Recenzja dysku SSD Intel DC P4510

by Adama Armstronga on 6 kwietnia 2018 r.

Enterprise ◇ SSD

Wprowadzona na rynek na początku tego roku seria DC P4510 to nowy dysk SSD NVMe firmy Intel do centrów danych. Zaprojektowany specjalnie z myślą o chmurze (pod hasłem „Cloud Inspired. Storage Optimized”), P4510 to pierwszy korporacyjny dysk SSD 3D NAND z 64-warstwową pamięcią masową. Wykorzystując tę technologię, firmie udało się zwiększyć pojemność dysku do 8 TB, mieszcząc go jednocześnie w obudowie U.2 o grubości 15 mm.

Zwiększona pojemność może pomóc firmom w konsolidacji obciążeń lub lepszej obsłudze szerszego spektrum obciążeń w chmurze, umożliwiając dostawcom usług zwiększenie liczby użytkowników i poprawę poziomu usług danych. Oprócz dużej pojemności, dysk charakteryzuje się ulepszoną funkcją QoS, która wykorzystuje inteligentny algorytm oprogramowania sprzętowego, zapewniający optymalną równowagę między odczytem/zapisem danych hosta a danymi w tle. Model P4510 charakteryzuje się deklarowaną wydajnością na poziomie 3.2 GB/s przy odczycie i 3 GB/s przy zapisie, a także 637 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) przy odczycie i 139 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS).

Seria dysków minimalizuje również zakłócenia w działaniu usług dzięki ulepszonemu monitorowaniu stanu i kondycji dysków metodą SMART, wykorzystującemu mechanizm in-band i dostęp out-of-band. Pomaga to również w przypadku nagłej utraty zasilania, zapobiegając utracie danych. Model P4510 posiada udoskonalenia oprogramowania układowego wbudowane w nową pamięć 3D NAND, które priorytetyzują obciążenia hosta, zapewniając tym samym wyższy poziom usług.

Dysk Intel DC P4510 jest dostępny w wersjach o pojemności 1 TB, 2 TB, 4 TB i 8 TB i wykorzystuje specyfikację NVMe 1.2. W tej recenzji przyjrzymy się zarówno modelowi 2 TB, jak i 8 TB.

Specyfikacja Intel DC P4510

Pojemność	1TB	2TB	4TB	8TB
Interfejs	PCIe 3.1 x4, NVMe 1.2
Budowa	U.2 2.5” 15 mm
NAND	Technologia Intel 3D NAND, 64-warstwowa, TLC
Wydajność
128k sekwencyjnego odczytu	do 3,200 MB / s
128k sekwencyjny zapis	do 3,000 MB / s
4k losowy odczyt	do 637,000 XNUMX IOPS
4k losowy zapis	do 139,000 XNUMX IOPS
Opóźnienie odczytu/zapisu	110μs
Niezawodność
Zapis na całe życie	13.88PB
DWPD	1
MTBF	2 milion godzin
UBER	1 sektor na 10^17 odczytanych bitów
Wibracja
Operacyjny	2.17 GRM (5-700 Hz)
Nie działa	3.13 GRM (5-800 Hz)
Szok	1000G (0.5ms)
Zasilanie
Aktywna	16W
Idle	5W

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 występujących w rzeczywistych środowiskach produkcyjnych. Nasze testy porównawcze dla Intel P4510 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 serwera SQL

Każda maszyna wirtualna SQL Server jest skonfigurowana z dwoma dyskami wirtualnymi: woluminem 100 GB na rozruch i woluminem 500 GB na bazę danych i pliki dziennika. Z perspektywy zasobów systemowych, skonfigurowaliśmy każdą maszynę wirtualną z 16 procesorami wirtualnymi, 64 GB pamięci DRAM i wykorzystaliśmy kontroler LSI Logic SAS SCSI. Podczas gdy nasze obciążenia Sysbench testowane wcześniej obciążały platformę zarówno pod względem operacji wejścia/wyjścia, jak i pojemności pamięci masowej, test SQL sprawdza wydajność pod kątem opóźnień.

W tym teście wykorzystano SQL Server 2014 działający na gościnnych maszynach wirtualnych z systemem Windows Server 2012 R2 i poddano go testowi Quest Benchmark Factory for Databases. Protokół testowania OLTP Microsoft SQL Server firmy StorageReview wykorzystuje aktualną wersję roboczą testu Benchmark C (TPC-C) organizacji Transaction Processing Performance Council, internetowego testu porównawczego przetwarzania transakcji, który symuluje działania występujące w złożonych środowiskach aplikacji. Test TPC-C jest bliższy niż syntetyczne testy wydajnościowe oceny mocnych stron i wąskich gardeł infrastruktury pamięci masowej w środowiskach baz danych. Każda instancja naszej maszyny wirtualnej SQL Server w ramach tego testu korzysta z bazy danych SQL Server o pojemności 333 GB (w skali 1,500) i mierzy wydajność transakcyjną oraz opóźnienia przy obciążeniu 15 000 użytkowników wirtualnych.

Konfiguracja testowania serwera SQL Server (na maszynę wirtualną)

Windows Server 2012 R2
Zajętość pamięci masowej: 600 GB przydzielonych, 500 GB wykorzystanych
SQL Server 2014
- Rozmiar bazy danych: skala 1,500
- Obciążenie wirtualnego klienta: 15 000
- Bufor RAM: 48 GB
Długość testu: 3 godziny
- 2.5 godziny przygotowania wstępnego
- 30-minutowy okres próbny

W naszym teście transakcyjnym SQL Server na trzecim miejscu znalazł się P4510 z wynikiem 12 625,4 TPS, 10.7 punktu za najlepszym, PBlaze4.

Jeśli chodzi o średnie opóźnienie SQL, P4510 ponownie znalazł się na trzecim miejscu z wynikiem 9 ms.

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 model P4510 zajął drugie i trzecie miejsce z wynikami 7,346.8 TPS dla wersji 8 TB i 6,537 TPS dla wersji 2 TB.

Jeśli chodzi o średnie opóźnienie, P4510 znalazł się na tym samym miejscu co wyżej wymieniony model, z 8 TB na drugim miejscu z opóźnieniem wynoszącym 17.4 ms i 2 TB na trzecim miejscu z opóźnieniem wynoszącym 19.6 ms

W naszym benchmarku najgorszego scenariusza opóźnienia ponownie uplasowaliśmy się na tym samym miejscu: na drugim miejscu znalazł się model P4510 z dyskiem 8 TB (30.9 ms), a na trzecim wersja z dyskiem 2 TB (35.6 ms).

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.

Dysk Intel P4510 wypadł całkiem nieźle w teście Houdini, zajmując drugie miejsce wśród dysków bez Optane z czasem 2,595.7 sekundy. W klasyfikacji generalnej zajął siódme miejsce. Dysk 2TB nie wypadł tak dobrze z wynikiem 2,845.6 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, losowym odczycie 4 KB, dysk Intel DC P4510 o pojemności 8 TB osiągnął szczytową wydajność 642 149 IOPS i opóźnienie 198 µs. Dało to dyskowi trzecie miejsce za Memblaze PBlaze5 i tuż za Toshibą PX04. Wersja 2 TB zajęła czwarte miejsce z szczytową wydajnością 621 469 IOPS i opóźnieniem 205 µs.

W przypadku losowego zapisu 4K, 8-TB P4510 osiągnął szczytową wydajność około 433 tys. IOPS z czasem 36 µs. Jednak natychmiast zaobserwował spadek wydajności i wzrost opóźnień, co plasuje go na równi z P3700 i na trzecim miejscu. Model 2TB uplasował się przedostatnio, osiągając szczytową wydajność 233 299 IOPS z opóźnieniem 540 µs.

Przechodząc na obciążenia sekwencyjne, dysk 8TB P4510 wyprzedził Toshibę PX04 i zajął drugie miejsce w kategorii odczytów 64 KB, osiągając maksymalny wynik 39 502 IOPS (2.5 GB/s) i opóźnienie 396 µs. Dysk 2TB ponownie zajął czwarte miejsce z wynikiem 37 582 IOPS (2.35 GB/s) i opóźnieniem 425 µs.

W przypadku zapisu 64 KB, 8-TB P4510 ponownie zajął trzecie miejsce z maksymalną wydajnością 26 150 IOPS (1.63 GB/s) i opóźnieniem 605 µs. Ponownie, 2TB miał znacznie gorszą wydajność zapisu, plasując się na przedostatnim miejscu z 15 453 IOPS (966 MB/s) i opóźnieniem 1.02 ms.

Następnie przyjrzymy się obciążeniom SQL. W pierwszym teście porównawczym, 8-TB P4510 zajął drugie miejsce z maksymalną wydajnością 241 242 IOPS i opóźnieniem 132 µs. 2TB P4510 zajął czwarte miejsce z maksymalną wydajnością 188 170 IOPS i 170 µs.

W teście SQL 90-10 dysk 8 TB ponownie zajął drugie miejsce, osiągając szczytową wydajność 213 390 IOPS i opóźnienie 146 µs, po czym spadł poniżej 200 000 IOPS, a opóźnienie nieznacznie wzrosło. Wersja 2 TB osiągnęła szczytową wydajność 182 868 IOPS i opóźnienie 196 µs, zajmując czwarte miejsce.

W SQL 80-20 zaobserwowaliśmy podobne wyniki, z podobnym efektem dla 8-TB P4510, który osiągnął szczyt 204 683 IOPS z opóźnieniem 156 µs, po czym nastąpił niewielki spadek wydajności. Wersja 2TB osiągnęła szczyt 150 201 IOPS z opóźnieniem 209 µs, po czym nieznacznie spadła, zajmując trzecie miejsce.

Nasza kolejna partia testów porównawczych dotyczy obciążeń Oracle. W pierwszym z nich na drugim miejscu znalazł się dysk 8 TB P4510 z maksymalną wydajnością 191 472 IOPS i opóźnieniem 188 µs. Na czwartym miejscu znalazł się dysk 2 TB, który osiągnął maksymalną wydajność 136 675 IOPS z opóźnieniem 237 µs.

W przypadku Oracle 90-10, model P4510 o pojemności 8 TB nieznacznie wyprzedził PBlaze5, osiągając maksymalną wydajność 177 256 IOPS i opóźnienie 124 µs. Wersja 2 TB osiągnęła szczytową wydajność 137 302 IOPS z opóźnieniem 160 µs.

W teście Oracle 80-20, dysk 8TB P4510 ponownie znalazł się na drugim miejscu z maksymalną wydajnością 177 851 IOPS i opóźnieniem 130 µs. Dysk 2TB osiągnął maksymalną wydajność 127 888 IOPS i opóźnienie 171 µs, co dało mu trzecie miejsce.

Następnie przeszliśmy do testu klonowania VDI, pełnego i połączonego. W teście VDI Full Clone Boot, dysk P4510 o pojemności 8 TB znalazł się na drugim miejscu z maksymalną wydajnością 160 678 IOPS i opóźnieniem 215 µs. Wersja 2 TB była łeb w łeb z dyskiem Toshiba, osiągając maksymalną wydajność 138 821 IOPS i opóźnienie 244 µs.

Po pierwszym zalogowaniu do VDI FC, model P4510 z dyskiem 8 TB osiągnął szczytową wydajność 79 306 IOPS z opóźnieniem 375 µs, po czym nieznacznie spadł. Ponownie zajął drugie miejsce. Wersja 2 TB była przedostatnia z maksymalną wydajnością 54 562 IOPS i opóźnieniem 546 µs.

W teście VDI FC Monday Login model P4510 o pojemności 8 TB zajął drugie miejsce z maksymalną wydajnością 67 351 IOPS i opóźnieniem 236 µs. Model P4510 o pojemności 2 TB zajął trzecie miejsce z maksymalną wydajnością 51 803 IOPS i opóźnieniem 307 µs.

W teście rozruchu VDI LC, 8-TB P4510 zajął trzecie miejsce za Memblaze i Toshibą, osiągając maksymalną wydajność 75 572 IOPS i opóźnienie 211 µs. Tuż za nim znalazł się 2TB P4510 z 65 274 IOPS i opóźnieniem 244 µs.

W teście początkowego logowania VDI LC lepsze wyniki uzyskał model P4510 o pojemności 8 TB, który zajął drugie miejsce z maksymalną wydajnością 48 495 IOPS i opóźnieniem 205 µs. Na trzecim miejscu znalazła się wersja 2 TB z 31 468 IOPS i opóźnieniem 252 µs.

I wreszcie, w naszym poniedziałkowym logowaniu do VDI LC, dysk 8TB P4510 zajął drugie miejsce z maksymalną wydajnością 48 324 IOPS i opóźnieniem 328 µs. Dysk 2TB spadł na przedostatnie miejsce z 35 999 IOPS i opóźnieniem 439 µs.

Wniosek

Seria dysków SSD Intel DC P4510 NVMe to nowe dyski firmy przeznaczone do centrów danych, zaprojektowane z myślą o chmurze. Dyski te są dostępne w formacie U.2 i oferują imponującą pojemność maksymalną 8 TB, wykorzystując 64-warstwową pamięć 3D NAND firmy Intel. Taka pojemność przekłada się na szersze obciążenia chmurowe, większą liczbę użytkowników i wyższy poziom usług. Dysk P4510 oferuje ulepszoną funkcję QoS, która równoważy odczyty i zapisy hosta oraz dane w tle. Monitoruje również stan i kondycję dysków, aby zapewnić dostępność i ochronę danych.

Analizując wydajność w naszej analizie obciążenia aplikacji, dysk Intel SSD DC P4510 uzyskał dobre wyniki w teście SQL Server, osiągając 12 625,4 TPS i średnie opóźnienie 9 ms. Oba dyski Memblaze pokonały go nieznacznie. W Sysbench, dysk 8TB P4510 zajął drugie miejsce z wynikiem 7,346.8 TPS, średnim opóźnieniem 17.4 ms i najgorszym scenariuszem 30.9 ms, podczas gdy dysk 2TB osiągnął 6,537 TPS, średnie opóźnienie 17.4 ms i najgorszy scenariusz 35.6 ms. W teście Houdini, dysk 8TB P4510 zajął drugie miejsce wśród dysków bez Optane z wynikiem 2,595.7 sekundy, co dało mu siódme miejsce w klasyfikacji generalnej. Wersja 2TB osiągnęła 2,845.6 sekundy.

W analizie obciążeń VDBench, dysk P4510 o pojemności 8 TB zajął drugie lub trzecie miejsce we wszystkich testach. Osiągnął jednak imponujące wyniki, na przykład w losowym 4K osiągnął ponad 642 tys. IOPS przy odczycie i 433 tys. IOPS przy zapisie (choć po osiągnięciu szczytu wydajność gwałtownie spadła). W obciążeniach sekwencyjnych dysk osiągnął 2.5 GB/s przy odczycie i 1.63 GB/s przy zapisie. W przypadku obciążeń SQL, dysk P4510 osiągnął ponad 241 tys. IOPS, 213 tys. IOPS w teście 90-10 i ponad 204 tys. IOPS w teście 80-20. W przypadku obciążeń Oracle, dysk Intel osiągnął ponad 191 tys. IOPS, a także 177 tys. IOPS w teście 90-10 i 80-20. W Oracle 90-10 Intel niemal dogonił faworyta, PBlaze5. W naszych testach VDI FC dysk osiągnął ponad 160 tys. IOPS podczas rozruchu, 79 tys. IOPS podczas pierwszego logowania i 67 tys. IOPS podczas poniedziałkowego logowania. W przypadku VDI LC dysk osiągnął ponad 75 tys. IOPS podczas rozruchu, 48 tys. IOPS podczas pierwszego logowania i 48 tys. IOPS podczas poniedziałkowego logowania.

Dysk P4510 wypadł dobrze w większości testów porównawczych, znacznie przewyższając poprzedni model P4500. Dzięki różnorodności oferowanych pojemności i formatów, Intel dobrze pozycjonuje dysk P4510 jako swojego „konia roboczego” dla dysków NVMe, zwłaszcza w przypadku modelu o największej pojemności 8 TB.

Bottom Line

Dysk Intel SSD DC P4510 to dysk SSD NVMe dostępny w wersjach o pojemności do 8 TB i dużej wydajności, dzięki czemu dostawcy usług mogą w większym stopniu wykorzystać swoje usługi transmisji danych.

Dysk SSD Intel DC P4510

Omów tę recenzję

Zapisz się do newslettera StorageReview