Revisão do Apex Storage X21: os loucos vinte e um

O Apex Storage X21 oferece desempenho e capacidade de nível superior para casos de uso corporativos e profissionais com 21 SSDs Gen4 NVMe M.2 em uma placa suplementar PCIe de largura dupla (FHFL). No total, o X21 pode fornecer 168 TB de armazenamento por cartão (SSDs de 8 TB) e velocidades de leitura de até 31 GB/s e mais de 10 milhões de IOPS.

O Apex Storage X21 oferece desempenho e capacidade de nível superior para casos de uso corporativos e profissionais com 21 SSDs Gen4 NVMe M.2 em uma placa suplementar PCIe de largura dupla (FHFL). No total, o X21 pode fornecer 168 TB de armazenamento por cartão (SSDs de 8 TB) e velocidades de leitura de até 31 GB/s e mais de 10 milhões de IOPS.

Visão geral do Apex Storage X21

O X21 possui compatibilidade plug-and-play e suporta UEFI e Secure Boot. Ele oferece confiabilidade de nível empresarial com ECC avançado e proteção de dados, bem como recuperação avançada de erros. Sua arquitetura de baixa sobrecarga permite nenhum descarregamento de CPU ou DRAM do host e também oferece suporte a software ou RAID de sistema operacional para proteção de dados. Os drivers são pré-compilados no Windows e no Linux, portanto, a implantação é simples (mas mais rápida no Linux) e a placa funciona com o VMware ESXi.

Conduzindo este conjunto de recursos e o desempenho geral está o Microchip 100 lane Gen4 PM40100 Fanout PCIe Switch. O chip possui um TDP de 25 watts, o que significa que o controlador permanecerá frio com um leve fluxo de ar graças ao dissipador de calor incluído. Dito isso, os SSDs podem precisar de um pouco de fluxo de ar extra, o que dependerá das unidades e do gabinete em que a placa está inserida. Também deve ser observado que, embora o espaço seja pequeno, há espaço para um dissipador de calor de 4 mm ser adicionado ao SSDs, se necessário. O Apex também tem uma pequena margem de manobra no design. Para aplicações personalizadas, eles podem ajustar a largura do cartão por meio do PCB de interconexão.

Os materiais do cartão também fazem a diferença. A Apex lista o Storage X21 como feito de material Thunderclad 3+. O que é? Bem Thunderclad ou TU-933+, que, no momento da especificação, é o material de PCB da mais alta qualidade disponível. Embora materiais de menor perda tenham surgido durante o desenvolvimento do cartão, eles afirmam que ajudaram o X21 a continuar a fornecer desempenho excepcional. Embora não tenhamos um teste para tal coisa, é uma observação interessante da qual geralmente não somos informados.

O Apex Storage tem como alvo alguns casos de uso óbvios com o cartão; mais claramente, o X21 atende às necessidades de cientistas de dados e profissionais criativos que desejam o armazenamento local mais rápido possível. A Apex aponta que eles acham que o X21 é apropriado para vários casos de uso corporativo, como HCI. Infelizmente, os fornecedores de SSD corporativos recuaram no desenvolvimento M.2, optando por unidades EDSFF. Embora possa haver alguns pontos no data center onde o X21 se encaixa, estamos pensando no momento em que é um pouco mais de uma solução pontual.

Ao mesmo tempo, não vamos descartar os recursos do cartão. O X21 absolutamente voa, agregando o desempenho de 21 SSDs. Como veremos em nossos resultados de desempenho abaixo, as declarações da folha de especificações da Apex são razoáveis. E nem estamos usando as melhores unidades disponíveis. Embora os 980 Pros usados ​​nesta análise sejam certamente capazes, para o melhor desempenho absoluto, há ainda mais potencial na mesa. E se uma única placa não atender às suas metas de desempenho, a Apex validou que quatro placas com 84 unidades funcionam bem. No sistema certo, um usuário poderia agregar 8 dessas placas em um servidor com incríveis 168 SSDs.

Nossa ênfase está claramente nos recursos de armazenamento desta vez, mas o X21 é mais do que apenas um pônei de um truque. O slot M.2 suporta vários outros dispositivos. Por exemplo, você pode usar placas sem fio com placas conversoras M.2 A+E para definir cada placa sem fio para um canal sem fio específico para monitoramento de espectro. Existe até um ângulo de IA aqui. uma empresa chamada Axelera faz um módulo acelerador M.2 AI Edge que também pode ser usado pela placa Apex em algum momento.

O X21 é vendido por $ 2800 como unidade única, com preços por volume e pedidos personalizados disponíveis.

Especificações do Apex Storage X21

Desempenho do Apex Storage X21

Apesar dos notáveis ​​recursos do Apex Storage X21, é importante observar os desafios que enfrentamos em relação à compatibilidade do sistema. Para inicializar e comparar o cartão corretamente, nos encontramos recorrendo a uma plataforma de consumidor, já que o X21 encontrou dificuldades quando integrado com servidores corporativos e estações de trabalho em nosso laboratório.

Essa limitação pode restringir a adaptabilidade do cartão para alguns usuários e pode prejudicar sua integração perfeita em uma variedade de configurações. É crucial que os possíveis compradores avaliem completamente a compatibilidade do sistema antes de investir no X21 para garantir uma implantação suave e eficiente dessa poderosa solução de armazenamento.

Para aproveitar esta placa, o requisito mínimo é uma abertura de dois slots, um slot PCIe x16 e uma alimentação de energia de 6 pinos. Para uma estação de trabalho do consumidor, esse é o mesmo requisito de uma GPU tradicional de tamanho normal, e a maioria dos desktops terá espaço e disponibilidade de energia.

No lado do servidor, isso fica mais complicado. Os servidores 1U e 2U tradicionais são construídos para aproveitar as vantagens das placas PCIe edge mais normais, principalmente a placa HHHL comum (meia altura, meio comprimento). Quase todos eles consomem energia do slot PCIe, portanto, muitos servidores não são fornecidos com conectores de energia adicionais. Para tamanho e potência, você deseja aproveitar um servidor pronto para GPU com baias de tamanho apropriado, fluxo de ar e, o mais importante, disponibilidade de energia.

Para esta análise, utilizamos uma placa-mãe MSI X670E baseada em AMD com uma CPU AMD Ryzen 9 7950X 4.5 GHz e 16 núcleos. Essa plataforma incluía 64 GB de memória DDR5 e, durante a análise, utilizava apenas gráficos integrados. Tentamos usar nossas plataformas Lenovo e Dell AMD ThreadRipper, mas tivemos problemas para postar as plataformas. Nossa plataforma de consumo baseada em Intel se conectou à placa no modo x8 em vez de x16, e o BIOS não incluiu uma opção para definir a largura do PCIe manualmente. O processador dentro de nosso equipamento também começou a engasgar nos testes de vários milhões de IOPS.

Testes de desempenho Vdbench

Para chutar os pneus no Apex Storage X21 com 21 Samsung 980 Pro SSDs de 1 TB, usamos um ambiente de teste Debian OS com nossos testes Vdbench, bem como algumas cargas de trabalho Fio. As cargas de trabalho do Vdbench fornecem alguma comparação com os dispositivos corporativos que analisamos ao longo dos anos, enquanto o Fio oferece suporte ao protocolo de E/S io_uring mais recente, que permite testes de baixa latência e alta taxa de transferência.

Quando se trata de dispositivos de armazenamento de comparação, o teste de aplicativo é o melhor e o teste sintético vem em segundo lugar. Embora não seja uma representação perfeita das cargas de trabalho reais, os testes sintéticos ajudam a estabelecer a linha de base dos dispositivos de armazenamento com um fator de repetibilidade que facilita a comparação entre soluções concorrentes. Essas cargas de trabalho oferecem uma variedade de perfis de teste diferentes, desde testes de "quatro cantos" e testes comuns de tamanho de transferência de banco de dados até capturas de rastreamento de diferentes ambientes VDI.

Todos esses testes utilizam o gerador de carga de trabalho vdBench comum, com um mecanismo de script para automatizar e capturar resultados em um grande cluster de teste de computação. Isso nos permite repetir as mesmas cargas de trabalho em uma ampla variedade de dispositivos de armazenamento, incluindo arrays flash e dispositivos de armazenamento individuais. Nosso processo de teste para esses benchmarks preenche toda a superfície da unidade com dados e, em seguida, particiona uma seção da unidade igual a 5% da capacidade da unidade para simular como a unidade pode responder às cargas de trabalho do aplicativo. Isso é diferente dos testes de entropia total, que usam 100% da unidade e os levam a um estado estável. Como resultado, esses números refletirão velocidades de gravação sustentadas mais altas.

perfis:

• Leitura aleatória em 4K: 100% de leitura, 128 threads, 0-120% de atualização
• Gravação aleatória em 4K: 100% de gravação, 128 threads, 0-120% de atualização
• Leitura sequencial de 64K: 100% de leitura, 32 threads, 0-120% iorado
• Gravação sequencial de 64K: 100% gravação, 16 threads, 0-120% iorado
• Banco de Dados Sintético: SQL
• Traços de clones completos de VDI

Enquanto o Dapustor R5100 e Apex Storage X21 não competem frente a frente, escolhemos esta unidade porque foi um dos SSDs corporativos U.2 mais rápidos que testamos recentemente. Enquanto o Dapustor R5100 alcançou quase 1.8 milhão de IOPS, o Apex Storage X21 ultrapassou-o, com latência muito menor, chegando a pouco menos de 3 milhões de IOPS neste teste.

Embora o desempenho 4K tenha uma diferença dramática na escala de desempenho, isso não é nada comparado ao que você vê ao observar a largura de banda da unidade. O Apex Storage X21, além de uma GPU, é um dos poucos dispositivos que aproveita ao máximo cada gota do potencial PCIe e satura completamente o slot x16 Gen4. Em nossa carga de trabalho sequencial de 64K, o X21 chegou com incríveis 27.2 GB/s, enquanto o Dapustor media 7.2 GB/s.

O desempenho de gravação sequencial de 64K foi igualmente impressionante, com o X21 chegando a 23.3 GB/s, enquanto o Dapustor R5100 chegou a 2.8 GB/s.

Em seguida, examinamos nossa carga de trabalho SQL, na qual o X21 ofereceu uma taxa de transferência máxima de 3.46 milhões de IOPS ou 27.1 GB/s.

Em nossa carga de trabalho SQL 90-10, o Apex Storage X21 mediu 3.27 milhões de IOPS ou 25.6 GB/s.

Em nossa carga de trabalho SQL 80-20 com uma mistura de gravação mais alta, o X21 mediu uma taxa de transferência de pico de 3.13 milhões de IOPS ou 24.5 GB/s.

Por fim, analisamos o desempenho de VDI com nossos rastreamentos de clone completo. Em nosso teste de login inicial de VDI, o X21 apresentou impressionantes 1.01 milhão de IOPS ou 19.2 GB/s.

Em nossa carga de trabalho VDI Boot, o Apex Storage X21 mediu 1.99M IOPS ou 27.5GB/s, saturando completamente o slot PCIe Gen4.

Em nossa última carga de trabalho do Vdbench cobrindo o VDI Monday Login, o X21 mediu 919k IOPS ou 20GB/s em seu pico.

Embora o Vdbench abranja um aspecto do desempenho sintético da unidade, também incluímos os resultados do Fio nesta análise, pois ele pode aproveitar o protocolo de E/S io-uring mais novo e mais eficiente. Aqui, nosso foco é mostrar o pico absoluto de I/O e largura de banda possível através do cartão. Antes de cada um desses testes ser realizado, cada SSD foi formatado e depois completamente preenchido.

Uma estatística interessante que gostaríamos de mencionar é sobre o desempenho de leitura aleatória de 512 bytes. Antes que os SSDs fossem preenchidos, eles podiam enviar 23 milhões de IOPS a 11.8 GB/s. Embora isso fosse diferente do verdadeiro desempenho desses SSDs antes de serem completamente preenchidos com dados, isso indica que o Apex Storage X21 é capaz de passar muito mais tráfego com SSDs mais rápidos.

Fomos informados pela empresa que é possível um desempenho superior a 40 milhões de IOPS. O limite principal que esta placa atingirá é o limite do slot PCIe Gen4 x16, que atingirá cerca de 28 GB/s ou mais.

Térmicas Apex Storage X21

Quando vimos o Apex Storage X21 chegar ao noticiário, nosso primeiro pensamento foi a rapidez com que essa unidade explodiria em chamas. Com quanta energia está fluindo por cada um dos 21 SSDs que esta placa é capaz de suportar, o desempenho térmico não é brincadeira.

O Samsung 980 Pro SSD no pico de carga é capaz de consumir quase 8.5 W de energia, o que, com todos eles combinados, usaria quase 180 W neste cartão. Toda essa energia se transformará em calor e você precisa eliminá-la rapidamente antes que as unidades ou a placa sejam estranguladas ou danificadas.

Para testar esta placa com segurança em nosso equipamento de teste, aproveitamos uma enorme ventoinha alimentada por CA posicionada ao lado da placa-mãe para um amplo fluxo de ar. Apex lista os requisitos de fluxo de ar em 400LFM, que está bem fora do domínio de um desktop normal e até mesmo da maioria das estações de trabalho. Esse tipo de fluxo de ar é o que você normalmente encontra em um servidor enquanto ele está operando quase totalmente em termos de velocidade do ventilador.

Monitoramos as temperaturas individuais da unidade relatadas por meio de dados SMART durante o preenchimento total da unidade. Isso colocou cada unidade em seu pior cenário de desempenho de gravação total por um longo período de tempo. As temperaturas foram verificadas no final desta atividade.

A faixa operacional segura do Samsung 980 Pro está listada em 0-70C, portanto, em sua carga de pico, as unidades mais quentes ficaram abaixo desse valor. Certificar-se de que o resfriamento está sob controle é um requisito absoluto antes de colocar um desses em serviço.

Considerações Finais

O Apex Storage X21 é uma peça de hardware verdadeiramente notável e inovadora que traz alto desempenho e vasta capacidade de armazenamento para ambientes empresariais e profissionais. No entanto, é importante estar ciente de suas limitações, como os requisitos significativos de fluxo de ar e geração de calor, pois consome energia comparável a uma GPU sem refrigeração integrada.

Apesar dos desafios de instalação e resfriamento, com uma configuração adequada e soluções de resfriamento, o X21 tem o potencial de obter desempenho incomparável para várias aplicações. Os impressionantes recursos de armazenamento do X21 podem desempenhar um papel crucial na capacitação de aplicativos com uso intensivo de dados que são populares em ciência de dados e cargas de trabalho profissionais criativas.

É sempre uma surpresa divertida quando novos dispositivos entram em nosso laboratório e quebram ou saturam completamente um sistema. O Apex Storage X21 fez exatamente isso com seus incríveis recursos de desempenho. Poderíamos extrair 28.3 GB/s do cartão em uma operação de leitura aleatória de 8K ou enviar 28.7GB/s para ele em uma carga de trabalho de gravação aleatória de 8K. Para gravação em pequenos blocos em nosso teste 4K Fio, esta placa atingiu o máximo de 6.8 milhões de IOPS de leitura e 5.3 milhões de IOPS de gravação. Mudando para um tamanho de bloco menor, começamos a atingir os limites dos SSDs Samsung 980 Pro, que podiam empurrar 23 milhões de IOPS em uma operação de leitura aleatória de 512 bytes fresca de fábrica, mas caíram para 14.6 milhões de IOPS quando as unidades foram preenchidas. Acertar esses números em um único slot é incrível.

O X21 oferece desempenho incomparável a ponto de esse componente ser um divisor de águas na produtividade que um certo grupo de profissionais está procurando. Nossa unidade de análise custa US$ 4500 com os SSDs, o que não é tão ruim, considerando o valor que ela fornecerá aos aplicativos que precisam desse nível de desempenho. Novamente, o X21 precisa de uma plataforma bastante prescritiva para funcionar, mas se você estiver disposto a fazer esse esforço, não ficará desapontado com o que esta placa traz para a mesa. Na verdade, você provavelmente ficará tonto.

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