Recenzja akceleratora aplikacji Huawei Tecal ES3000

Huawei Tecal ES3000 to rodzina akceleratorów aplikacji korporacyjnych o pełnej wysokości i połowie długości, wykorzystujących pamięć MLC NAND o pojemności do 2.4 TB i interfejs PCIe (2.0 x8). Na pierwszy rzut oka karty Huawei wydają się podobne do wielu innych produktów na rynku, ale bliższe przyjrzenie się ujawnia unikalną konstrukcję z potrójnym kontrolerem, która łączy dwie płytki PCB, tworząc imponującą ofertę. W najwyższym zakresie wydajności oznacza to maksymalną przepustowość odczytu 3.2 GB/s i zapisu 2.8 GB/s. Z punktu widzenia opóźnienia, wszystkie trzy pojemności zapewniają opóźnienie 49 µs i 8 µs zapisu. Karty oferują również szereg dodatkowych funkcji, w tym ulepszone sprawdzanie błędów, ochronę przed awarią zasilania oraz mechanizmy zwiększające wytrzymałość w całym okresie użytkowania.

Rozwiązanie Huawei jest naprawdę unikalne na rynku. Podczas gdy większość korporacyjnych akceleratorów aplikacji PCIe ma pojedynczy układ ASIC lub FPGA, a niektóre dyski o większej pojemności mają dwa, Tecal ES3000 łączy trzy układy FPGA na dwóch płytach. Płyta główna zawiera interfejs PCIe i pojedynczy kontroler z pulą pamięci NAND, a płyta rozszerzeń dodaje drugi i trzeci kontroler oraz powiązane z nimi pamięci NAND. Sam dysk jest prezentowany hostowi jako pojedyncza pula, podobnie jak w rozwiązaniach Virident, dzięki czemu użytkownik nie musi korzystać z programowego RAID-u, aby wykorzystać całą dostępną pojemność.

Poza innowacyjną konstrukcją sprzętową Huawei posiada również szereg wbudowanych funkcji programowych, które zapewniają niezawodną pracę w czasie. Oprócz ECC, Huawei wykorzystuje swój silnik RAID5 do korygowania błędów w oparciu o kanały. Ponadto, dynamiczny algorytm RAID dostosowuje się „w locie” w przypadku awarii kanału z powodu wielu uszkodzonych bloków. Podczas normalnej pracy każdy kontroler działa w konfiguracji 16+1 kanałów, ale w przypadku awarii jednego z nich może dostosować się do 15+1 lub 14+1, aby utrzymać działanie pomimo starzenia się i zużycia dysku SSD. Aby zwiększyć wytrzymałość, karty korzystają z funkcji ponawiania odczytu; gdy danych nie można sprawdzić i poprawić, kontrolery sprawdzają i dostosowują poziom pamięci flash „w locie”, aby chronić dane, co ma wydłużyć żywotność pamięci flash nawet o 300%. Wreszcie, ES3000 oferuje wbudowany superkondensator, który może zapewnić czas rozładowania nieco poniżej 1 sekundy, co jest około 10 razy dłużej niż 80 ms potrzebne do usunięcia danych z buforów w przypadku zaniku zasilania.

Karty Huawei Tecal ES3000 są dostępne w pojemnościach 800 GB, 1.2 TB i 2.4 TB. Huawei ocenia te trzy pojemności, podając wyniki wytrzymałości odpowiednio 6.4 PB, 9.5 PB i 19.1 PB. Nasze egzemplarze testowe obejmują karty o pojemności 1.2 TB i 2.4 TB.

Specyfikacja Huawei Tecal ES3000

• Możliwości
  • 800 GB, 1.2 TB, 2.4 TB
• Wydajność
  • 800GB
    • Maksymalna przepustowość odczytu: 2.2 GB/s
    • Odczyt IOPS 4K maks.: 630 000
    • Odczyt IOPS 4K stabilny: 240 000
    • Opóźnienie odczytu: 49 µs
    • Maksymalna przepustowość zapisu: 1.2 GB/s
    • Odczyt IOPS 4K maks.: 630 000
    • Odczyt IOPS 4K stabilny: 240 000
    • Opóźnienie zapisu: 8µs
    • Mieszane IOPS 70/30 R/W 4K: 430 000
    • Wytrzymałość: 6.4 PB
  • 1.2TB
    • Maksymalna przepustowość odczytu: 3.2 GB/s
    • Odczyt IOPS 4K maks.: 630 000
    • Odczyt IOPS 4K stabilny: 240 000
    • Opóźnienie odczytu: 49 µs
    • Maksymalna przepustowość zapisu: 1.8 GB/s
    • Odczyt IOPS 4K maks.: 630 000
    • Odczyt IOPS 4K stabilny: 240 000
    • Opóźnienie zapisu: 8µs
    • Mieszane IOPS 70/30 R/W 4K: 430 000
    • Wytrzymałość: 9.5 PB
  •  2.4TB
    • Maksymalna przepustowość odczytu: 3.2 GB/s
    • Odczyt IOPS 4K maks.: 630 000
    • Odczyt IOPS 4K stabilny: 240 000
    • Opóźnienie odczytu: 49 µs
    • Maksymalna przepustowość zapisu: 2.8 GB/s
    • Odczyt IOPS 4K maks.: 630 000
    • Odczyt IOPS 4K stabilny: 240 000
    • Opóźnienie zapisu: 8µs
    • Mieszane IOPS 70/30 R/W 4K: 430 000
    • Wytrzymałość: 19.1 PB
• Współczynnik kształtu: FHHL
• Magistrala: PCIe 2.0 x8
• Pobór energii
  • 800 GB: 20-35 W
  • 1.2 TB: 25–50 W
  • 2.4 TB: 25–60 W
• Temperatura pracy: 0-55°C
• Przepływ powietrza: 1.5 m/s (300 LFM)
• Pobór mocy: 20–35 W (800 GB), 25–50 W (1.2 TB), 25–60 W (2.4 TB)
• Obsługiwane systemy operacyjne
  • MS Windows Server 2003 SP2/2008 R2 64-bit
  • RHEL 5.0/5.1/5.2/5.3/5.4/5.5/5.6/5.7/5.8 64-bit
  • RHEL 6.0/6.1/6.2/6.3 64-bit
  • SLES 11 SP1/SP2 64-bit
  • CentOS 5/6
  • Ubuntu 10 / 11
  • VMware ESX 4.1/ ESXi 5.0

Omówienie wideo

Zaprojektuj i zbuduj

Huawei Tecal ES3000 jest dostępny w wersjach o pojemności 1.2 TB i 2.4 TB jako karta PCI-Express 2.0 o pełnej wysokości i połowie długości (FHHL) x8. Unikalną cechą Huawei jest zastosowanie konfiguracji z trzema kontrolerami FPGA, w której jeden kontroler jest podłączony bezpośrednio do płyty głównej, a dwa kontrolery są podłączone do karty rozszerzeń. Górna część urządzenia wyróżnia się bardzo widocznymi elementami. Po prawej stronie znajdują się cztery duże kondensatory zabezpieczające przed utratą zasilania, chroniące dane przesyłane w trakcie transmisji w przypadku zaniku zasilania. Pozostała część płyty jest w większości pokryta dwoma radiatorami. Większy z nich, czarny, osłania płytę rozszerzeń, pasywnie chłodząc komponenty i chroniąc je przed przegrzaniem.

Jak wspomniano powyżej, w Huawei Tecal ES3000 znajdują się trzy kontrolery, każdy z własną pulą pamięci DRAM i NAND. Nasz testowy ES3000 wykorzystuje pamięć Micron MLC NAND, choć Huawei nie jest zależny od producenta pamięci NAND. Jeśli chodzi o jakość wykonania, Huawei Tecal ES3000 wydaje się solidny i odporny na niemal każde warunki, w których zostanie zainstalowany.

Chociaż dyski SSD Tecal ES3000 PCIe pobierają ponad 60 W w zależności od pojemności, cała moc pobierana jest przez gniazdo PCIe i nie jest wymagane zewnętrzne źródło zasilania.

Ostatnia uwaga dotyczy formatu. Huawei Tecal ES3000 to akcelerator aplikacji o formacie FHHL. Dwa z porównywalnych modeli, z którymi go testujemy, to karty o połowie wysokości i długości (HHHL), co pozwala im „obsłużyć” jeszcze więcej aplikacji dzięki mniejszym rozmiarom. Te karty to Micron P320h 700 GB SLC i Virident FlashMAX II 2.2 TB.

Testowanie tła i porównań

Huawei Tecal ES3000 wykorzystuje trzy opatentowane kontrolery FPGA i pamięć MLC NAND z interfejsem PCIe 2.0 x8. W niniejszym teście prezentujemy wydajność „standardową” przy deklarowanej pojemności, a także dane „wysokiej wydajności” z dyskiem SSD PCIe z nadalokowaną pojemnością do 80% deklarowanej pojemności. Syntetyczne testy porównawcze pokazują dane standardowe i HP, natomiast wszystkie testy aplikacji zostały przeprowadzone z dyskiem z nadalokowaną pojemnością.

Porównywalne produkty do tej recenzji:

• Fusion-io ioDrive2 Duo (1.2 TB, 2 kontrolery FPGA Xilinx Virtex-6, SLC NAND, PCIe 2.0 x4)
• LSI Nytro WarpDrive BLP4-400 (400 GB, kontroler SandForce SF-2500, Toshiba eMLC NAND, PCIe 2.0 x8)
• Mikron P320h (700 GB, kontroler IDT, SLC NAND, PCIe 2.0 x8)
• Virident FlashMAX II (2.2 TB, 2 zastrzeżone kontrolery FPGA, eMLC NAND, PCIe 2.0 x8)

Wszystkie akceleratory aplikacji PCIe są testowane na naszej platformie testowej dla przedsiębiorstw drugiej generacji, opartej na serwerze Lenovo ThinkServer RD630 . Do testów syntetycznych wykorzystujemy oprogramowanie FIO w wersji 2.0.10 dla systemu Linux i 2.0.12.2 dla systemu Windows. Ponieważ Huawei Tecal ES3000 wykorzystuje zasoby po stronie hosta, wyższe częstotliwości taktowania serwera pozwalają na osiągnięcie wyższej wydajności. 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 w porównaniu z pojedynczymi akceleratorami aplikacji PCIe o pojemności użytkowej 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.

W naszym ogólnym rankingu średniego opóźnienia w teście baz danych MarkLogic NoSQL, dysk Huawei Tecal ES3000, zarówno o pojemności 1.2 TB, jak i 2.4 TB, uzyskał najlepszy czas reakcji. ES3000 o pojemności 1.2 TB uzyskał wynik 1.43 ms, a dysk 2.4 TB – 1.31 ms. Micron P320h uzyskał kolejne najlepsze wyniki, ale został wyprzedzony. Jego czas reakcji wyniósł 1.49 ms.

Dysk twardy Huawei ES3000 2.4 TB HP zaoferował najlepsze jak dotąd opóźnienie w całej grupie akceleratorów aplikacji PCIe, przy czym wartości szczytowe mieściły się w zakresie 3–6 ms.

Dysk HP Huawei ES3000 1.2 TB okazał się następny w tej grupie pod względem opóźnień, chociaż szczytowe opóźnienie nieznacznie wzrosło do 3.5–9.9 ms.

Trzecie miejsce w grupie zajął Micron P320h 700GB HP SLC z czasami szczytowymi wynoszącymi 12–17.7 ms.

Dysk Fusion-io ioDrive2 Duo 1.2TB SLC HP zajął czwarte miejsce w grupie pod względem ogólnego średniego opóźnienia. Analizując wydajność w trakcie naszego testu, zanotowaliśmy wartości szczytowe wynoszące od 18 do 31 ms.

Dysk Virident FlashMAX II 2.2TB HP znalazł się w ostatniej klasie naszego testu MarkLogic NoSQL, chociaż nie odnotował najwyższych wartości opóźnień, wynoszących 16–26 ms.

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, Huawei Tecal ES3000 o pojemności 1.2 TB i 2.4 TB zapewnił najwyższą wydajność operacji wejścia/wyjścia na sekundę. ES3000 o pojemności 2.4 TB skalował średnią wartość TPS z około 356 TPS przy 2 wątkach do 2,735 TPS przy 32 wątkach.

Średnie opóźnienie dysku Huawei Tecal ES3000 2.4 TB w SysBench wyniosło od 5.61 ms przy 2 wątkach do 11.7 ms przy 32 wątkach.

Porównując opóźnienie na poziomie 99. percentyla w naszym teście SysBench, dysk Huawei Tecal ES3000 2.4 TB ponownie uzyskał najlepsze wyniki, charakteryzując się krótszym opóźnieniem w całym teście, nigdy nie przekraczając progu czasu reakcji 20 ms. Dokładne wartości wahały się od 12.25 ms przy 2 wątkach do 19.84 ms przy 32 wątkach.

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
  • fio –filename=/dev/sdx –direct=1 –rw=randrw –refill_buffers –norandommap –randrepeat=0 –ioengine=libaio –bs=4k –rwmixread=100 –iodepth=16 –numjobs=16 –runtime=60 –group_reporting –name=4ktest
• 8k 70/30
  • 70% czytania, 30% pisania
  • 100% 8k
  • fio –filename=/dev/sdx –direct=1 –rw=randrw –refill_buffers –norandommap –randrepeat=0 –ioengine=libaio –bs=8k –rwmixread=70 –iodepth=16 –numjobs=16 –runtime=60 –group_reporting –name=8k7030test

W przypadku akceleratora aplikacji Huawei Tecal ES3000 przetestowaliśmy pojemności 1.2 TB i 2.4 TB, a testy przeprowadziliśmy zarówno w systemach Linux, jak i Windows. Poniższe wykresy przedstawiają dane dla każdej pojemności w każdym systemie operacyjnym. Najpierw przedstawimy wyniki testów 1.2 TB i 2.4 TB w systemie Linux, a następnie wyniki testów 1.2 TB i 2.4 TB w systemie Windows. Dodatkowo, wykorzystaliśmy funkcję nadmiernego alokowania pamięci Tecal ES3000 w trybie testowym o wysokiej wydajności (HP), co widać na wykresach i danych, w porównaniu z wynikami standardowymi.

Nasz pierwszy test mierzy 100% wydajność losowego zapisu 4k przy obciążeniu 16T/16Q. W tym ustawieniu, szybkość zapisu seryjnego dysku Huawei Tecal ES3000 1.2 TB Linux wyniosła 481 000 IOPS, a następnie ustabilizowała się w stanie stabilnym, osiągając najlepszy w swojej klasie wynik 171 000 IOPS. W trybie HP, Huawei Tecal ES3000 osiągnął mniej więcej takie same prędkości zapisu seryjnego, ale utrzymał najlepszy w swojej klasie wynik 260 000–280 000 IOPS w stanie stabilnym.

Kontynuując testy z dyskiem Huawei Tecal ES3000 2.4 TB Linux, uzyskano prędkość maksymalną sięgającą 640 000 IOPS, choć wahała się ona drastycznie między 250 000 a 640 000 IOPS. Wydajność ustabilizowała się w stanie stabilnym, osiągając najlepszy w swojej klasie wynik 250 000–400 000 IOPS w trybie HP i 230 000 IOPS w trybie standardowym.

Przy dużym obciążeniu 16 wątków/16 kwadracików, dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB Linux osiągnął czas 0.53–0.95 ms w trybie burst i skalował się do około 1.4–1.5 ms w miarę zbliżania się do stanu ustalonego. Wartości fabryczne były podobne w trybie burst, ale w stanie ustalonym tryb HP utrzymywał średnią wartość 1 ms. Te wartości HP były najlepsze w swojej klasie, podczas gdy wartości fabryczne przewyższyły jedynie FlashMAX II HP.

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4 TB z systemem Linux osiągnął czas 0.4–1 ms w trybie burst i wzrósł do około 1.14 ms (standard) i 1 ms (HP) w miarę zbliżania się do stanu ustalonego. Wyniki HP były najlepsze w swojej klasie, choć Fusion ioDrive2 Duo SLC HP nieznacznie wyprzedził standardowy model ES3000 2.4 TB.

 

Porównując maksymalne opóźnienie, dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB Linux osiągnął maksymalny czas reakcji w zakresie 30 ms, często osiągając wartości szczytowe 10–25 ms. Tryb HP dał podobne wyniki. Żadna z tych dwóch wartości nie była jednak wystarczająca, aby pokonać Micron P320h.

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4 TB Linux utrzymywał wartości poniżej 45 ms zarówno w trybie Stock, jak i HP przez cały czas trwania testu. Najlepszą wydajność uzyskał Micron P320h, który generalnie utrzymywał się w zakresie 6–15 ms.

Przyglądając się bliżej spójności opóźnień w naszym losowym obciążeniu zapisu 4k, dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB Linux odnotował szczytowe opóźnienie na poziomie 0.95 ms, chociaż w trybie HP Tecal ES3000 był lepszy. Często utrzymywał się poniżej 0.4 ms. Podsumowując, te wyniki HP były najlepsze w swojej klasie.

Huawei Tecal ES3000 2.4TB Linux Stock wypadł całkiem nieźle, utrzymując się poniżej 0.81 ms i kończąc na 0.692 ms. W trybie HP, ES3000 znalazł się na czele stawki, wraz z Micronem P320h.

Po 6 godzinach wstępnego kondycjonowania, dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB z systemem Linux zaoferował najlepszą w swojej klasie wydajność losowego odczytu 4k na poziomie 747 000 IOPS (standardowy i HP) oraz prędkość zapisu na poziomie 176 000 IOPS dla standardowego i 257 000 IOPS dla HP. Zarówno wydajność odczytu, jak i odczytu dla dysku standardowego była najwyższa w grupie, a wydajność zapisu dla dysku HP również była najwyższa. 

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4 TB z systemem Linux oferował losową wydajność odczytu 4K na poziomie prawie 750 000 IOPS, a prędkość zapisu wynosiła 222 610 IOPS (w trybie standardowym) i 262 517 IOPS w trybie HP. Wydajność odczytu była najwyższa, a podczas gdy standardowy ES3000 został nieznacznie wyprzedzony w wydajności zapisu przez Fusion ioDrive2 DUO SLC HP, ES3000 HP był liderem w tej kategorii.

Przy obciążeniu 16 wątków/16 kwantów, dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB z systemem Linux zaoferował średnie opóźnienie losowego odczytu 4 kbps, które plasowało się na czele stawki, osiągając 0.34 ms, podczas gdy opóźnienie zapisu wyniosło 1.45 ms w trybie standardowym i 0.99 ms w trybie HP. Ten wynik w trybie HP był najlepszy, choć w trybie standardowym nieznacznie wyprzedzał FlashMAX II HP.

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4 TB z systemem Linux zapewnił najlepsze średnie opóźnienie losowego odczytu danych 4K na poziomie 0.34 ms, a w trybie HP osiągnął najlepszą wydajność zapisu na poziomie zaledwie 0.97 ms. 

Maksymalne opóźnienie dysku Huawei Tecal ES3000 1.2 TB z systemem Linux było najlepsze w przypadku odczytu i zapisu w obu trybach. W trybie stockowym odczyt wyniósł 5.67 ms, a zapis 15.04 ms, podczas gdy w trybie HP wartości te były jeszcze niższe i wyniosły odpowiednio 4.84 ms i 8.58 ms. 

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4TB z systemem Linux zapewnił najniższe maksymalne opóźnienie zarówno w trybie Stock, jak i HP.

Jeśli chodzi o spójność opóźnień, dysk Huawei Tecal ES3000 1.2TB Stock uzyskał wyniki tuż za Micronem P320h, jednak w trybie HP Huawei przewyższył Microna pod względem wydajności aktywności zapisu. 

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4TB HP Linux osiągnął solidny wynik 0.248 ms w zakresie spójności opóźnień podczas odczytu, a także najlepszy wynik — 0.164 ms podczas zapisu.

W naszym kolejnym obciążeniu analizujemy profil 8k z mieszanym stosunkiem odczytu do zapisu 70/30. W tym ustawieniu, dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB Linux osiągnął szczyt wydajności już po około 10 minutach, osiągając poziom 460 000 IOPS w trybie burst, który następnie spadł do około 190 000 IOPS (standard) i 280 000 IOPS (HP). Wydajność burst wyprzedziła konkurencję, przewyższając nawet Fusion ioDrive2 Duo SLC HP. Jeszcze bardziej imponujące były wyniki Huawei HP, które przewyższyły najbliższego konkurenta o około 80 000 IOPS.

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4 TB HP Linux osiągnął wynik ponad 490 000 IOPS w trybie burst, który spadł do około 340 000 IOPS. Wydajność w trybie burst znacznie przewyższała konkurencję; była nawet o 100 000 IOPS wyższa niż w wersji Stock, która również pokonała konkurencję.

Średnie opóźnienie dysku Huawei Tecal ES3000 1.2 TB z systemem Linux wynosiło 0.65 ms na początku naszego testu wstępnego kondycjonowania 8K 70/30, a następnie wzrosło do około 1.35 ms w trybie standardowym i 0.95 ms w trybie HP w miarę zbliżania się do stanu ustalonego. Tryb HP ponownie pokazał najlepsze wyniki, jakie ta grupa miała do zaoferowania.

Na początku naszego testu wstępnego 8K 70/30 dysk Huawei Tecal ES3000 2.4TB HP Linux zmierzył czas 0.65 ms, który wzrósł do około 1.06 ms w przypadku dysku Stock i 0.74 ms w przypadku dysku HP, gdy dysk zbliżał się do stanu ustalonego.

Podczas naszego testu 8k 70/30, dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB Linux oferował szczytowe czasy reakcji przeważnie poniżej 50 ms w wersji Stock i poniżej 40 ms w wersji HP. Jednak Micron P320h osiągnął najlepsze wyniki.

Karta graficzna Huawei Tecal ES3000 2.4TB z systemem Linux zapewniła dobre czasy reakcji szczytowej, jednak jej maksymalne opóźnienie nie dorównało tempu wyznaczonemu przez Micron P320h, wynoszącemu poniżej 10 ms.

Najniższe wyniki w zakresie spójności opóźnień uzyskano w przypadku dysków Huawei Tecal ES3000 1.2TB Linux Stock i HP, które działały przez około godzinę i kończyły się odpowiednio na 1.1 ms i 0.72 ms.

Spójność opóźnień w systemie Linux w przypadku dysku Huawei Tecal ES3000 2.4 TB osiągnęła najniższe wyniki, wynosząc odpowiednio 0.62 ms (HP) i 0.81 ms (Stock).

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, dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB Linux osiągnął szczytowe wyniki na poziomie około 189 000 IOPS (standard) i 277 000 IOPS (HP) – wynik HP był zdecydowanie najlepszy w grupie.

Huawei Tecal ES3000 2.4 TB HP Linux osiągnął szczyt na poziomie około 341 000 IOPS, co zapewniło mu solidne miejsce na szczycie grupy.

Średnie opóźnienie dysku Huawei Tecal ES3000 1.2 TB Linux HP było najlepsze w swojej klasie, a wersja standardowa również przewyższała większość konkurencji, ustępując jedynie dyskowi Fusion ioDrive2 Duo SLC HP.

Średnie opóźnienie dla dysku Huawei Tecal ES3000 2.4 TB HP Linux było najlepsze w swojej klasie i wyniosło maksymalnie 0.8 ms.

Podczas naszego testu przy zmiennym obciążeniu 8k 70/30 maksymalne opóźnienie dla dysku Huawei Tecal ES3000 1.2TB z systemem Linux utrzymywało się poniżej 31 ms (wersja standardowa) i 25 ms (wersja HP) w momentach szczytowych.

Maksymalne opóźnienie utrzymywało się na niskim poziomie przez cały test 8k 70/30, nie udało się jednak uzyskać wyższej wydajności niż Micron P320h.

Odchylenie standardowe dla dysku Huawei Tecal ES3000 1.2TB Linux w naszym środowisku testowym było najlepsze w swojej klasie, zarówno w trybie standardowym, jak i HP.

Micron P320h utrzymał przewagę w większości testów odchylenia standardowego, choć Huawei Tecal ES3000 2.4TB Linux uzyskał najniższy wynik w punkcie końcowym naszych testów.

Testowanie systemu Windows

Na tym etapie przenieśliśmy testy z Linuksa na system Windows. Ponieważ różne urządzenia zapewniają różny poziom wydajności w zależności od tego, czy działają w środowisku Linux, czy Windows, jest to niezbędny krok na tym etapie testów. W zależności od architektury urządzenia, oprogramowania układowego itp., może ono zapewniać znacznie większą przepustowość i znacznie mniejsze opóźnienia w jednym środowisku niż w innym.

Nasz pierwszy test mierzy 100% wydajność losowego zapisu 4k przy obciążeniu 16T/16Q. W tym ustawieniu, wydajność rozruchowa dysku Huawei Tecal ES3000 1.2 TB Windows wyniosła 483 000 IOPS, a następnie ustabilizowała się na poziomie zbliżonym do stabilnego, 179 000 IOPS (standard) i osiągnęła najlepszy w swojej klasie wynik 279 000 IOPS (HP).

Testy wydajności karty Huawei Tecal ES3000 2.4 TB HP Windows wykazały 582 000 IOPS (562 000 w wersji podstawowej), a następnie ustabilizowały się na poziomie zbliżonym do stanu stabilnego, odpowiednio na poziomie 392 000 i 225 000 IOPS.

Przy dużym obciążeniu 16T/16Q, pamięć Huawei Tecal ES3000 1.2 TB z systemem Windows osiągnęła czas 0.5–1 ms w trybie seryjnym i wzrosła do około 1.4 ms (standard) i 0.9 ms (HP) w miarę zbliżania się do stanu ustalonego.

W przypadku dysku Huawei Tecal ES3000 2.4TB z systemem Windows czas ładowania wynosił 0.44–0.9 ms w trybie impulsowym, a w miarę zbliżania się do stanu ustalonego wartości te wzrosły do ​​0.65 ms i 1.13 ms (HP i Stock).

Porównując maksymalne opóźnienia, Huawei Tecal ES3000 1.2TB Windows osiągnął maksymalne opóźnienia poniżej 15 ms w trybach Stock i HP, zapewniając najbardziej spójną wydajność.

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4TB Windows wykazał większą spójność w naszych testach maksymalnego opóźnienia, chociaż Micron P320h otrzymał najniższe noty.

Przyglądając się bliżej spójności opóźnień w naszym losowym obciążeniu zapisu 4k, Huawei Tecal ES3000 1.2TB Windows został wyprzedzony przez Micron P320h.

Huawei Tecal ES3000 2.4TB HP Windows uplasował się tuż nad Micronem P320h z wynikiem około 0.7 ms (w porównaniu z około 0.5 ms w przypadku Microna).

Po 6 godzinach wstępnego kondycjonowania, dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB z systemem Windows zaoferował najlepszą wydajność losowego odczytu 4k, wynoszącą 580 000 IOPS (tryb standardowy) i 597 000 IOPS (tryb HP), co dało najlepsze wyniki w grupie. Wydajność odczytu danych z dysku ES3000 była również najlepsza w trybie HP, osiągając 277 000 IOPS przy 177 000 IOPS w trybie standardowym.

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4 TB HP Windows zapewnił 590 000 IOPS w odczycie i 387 000 w zapisie. Obie wartości były najlepsze, a tuż za nimi uplasował się ES3000 Stock.

Przy obciążeniu 16T/16Q dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB HP Windows osiągnął średnie opóźnienie odczytu losowego 4K na poziomie 0.43 ms, co dało najlepszy wynik w grupie, a także uzyskał tytuł najlepszego opóźnienia zapisu na poziomie 0.92 ms.

Najniższe średnie opóźnienia zanotowały dyski Huawei Tecal ES3000 2.4 TB Stock i HP Windows. W trybie HP, dysk ES3000 2.4 TB osiągnął 0.43 ms dla odczytu i 0.66 ms dla zapisu. 

Maksymalne opóźnienie dysku Huawei Tecal ES3000 1.2 TB z systemem Windows było najwyższe w grupie w przypadku aktywności odczytu i wyniosło 48.81 ms (HP) oraz 124.38 ms (Stock), jednak maksymalna aktywność zapisu była najniższa w grupie i wyniosła zaledwie około 14 ms dla obu trybów.

Podobnie jak w przypadku dysku o pojemności 1.2 TB, dysk Huawei Tecal ES3000 2.4 TB z systemem Windows znalazł się na końcu stawki pod względem maksymalnego opóźnienia podczas odczytu, jednak jego wydajność podczas zapisu okazała się najlepsza w grupie.

Porównując spójność opóźnień, dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB z systemem Windows znalazł się na końcu stawki pod względem spójności losowego odczytu i zapisu danych w rozdzielczości 4K.

Huawei Tecal ES3000 2.4TB Windows również znalazł się na końcu rankingu.

W naszym kolejnym obciążeniu analizujemy profil 8k z mieszanym stosunkiem odczytu do zapisu 70/30. W tym ustawieniu dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB z systemem Windows wystartował z prędkością około 380 000 IOPS i osiągnął szczytową prędkość 450-470 000 IOPS, która następnie spadła do około 192 000 IOPS (wersja standardowa) i 274 000 IOPS (wersja HP). Wydajność HP zdecydowanie przewyższyła konkurencję, a nawet w wersji standardowej ES3000 przewyższył konkurencję, z wyjątkiem Fusion ioDrive2 Duo SLC HP, z którym porównywał się na zmianę.

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4 TB HP Windows osiągnął szczytową wydajność 494 000 IOPS w trybie burst, która spadła do około 342 000 IOPS. Przepustowość ponownie okazała się być kolejnym atutem Huawei.

Średnie opóźnienie dysku Huawei Tecal ES3000 1.2 TB z systemem Windows wynosiło 0.65 ms na początku naszego testu wstępnego 8K 70/30, a następnie wzrosło do 0.93 ms w przypadku HP i 1.33 ms w wersji Stock, gdy ES3000 zbliżał się do stanu ustalonego. HP ponownie przewyższyło wyniki konkurencji, a po zajęciu pierwszego miejsca w kategorii przepustowości, Fusion HP i Huawei Stock szły łeb w łeb.

Na początku naszego testu wstępnego 8K 70/30 dysk twardy HP Windows Huawei Tecal ES3000 2.4TB zmierzył czas 0.65 ms, który wzrósł do 0.75 ms (1.06 ms w trybie standardowym).

Podczas naszego testu 8k 70/30, Huawei Tecal ES3000 1.2 TB Windows zaoferował doskonałe szczytowe czasy reakcji, które utrzymywały się poniżej 10 ms w trybie HP i 15 ms w trybie Stock. Jednak przez większość testu, najlepszy w swojej klasie okazał się Micron P320h, który uzyskał wyniki poniżej 8 ms.

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4 TB z systemem Windows oferował doskonałe czasy szczytowej reakcji, a maksymalne opóźnienie wynosiło poniżej 10 ms przez większość testu. Choć z minimalną przewagą, Micron P320h uzyskał najlepsze wyniki.

Spójność opóźnień w systemie Windows w przypadku dysku Huawei Tecal ES3000 1.2 TB osiągnęła najniższe wyniki już po godzinie.

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4TB z systemem Windows uzyskał najniższy wynik pod względem spójności opóźnień.

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, dysk Huawei Tecal ES3000 1.2 TB HP Windows osiągnął szczytową wydajność około 275 000 IOPS, co plasowało go na szczycie grupy. W rzeczywistości wynik ten był o prawie 100 000 IOPS wyższy niż u najbliższego konkurenta.

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4 TB HP Windows osiągnął szczyt na poziomie około 337 000 IOPS, co pozwoliło mu uplasować się na szczycie grupy ze znaczną przewagą.

Średnie opóźnienie dysku Huawei Tecal ES3000 1.2 TB HP z systemem Windows było najlepsze w swojej klasie, a wersja Stock została tylko nieznacznie wyprzedzona przez Fusion ioDrive2 Duo SLC HP.

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4 TB z systemem Windows okazał się liderem w swojej klasie pod względem średniego opóźnienia, utrzymując je poniżej 1 ms zarówno w trybie Stock, jak i HP.

Podczas naszego testu przy zmiennym obciążeniu 8k 70/30 maksymalne opóźnienie utrzymywało się poniżej 15 ms przez większość testu, jednak najlepszym wynikiem okazał się tutaj Micron P320h.

Huawei Tecal ES3000 2.4TB Windows wypadł dobrze w teście maksymalnego opóźnienia, ale w tej kategorii ponownie zwyciężył Micron P320h.

Odchylenie standardowe dla dysku Huawei Tecal ES3000 1.2 TB z systemem Windows w naszym środowisku testowym było najlepsze w swojej klasie zarówno w trybie HP, jak i Stock.

Dysk Huawei Tecal ES3000 2.4TB Windows w trybach HP i Stock przez większość testu ustępował Micron P320h, jednak na końcu to on uzyskał lepsze wyniki.

 

Wniosek

Oceniając wydajność akceleratora aplikacji Huawei Tecal ES3000, testowaliśmy ES3000 zarówno w wersji o pojemności 1.2 TB, jak i 2.4 TB. Co więcej, różne środowiska charakteryzują się różnymi obciążeniami i dlatego wybieramy wersję z systemem Linux lub Windows. Z tego powodu przetestowaliśmy ES3000 w systemie Linux i Windows. Samo to dało dobry wynik dla ES3000, ponieważ utrzymywał on podobną wydajność w obu systemach operacyjnych, co czyniło go optymalnym wyborem dla organizacji preferujących oba systemy. Ponadto przetestowaliśmy ES3000 w trybie HP (wysoka wydajność) z nadmierną alokacją oraz w trybie Stock, aby ocenić, jak daleko zaprowadzi nas wydajność. W związku z tym oczekiwaliśmy, że tryb HP zapewni większą przepustowość i mniejsze opóźnienia, co rzeczywiście nastąpiło, i tego samego oczekiwaliśmy, porównując ze sobą dyski o pojemności 1.2 TB i 2.4 TB. 

Analizując dane szczegółowo, Huawei Tecal ES3000 okazał się najwydajniejszym akceleratorem aplikacji PCIe, dominując nad wszystkimi innymi testowanymi przez nas produktami w tej kategorii. To stwierdzenie jest jeszcze bardziej przekonujące, ponieważ ES3000 to urządzenie oparte na pamięci MLC NAND, podczas gdy dwa porównywalne modele (Fusion ioDrive2 Duo SLC i Micron P320h) bazują na pamięci SLC. Większa przepustowość w przypadku ES3000 jest niewątpliwie istotna, ale jeszcze większym osiągnięciem jest również zapewnienie niższego, bardziej stabilnego czasu reakcji.

Zaczynając od naszego autorskiego środowiska bazy danych MarkLogic NoSQL, Huawei Tecal ES3000 2.4 TB zapewnił wyjątkowo niskie średnie opóźnienie na poziomie 1.31 ms, a wartości szczytowe sięgały zaledwie 3-6 ms. Jest to najniższy wynik spośród wszystkich testowanych przez nas dotychczas akceleratorów aplikacji PCIe. Wartości szczytowe w przypadku urządzeń porównywalnych wahały się od co najmniej 18 ms. Następnie przeszliśmy do testu bazy danych Percona MySQL za pomocą SysBench, który mierzy aktywność OLTP. Ponownie, ES3000 2.4 TB wypadł znakomicie. Przy głębokości kolejki terminali wygenerował 2,735 TPS, ze średnim opóźnieniem 11.7 ms w QD32 i średnią 99. percentyla w QD32 wynoszącą 19.84 ms. Wartości te były znacznie lepsze od wartości podanych przez urządzenia porównywalne.

Następnie przełączyliśmy się na analizę syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa, obejmującą losowe obciążenia 4k i 8k, a ES3000 w trybie HP zapewnił największą przepustowość zarówno w systemie Windows, jak i Linux. Świadczy to o poziomie udoskonalenia sterowników, który Huawei starannie zaprojektował. W systemie Windows przepustowość osiągnęła około 750 000 IOPS dla odczytu 4k i 250 000 IOPS dla zapisu 4k. W systemie Linux wydajność 4k była nieco niższa w przypadku aktywności odczytu, ale wyższa w przypadku zapisu – odpowiednio około 600 000 IOPS i 390 000 IOPS. Warto zauważyć, że w naszym wstępnym przygotowaniu ES3000 był znacznie bardziej stabilny w systemie Windows, zapewniając mniejsze wahania prędkości szczytowych. Przechodząc do naszych testów 8k 70/30, wydajność była podobna we wszystkich systemach operacyjnych, osiągając 325 000 IOPS. ES3000 zanotował również doskonałe wyniki w zakresie opóźnień, zapewniając najlepsze w swojej klasie średnie opóźnienie. Pod względem maksymalnego opóźnienia i odchylenia standardowego dorównywał również Micronowi P320h, wymieniając się miejscami na pierwszym i drugim miejscu. 

ZALETY

• Doskonała wydajność na całej linii, zarówno w obciążeniach syntetycznych, jak i aplikacyjnych
• Zapewnia wysoką wydajność w środowiskach Windows i Linux
• Lepsza wydajność niż na poziomie SLC dzięki wykorzystaniu pamięci MLC NAND

Wady

• Format FHHL może ograniczać niektóre aplikacje
• Wymagania dotyczące chłodzenia wymuszają stosowanie ustawień wentylatorów o wysokim przepływie w środowiskach serwerowych

Podsumowanie

Akcelerator aplikacji Huawei Tecal ES3000 to niezwykłe osiągnięcie inżynieryjne, które bez wątpienia ugruntowało swoją pozycję lidera w swojej klasie w segmencie pamięci flash PCIe klasy korporacyjnej. Chociaż Huawei może nie być znaną marką na amerykańskim rynku korporacyjnym, wkrótce zrewolucjonizuje rynek dzięki produktom takim jak ES3000. 

Produkt Page