Recenzja dysku SSD Intel DC P4500

by Lyle Smith on 6 kwietnia 2018 r.

Enterprise ◇ SSD

Seria dysków Intel SSD DC P4500 należy do linii dysków Intel 3D NAND SSD i została zaprojektowana z myślą o obsłudze infrastruktury chmurowej definiowanej programowo w środowisku wielochmurowym, a w szczególności o zmniejszeniu zajmowanej powierzchni serwerów. Dostępny w 2.5-calowych obudowach PCIe, HHHL PCIe oraz w formacie „linijka”, dysk P4500 oferuje ogromną elastyczność i spełni potrzeby różnych zastosowań fizycznych. Dysk Intel obsługuje również mapowanie rdzeni procesora na pary, co obsługuje zarówno dużą liczbę dysków, jak i skalowanie wielu dysków SSD na platformach Intel.

Dysk SSD P4500 jest napędzany przez zupełnie nowy kontroler NVMe, a Intel informuje, że został zoptymalizowany pod kątem obciążeń wymagających dużej intensywności odczytu i maksymalizacji wykorzystania procesora. W związku z tym, linia Intela ma osiągać odpowiednio do 3,300 MB/s i 1,900 MB/s w sekwencyjnym odczycie i zapisie oraz ponad 645 000 IOPS i 65 600 IOPS w losowym odczycie i zapisie 4K. Przyjrzymy się modelowi 2.5-calowemu o pojemności 2 TB, który ma osiągać wyniki mieszczące się w dolnym przedziale wydajności linii P4500: 3,200 MB/s przy odczycie i 1,050 MB/s przy zapisie sekwencyjnym, a jednocześnie osiągać 490 000 IOPS przy odczycie i 38 000 IOPS przy zapisie losowym.

Jeśli chodzi o funkcje niezawodności, Intel P4500 oferuje całkiem przydatne, wbudowane, kompleksowe zabezpieczenia danych, zapewniające dodatkowy spokój ducha. Obejmują one ochronę przed ukrytym uszkodzeniem danych oraz technologię Power Loss Imminent (PLI), która chroni zawartość dysku przed nieprzewidzianą utratą zasilania za pomocą układów zarządzania energią, kondensatorów, algorytmów oprogramowania układowego oraz wbudowanego autotestu PLI.

Dysk 2.5-calowy Intel P4500 objęty jest 5-letnią gwarancją i dostępny jest w wersjach o pojemności 1 TB, 2 TB i 4 TB.

Specyfikacje dysków SSD Intel serii DC P4500

Budowa	2.5-calowy PCIe 3.1 x4
Pojemność	1 TB, 2 TB, 4 TB
Interfejs
NAND	3D NAND TLC
Wydajność
Sekwencyjny odczyt	3200MB / s
Pisanie sekwencyjne	1050MB / s
Losowe czytanie 4K	490,000 IOPS
Losowy zapis 4K	38,000 IOPS
Niezawodność
Wytrzymałość	1.89 PBW
Średni czas między awariami (MTBF)	2 milion godzin
Działanie wibracyjne	2.17 GRMS
Wibracje niedziałające	3.13 GRMS
Wstrząs (w trakcie pracy i w stanie spoczynku)	1000 G/0.5 ms
Zasilanie
Idle	<5 W
Średni	Średnia sekwencyjna: 13.8 W (zapis), 9.5 W (odczyt)
Gwarancja	5-letnia gwarancja z bezpłatnym wsparciem technicznym

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:

Analiza obciążenia aplikacji

Aby zrozumieć charakterystykę wydajności korporacyjnych urządzeń pamięci masowej, niezbędne jest modelowanie infrastruktury i obciążeń aplikacji w rzeczywistych środowiskach produkcyjnych. Nasze testy porównawcze dla Intel P4500 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 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 teście transakcyjnym Sysbench procesor Intel P4500 2TB znalazł się na ostatnim miejscu z wynikiem zaledwie 4,476.3 TPS.

Jeśli chodzi o średnie opóźnienie w Sysbench, P4500 znalazł się ponownie na ostatnim miejscu z wynikiem 28.6 ms.

Jeśli przyjrzymy się najgorszemu scenariuszowi opóźnień MySQL (opóźnienie na poziomie 99. percentyla), dysk P4500 znajdzie się na końcu tabeli wyników z wynikiem 53.7 ms, tuż za dyskiem HGST.

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) Przetwarzaj punkty.
Przepakowuje je do bloków zbiorczych, które można zapisać z powrotem na dysku. Ten krok jest wielowątkowy.
(Nie uruchamiaj) Zapisz podzielone bloki z powrotem na dysk.

W naszym obciążeniu Houdini, Intel P4500 uplasował się w dolnym-środkowym przedziale testowanych dysków z czasem renderowania 8 klatek wynoszącym 3,067 sekund. Dla porównania, P4510 osiągnął solidne 2,595.7 sekundy.

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 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 naszej pierwszej analizie obciążenia VDBench przyjrzeliśmy się losowej wydajności odczytu 4K, gdzie wszystkie dyski odnotowały opóźnienia poniżej milisekundy w całym teście. Intel P4500 osiągnął szczytową wartość 463 745 IOPS z opóźnieniem 275.1 μs, co plasuje go znacznie poniżej pozostałych testowanych dysków.

Następnie przyjrzeliśmy się wydajności zapisu 4K – tutaj P4500 osiągnął szczytową wartość 107 159 IOPS i opóźnienie 1,191.2 μs, ponownie plasując się na ostatnim miejscu.

Przechodząc do wydajności sekwencyjnej, przyjrzeliśmy się naszym testom porównawczym 64 KB. Przy odczycie sekwencyjnym 64 KB wszystkie dyski odnotowały opóźnienie poniżej milisekundy w całym teście. P4500 osiągnął szczytową wartość 24 009 IOPS (1.5 GB/s) przy opóźnieniu 337 μs.

W przypadku zapisu sekwencyjnego 64 KB, P4500 ponownie wypadł znacznie gorzej, osiągając wynik zaledwie 8,399 IOPS lub 524 MB/s przy opóźnieniu 1,893 μs.

Następnie przyjrzeliśmy się naszym obciążeniom SQL, gdzie ponownie żaden dysk nie przekroczył opóźnienia 1 ms. P4500 osiągnął szczytową wydajność 113 441 IOPS z opóźnieniem 280.9 μs.

W naszym teście SQL 90-10 procesor Intel P4500 odnotował szczytową wydajność na poziomie zaledwie 95 208 IOPS i opóźnienie 335 μs.

W teście SQL 80-20 procesor Intel P4500 uzyskał maksymalny wynik 82 092 IOPS i opóźnienie 389 μs. Z kolei procesor P4510 uzyskał wykładniczo lepszy wynik, osiągając szczytowe wartości 204 683 IOPS i 156 μs.

Obciążenia Oracle ponownie wykazały, że wszystkie dyski osiągały wydajność poniżej milisekundy. W obciążeniu Oracle, P4500 osiągnął szczytową wartość 74 764 IOPS z opóźnieniem 480 μs.

W przypadku Oracle 90-10, P4500 pozostawał w tyle z wynikiem 78 496 IOPS i opóźnieniem 278 μs.

W naszym ostatnim teście Oracle (80-20) P4500 osiągnął wynik szczytowy na poziomie 67 820 IOPS i opóźnienie wynoszące 324 μs.

Następnie przeszliśmy do testu klonowania VDI, pełnego i połączonego (oznaczonych odpowiednio jako FC i LC). W teście VDI Full Clone Boot, P4500 ponownie wypadł znacznie gorzej od porównywalnych modeli, osiągając szczytową wartość 76 736 IOPS i opóźnienie 446 μs.

Podczas początkowego logowania VDI FC P4500 odnotował szczytową wartość zaledwie 30 102 IOPS i opóźnienie 991 μs.

Dzięki funkcji VDI FC Monday Login procesor P4500 osiągnął szczytową wydajność na poziomie 24 678 IOPS i opóźnienie wynoszące 639 μs.

W teście rozruchu VDI LC P4500 odnotował wartość szczytową 40 181 i opóźnienie 395 μs.

Podczas początkowego logowania VDI LC odnotowano zaledwie 14 386 operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) i opóźnienie 546 μs, co plasuje ten wynik daleko w tyle za dyskami nastawionymi na wydajność.

W naszym ostatnim teście, VDI LC Monday Login, P4500 osiągnął maksymalną wydajność 18 937 IOPS i opóźnienie 841 μs.

Wniosek

Seria Intel P4500 to dysk SSD NVMe wykorzystujący nową pamięć 3D NAND firmy i dostępny w formatach 2.5-calowych PCIe, HHHL PCIe oraz „linijka”, z których pierwszy omówiliśmy w tej recenzji. Dysk oferuje maksymalną pojemność 4 TB (4 TB w modelach 2.5-calowych, 8 TB w wersji „linijka”) i charakteryzuje się prędkością odczytu sekwencyjnego na poziomie 3,200 MB/s oraz 490 000 IOPS w trybie losowym. Jak widać na powyższych wykresach, model P4500 został udoskonalony wraz z premierą modelu P4510.

Analizując szczegółowe wyniki naszych testów porównawczych, P4500 wykazał się wydajnością poniżej średniej praktycznie we wszystkich kategoriach, z wyjątkiem naszego testu Houdini, który został specjalnie zaprojektowany do oceny wydajności pamięci masowej w kontekście renderowania CGI. W tym teście uzyskał on niższe wyniki w średnim zakresie, z czasem renderowania 8 klatek wynoszącym 3,067 sekund. W Sysbench, P4500 uzyskał 4,476.3 TPS w naszym teście transakcyjnym, 28.6 ms w średnim opóźnieniu i 53.7 ms w najgorszym scenariuszu.

W naszych testach VDbench, dysk P4500 wyraźnie odstawał od reszty. Podczas testów 4K dysk Intel osiągnął szczytową wartość 463 745 IOPS z opóźnieniem 275.1 μs dla odczytu oraz 107 159 IOPS i 1,191.2 μs dla zapisu. W przypadku sekwencyjnego odczytu 64 KB dysk osiągnął 1.5 GB/s z opóźnieniem 337 μs dla odczytu i 524 MB/s z opóźnieniem 1,893 μs dla zapisu.

Warto ponownie zauważyć, że Intel dość szybko zaktualizował model P4500 do modelu P4510, co jest oczywiście godną uwagi aktualizacją. Dyski SSD P4500 są nadal dość powszechnie dostępne i pojawiają się w wielu miejscach, takich jak omawiany przez nas klaster VMware vSAN; dlatego zrozumienie podstawowej wydajności dysków jest w tym kontekście ważne. Jednak przy założeniu, że wszystko jest takie samo, P4510 jest zdecydowanie lepszym zakupem dla osób zainteresowanych bardziej agresywnym profilem wydajności.

Dysk SSD Intel DC P4500

Omów tę recenzję

Zapisz się do newslettera StorageReview