Seria dysków Intel Optane SSD DC P4800X została wprowadzona na rynek w marcu 2017 roku, obiecując wprowadzenie na rynek nośnika pamięci nowej klasy (SCM) o nazwie 3D XPoint (Intel pod marką Optane). Dysk P4800X zadebiutował zarówno jako tradycyjny 2.5-calowy dysk NVMe (U.2), jak i karta rozszerzeń PCIe. Początkowa pojemność wynosiła 375 GB, a do końca 2017 roku planowano osiągnąć 1.5 TB. Cel ten nie został zrealizowany, ale Intel wprowadził na rynek w listopadzie modele Optane o pojemności 750 GB . Niezależnie od pojemności, P4800X ma jedno zadanie: zapewnić najszybszą możliwą pamięć masową dla aplikacji wrażliwych na opóźnienia w centrach danych.
Biorąc pod uwagę mniejszą pojemność dysków, jest mniej prawdopodobne, że przedsiębiorstwa wypełnią JBOD dyskami SSD P4800X, które będą służyć jako pamięć podstawowa. Jest to jednak z pewnością możliwe jako rozwiązanie punktowe dla aplikacji, które mogą skorzystać z szybszej pamięci masowej, takich jak małe zbiory danych analitycznych i zastosowania w BI. Dostawcy macierzy dla przedsiębiorstw również nie spieszyli się z masowym wdrażaniem Optane w swoich projektach systemów, głównie ze względu na ograniczenia pojemności. HPE badało jednak możliwość wykorzystania Optane jako pamięci podręcznej dla systemów 3PAR, a inni z pewnością rozważają integrację tej klasy pamięci masowej ze swoimi systemami w miarę rozwoju technologii. Istnieje jednak natychmiastowy zestaw doskonałych przypadków użycia dysków SSD opartych na Optane w świecie pamięci masowej definiowanej programowo, w których projekty mają większą elastyczność, aby uwzględnić tę nową klasę pamięci masowej.
Rozwiązanie VMware vSAN jest prawdopodobnie najbardziej widoczne w tym obszarze, ponieważ oferuje wsparcie od samego początku dla P4800X i ma wiodącą pozycję w obszarze HCI. vSAN jest również wyjątkowo dobrze przygotowane do wykorzystania potencjału tych mniejszych dysków, ponieważ działają one w architekturze dwuwarstwowej. Pamięć masowa vSAN jest skoordynowana w grupy dysków, z warstwą dla wszystkich przychodzących operacji zapisu oraz warstwą odczytu zorientowaną na pojemność. Obecnie vSAN wykorzystuje tylko do 600 GB na dysk w warstwie zapisu, więc mniejsza pojemność P4800X nie stanowi ograniczenia. Dla użytkowników vSAN oznacza to, że w przypadku wdrożeń z P4800X działającym jako dysk pamięci podręcznej, operacje zapisu do klastrów vSAN są realizowane z najwyższą możliwą prędkością.
Niniejsza recenzja dotyczy dysku P4800X w formacie U.2 o pojemności 375 GB. Pracując głównie jako część grupy dysków w ramach naszego nadchodzącego testu vSAN , mogliśmy przeprowadzić podzbiór naszych standardowych testów dysków SSD dla przedsiębiorstw, aby uzyskać pełniejszy obraz profilu wydajności dysku P4800X.
Specyfikacja dysku SSD Intel Optane DC P4800X
| Budowa | AIC HHHL, U.2 |
| Pojemność | 375GB, 750GB |
| Interfejs | PCIe 3x4, NVMe |
| Utajenie | <10 μs |
| QoS | |
| 4 KB losowo, głębokość kolejki 1, odczyt/zapis | <60/100μs |
| 4 KB losowo, głębokość kolejki 16, odczyt/zapis | <150/200μs |
| Wydajność | |
| 4 KB losowo, głębokość kolejki 16, odczyt/zapis | do 550/500 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) |
| 4 KB losowo, głębokość kolejki 16, mieszany 70/30 R/W | do 500 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę |
| Wytrzymałość | |
| DWPD | 30 |
| Zapisane petabajty | |
| 375GB | 20.5 PBW |
| 750GB | 41 PBW |
Wydajność
Stanowisko testowe
Nasze testy dysków SSD klasy Enterprise wykorzystują Lenovo ThinkSystem SR850 do testów aplikacyjnych oraz Dell PowerEdge R740xd do testów syntetycznych. ThinkSystem SR850 to dobrze wyposażona platforma czteroprocesorowa, oferująca moc obliczeniową znacznie przekraczającą wymagania dotyczące wydajnej pamięci lokalnej. Testy syntetyczne, które nie wymagają dużych zasobów procesora, wykorzystują bardziej tradycyjny serwer dwuprocesorowy. W obu przypadkach celem jest zaprezentowanie pamięci lokalnej w jak najlepszym świetle, zgodnie z maksymalnymi specyfikacjami dysków oferowanymi przez producentów pamięci masowej.
Lenovo Think System SR850
- 4 x procesor Intel Platinum 8160 (2.1 GHz x 24 rdzenie)
- 16 x 32 GB pamięci DRAM DDR4-2666 MHz z funkcją ECC
- 2 x RAID 930-8i 12 Gb/s Karty RAID
- 8 zatok NVMe
- VMware ESXI 6.5
Dell PowerEdge R740xd
- 2 procesory Intel Gold 6130 (2.1 GHz x 16 rdzeni)
- 16 x 16 GB pamięci DRAM DDR4-2666 MHz z funkcją ECC
- 1x karta RAID PERC 730 2 GB 12 Gb/s
- Dodatkowy adapter NVMe
- Ubuntu-16.04.3-komputer stacjonarny-amd64
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.
Porównywalne produkty do tej recenzji:
- Memblaze PBlaze5 3.2 TB
- Intel P4510 2TB
- Samsung PM1725a 1.6TB
- Huawei ES3000 V5 3.2 TB
- Toshiba PX04 1.6 TB
Houdini od SideFX
Test Houdini został zaprojektowany specjalnie do oceny wydajności pamięci masowej w kontekście renderowania CGI. Platformą testową dla tej aplikacji jest wariant serwera Dell PowerEdge R740xd, którego używamy w laboratorium, z dwoma procesorami Intel 6130 i 64 GB pamięci DRAM. W tym przypadku zainstalowaliśmy system Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) działający bez systemu operacyjnego. Wynik testu porównawczego jest mierzony w sekundach, przy czym im mniej sekund, tym lepiej.
Demo Maelstrom przedstawia fragment procesu renderowania, który uwypukla możliwości wydajnościowe pamięci masowej, demonstrując jej zdolność do efektywnego wykorzystania pliku wymiany jako formy pamięci rozszerzonej. Test nie zapisuje danych wynikowych ani nie przetwarza punktów, aby wyizolować wpływ opóźnienia na bazowy komponent pamięci masowej. Sam test składa się z pięciu faz, z których trzy uruchamiamy w ramach benchmarku:
- Ładuje spakowane punkty z dysku. Jest to czas odczytu z dysku. Jest to proces jednowątkowy, co może ograniczać ogólną przepustowość.
- Rozpakowuje punkty do pojedynczej, płaskiej tablicy, aby umożliwić ich przetworzenie. Jeśli punkty nie są zależne od innych punktów, zbiór roboczy można dostosować tak, aby pozostał w rdzeniu. Ten krok jest wielowątkowy.
- (Nie uruchomiono) Przetwarza punkty.
- Przepakowuje je do bloków zbiorczych, które można zapisać z powrotem na dysku. Ten krok jest wielowątkowy.
- (Nie uruchomiono) Zapisuje podzielone bloki z powrotem na dysk.
Dysk SSD Intel Optane DC P4800X zajął pierwsze miejsce w teście Houdini z czasem 1,520.4 sekundy. Dysk P4800X uzyskał najlepszą wydajność spośród wszystkich dysków Optane, a także najlepszą w ogólnym teście.
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 „jabłek z jabłkami” między konkurencyjnymi rozwiązaniami. 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 nam to 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 wprowadzają go w stan ustalony. 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
W przypadku szczytowej wydajności losowej 4K dysk Intel Optane SSD DC P4800X (dalej nazywany P4800X) na początku miał znacznie niższe opóźnienie niż inne dyski, po czym wzrósł tuż poniżej 500 tys. IOPS i znalazł się na ostatnim miejscu z wynikiem 585 754 IOPS i opóźnieniem wynoszącym 213 μs.
W przypadku szczytowej wydajności zapisu 4K model P4800X uzyskał lepszy wynik, zajmując drugie miejsce z maksymalną wydajnością wynoszącą około 554K IOPS i opóźnieniem wynoszącym zaledwie 155 μs.
Przechodząc na obciążenia sekwencyjne, w naszym odczycie 64 KB zaobserwowaliśmy podobny wzorzec jak w przypadku odczytu 4 KB. Dysk P4800X rozpoczął od znacznie niższego opóźnienia niż pozostałe dyski, po czym osiągnął szczyt na poziomie około 35 000 IOPS i 40 558 IOPS lub 2.53 GB/s przy opóźnieniu 394 μs. To umieściło dysk na czwartym miejscu w klasyfikacji generalnej.
W przypadku zapisu 64 KB, P4800X zajął drugie miejsce z maksymalną wydajnością wynoszącą około 34 700 IOPS lub 2.17 GB/s przy opóźnieniu 380 μs, po czym nastąpił niewielki spadek wydajności.
Biorąc pod uwagę obciążenie pracą SQL, widzimy, że P4800X znacznie wyprzedza konkurencję, uzyskując wynik szczytowy 286 548 IOPS i opóźnienie wynoszące zaledwie 111 μs.
W naszym teście SQL90-10 układ P4800X kontynuował dominację, uzyskując najlepszy wynik 276 530 IOPS przy opóźnieniu 114 μs.
Utrzymując pierwsze miejsce w rankingu SQL 80-20, P4800X osiągnął szczyt na poziomie około 266 tys. IOPS z opóźnieniem wynoszącym około 111 μs, po czym nastąpił niewielki spadek.
Gdy przeszliśmy do obciążeń Oracle, P4800X zajął drugie miejsce z wynikiem szczytowym wynoszącym prawie 248 tys. IOPS i opóźnieniem wynoszącym 127 μs.
W Oracle 90-10, P4800X zdeklasował inne dyski, osiągając maksymalną wydajność 276 703 IOPS i opóźnienie wynoszące zaledwie 79 μs.
Również w Oracle 80-20 na prowadzeniu znalazł się P4800X z wynikiem 265 769 IOPS i opóźnieniem wynoszącym zaledwie 82 μs.
Następnie przeszliśmy do testu klonów VDI: pełnego klonu (FC) i klonu połączonego (LC). W teście VDI FC Boot, P4800X rozpoczął niezwykle mocno, zanim awansował na trzecie miejsce z maksymalną wydajnością 167 856 IOPS i opóźnieniem 199 μs.
W teście początkowego logowania VDI FC model P4800X ponownie zajął trzecie miejsce z wynikiem 108 159 IOPS i opóźnieniem wynoszącym 274 μs.
W teście VDI FC Monday Login procesor P4800X awansował na drugie miejsce z maksymalną wydajnością 97 198 IOPS i opóźnieniem 163 μs.
Przechodząc do VDI LC Boot, P4800X zdołał objąć pierwsze miejsce z wynikiem 93 095 IOPS i opóźnieniem 171 μs.
W teście VDI LC Initial Login procesor P4800X ponownie znalazł się na szczycie listy, uzyskując wynik 66 463 IOPS i opóźnienie 118 μs.
Wreszcie, w naszym teście VDI LC Monday Login, P4800X zajął drugie miejsce z wynikiem 67 085 IOPS i opóźnieniem 235 μs.
Wniosek
Dysk SSD Intel Optane DC P4800X to kolejny dysk z technologią Intel 3D XPoint. Jak sama nazwa wskazuje, dysk został zaprojektowany specjalnie dla centrów danych i jest dostępny w popularnych formatach U.2 i AIC HHHL. Jedną z wad, która od razu rzuca się w oczy, jest fakt, że dysk jest dostępny tylko w pojemnościach 375 GB i 750 GB. Z jednej strony ogranicza to jego możliwości zastosowania, z drugiej jednak jest on przeznaczony głównie do obciążeń i aplikacji, w których niskie opóźnienia są ważniejsze niż pojemność. Pod tym względem technologia Optane sprawdziła się zarówno w zastosowaniach korporacyjnych, jak i dla użytkowników końcowych, będąc liderem branży.
Niewielka pojemność dysku P4800X jest powodem, dla którego mamy niewielką lukę w naszym standardowym zestawieniu benchmarków. Pojemność dysku nie była wystarczająco duża, aby uruchomić SQL lub Sysbench, dlatego nie ma ich w tej recenzji pojedynczego dysku. W pierwszym obciążeniu analizy aplikacji, które udało nam się uruchomić, Houdini by SideFX, P4800X był ogólnie najlepszym wynikiem z wynikiem 1,520.4 sekundy. W naszym VDBench, P4800X dominował pod każdym względem przy niskich głębokościach kolejek. Wydajność maksymalna była bardziej zróżnicowana w przypadku P4800X, gdzie niektóre tradycyjne produkty NVMe przewyższały go pod względem wydajności. Jednakże, przewyższył on innych w obszarach takich jak SQL i Oracle 90-10 i 80-20. Najważniejsze cechy P4800X to ponad pół miliona IOPS w obu testach 4K, 2.53 GB/s w odczycie 64K i 2.17 GB/s w zapisie 64K. We wszystkich trzech testach SQL, dysk P4800X osiągnął ponad ćwierć miliona IOPS, a w naszych testach Oracle osiągnął lub przekroczył 250 tys. IOPS. Pomijając jednak wydajność szczytową, dysk Intel Optane P4800X charakteryzował się wyjątkowo niskimi opóźnieniami. W każdym teście opóźnienie było początkowo bardzo niskie, zazwyczaj znacznie niższe niż w przypadku wszystkich innych dysków. W kilku przypadkach dysk P4800X osiągnął szczytową wydajność z opóźnieniem na poziomie zaledwie 79 μs w Oracle 90-10 i 82 μs w Oracle 80-20.
W przypadku obciążeń o niskim opóźnieniu, obecnie nie ma niczego, co mogłoby się równać z dyskiem Intel Optane SSD DC P4800X. Chociaż istnieją obszary, w których tradycyjne produkty NVMe mogą go przewyższać pod względem ogólnej przepustowości i IOPS, ogólnie rzecz biorąc, P4800X nie sprawdziłby się w tych zastosowaniach ze względu na stosunek ceny do pojemności. Warto jednak zastanowić się nad możliwościami technologii Intel Optane, gdy dyski klasy enterprise osiągną wyższe poziomy pojemności; zwłaszcza w przypadku dysków o pojemności 2 TB, które nadal są preferowane przez dostawców macierzy, pomimo powszechnej dostępności dysków SSD SAS o pojemności 30 TB. W naszym konkretnym przypadku, w sieciach vSAN, P4800X zapewnia najwyższą możliwą wydajność w warstwie pamięci podręcznej zapisu. Dla każdego, kto chce w pełni wykorzystać potencjał vSAN, P4800X jest de facto standardem.
Amazon