Virident FlashMAX II to akcelerator aplikacji (AA) PCIe o połowie wysokości i długości, dostępny z nośnikami flash MLC. FlashMAX II jest dostępny w pojemnościach do 2.2 TB, co czyni go największym dostępnym AA w tym formacie. Jak w przypadku każdego produktu w tej klasie, gęstość może być zaletą, ale ostatecznie wydajność jest istotnym czynnikiem wpływającym na adopcję. FlashMAX II oferuje mieszany IOPS 4K (75% odczytu, 25% zapisu) do 200 000, a także 325 000 IOPS odczytu 4K.
Podobnie jak inne akceleratory aplikacji, FlashMAX II koncentruje się na przestrzeni centrów danych, gdzie aplikacje o znaczeniu krytycznym wymagają i mogą wykorzystać wysokowydajną warstwę pamięci flash, zarówno jako pamięć podstawową, jak i dużą pamięć podręczną przed warstwą wrzeciona. Architektura Virident jest idealnie zaprojektowana do takich zastosowań, wykorzystując specjalnie zaprojektowany interfejs i opierając się na procesorach systemu hosta w zakresie logiki sterowania wysokiego poziomu. Jest to podobne do wydajnych akceleratorów aplikacji Fusion-io i znacząco różni się od producentów pamięci masowej PCIe, takich jak Intel, LSI, Micron i OCZ, którzy zamiast tego wykorzystują kontrolery ASIC i/lub macierze RAID łączące kilka mniejszych dysków SSD na jednej płytce PCB PCIe.
Chociaż FlashMAX II może wyglądać jak inne dyski, pomimo pewnych podobieństw architektonicznych, Virident wyróżnia się pod względem oprogramowania. Wśród tych technologii, najważniejszą jest technologia Virident Flash-Management with Adaptive Scheduling (vFAS). Głównym zadaniem vFAS jest prezentowanie nośnika flash jako urządzenia blokowego, bez konieczności stosowania dodatkowych protokołów pamięci masowej, kontrolerów ani połączeń między nimi. Podczas gdy aplikacje uzyskujące dostęp do FlashMAX II postrzegają pamięć flash jako pamięć masową, vFAS działa w tle, zarządzając nią w konfiguracji RAID 7+1, co chroni przed awariami poszczególnych kości NAND. vFAS obsługuje również dodatkowe optymalizacje, takie jak wyrównywanie zużycia, odśmiecanie pamięci, ochrona ścieżek danych, korekcja błędów ECC i tym podobne. Ta wydajność konstrukcji i możliwość wykorzystania procesora hosta w dużym stopniu przyczyniają się do niskich, deklarowanych opóźnień dostępu dla FlashMAX II, poniżej 20 µs.
Virident FlashMAX II w technologii MLC jest dostępny w wersji jednomodułowej o pojemności 550 GB i 1.1 TB oraz w konfiguracji dwumodułowej o pojemnościach 1.1 TB i 2.2 TB. Dyski charakteryzują się wytrzymałością odpowiednio 10 PB zapisu, 16 PB i 33 PB oraz są objęte trzyletnią gwarancją. Testowany przez nas model to dysk o pojemności 2.2 TB.
Specyfikacje Virident FlashMAX II
- Możliwości
- 550 GB (pojedyncza)
- Odczyt sekwencyjny: 1,600 MB/s (64 KB)
- Zapis sekwencyjny: 540 MB/s (64 KB)
- Losowy odczyt: 350 000 IOPS (4 KB)
- Losowy zapis: 205 000 IOPS (4 KB, stan ustalony)
- 1,100 GB (pojedyncza)
- Odczyt sekwencyjny: 1,600 MB/s (64 KB)
- Zapis sekwencyjny: 540 MB/s (64 KB)
- Losowy odczyt: 350 000 IOPS (4 KB)
- Losowy zapis: 205 000 IOPS (4 KB, stan ustalony)
- 1,100 GB (podwójny)
- Odczyt sekwencyjny: 2,700 MB/s (64 KB)
- Zapis sekwencyjny: 1,000 MB/s (64 KB)
- Losowy odczyt: 350 000 IOPS (4 KB)
- Losowy zapis: 205 000 IOPS (4 KB, stan ustalony)
- 2,200 GB (podwójny)
- Odczyt sekwencyjny: 2,700 MB/s (64 KB)
- Zapis sekwencyjny: 1,000 MB/s (64 KB)
- Losowy odczyt: 350 000 IOPS (4 KB)
- Losowy zapis: 103 000 IOPS (4 KB, stan ustalony)
- 550 GB (pojedyncza)
- 20 nm Intel NAND Flash Memory Multi-Level Cell (MLC)
- Opóźnienie odczytu: < 76-78 μs (512 b)
- Opóźnienie zapisu: < 16-18μs (512b)
- Interfejs: PCI Express 2.0x8
- Współczynnik kształtu: HHHL
- Dożywotnia wytrzymałość (550 GB / 1,100 GB (pojedynczy i podwójny) / 2,200 GB): 10 PB, 16 PB i 33 PB
- Temperatura pracy: od 0°C do 45°C przy przepływie powietrza 200 LFM (stóp liniowych na minutę)
- Zgodność z systemami operacyjnymi
- Microsoft: Windows Server 2008 R2 SP1 i Windows 7 SP1
- Linux: RHEL 5/6, SLES 10/11, CentOS 5/6, Oracle EL 5/6, Debian 4/5/6, Ubuntu 8/9/10/11/12, Fedora Core 12/13/14/15/16, OpenSUSE 11
- VMWare: ESXi 5.x
- rok 3: Gwarancja
Zaprojektuj i zbuduj
Virident FlashMAX II to akcelerator aplikacji PCIe 2.0 o połowie wysokości i połowie długości, ze złączem x8. Jego superkompaktowa konstrukcja mieści 3 TB pamięci NAND w przestrzeni, którą konkurenci mogą pomieścić o połowę lub mniej. Alternatywnym sposobem na umieszczenie takiej ilości pamięci NAND jest zastosowanie karty o pełnej wysokości i połowie długości lub karty o pełnej wysokości i pełnej długości; ta opcja nie jest dostępna w niskoprofilowych gniazdach spotykanych w gęsto upakowanych serwerach. Wśród konkurentów wymagających większych konstrukcji znajdują się Fusion-io, który wykorzystuje format FHHL dla swoich ioDrive2 Duos, oraz OCZ, który wykorzystuje format FHFL dla Z-Drive R4.
Karta FlashMAX II wykorzystuje unikalną konstrukcję z dwoma kontrolerami FPGA, podobną do kart Fusion ioDrive i ioDrive2 Duo, ale różniącą się tym, że urządzenie jest widoczne jako pojedynczy LUN zamiast dwóch. Ma to tę zaletę, że pomija systemowy RAID w systemach Windows i Linux, prezentując kartę w systemie jako jeden duży wolumen, co ułatwia zarządzanie niektórym użytkownikom. Kolejną zaletą jest wewnętrzne połączenie, które pozwala oprogramowaniu zarządzającemu Virident na globalne zarządzanie wyrównywaniem zużycia pamięci NAND i innymi funkcjami niezawodności, co nie jest możliwe w przypadku kart ioDrive2 Duo między poszczególnymi kartami. Virident oferuje również możliwość sformatowania karty w taki sposób, aby FlashMAX II był widoczny jako dwa urządzenia, chociaż w naszej recenzji mierzyliśmy jej wydajność skonfigurowaną w jednej dużej puli.
Virident, podobnie jak Fusion-io, wyróżniają się na tle innych producentów na rynku akceleratorów aplikacji PCIe sposobem, w jaki prezentują swoją pamięć masową systemowi hosta. Tradycyjny projekt wymusza przepływ danych przez programowy lub sprzętowy RAID, sterowniki SATA/SAS, a następnie najprawdopodobniej kontroler pamięci flash innej firmy, zanim ostatecznie dotrą do pamięci NAND. Metoda Virident i Fusion opiera się na innym podejściu, pozwalając hostowi działać jako kontroler urządzenia za pośrednictwem natywnego stosu oprogramowania, komunikując się z pamięcią NAND w jednym kroku. Ma to zaletę teoretycznie umożliwiającą mniejsze opóźnienie poprzez pominięcie wszystkich kroków narzutu, ale również wadę wprowadzania narzutu systemowego do równania, ponieważ host musi sam zarządzać pamięcią flash. Umieszczając system bliżej pamięci NAND, Virident wymusza również na systemie zarządzanie nią, podczas gdy inne urządzenia ze sprzętowymi kontrolerami pamięci flash odciążają te działania.
Virident wykorzystuje w pamięci FlashMAX II 2-bitową pamięć Intel MLC NAND 2xnm, choć architektura obsługuje pamięci NAND różnych producentów i gęstości dzięki aktualizacjom oprogramowania układowego. Pojemność podstawowa pamięci FlashMAX II o pojemności 2.2 TB wynosi 3,072 GB, z czego 2,222 GB jest dostępne w konfiguracji standardowej, a 1,847 GB w trybie wysokiej wydajności. Oznacza to poziom nadalokacji pamięci na poziomie 38% w konfiguracji standardowej i wzrasta do 66.3% w trybie wysokiej wydajności.
Oprogramowanie do zarządzania
Firma Virident oferuje oprogramowanie do zarządzania kartą FlashMAX II, zarówno graficzne, jak i konsolowe. Pod względem łatwości obsługi i funkcjonalności, FlashMAX II Manager dorównuje programowi Micron RealSSD Manager dołączonemu do karty P320h, z wyjątkiem informacji o wydajności przesyłanych w czasie rzeczywistym przez Micron z karty. Za pomocą oprogramowania do zarządzania użytkownicy mogą aktualizować oprogramowanie układowe FlashMAX II, przeglądać informacje o wytrzymałości, formatować kartę w różnych trybach wydajności, dzielić kartę na dwa woluminy, a także umożliwić sygnalizatorowi szybką identyfikację karty (i serwera) w środowisku z wieloma urządzeniami.
Jeśli chodzi o elementy, które chcielibyśmy zobaczyć w oprogramowaniu do zarządzania, Virident spełnia większość oczekiwań, choć brakuje mu szczegółowych informacji o stanie urządzenia, danych o wydajności w czasie rzeczywistym czy szczegółowych statystyk dotyczących zachowania elektrycznego urządzeń. To nadal stawia go przed innymi firmami w obszarze PCIe, w tym Intel i LSI, które oferują bardzo minimalistyczne informacje dostępne tylko na konsoli, a także nad OCZ, które udostępnia swój zestaw narzędzi OCZ Toolbox do kasowania karty, aktualizacji oprogramowania lub zbierania danych SMART. Zdecydowanie liderem pod względem możliwości zarządzania i monitorowania jest Fusion-io, który oferuje szeroki zakres informacji za pośrednictwem bardzo dopracowanego interfejsu w pakiecie ioSphere.
Testowanie tła i porównań
Wszystkie akceleratory aplikacji PCIe porównane w tej recenzji zostały przetestowane na naszej platformie testowej dla przedsiębiorstw drugiej generacji, składającej się z serwera Lenovo ThinkServer RD630 z procesorem Intel Romley. Ta nowa platforma jest skonfigurowana zarówno z systemem Windows Server 2008 R2 SP1, jak i systemem Linux CentOS 6.3, co pozwala nam efektywnie testować wydajność różnych akceleratorów w różnych środowiskach obsługiwanych przez ich sterowniki. Każdy system operacyjny jest zoptymalizowany pod kątem najwyższej wydajności, w tym z profilem zasilania systemu Windows ustawionym na wysoką wydajność, a także z wyłączoną funkcją CPUSpeed w systemie CentOS 6.3, aby zablokować procesor na najwyższym taktowaniu. Do testów syntetycznych wykorzystaliśmy FIO w wersji 2.0.10 dla systemu Linux i 2.0.12.2 dla systemu Windows, z tymi samymi parametrami testowymi w każdym systemie operacyjnym, tam gdzie jest to dozwolone.
Konfiguracja serwera StorageReview Lenovo ThinkServer RD630:
- 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0 GHz, pamięć podręczna 15 MB, 6 rdzeni)
- Chipset Intel C602
- Pamięć – 16 GB (2 x 8 GB) 1333 MHz DDR3 Registered RDIMM
- Windows Server 2008 R2 SP1 64-bitowy, Windows Server 2012 Standard, CentOS 6.3 64-bitowy
- Dysk SSD Micron RealSSD P400e Boot o pojemności 100 GB
- Karta HBA LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0 Gb/s (do rozruchowych dysków SSD)
- Karta HBA LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0 Gb/s (do testowania dysków SSD lub HDD)
Wybierając modele porównawcze do tej recenzji, wybraliśmy najnowsze, najwydajniejsze akceleratory aplikacji SLC. Zostały one wybrane na podstawie charakterystyki wydajnościowej każdego produktu, a także przedziału cenowego. Tam, gdzie to możliwe, uwzględniamy zarówno wyniki testów wydajnościowych standardowych, jak i testów wydajnościowych o wysokiej wydajności, jeśli producent uwzględnia taki poziom konfiguracji za pomocą oprogramowania, aby uwzględnić różne zastosowania produktu. W przypadku FlashMAX II uwzględniamy zarówno testy wydajnościowe o pełnej pojemności, jak i testy wydajnościowe o wysokiej wydajności.
200 GB LSI Nytro WarpDrive WLP4-200
- Wydano: 1H2012
- Typ NAND: SLC
- Kontroler: 4 x LSI SandForce SF-2500 przez LSI SAS2008 PCIe do mostka SAS
- Widoczność urządzenia: Stały sprzęt RAID0
- LSI Windows: 2.10.51.0
- LSI Linux: natywny sterownik CentOS 6.3
- Czas przygotowania: 6 godzin
700 GB Micron RealSSD P320h
- Wydano: 2H2011
- Typ NAND: SLC
- Kontroler: 1 x zastrzeżony układ ASIC
- Widoczność urządzenia: pojedyncze urządzenie
- Okna Micron: 8.01.4471.00
- Micron Linux: 2.4.2-1
- Czas przygotowania: 6 godzin
2.2 TB Virident FlashMAX II
- Wydano: 2H2012
- Typ NAND: MLC
- Kontroler: 2 x zastrzeżony układ FPGA
- Widoczność urządzenia: pojedyncze lub podwójne urządzenie w zależności od formatowania
- Virident Windows: Wersja 3.0
- Virident Linux: Wersja 3.0
- Czas przygotowania: 12 godzin
Analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa
Nasze podejście do rozwiązań pamięci masowej PCIe wykracza poza tradycyjne analizy wydajności w stanie niestabilnym lub ciągłym. Analizując uśrednioną wydajność w długim okresie, tracimy z oczu szczegóły dotyczące tego, jak urządzenie radzi sobie w tym okresie. Ponieważ wydajność pamięci flash znacznie zmienia się w miarę upływu czasu, nasz proces benchmarkingu analizuje wydajność w takich obszarach, jak całkowita przepustowość, średnie opóźnienie, maksymalne opóźnienie i odchylenie standardowe w całej fazie wstępnego kondycjonowania każdego urządzenia. W przypadku zaawansowanych produktów klasy korporacyjnej opóźnienie jest często ważniejsze niż przepustowość. Dlatego dokładamy wszelkich starań, aby przedstawić pełną charakterystykę wydajności każdego urządzenia, które poddajemy testom w naszym laboratorium testowym.
Zamieszczamy również porównania wydajności, aby pokazać, jak każde urządzenie działa z innym zestawem sterowników w systemach operacyjnych Windows i Linux. W przypadku systemu Windows korzystamy z najnowszych sterowników z momentu pierwotnej recenzji, a następnie każde urządzenie jest testowane w 64-bitowym środowisku Windows Server 2008 R2. W przypadku systemu Linux korzystamy z 64-bitowego środowiska CentOS 6.3, które obsługuje każdy akcelerator aplikacji Enterprise PCIe. Naszym głównym celem w tych testach jest pokazanie różnic w wydajności systemów operacyjnych, ponieważ umieszczenie systemu operacyjnego jako zgodnego na karcie produktu nie zawsze oznacza, że wydajność wszystkich urządzeń jest taka sama.
Wydajność pamięci flash zmienia się w fazie wstępnego kondycjonowania każdego urządzenia pamięci masowej. Ze względu na różne konstrukcje i pojemności, nasz proces wstępnego kondycjonowania trwa 6 lub 12 godzin, w zależności od czasu potrzebnego do osiągnięcia stanu ustalonego. Naszym głównym celem jest zapewnienie, aby każdy dysk był w pełni w trybie ustalonym do momentu rozpoczęcia testów wstępnych. W sumie każde z porównywalnych urządzeń jest bezpiecznie kasowane za pomocą narzędzi producenta, wstępnie kondycjonowane do stanu ustalonego z tym samym obciążeniem, z jakim urządzenie będzie testowane, przy dużym obciążeniu 16 wątków i kolejce oczekującej na wykonanie 16 wątków na wątek, a następnie testowane w ustalonych odstępach czasu z wieloma profilami głębokości wątków/kolejek, aby pokazać wydajność zarówno przy lekkim, jak i dużym obciążeniu.
Atrybuty monitorowane w testach warunkowania wstępnego i podstawowych testach stanu ustalonego:
- Przepustowość (łączna liczba operacji wejścia/wyjścia na sekundę odczytu i zapisu)
- Średnie opóźnienie (średnie opóźnienie odczytu i zapisu)
- Maksymalne opóźnienie (maksymalne opóźnienie odczytu lub zapisu)
- Odchylenie standardowe opóźnienia (uśrednione odchylenie standardowe odczytu i zapisu)
Nasza analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa obejmuje cztery profile oparte na rzeczywistych zadaniach. Profile te zostały opracowane, aby ułatwić porównanie z naszymi poprzednimi testami porównawczymi, a także z powszechnie publikowanymi wartościami, takimi jak maksymalna prędkość odczytu i zapisu 4K oraz 8K 70/30, powszechnie stosowana w przypadku dysków korporacyjnych. Uwzględniliśmy również dwa starsze, mieszane obciążenia: tradycyjny serwer plików i serwer WWW, z których każdy oferuje szeroki zakres rozmiarów transferu.
- 4K
- 100% odczytu lub 100% zapisu
- 100% 4 tys.
- 8K 70/30
- 70% czytania, 30% pisania
- 100% 8 tys.
- Serwer plików
- 80% czytania, 20% pisania
- 10% 512b, 5% 1 tys., 5% 2 tys., 60% 4 tys., 2% 8 tys., 4% 16 tys., 4% 32 tys., 10% 64 tys.
- Serwer internetowy
- 100% przeczytane
- 22% 512b, 15% 1 tys., 8% 2 tys., 23% 4 tys., 15% 8 tys., 2% 16 tys., 6% 32 tys., 7% 64 tys., 1% 128 tys., 1% 512 tys.
W naszym pierwszym obciążeniu mierzymy wydajność w teście saturacji losowego zapisu 4K przy 100% obciążeniu 16T/16Q (efektywna głębokość kolejki 256). Virident podaje stałą wydajność Virident FlashMAX II w takich warunkach na poziomie 103 000 IOPS dla naszej pojemności 2.2 TB. W standardowej konfiguracji FlashMAX II oferował prędkości burst sięgające 210 000 IOPS, po czym stabilizował się do prędkości w stanie ustalonym na poziomie około 54 000 IOPS. W trybie wysokiej wydajności FlashMAX II zaobserwowaliśmy prędkości burst sięgające 250 000 IOPS i wydajność w stanie ustalonym na poziomie około 114 000 IOPS.
Przy dużym obciążeniu 16T/16Q i 100% nasyceniu zapisu 4K zmierzyliśmy średnie opóźnienie skonfigurowanego fabrycznie FlashMAX II wynoszące około 4.5–4.7 ms, podczas gdy konfiguracja o wysokiej wydajności ustabilizowała się na poziomie 2.2–2.3 ms.
Porównując maksymalne opóźnienie pamięci Virident FlashMAX II z pamięcią MLC i Micron P320h z pamięcią SLC oraz Nytro WarpDrive w naszym teście wstępnego kondycjonowania zapisu w 100% losowym formacie 4K, pamięć ta plasowała się dokładnie pomiędzy nimi. Maksymalny czas reakcji pamięci FlashMAX II w stanie zbliżonym do stanu ustalonego wynosił 30–50 ms, z wyjątkiem Linuksa o standardowej pojemności, który wydłużył się do około 80 ms.
Porównując spójność opóźnień, FlashMAX II zdecydowanie plasował się w tym samym przedziale co dyski SLC, nieznacznie ustępując miejsca Micronowi P320h, który przewodził w tym zestawieniu. W konfiguracjach o wysokiej wydajności zarówno Linux, jak i Windows oferowały podobną wydajność, natomiast przy standardowej pojemności odchylenie standardowe konfiguracji z Linuksem znacznie wzrosło w miarę zbliżania się dysku do stanu stabilnego.
Po zakończeniu etapu wstępnego kondycjonowania naszego testu zapisu 100% 4K, pobraliśmy dłuższe próbki, aby pokazać średnią wydajność każdego urządzenia w stanie ustalonym. Virident FlashMAX II znalazł się w czołówce rankingu, z prędkością odczytu 100% losowych danych 4K wynoszącą od 341.5 do 343 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) we wszystkich konfiguracjach. Patrząc na wydajność zapisu 100% 4K, wydajność w standardowej pojemności wynosiła 53.7–55.5 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS), a w trybie wysokiej wydajności 111.6–114.9 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS).
Przy dużym obciążeniu 16T/16Q średnie opóźnienie dysku FlashMAX II wynosiło 0.744–0.747 ms przy transferach odczytu 100% 4K i 2.224–4.756 ms przy transferach zapisu 100% 4K, w zależności od konfiguracji.
Porównując maksymalne opóźnienia w systemach Linux i Windows w obu konfiguracjach, zaobserwowaliśmy niższe czasy reakcji odczytu w systemie Windows oraz niższe szczytowe czasy reakcji zapisu dla opóźnień zapisu 4K w trybie HP, jak i w systemie Windows.
Analizując spójność opóźnień w systemach Windows i Linux, FlashMAX II charakteryzował się niższym odchyleniem standardowym opóźnień w systemie Windows zarówno w trybie standardowym, jak i w trybie wysokiej wydajności. Największa różnica wystąpiła przy porównaniu odchylenia standardowego zapisu, gdzie zaobserwowano znaczny wzrost w trybie standardowym w systemie Linux.
Nasz kolejny test obejmuje obciążenie mieszane 8K 70/30, gdzie Virident FlashMAX II oferuje najwyższą prędkość transferu w trybie burst w grupie. W środowisku Linux FlashMAX II osiągnął prędkość burst sięgającą 400 000 IOPS, podczas gdy w systemie Windows prędkość burst sięgała 310 000 IOPS. Porównując wydajność w stanie ustalonym, w trybie standardowej pojemności dysk osiągnął odpowiednio 75–80 tys. IOPS w systemie Windows i Linux. W trybie wysokiej wydajności prędkość w stanie ustalonym wyniosła 123 tys. w systemie Windows i 134 tys. w systemie Linux.
Analizując średnie opóźnienie w naszym obciążeniu prekondycjonującym 8K 70/30 z dużym obciążeniem 16T/16Q, Virident FlashMAX II osiągnął średnie opóźnienie w serii wynoszące od 0.64 ms do 0.80 ms. Po przejściu do trybu stabilnego, FlashMAX II ustabilizował się na poziomie od 1.89 ms do 3.41 ms.
Patrząc na szczytowe czasy reakcji w naszym etapie wstępnego kondycjonowania 8K 70/30, Virident FlashMAX II miał maksymalne opóźnienie wynoszące 10–25 ms w trybie seryjnym, które wzrastało do 30–45 ms.
Porównując odchylenie standardowe opóźnienia między pamięcią Virident FlashMAX II opartą na technologii MLC, pamięcią Nytro WarpDrive o pojemności 200 GB opartą na technologii SLC i pamięcią Micron P320h o pojemności 700 GB, pamięć FlashMAX II znalazła się mniej więcej w połowie wyników, a sterownik dla systemu Linux oferował najbardziej spójną wydajność.
W porównaniu ze stałym obciążeniem 16 wątków i maksymalnie 16 kolejek, jakie zastosowaliśmy w teście zapisu 100% 4K, nasze profile mieszanego obciążenia skalują wydajność w szerokim zakresie kombinacji wątków/kolejek. W tych testach intensywność obciążenia rozciąga się od 2 wątków i 2 kolejek do 16 wątków i 16 kolejek. W naszym rozszerzonym teście 8K 70/30, Virident FlashMAX II zaoferował najwyższą wydajność 2T/2Q i 2T/4Q w grupie, osiągając 25 tys. i 41 tys. IOPS w środowisku HP Linux, w porównaniu z Micron P320h, który osiągnął 20 tys. i 37 tys. IOPS w systemie Linux. W szczytowym momencie FlashMAX II osiągnął 134 tys. IOPS w trybie HP Linux i 79 tys. IOPS w trybie standardowej pojemności.
W naszym skalowanym teście średniego opóźnienia 8K 70/30, dysk FlashMAX II zmierzył od 0.15 ms w systemie Linux HP przy 2T/2Q do 1.9 ms w systemie Linux HP przy 16T/16Q w trybie stacjonarnym. Dla porównania, po sformatowaniu standardowej pojemności, dysk zmierzył 0.18 ms przy 2T/2Q i 3.23 ms przy 16T/16Q w trybie stacjonarnym.
Dysk Virident FlashMAX II był bardzo stabilny pod obciążeniem zarówno w systemie Linux, jak i Windows w naszym teście 8K 70/30. Jego szczytowe czasy reakcji wynosiły od 7 ms do 49 ms w trybie 2T/2Q do 16T/16Q, przy czym dysk miał niewielką przewagę dzięki sterownikowi dla systemu Windows.
Porównując spójność opóźnień w naszym teście 8K 70/30, Virident FlashMAX II wypadł mniej więcej na równi z opartym na pamięci SLC LSI Nytro WarpDrive, a Micron P320h miał niewielką przewagę pod względem obciążeń.
Obciążenie serwera plików reprezentuje szersze spektrum wielkości transferu dla każdego konkretnego urządzenia, więc zamiast statycznego obciążenia 4k lub 8k, dysk musi obsłużyć żądania od 512b do 64k. W tym obciążeniu, ponieważ Virident FlashMAX II musi zacząć obsługiwać szerszy zakres wielkości transferu, różnica w wydajności między zestawami sterowników Windows i Linux pogłębia się, a Linux zyskuje zdecydowaną przewagę. Pod względem wydajności w porównaniu z innymi dyskami PCIe AA dostępnymi na rynku, FlashMAX II oferował najwyższą prędkość transmisji w trybie burst zarówno w trybie standardowym, jak i w trybie formatowania o wysokiej wydajności, która następnie stabilizowała się na poziomie poniżej średniej w trybie stabilnym.
Podczas testu wstępnego kondycjonowania serwera plików przy dużym obciążeniu 16T/16Q dysk Virident FlashMAX II rozpoczyna pracę z opóźnieniem wynoszącym 1.5–1.8 ms, a następnie zwiększa je do średniego opóźnienia wynoszącego 3.5–5.5 ms, gdy dysk zbliża się do stanu ustalonego.
W przypadku obciążenia serwera plików, charakteryzującego się dużym zróżnicowaniem wielkości transferów, Virident FlashMAX II przewyższa akceleratory aplikacji PCIe oparte na architekturze SLC, a jego szczytowy czas reakcji wynosi od 20 do 80 ms w trybie seryjnym do 40–100 ms w stanie zbliżonym do stanu ustalonego.
Porównując spójność opóźnień w naszym procesie wstępnego kondycjonowania serwera plików, oparty na technologii MLC Virident FlashMAX II wypadł gorzej od obu porównywalnych urządzeń SLC, choć pod względem odchylenia standardowego opóźnień pozostał dość konkurencyjny w stosunku do LSI Nytro WarpDrive.
Po zakończeniu procesu wstępnego kondycjonowania serwera plików przy stałym obciążeniu 16T/16Q, przeszliśmy do testów głównych, mierzących wydajność na ustalonych poziomach od 2T/2Q do 16T/16Q. W naszym głównym obciążeniu serwera plików, Virident FlashMAX II wypadł porównywalnie z dyskiem LSI Nytro WarpDrive o pojemności 200 GB w formacie stockowym i nieznacznie lepiej w trybie wysokiej wydajności. Najwyższą przepustowość w tym teście zapewnił Micron P320h oparty na matrycy SLC. Przy obciążeniu 16T/16Q FlashMAX II osiągnął 46–48 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) w trybie standardowym i 66–72 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) w trybie wysokiej wydajności. Dla porównania, Micron P320h osiągnął szczytową wydajność na poziomie 125 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS).
Średnie opóźnienie w obciążeniu naszego głównego serwera plików wynosiło 0.21–0.25 ms przy 2T/2Q i wzrosło do 3.52–5.53 ms przy 16T/16Q. Wydajność sterownika nadal była wyższa w środowisku Linux niż w systemie Windows.
Podczas gdy przepustowość i średnie opóźnienie były lepsze w systemie Linux z kartą FlashMAX II, maksymalne opóźnienie było lepiej kontrolowane w systemie Windows. Przy pełnym formatowaniu pojemności, FlashMAX II w systemie Linux odnotował wzrost maksymalnego opóźnienia nawet do 300 ms przy dużym obciążeniu, podczas gdy w systemie Windows utrzymywało się ono na poziomie około 50 ms.
Porównując spójność opóźnień pomiędzy każdym z akceleratorów aplikacji, FlashMAX II wypadł gorzej od Micron P320h, choć uzyskał wynik zbliżony do SLC 200GB Nytro WarpDrive.
W naszym ostatnim syntetycznym obciążeniu obejmującym profil serwera WWW, który tradycyjnie obejmuje 100% odczytu, zastosowaliśmy 100% aktywności zapisu, aby w pełni przygotować każdy dysk przed naszymi głównymi testami. Podczas tego stresującego testu przygotowania, FlashMAX II w standardowym formacie ustabilizował się na poziomie 8,700 IOPS, a w trybie wysokiej wydajności utrzymywał prędkość na poziomie 16.2–17.2 tys. IOPS.
Przy obciążeniu wstępnym serwera WWW wynoszącym 100% przy 16T/16Q, FlashMAX II ustabilizował się na poziomie około 28 ms w trybie podstawowym i około 15 ms w trybie wysokiej wydajności.
Porównując szczytowe czasy reakcji w naszym procesie wstępnego kondycjonowania serwera WWW, FlashMAX II oferował stosunkowo niskie maksymalne opóźnienie w trybie wysokiej wydajności, chociaż w przypadku formatowania fabrycznego maksymalne opóźnienie znacznie wzrosło w systemie Linux.
Porównując spójność opóźnień w naszym teście wstępnego kondycjonowania serwera WWW, przy standardowym formatowaniu, odchylenie standardowe opóźnień było gorsze od obu algorytmów AA opartych na SLC, podczas gdy w trybie wysokiej wydajności wydajność była bardziej zgodna z odpowiednikami opartymi na SLC.
Przechodząc do głównego segmentu naszego testu serwera WWW ze 100% profilem odczytu, Virident FlashMAX II osiągnął skalowalność wydajności od 25 do 27 tys. IOPS przy 2T/2Q, która wzrosła do szczytu 112–114 tys. IOPS przy 16T/16Q. To plasowało go dokładnie w środku, ustępując Micronowi P320h, ale osiągając lepsze wyniki niż 200-gigabajtowy dysk SLC Nytro WarpDrive. We wszystkich trybach wydajności, FlashMAX II oferował niemal identyczną wydajność, nawet w różnych systemach operacyjnych.
Średnie opóźnienie w urządzeniu FlashMAX II mieściło się w przedziale 0.142–0.157 ms przy 2T/2Q i osiągało wartość szczytową 2.235–2.274 ms przy 16T/16Q.
Porównując maksymalne opóźnienia między FlashMAX II w systemach Windows i Linux, oferował on nieco niższe szczytowe czasy reakcji dla każdego obciążenia w systemie Windows. Ogólnie szczytowe czasy reakcji w naszym teście serwera WWW w trybie 100% odczytu mieściły się w przedziale od 2 do 36 ms.
Choć maksymalne opóźnienie było ogólnie niskie, spójność opóźnień dysku FlashMAX II w porównaniu z wydajnymi dyskami SLC charakteryzowała się większym odchyleniem standardowym, choć nieznacznie, dopóki efektywna głębokość kolejki nie wzrosła do 128 lub więcej.
Wniosek
Karta Virident FlashMAX II z pamięcią MLC NAND zapewnia największą dostępną pojemność, wynoszącą 2.2 TB, w akceleratorze aplikacji o tym współczynniku kształtu, o połowie wysokości i długości. Konstrukcja imponuje zarówno gęstością, jak i architekturą. Dzięki karcie o dużej pojemności, Virident wykorzystuje dwa układy FPGA, które udostępniają pamięć NAND jako pojedynczą pulę bezpośrednio warstwie oprogramowania działającej na komputerze hosta. Oprogramowanie, określane jako vFAS, wykorzystuje zasoby procesora hosta i systemu do zarządzania dostępem do puli pamięci NAND dysku i jej przechowywania. Prostota tego podejścia ma kilka zalet, w tym wydajniejszą ścieżkę danych, która nie wymaga łączenia kilku dysków na płytce PCB za pomocą RAID ani warstw translacji interfejsu. Podejście Virident jest również nieco nowatorskie, ponieważ prezentuje dysk jako pojedynczą jednostkę LUN, podczas gdy Fusion-io, który wykorzystuje podobną architekturę dysków, prezentuje dwa dyski, które należy połączyć za pomocą RAID, jeśli użytkownik chce korzystać z jednego woluminu. Choć niektórzy mogą twierdzić, że korzystanie z procesora pochłania niezbędne zasoby, w rzeczywistości korzyścią jest akcelerator aplikacji o bardzo niskich opóźnieniach, co jest kompromisem, na który wiele centrów danych chętnie się godzi, biorąc pod uwagę moc procesorów obecnej generacji i łączną korzyść dla wydajności aplikacji.
Porównując pakiet zarządzania z innymi akceleratorami aplikacji dostępnymi na rynku, Virident oferuje oprogramowanie graficzne i konsolowe do monitorowania stanu karty i obsługi formatowania. Jedynym obszarem, w którym dostrzegamy pewne braki, jest możliwość monitorowania danych o wydajności w czasie rzeczywistym, którą Micron oferuje w swoim oprogramowaniu RealSSD Manager, a Fusion-io w pakiecie ioSphere. Dzięki temu, FlashMAX Manager firmy Virident mógłby konkurować na wszystkich frontach i zdecydowanie wyróżniać się na tle wielu innych rozwiązań w tej dziedzinie, które dostarczają jedynie bardzo ograniczone informacje za pośrednictwem oprogramowania.
Wracając do rdzenia, aby ocenić wydajność dysku, FlashMAX II znajduje się w interesującym obszarze, z niewielką liczbą bezpośrednich porównywalnych rozwiązań. Jego duży zasób pamięci MLC NAND wypada bardzo dobrze w porównaniu z czołowym dyskiem SLC, P320h firmy Micron, nie tylko pod względem przepustowości, ale także maksymalnego opóźnienia i odchylenia standardowego opóźnienia. W naszym teście losowego zapisu wstępnego 4K zaobserwowaliśmy wyjątkowo wysokie czasy reakcji, utrzymujące się poniżej 80 ms od momentu przejścia w stan ustalony. Ponieważ stabilność obciążenia z dużym obciążeniem zapisu jest obecnie wizytówką dysków SLC, konkurowanie w tej dziedzinie i dobra rywalizacja pomagają FlashMAX II wyróżnić się jako wysoko wydajny konkurent. W naszych mieszanych obciążeniach z dużym obciążeniem odczytu zaobserwowaliśmy solidną wydajność w konfiguracjach standardowych i wysokowydajnych, zarówno w systemie Linux, jak i Windows. Linux utrzymuje przewagę pod względem przepustowości, a jeśli kluczowe są szczytowe czasy reakcji, Windows ma przewagę w tej kategorii. Ogólnie rzecz biorąc, FlashMAX II oferuje doskonałą wydajność w systemach Windows i Linux, z dużym wzrostem w trybie wysokiej wydajności, jeśli użytkownik jest skłonny poświęcić użyteczną pojemność dysku.
ZALETY
- Sprawdzona architektura napędów trzeciej generacji
- Doskonałe zachowanie opóźnień przy dużych obciążeniach
- Zapewnia wytrzymałość i wydajność porównywalną z SLC dzięki wykorzystaniu pamięci MLC-NAND
- Konstrukcja dwudyskowa, która współpracuje z systemem hosta jako pojedynczy wolumin
Wady
- Trzyletnia gwarancja jest krótsza niż standardowy okres pięciu lat w branży
- Oprogramowanie do zarządzania nie oferuje statystyk wydajności w czasie rzeczywistym
Podsumowanie
Virident FlashMAX II oferuje wiodącą w branży pojemność w formacie HHHL, solidną warstwę programową oraz wydajność pod względem przepustowości i opóźnień, dorównującą wiodącemu akceleratorowi aplikacji opartemu na architekturze SLC. Ogólnie rzecz biorąc, Virident wykonał kompleksową pracę, zapewniając doskonałą wydajność pamięci FlashMAX II zarówno w środowisku Windows, jak i Linux.
Amazon