ScaleFlux w wyjątkowy sposób koncentruje się na skalowalnej pamięci masowej obliczeniowej. Jego nowy dysk CSD 3000 to dysk SSD Gen4 ze zintegrowanymi silnikami kompresji i dekompresji danych, który według firmy może czterokrotnie zwiększyć pojemność i podwoić wydajność. Przetestujemy te zapewnienia.
Specyfikacje ScaleFlux CSD 3000
Aby dowiedzieć się więcej o pamięci obliczeniowej, warto przeczytać naszą recenzję ScaleFlux CSD 2000 (poprzedniej wersji CSD 3000, którą recenzujemy tutaj). Krótko mówiąc, pamięć obliczeniowa integruje zasoby obliczeniowe w samej pamięci masowej, zamiast polegać na zasobach obliczeniowych systemu hosta.
Moc obliczeniowa dysku CSD 3000 pochodzi z procesora pamięci masowej SFX 3000, autorskiego układu SoC ARM z dedykowaną akceleracją sprzętową. Dysk ten jest dostępny w 2.5-calowym formacie U.2 o pojemnościach 3.2 TB, 3.84 TB, 6.4 GB i 7.68 TB. Wykorzystuje interfejs PCIe Gen4 x4, co stanowi udoskonalenie w stosunku do interfejsu Gen3 w dysku CSD 2000.
ScaleFlux oferuje podobny dysk, NSD 3000. Ma on wbudowaną kompresję, ale nie ma mnożnika pojemności, jaki ma CSD 3000.
Najważniejsze dane techniczne CSD 3000 podano w poniższej tabeli.
| Form Factor | 2.5″ U.2 (15 mm) |
| Domyślne pojemności | 3.2 TB, 3.84 TB, 6.4 TB, 7.68 TB |
| Interfejs hosta | PCIe Gen4x4 |
| Wirtualizacja | SR-IOV z 15 funkcjami wirtualnymi |
| Ochrona
|
TCG Opal 2.0 z przyspieszeniem zabezpieczeń sprzętowych
|
| Zarząd | NVMe-MI 1.1 przez SMBus
|
| Zasilanie | <20 W typowo, <5 W w stanie spoczynku
|
| Niezawodność | Kompleksowa ochrona ścieżki danych, utrata zasilania
Ochrona, korekcja błędów LDPC, macierz NAND RAID |
| Sekwencyjny odczyt | 7.2 Gb / s |
| Zapis sekwencyjny | 4.8 GB/s* |
| Odczyt losowy (4 kB) | 1450 kIOPS |
| Losowy zapis (4kB) | 380 kIOPS* |
| Utrzymane 70/30 Losowe 4kB Odczyt/Zapis z 2:1 Kompresyjny Dane | 1020 kIOPS |
ScaleFlux CSD 3000 – podstawy testowania i porównania
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 szczegóły dotyczące środowiska laboratoryjnego i protokołów w recenzjach, aby specjaliści ds. IT i osoby odpowiedzialne za pozyskiwanie pamięci masowej mogły zrozumieć warunki, w jakich osiągnęliśmy podane poniżej wyniki.
Platforma testowa ScaleFlux CSD 3000
Do testu dysku CSD 3000 wykorzystaliśmy inny system niż ten, z którego korzystamy na co dzień. Ze względu na unikalność tego dysku i wykorzystanie innej platformy testowej, nie będziemy porównywać go bezpośrednio z tradycyjnymi dyskami SSD NVMe Gen4. W tej recenzji wykorzystaliśmy nasz serwer Intel OEM Scalable Gen3, który jest bogato wyposażony w dwa procesory Intel 8380, oferując moc obliczeniową znacznie przekraczającą wymagania dotyczące wydajnej pamięci masowej. Jego specyfikacja techniczna obejmuje następujące parametry:
- 2 x Intel Scalable Gen3 8380
- 32 x 32 GB DDR4 3200 MHz
- Ubuntu 20.04.2 Live Server (obciążenia syntetyczne)
- VMware ESXi 7.0u2 (obciążenia aplikacji)
- 8 zatok PCI Gen4 U.2 NVMe
Aby zmierzyć wydajność dysku ScaleFlux CSD 3000, korzystamy z narzędzia VDbench, które umożliwia dostosowanie poziomu kompresji przed każdym obciążeniem. Zazwyczaj to ustawienie jest domyślnie ustawione na 0%, ale podczas testowania tego dysku SSD zwiększyliśmy je do 50%, aby uzyskać współczynnik kompresji 2:1. Te dwa przebiegi przedstawiono na poniższych wykresach.
Wydajność ScaleFlux CSD 3000
Uwaga : Po przetestowaniu ScaleFlux CSD 3000 otrzymaliśmy dwa nowsze modele z oprogramowaniem sprzętowym. Zaktualizowaliśmy recenzję o najnowsze wyniki z tych dwóch punktów pomiarowych.
Analiza obciążenia VDBench
Jeśli chodzi o benchmarking urządzeń pamięci masowej, testy aplikacji są najlepsze, a testy syntetyczne plasują się na drugim miejscu. Chociaż testy syntetyczne nie odzwierciedlają idealnie rzeczywistych obciążeń, pomagają w ustaleniu poziomu bazowego urządzeń pamięci masowej dzięki współczynnikowi powtarzalności, który ułatwia porównywanie konkurencyjnych rozwiązań.
Te obciążenia oferują szereg zróżnicowanych profili testowych, od testów „czterech narożników”, przez testy rozmiaru transferu wspólnej bazy danych, po przechwytywanie śladów z różnych środowisk VDI. Testy te wykorzystują generator obciążeń vdBench z silnikiem skryptowym do automatyzacji i przechwytywania wyników w dużym klastrze obliczeniowym. Pozwala nam to na powtarzanie tych samych obciążeń w szerokiej gamie urządzeń pamięci masowej, w tym w macierzach flash i indywidualnych urządzeniach pamięci masowej.
Nasz proces testowania tych benchmarków polega na wypełnieniu całej powierzchni dysku danymi, a następnie podzieleniu go na sekcje odpowiadające 25% pojemności dysku, aby zasymulować reakcję dysku na obciążenia aplikacji. Różni się to od testów pełnej entropii, które wykorzystują 100% dysku i wprowadzają go w stan ustalony. W rezultacie te wartości 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
Unikalność tego dysku oznacza, że będziemy go porównywać tylko z samym sobą. Dla porównania przyjrzymy się ScaleFlux CSD 3000 z VDBench, przesyłającym dane niekompresowalne i dane kompresowalne w stosunku 2:1.
W naszym pierwszym teście, losowym odczycie 4K, wydajność skompresowanego dysku CSD 3000 systematycznie rosła do 909 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) z opóźnieniem 139 µs dla modelu 7.68 TB (model 3.85 TB był nieco gorszy od pozostałych). Dysk był nieco wolniejszy bez kompresji, a jego pojemność była taka sama, osiągając maksymalnie 886 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) przy 142.4 µs.
Nieskompresowany dysk CSD 3000 pokazał krzywą przypominającą rollercoaster w naszym kolejnym teście, losowym zapisie 4K, przy czym model 7.68 TB osiągnął najlepsze wyniki z obu: osiągając szczytową wartość 454 tys. IOPS i opóźnienie 275.7 µs. Dysk skompresowany osiągnął znacznie lepsze wyniki, kończąc na około 735 tys. IOPS i 168.2 µs.
Przechodząc do sekwencyjnych testów 64 KB, zaczynamy od wydajności odczytu, która przedstawia podobny obraz (dyski skompresowane ponownie osiągały imponujące wyniki). Obie pojemności charakteryzowały się praktycznie identyczną wydajnością, przy czym model 3.84 TB nieznacznie wyprzedził model o większej pojemności, 113 KB IOPS (czyli 7.06 GB/s), osiągając 282 µs. Najmocniejszy dysk nieskompresowany (7.68 TB) osiągnął 98 KB IOPS z czasem 326.8 µs.
Wyniki zapisu sekwencyjnego 64 KB były jeszcze lepsze w przypadku wersji skompresowanych. Obie pojemności ponownie charakteryzowały się identyczną wydajnością (choć jak widać, dysk 3.84 TB nieznacznie przewyższył dysk o większej pojemności, osiągając 96 tys. IOPS przy opóźnieniu 154 µs, utrzymując się znacznie poniżej 100 µs, aż do osiągnięcia 90 tys. IOPS). Z kolei dysk nieskompresowany odnotował znaczne skoki, osiągając 29 tys. IOPS przy 534 µs dla dysku o pojemności 7,68 TB i 25 tys. IOPS przy 616.6 µs dla dysku o pojemności 3.85 TB).
Kolejny zestaw testów obejmuje obciążenia SQL: SQL, SQL 90-10 i SQL 80-20. Najpierw przeprowadzamy test obciążenia SQL; CSD 3000 wykazuje podobną krzywą po kompresji i bez kompresji w modelach o dużej pojemności, chociaż wersja skompresowana była nieco lepsza, osiągając 310 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) i opóźnienie 101.9 µs.
W przypadku SQL 90-10, dysk CSD 3000 o pojemności 7.68 TB z kompresją ponownie okazał się najwydajniejszy, kończąc test z wynikiem 311 tys. IOPS i opóźnieniem 101.3 µs. Dla porównania, najlepszy dysk nieskompresowany (również o pojemności 7.68 TB) uzyskał 285 tys. IOPS i opóźnienie 110.8 µs.
W SQL 80-20 widzimy, że obie pojemności skompresowanego CSD 3000 zajmują czołowe miejsca, przy czym model 7.68 TB kończy z 319 IOPS i opóźnieniem 98.3 µs. Nieskompresowany model 7.68 TB był zauważalnie w tyle (choć bardzo blisko modelu o małej pojemności) z 277 tys. IOPS i opóźnieniem 113.5 µs.
Następnie przedstawiamy nasze obciążenia Oracle: Oracle, Oracle 90-10 i Oracle 80-20. W tym przypadku skompresowane dyski CSD 3000 nadal charakteryzowały się ogólnie lepszą wydajnością. Począwszy od testu obciążenia Oracle, najlepszy wynik uzyskał skompresowany dysk o pojemności 7.68 TB z 336 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) i opóźnieniem 103.9 µs. Skompresowany dysk o pojemności 7.68 TB był znacznie w tyle, osiągając szczytową wydajność 279 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) z opóźnieniem 126 µs.
W Oracle 90-10 skompresowany dysk 7.86 TB osiągnął wydajność 229 tys. IOPS przy opóźnieniu 94.7 µs. Dyski 3.84 TB (skompresowany) i 7.68 TB (nieskompresowany) wykazały identyczną wydajność, osiągając 214 tys. IOPS przy opóźnieniu 101.4 µs.
Przechodząc do Oracle 80-20, sytuacja powtórzyła się. Nieskompresowany dysk 7.68 TB osiągnął 237 tys. IOPS z opóźnieniem 91 µs, podczas gdy skompresowany dysk 7.68 TB osiągnął 213 IOPS z opóźnieniem zaledwie 101.9 µs.
Następnie przeszliśmy do testów klonów VDI: pełnego klonu (FC) i klonu połączonego (LC). Wszystkie dyski wykazały niewielką niestabilność w fazie końcowej w teście rozruchu VDI FC. Po skompresowaniu, dysk CSD 3000 o pojemności 7.68 TB ponownie znalazł się na szczycie listy z wynikiem 270 tys. IOPS i opóźnieniem 126.9 µs; po skompresowaniu, jego najwydajniejszy dysk o pojemności 7.68 TB (który w rzeczywistości przewyższył skompresowany dysk o pojemności 3.84 TB) z wynikiem 242 tys. IOPS i opóźnieniem 141.9 µs.
Logowanie początkowe VDI FC przedstawia inną sytuację, ponieważ dyski skompresowane były znacznie lepsze, podczas gdy dyski nieskompresowane charakteryzowały się dużą zmiennością. Dysk skompresowany o pojemności 7.68 TB osiągnął szczytową wydajność 244 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) z opóźnieniem 117.2 µs, podczas gdy model 3.84 TB osiągnął szczytową wydajność 210 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) z opóźnieniem 137.2 µs. Dyski nieskompresowane zakończyły się wynikiem 127 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) z opóźnieniem 231.1 µs (7.68 TB) i 94 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) z opóźnieniem 312.4 µs (3.84 TB).
Skompresowany dysk CSD 3000 nadal imponował w naszym ostatnim teście FC, Monday Login, gdzie jego najlepszy wynik to 144 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) z opóźnieniem 106.9 µs (7.68 TB). Nieskompresowany dysk o pojemności 7.68 TB osiągnął 100 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) z opóźnieniem 154.6 µs.
Przejdźmy teraz do testów LC, gdzie wszystkie dyski wykazały stabilne wyniki w teście rozruchu. Dyski skompresowane nadal dominowały (zwłaszcza dysk 7.68 TB, który osiągnął 131 tys. IOPS i opóźnienie 120.1 µs). Najmocniejszy dysk nieskompresowany (7.68 TB) osiągnął 110 IOPS przy 144.4 µs.
W teście początkowego logowania LC obserwujemy niestabilne zachowanie nieskompresowanych dysków, które zbliżają się do 20 000 IOPS; ostateczna wartość wyniosła 49 tys. IOPS/157.1 µs (3.84 TB) i 56 tys. IOPS/138 µs (7.68 TB). Jak zawsze, dyski skompresowane wykazały się lepszą wydajnością i stabilnością, kończąc test z wynikami 73 tys. IOPS/103.1 µs (3.84 TB) i 80 tys. IOPS/94.4 µs (7.68 TB).
W naszym ostatnim teście dyski nieskompresowane nadal wypadają gorzej niż wersje skompresowane. W teście LC Monday Login, który ponownie wykazał pewne nietypowe skoki opóźnień dla dysków skompresowanych, dyski o pojemności 3.84 TB i 7.68 TB uzyskały odpowiednio 62 tys. IOPS/250.1 µs i 75 tys. IOPS/207.5 µs. Ostateczne wyniki dysku skompresowanego były znacznie lepsze i wyniosły 109 tys. IOPS/140.9 µs (3.84 TB) i 124 tys. IOPS/123.5 µs (7.68 TB).
Wniosek
ScaleFlux nadal koncentruje się na pamięci masowej do zastosowań obliczeniowych. Dysk CSD 3000, który omówiliśmy w tej recenzji, przewyższa wcześniejszy model CSD 2000, głównie dzięki interfejsowi PCIe Gen4, co zapewnia mu znacznie wyższy potencjał wydajności.
Przetestowaliśmy dysk CSD 3000 pod Linuksem na naszym skalowalnym serwerze Intel OEM Gen3 w stanie nieskompresowanym i ponownie w stanie skompresowanym 2:1, aby wykorzystać wbudowane mechanizmy kompresji dysku. Dysk wykazał lepszą wydajność i niższe opóźnienia we wszystkich testach z wykorzystaniem danych kompresowalnych, często z dwucyfrowymi różnicami wydajności.
Najważniejsze dane dotyczące wydajności (najlepsze wyniki/pojemność) przy użyciu skompresowanych danych obejmują: 909 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) przy losowym odczycie 4K dla 7.68 TB (w porównaniu z 886 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) bez kompresji), 735 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) przy losowym zapisie 4K dla 7.68 TB (454 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS)), 7.06 GB/s przy sekwencyjnym odczycie 64K dla 3.85 TB (6.12 GB/s bez kompresji) i 6 GB/s przy sekwencyjnym zapisie 64K (1.82 GB/s bez kompresji).
W naszych testach SQL i Oracle dysk CSD 3000 uzyskał podobne wyniki w wersji skompresowanej i nieskompresowanej, choć dysk skompresowany był bardziej spójny. W jednym z przykładów, SQL 80-20, dysk skompresowany osiągnął 319 IOPS przy opóźnieniu 98.3 µs (model 7.68 TB), podczas gdy model nieskompresowany był wyraźnie gorszy, osiągając 277 tys. IOPS przy opóźnieniu 113.5 µs.
Wreszcie, nasze testy VDI Full i Linked Clone wykazały najbardziej zauważalne różnice między systemem CSD 3000 obsługującym dane skompresowane i nieskompresowane – tzn. dane skompresowane działały znacznie lepiej i bardziej spójnie. Przykładowo, test VDI LC Initial Login wykazał, że dyski nieskompresowane osiągnęły maksymalną wydajność 49 tys. IOPS/157.1 µs (3.84 TB) i 56 tys. IOPS/138 µs (7.68 TB), podczas gdy dyski skompresowane zakończyły test z wydajnością 73 tys. IOPS/103.1 µs (3.84 TB) i 80 tys. IOPS/94.4 µs (7.68 TB).
Na wszelki wypadek, zaobserwowaliśmy kilka niewyjaśnionych skoków opóźnień i obniżoną wydajność podczas przetwarzania nieskompresowanych danych. Zjawisko to wystąpiło w naszych testach 4K/64K, SQL/Oracle i VDI FC/LC, więc nie było to odosobnione w jednym scenariuszu.
Mocne strony dysku CSD3000 najlepiej ujawnią się, gdy będzie on mógł obsługiwać dane kompresowalne, ponieważ właśnie w tym obszarze będzie miał największą przewagę nad tradycyjnymi dyskami SSD. ScaleFlux dodał również obsługę VMWare w tej wersji, której nie posiadał, gdy testowaliśmy wcześniejszy model CSD 2000. To duży plus, ale nadal brakuje obsługi wirtualizacji systemu Windows. Niemniej jednak, warto rozważyć dysk ScaleFlux CSD 3000, jeśli uda Ci się dopasować obciążenia do obsługi platformy i znacznych możliwości kompresji dysku.
Amazon