Recenzja Memblaze PBlaze5 916 AIC

by Adama Armstronga on 2 stycznia 2019 r.

Enterprise ◇ SSD

Firma Memblaze wprowadziła na rynek serię 64-warstwowych dysków SSD NAND 3D NVMe z serii PBlaze5 910-916. Dyski te były dostępne w formatach U.2 i AIC, a model 910 oferował pojemność do 15.36 TB. Wersja 916 charakteryzuje się większą wytrzymałością. Wcześniej recenzowaliśmy dysk SSD 916 U.2 , a teraz skupiamy się na wydajniejszej wersji HHHL AIC.

Dysk SSD Memblaze PBlaze5 916 AIC oferuje wszystkie zalety wersji U.2, w tym szyfrowanie danych AES 256, pełną ochronę ścieżki danych oraz ulepszoną ochronę przed awariami zasilania. Wersje 916 charakteryzują się również większą wytrzymałością, obsługując 3 DWPD w porównaniu z modelem 910, który obsługuje tylko 1 DWPD. Dysk 916 AIC wykorzystuje cztery dodatkowe linie, aby zapewnić jeszcze większą wydajność dzięki deklarowanym prędkościom odczytu do 5.9 GB/s i zapisu do 2.8 GB/s, a przepustowość sięga 1 miliona IOPS przy odczycie i 303 tysiącach IOPS przy zapisie.

Dysk SSD Memblaze PBlaze5 916 AIC jest dostępny w wersjach o pojemności 3.2 TB i 6.4 TB. W tej recenzji przyjrzymy się wersji o pojemności 6.4 TB.

Specyfikacje AIC serii Memblaze PBlaze5 916

Pojemność użytkownika (TB)	3.2, 6.4
Form Factor	HHHL AIC
Interfejs:	PCIe 3.0 x 8
Odczyt sekwencyjny (128 KB) (GB/s)	5.5, 5.9
Zapis sekwencyjny (128 KB) (GB/s)	3.1, 3.8
Utrzymywany losowy odczyt (4 KB) IOPS	850K, 1,000K
Utrzymywany losowy zapis (4 KB) IOPS (stan ustalony)	210K, 303K
Opóźnienie odczytu/zapisu	87 / 11 μs
Wytrzymałość na całe życie	3 DWPD
UBER	<10–17
MTBF	2 milion godzin
Protokół	NVMe 1.2a
Pamięć flash NAND	Pamięć 3D eTLC NAND
System operacyjny	RHEL, SLES, CentOS, Ubuntu, Windows Server, VMware ESXi
Pobór energii	7~25W
Podstawowe wsparcie funkcji	Ochrona przed awarią zasilania, możliwość podłączania na gorąco, pełna ochrona ścieżki danych, SMART: TRIM, wiele przestrzeni nazw, szyfrowanie danych AES 256, szybki restart, kryptograficzne kasowanie danych,
Zaawansowane wsparcie funkcji	TRIM, wiele przestrzeni nazw, szyfrowanie danych AES 256, szybki restart, kryptograficzne kasowanie danych, podwójny port
Wsparcie oprogramowania	Narzędzie do zarządzania oprogramowaniem typu open source, narzędzie do debugowania CLI, sterownik wbudowany w system operacyjny (Łatwa integracja systemu)

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)
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.

Porównywalne produkty do tej recenzji:

Analiza obciążenia aplikacji

Aby zrozumieć charakterystykę wydajności urządzeń pamięci masowej klasy enterprise, niezbędne jest modelowanie infrastruktury i obciążeń aplikacji występujących w rzeczywistych środowiskach produkcyjnych. Nasze testy porównawcze dla Memblaze PBlaze5 916 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 Memblaze PBlaze5 916 AIC z wynikiem 12 645,0 TPS, mimo że zabrakło mu tylko 1.1 TPS do lidera.

Aby lepiej zrozumieć wydajność, należy również przyjrzeć się opóźnieniu. W tym przypadku układ 916 AIC zajął drugie miejsce z opóźnieniem wynoszącym zaledwie 1.3 ms, pokonując resztę serii 910/916.

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 916 AIC znalazł się na drugim miejscu z wynikiem 9,298 TPS.

Jeśli chodzi o średnie opóźnienie w Sysbench, procesor 916 AIC uplasował się na drugim miejscu z wynikiem 13.8 ms.

W najgorszym scenariuszu opóźnień (99. percentyl) pierwsze miejsce zajął 916 AIC z opóźnieniem wynoszącym zaledwie 25.2 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) 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 teście Houdini, 916 AIC uzyskał wynik 3,070.7 sekundy, lądując mniej więcej w środku dysków bez Optane, tuż obok 910 AIC.

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

W naszej pierwszej analizie obciążenia VDBench, losowym odczycie 4 KB, dysk Memblaze PBlaze5 916 AIC porównano z dwoma innymi dyskami AIC: Memblaze PBlaze5 910 i Liqid Element. W tym przypadku dysk 916 biegł łeb w łeb, tracąc niewiele do 910, a Liqid Element zdecydowanie wyprzedzał. 916 rozpoczął od 81 010 IOPS z czasem reakcji 99 μs, a następnie osiągnął szczyt na poziomie 809 069 IOPS z opóźnieniem 157 μs.

Losowy zapis 4K pokazał ten sam wynik dla 916, na końcu. Tutaj 916 wystartował z 64 157 IOPS i zaledwie 17.7 μs. Dysk był w stanie utrzymać się poniżej 100 μs, a właściwie 25 μs, aż do około 578 000 IOPS, gdzie osiągnął szczyt, po czym spadł.

Przechodząc do obciążeń sekwencyjnych, najpierw przyjrzymy się sekwencyjnym odczytom 64 KB. Tutaj 916 ponownie znalazł się na samym dole rankingu, tuż za 910. 916 osiągnął szczytową wartość 50 011 IOPS, czyli 3.13 GB/s, z opóźnieniem 319 μs.

W przypadku zapisu 64 KB procesor 916 spadł na drugie miejsce, tuż za 910. W tym przypadku procesor 916 rozpoczął od 4,308 IOPS, czyli 256 MB/s, i przy opóźnieniu 50 μs osiągnął 30 000 IOPS, czyli 1.85 GB/s, zanim osiągnął szczyt na poziomie 42 319 IOPS, czyli 2.65 GB/s przy opóźnieniu 370 μs.

Następnie mamy nasze obciążenia SQL. Tutaj również 916 był na samym dole, ale nieznacznie go wyprzedził. 916 rozpoczął od 27 120 IOPS z opóźnieniem 100.9 μs, a następnie osiągnął szczyt na poziomie 269 845 IOPS z opóźnieniem 118.1 μs. Różnica w opóźnieniu między początkiem a końcem wynosiła zaledwie 18 μs.

W przypadku SQL 90-10 procesor 916 znalazł się na trzecim miejscu z wynikiem 27 381 IOPS i opóźnieniem 97.7 μs. Procesor 916 przekroczył 100 μs przy około 82 tys. IOPS i osiągnął szczyt na poziomie 273 081 IOPS z opóźnieniem 116.3 μs.

W przypadku SQL 80-20 pozycja 916 była taka sama – początkowo wynosiła 28 023 IOPS i opóźnienie 88.9 μs, a osiągnęła szczyt na poziomie 277 572 IOPS i opóźnieniu 114.6 μs.

W przypadku obciążenia Oracle dysk 916 nieznacznie wyprzedził dysk 910. W tym przypadku dysk rozpoczął pracę od 30 716 IOPS z opóźnieniem 91.2 μs i osiągnął szczyt na poziomie 282 888 IOPS z opóźnieniem 126.2 μs.

W przypadku Oracle 90-10, 916 spadło nieznacznie do ostatniego miejsca. Dysk wystartował z prędkością 40 494 IOPS z opóźnieniem 98.2 μs, a szczyt osiągnął 202 512 IOPS z opóźnieniem 107.9 μs.

W przypadku Oracle 80-20 widzimy, że 916 ponownie nieznacznie ustępuje 910. Dysk wystartował z wynikiem 42 276 IOPS przy opóźnieniu 87.6 μs i utrzymywał się poniżej 100 μs aż do osiągnięcia około 169 tys. IOPS, osiągając szczyt na poziomie 210 628 IOPS przy opóźnieniu 103.8 μs.

Następnie przechodzimy do testu klonowania VDI, pełnego i połączonego. W teście VDI Full Clone Boot, model 916 zajął trzecie miejsce, startując z wynikiem 22 788 IOPS i opóźnieniem 107.9 μs, a szczytowo osiągnął 218 323 IOPS i opóźnienie 158.9 μs.

W przypadku początkowego logowania VDI FC dysk 916 zajął drugie miejsce po 910, osiągając początkowo 15 487 IOPS przy opóźnieniu 69.7 μs i utrzymując się poniżej 100 μs do około 65 tys. IOPS. Dysk osiągnął szczytową wydajność 147 777 IOPS przy opóźnieniu 199.4 μs.

W teście VDI FC Monday Login dysk 916 wystartował z prędkością 10 213 IOPS i opóźnieniem 89.4 μs. Dysk utrzymywał się poniżej 100 μs do około 35 tys. IOPS, a następnie osiągnął szczyt na poziomie 101 673 IOPS z opóźnieniem 155.5 μs.

W przypadku klonu VDI Linked Clone (LC) zaczynamy ponownie od testu rozruchowego. 916 zajął trzecie miejsce, startując z wynikiem 9,598 IOPS przy opóźnieniu 127 μs, a szczyt osiągnął 98 621 IOPS przy opóźnieniu 161.6 μs.

W teście początkowego logowania VDI LC, dysk 916 wyprzedził 910 i zajął drugie miejsce. Dysk wystartował z prędkością 5,599 IOPS z opóźnieniem 94.2 μs i przekroczył 100 μs przy około 20 tys. IOPS. 916 osiągnął szczytową prędkość 55 416 IOPS z opóźnieniem 142.1 μs.

Ostatecznie w teście VDI LC Monday Login model 916 zajął pierwsze miejsce, osiągając maksymalną wydajność na poziomie 78 483 IOPS i opóźnienie wynoszące 201.3 μs.

Wniosek

Memblaze PBlaze5 916 to jeden z 64-warstwowych dysków SSD 3D NAND NVMe firmy. W tej recenzji skupiliśmy się na formacie AIC. Format AIC oferuje wszystkie zalety linii 916, takie jak szyfrowanie danych AES 256, pełną ochronę ścieżki danych, ulepszoną ochronę przed awariami zasilania i wyższą wytrzymałość, a jednocześnie zapewnia jeszcze wyższą wydajność niż jego odpowiednik U.2. Deklarowane prędkości odczytu i zapisu 916 AIC sięgają 5.9 GB/s, a przepustowość – 1 mln IOPS (odczyt) i 303 tys. IOPS (zapis) wraz z 3DWPD (obsługa 2.8DWPD).

W naszej analizie obciążenia aplikacji dysk Memblaze PBlaze5 916 AIC wykazał się wysoką wydajnością zarówno w SQL Server, jak i Sysbench. Dysk zajął trzecie miejsce w wynikach SQL Server z wynikiem 12 645 TPS i średnim opóźnieniem 1.3 ms, co dało mu drugie miejsce. W Sysbench dysk 916 AIC osiągnął wynik 9,298 TPS, średnie opóźnienie 13.8 ms i zajął pierwsze miejsce w naszym najgorszym scenariuszu z opóźnieniem 25.2 ms. Houdini wykazał się słabszą wydajnością z wynikiem 3070.7 sekundy.

W naszym teście VDBench testowaliśmy dysk 916 AIC w porównaniu z dwoma innymi modelami AIC: Memblaze PBlaze5 910 AIC i Liqid Element AIC. Wydajność była dobra, ale rozmieszczenie dysków sprawiało, że wyniki były mieszane. Często dysk 916 plasował się na ostatnim miejscu w porównaniu z pozostałymi dwoma, ale za każdym razem był w zasięgu wykrywania dysku 910. Najważniejsze wyniki to wynik losowego odczytu 4K wynoszący 809 tys. IOPS, wynik losowego zapisu 4K wynoszący 578 tys. IOPS, wynik sekwencyjny 64K wynoszący 3.13 GB/s oraz wynik sekwencyjnego zapisu 2.65 GB/s. Bardziej interesujące było opóźnienie. Nawet w szczytowym momencie 370 μs było najwyższe, a dysk pracował poniżej 25 μs przez większość losowego zapisu 4K. SQL wykazał szczytowe wyniki przekraczające ćwierć miliona IOPS w każdym teście, a opóźnienie wahało się od 88.9 μs do zaledwie 118.1 μs – bardzo niskie i spójne we wszystkich testach. Szczytowe wyniki Oracle nie były tak wysokie jak SQL (chociaż pierwszy wyniósł 283 tys. IOPS), ale zanotował również niskie i spójne opóźnienie, wahające się od 87.6 μs do 126.2 μs w najwyższym punkcie.

Karta Memblaze PBlaze5 916 AIC to idealny wybór dla aplikacji wymagających stałego, niskiego opóźnienia. Chociaż jej konstrukcja jako karty rozszerzeń (Add In Card) wiąże się z brakiem możliwości wymiany w trakcie pracy (co potencjalnie wiąże się z wyższymi kosztami konserwacji – choć charakteryzuje się również wysoką wytrzymałością), rekompensuje to z nawiązką wydajnością, zwłaszcza w zakresie opóźnień.

Memblaze PBlaze5 916 AIC

Omów tę recenzję

Zapisz się do newslettera StorageReview