华为 ES3000 V2 AIC PCIe SSD 评测

by StorageReview 企业实验室 on 2015 年 12 月 21 日

企业版 ◇ SSD

华为ES3000 V2 PCIe SSD卡旨在解决服务器存储IO瓶颈，加速业务应用，提高整体资源利用率。 ES3000 系列提供全高、半长和半高外形尺寸，容量选项从 600GB 到最大 3.2TB。

因此，ES3000 存储卡配备了 19/20 纳米 NAND 闪存，其稳定读取IOPS 性能高达 770,000 万以上，3.2TB 容量的最大读取带宽为 3,100MB/s。ES3000 系列还内置 ECC 纠错和动态 RAID 5 引擎，有助于确保数据可靠性。此外，其动态 RAID 算法允许通道间资源共享，从而避免因通道故障导致的数据丢失。这种单芯片故障保护机制会移除故障的存储芯片，同时 RAID 算法会恢复数据并自动重建 RAID 组，以确保 ES3000 持续稳定运行。

华为 ES3000 提供多种容量：600GB、800GB、1.2TB、1.6TB、2.4TB 和 3.2TB。在本次评测中，我们将关注 1.6TB 薄型卡和 3.2TB FHHL 卡，后者配备了两个控制器。这实际上是两个 1.6TB 驱动器的组合；但是，存储全部驻留在一个池中。过去，多控制器卡利用两个必须在主机（服务器）级别组合的不同存储池是很常见的。所有驱动器均享有 5 年保修。

华为 ES3000 V2 PCIe SSD 规格

可用容量：
- 600GB
- 800GB
- 1.2TB
- 1.6TB
- 2.4TB
- 3.2TB
NAND 类型：19/20nm MLC
总线接口：PCIe 2.0 x8
性能：
- 最大读取带宽 (GB/s)：3.1 (3.2TB)、1.55 (1.6TB)
- 稳定读取 IOPS (4 KB)：770,000 (3.2TB)、395,000 (1.6TB)
- 最大限度。写入带宽 (GB/s):
  - 1.1（1.6TB）
  - 2.2（3.2TB）
- 最大限度。写入 IOPS (4 KB)：
  - 270,000（1.6TB）
  - 540,000（3.2TB）
- 稳定的写入 IOPS (4 KB)：
  - 115,000（1.6TB）
  - 230,000（3.2TB）
能量消耗
- 12W 至 25W (1.6TB)
- 25W 至 55W (3.2TB)
耐力：3 DWPD，5 年

设计与建造

驱动器的一侧是一个大型黑色散热器，靠近顶部带有华为品牌标识。全高的两个角都有品牌，半高的左上角有品牌。全高驱动器靠近 PCIe 接口底部有 4 个电容，半高驱动器在驱动器顶部有 3 个电容。

驱动器的另一侧是裸露的电路板，可以看到美光 NAND 封装和 SK 海力士 DRAM 芯片。两种外形规格的标签上都有型号和额定功率等信息。

测试背景和比较

StorageReview企业测试实验室提供灵活的架构，用于在与管理员实际部署环境相近的环境中对企业存储设备进行基准测试。该实验室集成了各种服务器、网络、电源调节和其他网络基础设施，使我们的工作人员能够模拟真实环境，从而在评测过程中准确评估设备性能。

我们在评测中融入了实验室环境和测试流程的详细内容，以便IT专业人员和存储采购负责人能够了解我们取得以下结果的条件。我们所有的评测均未接受被测设备制造商的付费或监督。有关StorageReview企业测试实验室及其网络功能的更多详情，请参阅相关页面。

我们测试了华为，同时将其与以下其他 AIC NVMe SSD 进行了比较：

记忆 PBlaze4 3.2TB
英特尔 DC P3608 1.6TB
HGST 超级星 EN150

应用程序工作负载分析

为了解企业级存储设备的性能特征，必须对实际生产环境中的基础架构和应用工作负载进行建模。因此，我们对 Memblaze PBlaze4 的首个基准测试是使用 SysBench 测试 MySQL OLTP 性能，以及使用模拟 TCP-C 工作负载测试Microsoft SQL Server OLTP 性能。在我们的应用工作负载测试中，每个硬盘将运行 2-4 个配置相同的虚拟机。

StorageReview 的Microsoft SQL Server OLTP 测试协议采用事务处理性能委员会 (TPC) 基准测试 C (TPC-C) 的最新草案。TPC-C 是一款在线事务处理基准测试，能够模拟复杂应用环境中的各种活动。与合成性能基准测试相比，TPC-C 基准测试更能准确地评估数据库环境中存储基础架构的性能优势和瓶颈。本次评测中，我们使用的每个 SQL Server 虚拟机实例都包含一个 333GB（1,500 规模）的 SQL Server 数据库，并在 15,000 个虚拟用户的负载下测量其事务性能和延迟。

在查看 SQL Server 输出时，华为驱动器发布了最佳结果，最高 TPS 为 3,157.40，总计为 3,157.34 TPS。

在 15k 用户 SQL Server 基准测试中的平均延迟结果显示，华为硬盘与其他三个硬盘一起位居排行榜榜首：SanDisk、Memblaze 和 HGST SSD；所有这些都发布了 7.0ms。

下一个应用程序基准测试包括通过 SysBench 测量的 Percona MySQL OLTP 数据库。此测试测量平均 TPS（每秒事务数）、平均延迟以及平均 99% 延迟。 Percona 和 MariaDB 在其最新版本的数据库中使用 Fusion-io 闪存感知应用程序 API，尽管为了进行比较，我们在其“传统”块存储模式下测试了每个设备。

在平均每秒交易量基准中，华为的两种容量均以 3,868.7 TPS (3.2TB) 和 3,565.3 TPS 的总和排名垫底。

在查看平均延迟结果时，HGST 取得了相当不错的结果，单个虚拟机的运行时间在 21.66 毫秒到 22.10 毫秒之间，总延迟为 21.87 毫秒。

就我们最坏情况下的 MySQL 延迟情况（第 99 个百分位延迟）而言，华为的两种能力都处于垫底。性能最好的驱动器是 SanDisk，它的总运行时间仅为 41.92 毫秒，令人印象深刻。

企业综合工作负载分析

闪存性能会随着驱动器逐渐适应工作负载而变化，这意味着在进行每次fio 综合基准测试之前，必须对闪存存储进行预处理，以确保基准测试的准确性。所有用于对比的驱动器均使用厂商提供的工具进行安全擦除，并在 16 个线程的高负载下（每个线程有 16 个未完成任务）进行预处理，使其达到稳定状态。

预处理和初级稳态测试：
吞吐量（读+写 IOPS 聚合）
平均延迟（读+写延迟一起平均）
最大延迟（峰值读取或写入延迟）
延迟标准偏差（读+写标准偏差一起平均）

预处理完成后，每个设备都会在多个线程/队列深度配置文件中按时间间隔进行测试，以显示轻度和重度使用情况下的性能。我们对 Memblaze PBlaze4 的综合工作负载分析使用两个配置文件，它们广泛用于制造商规范和基准测试。重要的是要考虑到合成工作负载永远不会 100% 代表生产工作负载中看到的活动，并且在某些方面不准确地描绘了现实世界中不会发生的场景中的驱动器。

4k
- 100% 读取和 100% 写入
8k
- 70% 读取/30% 写入

在我们的吞吐量 4k 写入预处理测试中，整体性能最高的驱动器是华为 3.2TB 驱动器。 1.6TB 模型以大约 320,000 IOPS 开始，同时在某种程度上稳定在 120,000 IOPS 左右。

接下来我们看看平均延迟，其中顶级驱动器再次是华为 3.2TB，其稳定状态测量值略高于 1.0 毫秒。 1.6TB 驱动器位于排行榜底部的另一端。

在测量最大延迟时，华为的两种性能在整个测试过程中的结果几乎相同，只有一次峰值超过 40 毫秒。总体而言，英特尔驱动器表现出最佳性能。

本质上，标准差计算的目的是让我们更容易可视化SSD延迟的一致性。在这里，两款华为硬盘都发布了不一致的结果，尤其是 1.6TB 型号（达到 3.5 毫秒以上）。虽然 HGST 在测试结束时具有最佳延迟，但 Intel 的总体结果最稳定，在稳定状态下徘徊在 1.6 毫秒以下。

现在驱动器已经过预处理，我们将查看主要的 4k 合成基准。在吞吐量方面，华为3.2TB表现出色，读取753,933 IOPS，写入229,914 IOPS领先；但是，1.6TB 型号记录的结果将其置于包的底部。英特尔驱动器在读取列中表现最佳，达到令人印象深刻的 851,693 IOPS。

从平均延迟来看，两款华为硬盘均处于排行榜底部；但是，华为 3.2TB 驱动器的写入延迟最好，为 1.11 毫秒。 Intel 以 0.03 毫秒记录了读取的最佳平均延迟。

在最大延迟方面，华为硬盘取得了相当不错的成绩，4.9TB 和 33.4TB 的读取时间分别为 8.4 毫秒/38.0 毫秒，读取时间为 3.2 毫秒，写入时间为 1.6 毫秒。读取方面表现最好的是 Memblaze 驱动器，只有 4.6 毫秒，但它的写入延迟最慢。

从标准偏差来看，华为硬盘再次垫底，3.2TB 型号的读取时间为 0.249 毫秒，写入时间为 2.229 毫秒。读取方面表现最好的是 Memblaze 驱动器，它拥有令人印象深刻的 0.107 毫秒。

我们的下一个工作负载使用 8k 传输，读取操作占 70%，写入操作占 30%。也就是说，在切换到主要测试之前，我们将从预处理结果开始。在吞吐量方面，华为 3.2TB 驱动器在达到约 282,000 IOPS 的稳定状态后表现出最佳性能，尽管它的开始有点粗糙、不稳定。 1.6TB 型号在排行榜中垫底。

接下来我们看看平均延迟，其中 3.2TB 华为驱动器表现出与整个相同的趋势：开始较弱但结束时非常强劲。也就是说，它稳定在 1.0 毫秒以下。

在测量最大延迟时，华为的两个容量都是最一致的驱动器，因为在整个测试过程中都没有出现重大峰值。表现最好的是 3.2TB 型号，最后徘徊在 16 毫秒左右。

在标准偏差计算中，3.2TB 华为驱动器以显着优势获得最佳延迟，在 1.0 毫秒以下记录了令人印象深刻的稳定状态。不幸的是，1.6TB 的结果恰恰相反，位于排行榜的底部。

在我们对驱动器进行全面预处理后，我们对其进行了主要的 8k 70/30 测试。在吞吐量方面，除了华为 3.2TB 外，大多数驱动器的性能几乎相同，华为 280,000TB 很早就脱颖而出，最终在终端中达到了令人难以置信的 XNUMX IOPS。

在查看平均延迟时，结果是相似的，英特尔、Memblaze、HGST 和 1.6TB 华为驱动器的性能几乎相同。同样，性能最佳的驱动器是 3.2TB 的华为驱动器，最终在终端队列深度中略低于 0.9 毫秒。

查看最大延迟显示两个华为驱动器的延迟都非常小，尽管它确实在接近测试结束时开始出现峰值。总体而言，英特尔驱动器显示出最好的结果。

标准偏差显示的性能与最大和平均延迟读数非常相似。在这里，华为 3.2TB 驱动器在 8T8Q 标记附近拉开距离，以大约 0.9 毫秒的成绩记录了最佳整体结果。

结语

华为的 AIC NVMe SSD 有全高和半高两种外形，容量从 600GB 到 3.2TB 不等。与所有新的 NVMe AIC SSD 一样，华为 ES3000 v2 驱动器声称具有高性能（高达 770K IOPS 读取和 230K IOPS 写入，性能稳定）和极低延迟（31µs 读取和 9µs 写入）。与最近推出的大多数 NVMe AIC SSD 一样，华为的驱动器也瞄准了数据库、HPC 和云计算。

在性能方面，我们测试的华为硬盘在 SQL Server 应用程序测试中表现良好（但我们测试的所有硬盘彼此非常接近）。 3.2TB 驱动器有足够的容量用于我们的 SQL 测试，而 1.6TB 驱动器则没有。 ES3000 3.2TB 的总性能应该达到 3,157.34 TPS，使其接近榜首，尽管个别虚拟机确实排在首位。平均 SQL 服务器延迟为 7 毫秒，与华为并列第一。转到 Sysbench，Huawei Drives 表现不佳。在每秒事务处理基准测试中，这两个驱动器在单个 VM 中的得分最低，这导致了最低的总得分。对于平均延迟，我们看到 3.2TB 模型的相同放置比 1.6TB 模型的性能略好。凭借第 99 个百分位的 Sysbench，3.2TB 型号以 45.13 毫秒的总分排名第二，但 1.6TB 型号垫底。

切换到我们的综合测试，华为驱动器在我们的大多数预处理基准测试中表现出相当一致的性能。在进入主要基准测试时，3.2TB ES3000v2 显示出比 Sysbench 测试更好的性能。在我们的 4K 吞吐量中，华为 3.2TB 的写入性能最好，为 229、914 IOPS，读取性能第二，为 753,933 IOPS。 4TB 的平均延迟和最大延迟为 3.2K，处于中高端。在我们的 8K 70/30 测试中，华为 3.2TB 硬盘在每项测试中都表现出色，表现出色。

优点