Recenzja dysku SSD Intel Optane P5800X

Dysk SSD Intel Optane P5800X rozszerza najszybszą warstwę pamięci SSD firmy Intel. Widzieliśmy, że dyski SSD Optane często przewijają się przez laboratorium, począwszy od modelu P4800X , który został wprowadzony na rynek nieco ponad cztery lata temu. Z czasem Intel zwiększył pojemność dysku (która zaczynała się od 375 GB), osiągając maksymalnie 1.5 TB. Małe pojemności były jednak w porządku, ponieważ dyski SSD Optane projektowaliśmy głównie z myślą o wytrzymałości i często używaliśmy ich w architekturze dwuwarstwowej. W tym przypadku dyski SSD mogły absorbować zapisy, co zwykle jest obszarem, w którym dyski SSD NAND zawodzą. Widzieliśmy, że Optane dobrze sprawdza się w tej roli w Azure Stack HCI i VMware vSAN , między innymi. Teraz w tej recenzji mamy do czynienia z najnowszą generacją dysku SSD Intel Optane P5800X, aby zobaczyć, jak rozwinęła się platforma.

Co nowego w dysku SSD Intel Optane P5800X

Intel nie szczędzi pochwał, prezentując dysk Intel Optane SSD P5800X. Nazwali go „najszybszym na świecie dyskiem SSD do centrów danych”. Wyniki Intela również wyglądają imponująco, dopóki nie zdamy sobie sprawy, że porównujemy go z dyskiem SSD P5600 z pamięcią NAND. Tak czy inaczej, P5800X zyskuje znaczną przewagę nad P4800X w tym, co ma znaczenie – wytrzymałości, wynoszącej 100 DWPD.

Ponieważ dysk Intel Optane SSD P5800X jest używany w tak wielu wielowarstwowych konfiguracjach pamięci masowej, jego wytrzymałość ma kluczowe znaczenie. Dyski SSD Optane są często konfigurowane tak, aby absorbować wszystkie operacje zapisu w systemie, chroniąc większe, wolniejsze nośniki. Mogą to być na przykład dyski SSD QLC, które dobrze sprawdzają się w przypadku obciążeń o dużej liczbie odczytów, ale nie oferują dużej wytrzymałości ani wydajności zapisu. Dzięki temu dysk P5800X doskonale sprawdza się w przypadku wolniejszych nośników. Wielu dostawców oprogramowania to zrozumiało. vSAN, Azure HCI, StorONE i wiele innych doskonale radzą sobie z efektywnym działaniem systemów wielowarstwowych.

Jak wspomniano podczas konferencji Intel Memory and Storage , firma wprowadza na rynek drugą generację produktów Optane, klasy pamięci masowej plasującej się pomiędzy pamięcią operacyjną a tradycyjną pamięcią NAND, często nazywaną pamięcią klasy storage. Model P5800X wykorzystuje nowe nośniki, a także interfejs PCIe Gen4 (który można teraz wykorzystać dzięki procesorom Intel Xeon Scalable trzeciej generacji ), zapewniając jeszcze większą prędkość.

Podane wartości są imponujące, z maksymalną prędkością 7.4 GB/s i przepustowością do 2 milionów operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS), a wszystko to przy naprawdę niskich opóźnieniach. QoS oferuje przewidywalną wydajność przy bardzo niskich opóźnieniach. Przewidywalność i niskie opóźnienia czynią go atrakcyjnym wyborem dla usług finansowych (wykrywanie oszustw, analityka, zapewnienie zgodności z przepisami i modelowanie rynku), a także dla licytacji w czasie rzeczywistym (żądania reklam, żądania ofert, licytowanie i emisja reklam).

Dysk SSD Intel Optane P5800X jest objęty pięcioletnią gwarancją i dostępny jest w pojemnościach 400 GB, 800 GB i 1.6 TB. W naszej recenzji bierzemy pod uwagę model o pojemności 800 GB.

Stanowisko testowe

Nasze nowe 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.

Platforma syntetyczna i aplikacyjna PCIe Gen4 (Lenovo ThinkSystem SR635)

• 1 x AMD 7742 (2.25 GHz x 64 rdzenie)
• 8 x 64 GB pamięci DDR4-3200 MHz ECC DRAM (1 x 64 GB dla Houdini)
• CentOS 7.7 1908
• Ubuntu 20.10-komputer stacjonarny
• ESXi 6.7u3

Platforma syntetyczna PCIe Gen3 ( Dell PowerEdge R740xd )

• 2 procesory Intel Gold 6130 (2.1 GHz x 16 rdzeni)
• 4 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.

Houdini od SideFX

Test Houdini został zaprojektowany specjalnie do oceny wydajności pamięci masowej w kontekście renderowania CGI. Platformą testową Gen3 dla tej aplikacji jest wariant serwera Dell PowerEdge R740xd, którego używamy w laboratorium, z dwoma procesorami Intel 6130 i 64 GB pamięci DRAM. W przypadku urządzeń Gen4 używamy Lenovo ThinkSystem SR635 z 64-rdzeniowym procesorem 7742 i pamięcią DRAM zmniejszoną do 64 GB. Na naszej platformie Gen3 zainstalowaliśmy Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) działający bez systemu operacyjnego, podczas gdy nasza nowsza platforma Gen4 korzysta z Ubuntu 20.10-desktop. 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 działanie jednowątkowe, 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.

W tym przypadku P5800X okazał się najlepszy spośród testowanych dysków, osiągając wynik zaledwie 1,799.5 sekundy. To plasuje go również w czwórce najlepszych wyników, jakie kiedykolwiek widzieliśmy.

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:

• Intel P4800X 375 GB
• Dapustor H3900 800GB

W naszej pierwszej analizie obciążenia VDBench, losowym odczycie 4 KB, dysk P5800X z równą łatwością pokonał inne dyski, osiągając szczytową wydajność 1 416 092 IOPS i opóźnienie wynoszące zaledwie 85.5 µs.

Losowy zapis 4K pokazał kolejną imponującą wydajność, utrzymując się poniżej 100 µs, ze szczytową wartością 1 328 538 IOPS i opóźnieniem wynoszącym zaledwie 90.3 µs.

Przechodząc na obciążenia sekwencyjne, a konkretnie na nasze obciążenia 64 KB, w odczycie, nie mieliśmy realnej konkurencji. P5800X osiągnął szczytową wartość 112 979 IOPS, czyli 7.1 GB/s, przy opóźnieniu 281 µs.

Przy zapisie sekwencyjnym 64 KB dysk P5800X utrzymał swoją dominację, osiągając szczytową wartość 93 579 IOPS (5.85 GB/s) przy opóźnieniu 161 µs.

Kolejny zestaw testów obejmuje obciążenia SQL: SQL, SQL 90-10 i SQL 80-20. Zaczynając od SQL, dysk Intel Optane SSD P5800X utrzymał imponujące tempo, osiągając ponad dwukrotnie wyższą wydajność niż kolejny dysk, osiągając szczytową wartość 828 464 IOPS i opóźnienie 37.6 µs.

W przypadku SQL 90-10, P5800X osiągnął szczytową wartość 808 476 IOPS i opóźnienie 38.3 µs. Ponownie, wydajność DapuStora wzrosła dwukrotnie, a opóźnienie spadło o połowę.

W przypadku SQL 80-20 procesor P5800X ponownie wykazał się naprawdę wysoką wydajnością, osiągając szczytową wartość 778 015 IOPS przy opóźnieniu 39.5 µs.

Następnie mamy obciążenia Oracle: Oracle, Oracle 90-10 i Oracle 80-20. Począwszy od Oracle, dysk Intel Optane SSD P5800X nadal osiągał ponad dwukrotnie wyższą wydajność niż kolejny dysk i charakteryzował się bardzo niskimi opóźnieniami. W Oracle nowy Optane osiągnął szczytową wydajność 697 772 IOPS z opóźnieniem 48.5 µs.

W Oracle 90-10 na pierwszym miejscu znalazł się P5800X z wynikiem 748 100 IOPS i opóźnieniem wynoszącym zaledwie 28 µs.

Oracle 80-20 P5800X osiągnął imponującą wartość szczytową 726 162 IOPS przy opóźnieniu 28.8 µs.

Następnie przeszliśmy do testu klonowania VDI, pełnego i połączonego. W przypadku rozruchu pełnego klonowania VDI (FC), P5800X z łatwością zajął pierwsze miejsce, osiągając maksymalną wydajność 481 166 IOPS i opóźnienie 70.4 µs.

Podczas początkowego logowania VDI FC procesor P5800X osiągnął szczytową wartość 274 042 IOPS i opóźnienie 105.3 µs.

W teście VDI FC Monday Login po raz kolejny układ P5800X wyraźnie wyprzedził konkurencję, uzyskując wydajność na poziomie 232 343 IOPS i opóźnienie 65.5 µs.

W przypadku rozruchu VDI Linked Clone (LC) dysk Intel Optane SSD P5800X osiągnął imponujące wyniki 247 127 IOPS i 63.6 µs w szczycie.

Podczas początkowego logowania do VDI LC początkowo zaobserwowano wzrost opóźnienia, ale P5800X i tak uzyskał dobry wynik: 134 846 IOPS i opóźnienie 55.6 µs.

Wreszcie, po zalogowaniu się do VDI LC Monday, P5800X rozpoczął pracę z większym opóźnieniem, ale szybko spadło, kończąc na poziomie 168 481 IOPS i 91.1 µs opóźnienia.