Quando analisamos o LSI WarpDrive pela primeira vez, em março do ano passado, ficamos absolutamente encantados com seu desempenho no então emergente mercado de soluções de armazenamento SSD PCIe. Muita coisa mudou desde então: a StorageReview atualizou sua plataforma de testes corporativos e sua metodologia de testes de SSD corporativos, e a EMC qualificou o WarpDrive em sua solução de cache para servidores, o VFCache . A LSI continua a aprimorar a plataforma com a aquisição da SandForce, fabricante dos controladores usados na solução WarpDrive, para internalizar ainda mais a tecnologia.
Ao adquirir a SandForce, a LSI expande muito sua presença no espaço SSD. Já um fornecedor de componentes de silício de núcleo em todo o espaço de armazenamento em geral, há uma enorme diferença entre possuir sua própria tecnologia de controlador SSD e comprar a de outra pessoa. Com a LSI agora possuindo componentes tão importantes de sua solução PCIe SSD, esperamos que versões futuras, como WarpDrive 2, apresentem uma construção mais coesa, com desempenho, confiabilidade e compatibilidade ainda melhores. A aquisição também dá à LSI uma vantagem em termos de suporte para o produto WarpDrive atual, com acesso mais fácil e rápido a atualizações de firmware que podem melhorar progressivamente o produto ao longo do tempo. Com as soluções de longa duração como esta encontradas no espaço empresarial, um firmware superior é uma vantagem substancial.
O LSI WarpDrive SLP-300 é construído em torno de 384 GB de Micron SLC NAND combinado com seis processadores SandForce SF-1500. Com 300 GB de espaço disponível, chegando a aproximadamente 22% de superprovisionamento, o WarpDrive anuncia velocidades de gravação sequencial sustentadas de até 1,400 MB/s e transferências aleatórias de blocos grandes de até 1,200 MB/s. No espaço aleatório de 4K, ele é capaz de fornecer 150,000 IOPS de leitura e 190,000 IOPS de gravação.
Especificações LSI WarpDrive SLP-300
- 300 GB de armazenamento (384 GB de Micron 3xnm SLC NAND)
- Interface de host PCI Express 2.0 8x
- Proteção ECC até 24 bits por 512 bytes
- Controlador LSI SAS2008
- Integração mais simples usando infraestrutura SAS
- Confiabilidade empresarial
- Leituras de 4 KB: até 150K aleatório, até 240K sequencial
- Gravações de 4 KB: até 190K aleatório, até 200K sequencial
- Latência média de menos de 50 microssegundos
- Alimentado inteiramente pelo slot PCIe, consome <25 Watts
- Suporta sistemas operacionais Windows e Linux
- Garantia de três anos
Pontos de referência sintéticos
Considerando os recursos de maior desempenho de um SSD PCIe como o LSI WarpDrive, modificamos ligeiramente nossos métodos de teste padrão além de como testamos SSDs SATA/SAS empresariais individuais. Para saturar totalmente o cartão, tivemos que aumentar a carga de E/S por meio de vários gerentes e trabalhadores no IOMeter, caso contrário, não veríamos todo o potencial dessa unidade. Nosso método nos permitiu ainda trabalhar com a unidade em uma configuração não formatada com dois gerentes e dois trabalhadores em interface com o mesmo segmento LBA de 5 GB. Isso nos permitiu saturar totalmente o LSI WarpDrive e atingir as velocidades de pico que o drive é anunciado para suportar.
Dividimos a parte de teste do IOMeter sintético desta revisão em duas partes. O primeiro são nossos testes de baixa profundidade de fila padrão, que são executados em um nível QD=1 em unidades únicas e em SSDs PCI-e em um nível de QD=4, dada a contagem de encadeamentos do gerenciador/operador. Os testes iniciais estão mais alinhados com ambientes de usuário único, enquanto os intervalos de maior profundidade de fila na segunda metade são mais parecidos com o que a placa veria em um servidor com solicitações de E/S empilhadas.
Para ver o desempenho em linha reta, usamos o IOMeter com um teste de transferência sequencial de 4 MB alinhado a 2K, com uma taxa efetiva de profundidade de fila de 4.
O WarpDrive apresentou forte desempenho, medindo 1,542 MB/s de leitura e 1,392 MB/s de leitura.
Nosso próximo teste analisa transferências aleatórias de blocos grandes, mas ainda mantendo o tamanho de transferência de 2 MB.
No teste de transferência aleatória de 2 MB, as velocidades de leitura permaneceram aproximadamente no mesmo nível, medindo 1,539 MB/s, mas as velocidades de gravação caíram para 1,262 MB/s.
Nosso próximo teste analisa tanto a leitura/gravação aleatória de 4K com profundidade de fila baixa quanto os valores de profundidade de fila de pico para todos os SSDs PCI-e que testamos em nosso laboratório.
Em uma profundidade de fila efetiva baixa de 4, o LSI WarpDrive mediu 25,765 IOPS de leitura e 65,344 IOPS de gravação, oferecendo forte desempenho off-line. Nesse cenário, o Fusion-io ioDrive o superou.
Dado o desempenho QD = 4 ligeiramente mais fraco do WarpDrive, não foi uma surpresa ver números de latência mais altos do que o Fusion-io ioDrive em nosso gráfico. As diferenças na latência de pico provavelmente podem ser atribuídas às diferenças de NAND e controlador, especialmente com o WarpDrive tendo seis processadores SandForce para sincronizar em comparação com apenas dois controladores no ioDrive Duo. A latência máxima foi excelente, chegando a 27.7ms durante o nosso teste.
A próxima metade de nossos benchmarks sintéticos são testes em rampa, cobrindo o desempenho desde os primeiros níveis de profundidade da fila até um máximo de 64 (QD=256) ou 128 (QD=512). Esta seção também inclui nossos testes de perfil de servidor, que desde o início são projetados para mostrar o desempenho dos produtos corporativos sob cargas de servidor mistas exigentes.
O WarpDrive atinge rapidamente seus níveis de desempenho máximo, mostrando um forte aumento na profundidade de fila 8 e acima.
Em nosso teste de gravação 4K em rampa, o WarpDrive atingiu 160,000 IOPS com dados repetidos.
A próxima metade de nossos benchmarks sintéticos também são testes de rampa, cobrindo o desempenho desde os primeiros níveis de profundidade da fila até um máximo de 64 (QD=256) ou 128 (QD=512). Esta seção inclui nossos testes de perfil de servidor, que desde o início são projetados para mostrar o desempenho dos produtos corporativos sob cargas de servidor mistas exigentes. O LSI WarpDrive manteve um desempenho muito forte, sendo superado apenas pelo OCZ Z-Drive R4, que possui oito controladores totais da última geração SandForce.
Benchmarks sintéticos empresariais
O desempenho do Flash muda quanto mais tempo você grava em uma unidade e as velocidades diminuem até que a unidade atinja sua velocidade de estado estável. Em um ambiente corporativo, o burst inicial dificilmente é relevante se, após uma hora de uso, a unidade não apresentar essa velocidade novamente. É aqui que entra o benchmarking de estado estável, mostrando como a unidade funciona sob uma carga 24 horas por dia, 7 dias por semana. Por esse motivo, todos os benchmarks a seguir foram pré-condicionados e registrados em um modo de estado estacionário.
Utilizamos nosso Ambiente de Teste Empresarial da StorageReview para avaliar o desempenho do LSI WarpDrive, representando com precisão suas capacidades em um ambiente corporativo. A plataforma de testes empresariais é baseada em um Lenovo ThinkServer RD240 , equipado com dois processadores Intel Xeon X5650, executando o Windows Server 2008 R2. Todos os valores do IOMeter são representados como valores binários para velocidades em MB/s.
Nosso primeiro teste analisa a velocidade em um ambiente de gravação sequencial com grandes transferências de blocos. Este teste específico usa um tamanho de transferência de 2 MB com IOMeter, com alinhamento de setor de 4 k e mede o desempenho com uma profundidade de fila de 4.
Com dados totalmente incompressíveis, o LSI WarpDrive manteve uma forte velocidade de leitura de 851 MB/s e uma velocidade de gravação de 611 MB/s.
Mudando para um perfil de acesso aleatório, mas ainda mantendo um grande tamanho de transferência de bloco de 2 MB, começamos a ver como o desempenho varia em um ambiente multiusuário. Este teste mantém o mesmo nível de profundidade de fila de 4 que usamos no benchmark de transferência sequencial anterior.
As velocidades de leitura estáveis incompressíveis foram desfasadas ao mudar para uma transferência aleatória, medindo 846 MB/s. As velocidades de gravação caíram, no entanto, quando comparado a alguns dos SSDs corporativos de 2.5 polegadas que analisamos recentemente, o WarpDrive oferece 2-3x a velocidade medindo 216 MB/s.
Nosso próximo teste analisa o desempenho de gravação aleatória de 4K em uma profundidade de fila estática de 32 e os resultados são registrados e a média é calculada assim que as unidades atingem o estado estável. Embora o desempenho de IOPS seja uma boa métrica para medir o desempenho de estado estável, outra área importante de interesse é a média e a latência de pico. Valores de latência de pico mais altos podem significar que certas solicitações podem ser armazenadas em backup contínuo intenso.
Em estado estacionário com dados totalmente incompressíveis, o WarpDrive estabeleceu uma velocidade de gravação aleatória de 4K de 35,119 IOPS com uma latência média de 0.91ms em uma profundidade de fila de 32. A latência máxima durante a duração deste teste mediu 57.77ms, sem picos altos.
Cada um de nossos testes de perfil de servidor tem uma forte preferência em relação à atividade de leitura, variando de 67% de leitura com nosso perfil de banco de dados a 100% de leitura em nosso perfil de servidor da web. Como o WarpDrive utiliza processadores SandForce que podem compactar dados para velocidades mais rápidas, medimos o desempenho em estado estacionário com 0% e 90% de compressibilidade. Isso mostra os dois lados polares das condições do mundo real, onde alguns dados em um determinado ambiente podem ser repetidos e compactados.
Nosso primeiro perfil de servidor abrange as condições do banco de dados, com uma mistura de carga de trabalho de 67% de leitura e 33% de gravação centrada principalmente em tamanhos de transferência de 8K.
Em nosso perfil de banco de dados, o WarpDrive foi capaz de enviar 33,441 IOPS com dados incompressíveis, que acelerou até 83,565 IOPS com 90% de informações compressíveis.
O próximo perfil analisa um servidor de arquivos, com carga de trabalho de 80% de leitura e 20% de gravação distribuída em vários tamanhos de transferência variando de 512 bytes a 64 KB.
Em nosso teste de servidor de arquivos, o WarpDrive ainda ofereceu velocidades impressionantes com dados totalmente incompressíveis, medindo 29,009 IOPS, acelerando para mais de 65,000 IOPS com um padrão compressível de 90%.
Nosso perfil de servidor web é somente leitura com tamanhos de transferência de 512 bytes a 512 KB.
Foi surpreendente ver uma diferença na velocidade entre os níveis de compressibilidade em nosso perfil de servidor da web sendo somente leitura. Neste teste o WarpDrive mediu 36,197 IOPS com dados incompressíveis e 50,555 IOPS quando 90% compressíveis.
O último perfil analisa uma estação de trabalho, com uma mistura de 20% de gravação e 80% de leitura usando transferências de 8K.
Em uma configuração de estação de trabalho, o LSI WarpDrive tinha velocidades medindo 37,795 IOPS com dados incompressíveis que escalavam até 85,222 IOPS com 90% de informações compressíveis.
Benchmarks do mundo real
Nosso rastreamento corporativo abrange um ambiente de servidor de correio do Microsoft Exchange. Capturamos a atividade de nosso servidor de e-mail StorageReview durante alguns dias. Este hardware de servidor consiste em um ambiente Dell PowerEdge 2970 executando o Windows Server 2003 R2 operando a partir de três discos rígidos SAS de 73 GB 10k em RAID5 no controlador integrado Dell Perc 5/I. O rastreamento consiste em muitas solicitações de transferência pequenas, com uma forte carga de leitura de 95% e tráfego de gravação de 5%.
Em uma configuração de rastreamento corporativo que abrange um servidor de e-mail, o LSI WarpDrive manteve velocidades de 830 MB/s, atingindo mais de 104,000 IOPS.
Conclusão
Ficamos felizes em poder revisar novamente o LSI WarpDrive SLP-300 no novo ambiente de teste corporativo. Embora o espaço do PCIe SSD continue fluido, uma coisa é clara: soluções com componentes de qualidade e engenharia encontrarão seu caminho para o topo desse mercado em rápido crescimento. Isso é parte do que é tão empolgante sobre o WarpDrive - com a LSI agora possuindo a tecnologia do controlador principal, os produtos WarpDrive atuais e futuros devem continuar a ser bastante impressionantes, dando à LSI uma liderança de engenharia quando se trata de SSDs PCIe baseados na tecnologia SandForce.
Embora claramente não seja a solução de armazenamento PCIe mais rápida que já vimos, é de longe a que tem o suporte de driver mais forte. Baseada no controlador LSI SAS2008, esta placa é compatível com a maioria dos principais sistemas operacionais, incluindo Windows, Linux e Mac OS. Também é inicializável, o que nem todas as soluções SSD PCIe são. Com compatibilidade de ampla faixa com forte desempenho de E/S em situações de resistência, o LSI WarpDrive tem o que os compradores corporativos desejam. Aproveitando seis controladores SandForce SF-1500, vimos velocidades de gravação aleatórias de 4K em cenários de pior caso com dados incompressíveis medindo 35,000 IOPS em estado estacionário. Em áreas onde os dados podem não ser totalmente aleatórios como nosso ambiente de banco de dados, os processadores SandForce foram capazes de acelerar as transações, aumentando o desempenho da faixa de 30 IOPS para acima de 80 IOPS.
O SLP-300 WarpDrive não é para todos. Com este modelo sendo apenas SLC, provavelmente é um exagero para algumas situações em que não há atividade de gravação constante, onde as soluções eMLC podem ser mais econômicas com resistência suficiente para fazer o trabalho. Não seria muito surpreendente ver a LSI oferecer uma solução baseada em eMLC em algum momento.
A LSI mudou o jogo ao comprar a SandForce. Com uma importante vantagem de engenharia, a LSI pode não apenas suportar melhor a geração atual do WarpDrive, mas também terá uma vantagem significativa ao usar os processadores SandForce na próxima geração do WarpDrive 2. Com o tempo que esses produtos passam em ambientes de produção, o suporte é um grande negócio e, embora às vezes seja difícil de quantificar, há um claro benefício em ter uma equipe de engenharia e um processador internos, especialmente quando combinado com o pedigree de armazenamento de longa data da LSI.
Prós
- Inicializável com excelente compatibilidade
- Faz jus ao seu nome com ótimo desempenho, sem necessidade de alimentação externa
- Os processadores SandForce aumentam o desempenho com facilidade em áreas com alguma compressibilidade
- Tamanho pequeno, não muito maior do que o tamanho de uma placa RAID padrão
Contras
- Disponível apenas na capacidade de 300 GB
- Nenhuma opção eMLC
ponto de partida
O LSI WarpDrive SLP-300 é, antes de tudo, um SSD PCIe empresarial de alto desempenho que se destaca no mercado ao qual se destina. Combinando a compatibilidade e confiabilidade do controlador LSI SAS2008 com seis processadores SandForce SF-1500 e 300 GB de SLC NAND utilizável, a LSI criou um dispositivo potente que pode oferecer excelente desempenho em cenários de alto uso de E/S com alguma compressibilidade. Embora várias outras opções tenham chegado ao mercado desde que foi lançado, o WarpDrive ainda se mantém neste mercado em rápida expansão.
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