Recenzja dysku Flashtec NVRAM PMC NV1604

by StorageReview Enterprise Lab on December 30, 2015

Enterprise ◇ Pamięć masowa przedsiębiorstwa

Seria dysków PMC NV1600 Flashtec to dyski z pamięcią nieulotną (NVRAM) wykorzystujące interfejs NVMe przez PCIe. Dyski NVRAM NV1600 Flashtec wyróżniają się wydajnością, osiągając ponad 10 milionów IOPS i opóźnienie poniżej mikrosekundy. W przeciwieństwie do dysków SSD, pamięć NVRAM charakteryzuje się niemal nieograniczoną wytrzymałością, wykorzystując podtrzymywaną bateryjnie pamięć DRAM do flashowania w przypadku utraty zasilania. Seria NV1600 Flashtec jest dostępna w trzech pojemnościach: 4 GB, 8 GB i 16 GB.

Technologia pamięci masowej stale się rozwija. Aktualnym liderem jest dysk SSD. Wraz ze spadkiem cen i wzrostem pojemności, coraz więcej użytkowników wybiera dyski SSD jako wybór przy tworzeniu przyszłych centrów danych. Pomimo ogromnej wydajności, jaką dysk SSD może zapewnić w danym zadaniu, wciąż istnieją aplikacje, a coraz więcej z nich powstaje, które wymagają jeszcze większej wydajności niż ta, jaką oferuje dysk SSD. Organizacje poszukują nowej warstwy pamięci, aby zapewnić aplikacjom o znaczeniu krytycznym siatkę bezpieczeństwa dla swoich danych. Ta nowa warstwa to, jak nazywa ją PMC, „era pamięci klasy pamięci masowej”.

Rodzina pamięci NVRAM Flashtec NVRAM NV1600 ma na celu wypełnienie luki między pamięcią operacyjną a pamięcią masową. Dane o znaczeniu krytycznym będą przechowywane w pamięci nieulotnej, co zapewni ich ochronę przed utratą w przypadku awarii systemu. Pamięć NV1600 idealnie sprawdzi się jako pamięć podręczna zapisu, zapewniająca bardzo niskie opóźnienia reakcji, trwała pamięć podręczna do szybkiej odbudowy pamięci podręcznej, trwała pamięć współdzielona w skalowalnych systemach klastrowych, wysokowydajne dziennikowanie do rejestrowania danych z wyprzedzeniem oraz 64-bitowy adresowalny obszar pamięci metadanych.

Specyfikacja dysku PMC NV1600 Flashtec NVRAM:

Współczynnik kształtu: PCIe 3.0 MD2 SFF
Pojemności: 4 GB, 8 GB, 16 GB
Interfejs: linia x8, host PCI Express 3.0
Tryb blokowy i tryb pamięci bezpośredniej
Magazyn kopii zapasowych modułu Flash
3-miesięczne przechowywanie danych w trybie offline
Dwa banki obrazów zapasowych
Zasilacz zapasowy z przywiązanym modułem superkondensatora
Opcjonalne pomocnicze zasilanie wejściowe 5 V
5 lat żywotności operacyjnej
Wydajność:
- Czas tworzenia kopii zapasowej < 30 sekund
- >5000 cykli tworzenia kopii zapasowych
- Czas przywracania < 1 min
Interfejsy zarządzania NVMe, SMBus
SMART i alerty

Projektowanie i budowa

Pamięć NVRAM Flashtec NVRAM NV1604 to karta rozszerzeń PCIe 3.0 HHHL. Urządzenie składa się głównie z odsłoniętej płytki drukowanej. Na dole znajduje się interfejs PCIe. W środkowej części urządzenia znajduje się radiator. Z przodu znajdują się dwie diody LED sygnalizujące stan superkondensatora i jego aktywność, a z tyłu jedna, sygnalizująca zasilanie.

Urządzenie posiada również superkondensator podłączony do portu znajdującego się z przodu karty.

Testowanie tła i porównań

Obecnie nie dysponujemy innymi produktami NVRAM, z którymi moglibyśmy porównać NV1600. Będziemy porównywać NV1600 z dyskami SSD PCIe w formacie AIC, które wszystkie charakteryzowały się wysoką wydajnością. Nie będzie to porównanie typu „apple-to-apple”, ponieważ NVRAM jest niezwykle szybki, ale ma małą pojemność, podczas gdy dyski SSD PCIe są „szybkie”, ale mają znacznie większą pojemność roboczą. Ma to na celu raczej pokazanie prędkości, jakie NV1600 może osiągnąć w porównaniu z następną, zbliżoną technologią. Porównywalne dyski w tej recenzji to:

Mangstor MX6300 (2.7 TB, 1x kontroler FPGA, eMLC NAND, PCIe 3.0 x8)
Fusion-io PX600 (2.6 TB, 1x kontroler FPGA, MLC NAND, PCIe 2.0 x8)
Fusion-io SX300 (3.2 TB, 1x kontroler FPGA, MLC NAND, PCIe 2.0 x8)
Fusion-io ioDrive2 (1.2 TB, 1x kontroler FPGA, MLC NAND, PCIe 2.0 x4)
Mikron P420m (1.6 TB, 1x kontroler IDT, MLC NAND, PCIe 2.0 x8)
Huawei Tecal ES3000 (2.4 TB, 3 kontrolery FPGA, MLC NAND, PCIe 2.0 x8)
Virident FlashMAX II (2.2 TB, 2 kontrolery FPGA, MLC NAND, PCIe 2.0 x8)

Analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa

Nasza analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa obejmuje dwa profile oparte na rzeczywistych zadaniach. Profile te zostały opracowane, aby ułatwić porównywanie z naszymi poprzednimi testami porównawczymi, a także powszechnie publikowanymi wartościami, takimi jak maks. prędkość odczytu i zapisu 4k oraz 8k 70/30, powszechnie stosowana w sprzęcie korporacyjnym.

4k
- 100% odczytu lub 100% zapisu
- 100% 4k
8k 70/30
- 70% czytania, 30% pisania
- 100% 8k

Nasz pierwszy test mierzy 100% wydajność losowego zapisu 4k przy obciążeniu 16T/16Q. W tym scenariuszu żaden inny dysk nie dorównywał NV1600. NV1600 osiągnął najwyższą przepustowość odczytu na poziomie 1 080 500 IOPS, a MX6300 był następny w kolejności z wynikiem 904 747 IOPS. Choć wynik jest imponujący, pod względem wydajności zapisu NV1600 osiągnął przepustowość 1 247 600 IOPS, a tuż za nim znalazł się Huawei z wynikiem 387 103 IOPS. Innymi słowy, NV1600 uzyskał ponad trzykrotnie wyższą wydajność niż kolejne urządzenie z tej samej grupy.

Średnie opóźnienie przedstawia podobny obraz – NV1600 ponownie zajął pierwsze miejsce z opóźnieniem odczytu na poziomie 0.24 ms i opóźnieniem zapisu znacznie szybszym niż w przypadku pozostałych urządzeń, wynoszącym 0.20 ms, co ponownie jest wynikiem ponad trzykrotnie szybszym niż w przypadku Huawei.

Dzięki maksymalnemu opóźnieniu NV1600 zajmuje pierwsze miejsce pod względem prędkości odczytu, osiągając wynik 1.64 ms, pięć razy szybszy niż kolejny w rankingu FlashMAX II. Co zaskakujące, NV1600 zajął drugie miejsce pod względem prędkości zapisu z wynikiem 8.64 ms, za Mangstorem z opóźnieniem zapisu wynoszącym 8.13 ms.

Odchylenie standardowe dało NV1600 drugie miejsce pod względem opóźnienia odczytu z wynikiem 0.163 ms (pierwsze miejsce zajął P420m z wynikiem 0.089 ms, chociaż MX6300 i Fusion ioDrive2 Duo były blisko liderów). NV1600 zajął pierwsze miejsce pod względem opóźnienia zapisu z prędkością 0.090 ms, czyli pięć i pół raza szybciej niż kolejny na liście, MX6300.

Po wstępnym przygotowaniu dysków, test przepustowości 8k 70/30 zmienia intensywność obciążenia od 2 wątków i 2 kolejek do 16 wątków i kolejki 16. Po raz kolejny NV1600 zdominował test wydajności przepustowości. NV1600 rozpoczął od 241 592 IOPS, prawie dziesięciokrotnie więcej niż pozostałe dyski, a następnie osiągnął szczyt na poziomie 720 463 IOPS. Jak widać, żadne z pozostałych urządzeń nawet nie zbliżyło się do tego wyniku.

Średnie opóźnienie to kolejny przykład dominującej pozycji NV1600 w testach. Podczas naszych testów NV1600 osiągał średnie opóźnienia poniżej 0.1 ms, przekraczając je tylko dwukrotnie – do 0.17 ms. I ponownie, żaden z pozostałych dysków nie zbliżył się nawet do tego wyniku, ponieważ wszystkie osiągnęły opóźnienie powyżej 0.1 ms.

Maksymalne opóźnienie wykazało dobrą wydajność NV1600, zwłaszcza na głębokości terminala, jednak podczas testów wykazywało wyższe opóźnienie niż niektóre inne urządzenia.

Odchylenie standardowe pozwoliło modelowi NV1600 odzyskać tron i zapewnić najniższe opóźnienia oraz najbardziej spójną wydajność.

Wniosek

Nowa rodzina dysków NV1600 Flashtec firmy PMC została zaprojektowana jako nowy poziom pamięci masowej, pośredniczący między pamięcią operacyjną a pamięcią masową. Rodzina ta obejmuje dyski pamięci nieulotnej, wykorzystujące interfejs NVMe poprzez PCIe. Dyski te zapewniają wyjątkowo wysoką wydajność i opóźnienia poniżej mikrosekundy, a także niemal nieograniczoną wytrzymałość. Obecnie dyski są oferowane w trzech pojemnościach: 4 GB, 8 GB i 16 GB. Nowa rodzina dysków jest skierowana do producentów OEM systemów pamięci masowej oraz dostawców aplikacji i usług chmurowych.

Patrząc na wydajność, NV1600 zapewnił nam najwyższą przepustowość, jaką widzieliśmy do tej pory z pojedynczego urządzenia, z przepustowością 4k na poziomie 1 080 500 IOPS odczytu i 1 247 600 IOPS zapisu, a nasza przepustowość 8k 70/30 osiągnęła szczyt na poziomie 720 463 IOPS. Przy średnim opóźnieniu w obu zestawach testów, NV1600 ponownie objął prowadzenie, nie mając realnej konkurencji ze strony innych urządzeń. Jedynym momentem, w którym NV1600 nie znalazł się na szczycie, były niektóre z naszych testów maksymalnego opóźnienia, w których inne dyski nieznacznie go wyprzedziły, chociaż NV1600 nadal zapewnił tutaj świetną wydajność.

ZALETY