosła z ok. 305 TPS przy 2 wątkach do 2,354 TPS przy 32 wątkach.
Średnie opóźnienie dysku Fusion-io ioDrive2 1.2 TB w SysBench wyniosło od 6.55 ms przy 2 wątkach do 13.59 ms przy 32 wątkach.
Porównując 99. percentyl opóźnień w naszym teście SysBench, Fusion-io ioDrive2 1.2TB ponownie pokonał LSI Nytro WarpDrive, osiągając lepsze opóźnienie przez cały test – wynoszące nieco poniżej 30 ms (29.35 ms) w porównaniu do 39.30 ms w przypadku WarpDrive.
Analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa
Wydajność pamięci flash zmienia się w fazie wstępnego kondycjonowania każdego urządzenia pamięci masowej. Nasz syntetyczny proces testowania pamięci masowej dla przedsiębiorstw rozpoczyna się od analizy działania dysku podczas dokładnego etapu wstępnego kondycjonowania. Każdy z porównywalnych dysków jest bezpiecznie kasowany za pomocą narzędzi producenta, wstępnie kondycjonowany do stanu ustalonego z tym samym obciążeniem, z jakim urządzenie będzie testowane, przy dużym obciążeniu 16 wątków i kolejce oczekujących 16 wątków na wątek, a następnie testowany w ustalonych odstępach czasu w wielu profilach głębokości wątków/kolejek, aby pokazać wydajność przy lekkim i intensywnym użytkowaniu.
Wstępne kondycjonowanie i podstawowe testy stanu stacjonarnego:
- Przepustowość (łączna liczba operacji wejścia/wyjścia na sekundę odczytu i zapisu)
- Średnie opóźnienie (średnie opóźnienie odczytu i zapisu)
- Maksymalne opóźnienie (maksymalne opóźnienie odczytu lub zapisu)
- Odchylenie standardowe opóźnienia (uśrednione odchylenie standardowe odczytu i zapisu)
Nasza analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa obejmuje dwa profile oparte na rzeczywistych zadaniach. Profile te zostały opracowane, aby ułatwić porównywanie z naszymi poprzednimi testami porównawczymi, a także powszechnie publikowanymi wartościami, takimi jak maks. prędkość odczytu i zapisu 4k oraz 8k 70/30, powszechnie stosowana w sprzęcie korporacyjnym.
- 4k
- 100% odczytu lub 100% zapisu
- 100% 4k
- 8k 70/30
- 70% czytania, 30% pisania
- 100% 8k
W tym teście porównaliśmy wszystkie trzy dyski: LSI Nytro WarpDrive, Intel SSD 910 i Fusion-io ioDrive2, zarówno w systemach Linux, jak i Windows. Dodatkowo, w przypadku ioDrive2, wykorzystaliśmy jego funkcję nadmiernego alokowania pamięci w trybie testowym o wysokiej wydajności (HP).
Nasz pierwszy test mierzy 100% wydajność losowego zapisu 4k przy obciążeniu 16 wątków/16 wątków. W tym ustawieniu, dysk Fusion-io ioDrive2 MLC HP osiągał 253 000 w systemie Windows i 293 000 w systemie Linux, a następnie ustabilizował się w stanie stabilnym, osiągając najlepsze w swojej klasie wyniki, odpowiednio 113 000 IOPS i 118 000 IOPS. Wyniki HP dla testów dynamicznych były zbliżone do wyników dla standardowych dysków. W stanie stabilnym dysk Intel SSD 910 przewyższył dysk ioDrive2 w systemie Windows i Linux.
Przy dużym obciążeniu 16T/16Q, Fusion-io ioDrive2 HP zmierzył czas 0.87-1 ms w trybie burst i wzrósł do około 2.16-2.24 ms w miarę zbliżania się do stanu ustalonego. Wartości standardowe były podobne w trybie burst, ale wyższe w stanie ustalonym, ponownie wyprzedzając dysk Intel SSD 910.
Porównując maksymalne opóźnienia, dysk Fusion-io ioDrive2 MLC charakteryzował się znacznie lepszymi maksymalnymi czasami reakcji w systemie Linux niż w systemie Windows. Dodatkowo, jego maksymalne opóźnienie w systemie Windows HP Max było znacznie gorsze od konkurencji. Ogólnie rzecz biorąc, najlepsze wyniki uzyskały dyski Intel SSD 910 Linux i ioDrive2 Linux HP, odpowiednio 26 ms i 15 ms.
Przyglądając się bliżej spójności opóźnień w naszym losowym obciążeniu zapisu 4k, Fusion-io ioDrive2 Linux i Windows HP znalazły się tuż za dyskiem Intel SSD 910, który uzyskał najwyższą ocenę – 2.38 ms dla systemu Linux i 2.72 ms dla systemu Windows.
Po 6 godzinach wstępnego kondycjonowania, dysk Fusion-io ioDrive2 z systemem Windows i HP zaoferował losową wydajność odczytu 4K na poziomie 252 000 IOPS i prędkość zapisu na poziomie 111 597 IOPS dla HP i 61 847 IOPS dla standardowego dysku. Dysk Intel SSD 910 zapewnił większą przepustowość zapisu.
Przy obciążeniu 16T/16Q dysk Fusion-io ioDrive2 Windows (HP i standardowy) zaoferował średnie opóźnienie odczytu losowego 4K, które wyniosło 1.013 ms, co dało najlepszy wynik w grupie, natomiast najlepsze opóźnienie zapisu uzyskał dysk Intel SSD 910 Windows z opóźnieniem zapisu wynoszącym nawet 2.097 ms.
Maksymalne opóźnienie w przypadku dysku Fusion-io ioDrive2 w systemie Windows okazało się najlepsze w przypadku odczytu i wyniosło zaledwie 7.98 ms, jednak maksymalna wartość opóźnienia w przypadku zapisu była najwyższa w grupie i wyniosła 1030.50 ms.
Porównując spójność opóźnień, pamięć MLC Fusion-io ioDrive2 znalazła się na końcu stawki pod względem spójności losowego odczytu i zapisu w rozdzielczości 4k.
W naszym kolejnym obciążeniu analizujemy profil 8k z mieszanym stosunkiem odczytu do zapisu 70/30. W tym ustawieniu, Fusion-io ioDrive2 w różnych konfiguracjach startował z ponad 210 000 IOPS w trybie burst, a następnie spadał do około 70 000 IOPS w przypadku dysku standardowego i 88 000 IOPS w przypadku dysku HP. Wydajność w trybie burst znacznie przewyższała konkurencję, a wartości w stanie ustalonym były zbliżone do prędkości w trybie burst konkurencyjnych dysków, z wyłączeniem dysku Nytro WarpDrive Windows.
Średnie opóźnienie napędu Fusion-io ioDrive2 we wszystkich trybach wyniosło 1.2 ms na początku naszego testu wstępnego kondycjonowania 8K 70/30, a następnie wzrosło do około 2.88 ms dla HP i 3.65 ms dla wersji standardowej w miarę zbliżania się do stanu ustalonego. Wyniki te przewyższyły wyniki konkurencji.
W trakcie naszego testu 8k 70/30, Fusion-io ioDrive2 Linux HP zaoferował najlepsze szczytowe czasy reakcji, z maksymalnym opóźnieniem poniżej 25 ms przez większość testu. Ponownie, ioDrive2 Windows HP zanotował wysokie maksymalne opóźnienie.
Spójność opóźnień Fusion-io ioDrive2 HP Linux i Windows osiągnęła najniższe wyniki, wynosząc odpowiednio 2.5 ms i 2.55 ms.
W porównaniu ze stałym obciążeniem 16 wątków i 16 kolejek, które wykonaliśmy w teście zapisu 100% 4k, nasze profile mieszanego obciążenia skalują wydajność w szerokim zakresie kombinacji wątków/kolejek. W tych testach intensywność obciążenia rozciąga się od 2 wątków i 2 kolejek do 16 wątków i 16 kolejek. W rozszerzonym teście 8k 70/30, Fusion-io ioDrive2 HP dla systemów Linux i Windows osiągnął szczyt na poziomie około 88 000 IOPS, co plasowało go na szczycie grupy, choć ioDrive2 również pokonał konkurencję, choć z dużo mniejszą przewagą.
Średnie opóźnienie dla Fusion-io ioDrive2 HP Linux i Windows było najlepsze w swojej klasie, a wersja standardowa również pokonała konkurencję.
W trakcie naszego testu zmiennego obciążenia 8k 70/30, maksymalne opóźnienie było znacznie wyższe niż w przypadku konkurencji z napędem Fusion-io ioDrive2 we wszystkich środowiskach. Wartość szczytowa wynosiła nieco poniżej 110 ms dla HP i sięgała prawie 300 ms dla wersji standardowej.
Odchylenie standardowe dla dysku Fusion-io ioDrive2 HP w naszym środowisku testowym było najlepsze w swojej klasie, a wyniki dla dysku ioDrive2 osiągnęły szczyt na poziomie zbliżonym do wyników dysku Intel SSD 910.
Wniosek
Akcelerator aplikacji Fusion-io ioDrive2 MLC oferuje pojemności do 1.2 TB w formacie HHHL, a w formacie FHHL do 3 TB. Chociaż jego niedawno testowany odpowiednik, flagowy model ioDrive2 Duo SLC , został zaprojektowany z myślą o obsłudze najbardziej wymagających aplikacji dzięki pamięci SLC NAND i konfiguracji z dwoma kontrolerami, pojedynczy dysk ioDrive2 z pamięcią MLC nadal radzi sobie z obciążeniami o wysokiej wydajności, które wymagają wyjątkowo niskich opóźnień i wysokiej przepustowości. MLC NAND oznacza również, że Fusion-io może zaoferować ten model o większej pojemności i niższej cenie niż wersje SLC.
Po niedawnym przetestowaniu ioDrive2 Duo SLC mieliśmy dobry punkt odniesienia, jeśli chodzi o wydajność pojedynczego ioDrive2. Tym razem jednak zaktualizowaliśmy nasze środowisko testowe, ponieważ wycofaliśmy niektóre z naszych starszych testów syntetycznych na rzecz środowisk testowych MarkLogic i SysBench MySQL w warunkach rzeczywistych. Zaczęliśmy od tych testów, a ioDrive2 wypadł dobrze. Chociaż średnie ogólne opóźnienie ioDrive2 nieznacznie ustąpiło dyskowi Intel SSD 910 w teście MarkLogic, jego wydajność była konkurencyjna, a szczytowe wartości opóźnienia zapisu dziennika były znacznie niższe niż w przypadku dysku Intel SSD 910. W naszym teście SysBench ioDrive2 konkurował bezpośrednio z dyskiem LSI Nytro WarpDrive, generując o kilkaset TPS więcej, jednocześnie zapewniając mniejsze opóźnienie.
Następnie porównaliśmy ioDrive2 z dyskiem Intel SSD 910 i LSI Nytro WarpDrive, wykorzystując funkcję over-provisioningu ioDrive2 w trybie wysokiej wydajności (HP), i przetestowaliśmy wszystkie dyski zarówno w systemie Linux, jak i Windows. Pod względem ogólnej przepustowości, ioDrive2 konsekwentnie osiągał najlepsze wyniki. Jego tryb HP zapewnił najwyższą ogólną przepustowość, która w naszym losowym teście 4k wyniosła ponad 250 000. ioDrive2 również dobrze wypadł pod względem opóźnień, z wyjątkiem maksymalnego opóźnienia w systemie Windows, które zaobserwowaliśmy również w przypadku ioDrive2 Duo SLC podczas testów. Poza tą kategorią, ioDrive2 wypadł wyjątkowo dobrze.
ZALETY
- Pakiet oprogramowania do zarządzania najwyższej klasy
- Zapewnia najwyższą przepustowość w przypadku obciążeń 4K i 8K w porównaniu z modelami klasy podstawowej dla przedsiębiorstw
- Opóźnienia i przepustowość w testach rzeczywistych Sysbench i MarkLogic na poziomie parzystości lub lepszym niż konkurencja
Wady
- Problemy z maksymalnym opóźnieniem w systemach Windows i Linux
Podsumowanie
Dysk Fusion-io ioDrive2 MLC przyspiesza działanie systemów i pozwala im obsługiwać najbardziej intensywne obciążenia, zapewniając imponujące, najlepsze w swojej klasie parametry przepustowości w połączeniu z wiodącym w branży pakietem oprogramowania do zarządzania.
Amazon