华为 ES3600 v3 NVMe SSD 评测 (2.5”)

by StorageReview 企业实验室 on 2016 年 8 月 10 日

企业版 ◇ SSD

华为ES3000 v3是华为第六代企业级SSD系列NVMe SSD（Non-Volatile Memory Express Solid State Drives）。然而，ES3000 v3 系列是华为首款 NVMe 驱动器。该系列有两种外形规格：2.5 英寸（15 毫米 z 高度）和半高半长附加卡 (HHHL AIC)。该驱动器的容量从 1.2TB 到 3.2TB 不等。

与大多数 NVMe 驱动器一样，ES3000 v3 系列旨在为多个应用程序带来更高的性能。华为使用此驱动器瞄准的应用程序通常是 Oracle/MySQL/SQL Server 数据库、VMware/FusionSphere VM 系统、高性能计算 (HPC) 和大数据分析。 ES3000 v3 驱动器还可用于热数据缓存和 ServerSAN 分布式存储系统。虽然华为并未将这款驱动器作为写入密集型或读取密集型进行营销，但它确实有两个版本：耐久性较低的 ES3500P v3 和耐久性较高的 ES3600P v3 和 ES3600C v3。

在我们的评测中，我们将查看 3.2TB ES3600P v3、2.5 英寸驱动器。

华为ES3600 v3 NVMe SSD规格：

外形尺寸：2.5” | HHHL AIC
接口：PCIe 3.0 x 4
NAND类型：MLC
容量：1.2TB、1.6TB、3.2TB | 1.6TB、3.2TB
性能：
- 512B LBA格式
  - 最大限度。读取带宽：3,100MB/s
  - 稳定读取 4K：770K IOPS
  - 平均读取延迟：76µs
  - 最大限度。写入带宽：1,850MB/s (1.2TB), 2,050MB/s
  - 稳定写入 4K：
    - 2.5“
      - 1.2TB：160K IOPS
      - 1.6TB：175K IOPS
      - 3.2TB：170K IOPS
    - HHHL
      - 1.6TB：175K IOPS
      - 3.2TB：170K IOPS
  - 平均写入延迟：12µs
  - 读/写 7/3 4K：
  - 2.5“
    - 1.2TB：390K IOPS
    - 1.6TB：455K IOPS
    - 3.2TB：440K IOPS
  - HHHL
    - 1.6TB：455K IOPS
    - 3.2TB：440K IOPS
- 4,096B LBA格式
  - 最大限度。读取带宽：
    - 2.5“
      - 1.2TB：3,300MB/秒
      - 1.6TB：3,400MB/秒
      - 3.2TB：3,100MB/秒
    - HHHL
      - 1.6TB：3,400MB/秒
      - 3.2TB：3,100MB/秒
    - 稳定读取 4K：
    - 2.5“
      - 1.2TB：810K IOPS
      - 1.6TB：815K IOPS
      - 3.2TB：800K IOPS
    - HHHL
      - 1.6TB：815K IOPS
      - 3.2TB：800K IOPS
  - 平均读取延迟：76µs
  - 最大限度。写入带宽：
    - 2.5“
      - 1.2TB：1,850MB/秒
      - 1.6TB：2,050MB/秒
      - 3.2TB：2,050MB/秒
    - HHHL
      - 1.6TB：2,050MB/秒
      - 3.2TB：2,050MB/秒
  - 稳定写入 4K：
    - 2.5“
      - 1.2TB：160K IOPS
      - 1.6TB：175K IOPS
      - 3.2TB：170K IOPS
    - HHHL
      - 1.6TB：175K IOPS
      - 3.2TB：170K IOPS
  - 平均写入延迟：12µs
  - 读/写 7/3 4K：
    - 2.5“
      - 1.2TB：410K IOPS
      - 1.6TB：480K IOPS
      - 3.2TB：470K IOPS
    - HHHL
      - 1.6TB：480K IOPS
      - 3.2TB：470K IOPS
最高能量消耗
- 2.5“
  - 1.2TB：17.5W
  - 1.6TB：18.5W
  - 3.2TB：22W
- HHHL
  - 1.6TB：18.5W
  - 3.2TB：22W
可靠性
- 每日工作日：3
- 保固：5年
- MTBF：2亿小时
工作温度：0~70°C
修剪支持
支持的操作系统
- 微软视窗：Windows Server 2012R2
- Linux：RHEL 6/7、SLES 11/12、CentOS 6/7、Ubuntu 13/14
- 管理程序：VMware vSphere 5.5/6、微软Hyper-V、华为FusionSphere

设计和建造

华为 ES3600 v3 是一款 2.5 英寸、15 毫米 z 高度 NVMe SSD。该驱动器主要是纯黑色，顶部有一张标签，上面有型号、容量和接口等信息。

驱动器的底部覆盖有散热器，使驱动器具有脊状外观。

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。

本次审查的可比驱动器：

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设施和应用工作负载进行建模。因此，我们首先对华为 ES3600v3 2.5 英寸硬盘进行了基准测试，测试内容包括使用 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，所有测试的驱动器都具有相似的性能，但华为仅击败了东芝 PX04P，接近垫底。华为驱动器的单个 VM 在 3,154.22 TPS 到 3,154.83 TPS 之间，总得分为 12,618.22 TPS。

在 15k 用户 SQL Server 基准测试中的平均延迟结果再次显示华为驱动器接近底部，仅击败东芝。应该注意的是，华为驱动器的单个 VM 延迟为 11 到 12 毫秒，平均为 11.25 毫秒，明显低于东芝驱动器。

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；然而，为了进行比较，我们在每个设备的“传统”块存储模式下对其进行了测试。

在平均每秒事务处理基准中，华为驱动器翻转了脚本，而不是倒数第二，而是整体第二。单个虚拟机的范围从 1,648.04 TPS 到 1,724.87 TPS，总得分为 6,671.29 TPS。

在平均延迟方面，华为排在第一位，与表现最佳者一较高下，单个 VM 的延迟范围从 18.55 毫秒到 19.41 毫秒不等，平均得分为 19.19 毫秒。

在我们最坏情况下的 MySQL 延迟场景（第 99 个百分位延迟）方面，华为再次提供了强大的性能，将其排在第二位。华为的单个虚拟机延迟在 40.3 毫秒到 41.4 毫秒之间，平均得分为 40.92 毫秒。

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。所有可比较的驱动器均预先设置为稳定状态，并施加 16 个线程的高负载，每个线程的未处理队列为 16。

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。我们对华为 ES3600v3 的综合工作负载分析使用了两个配置文件，这两个配置文件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，华为驱动器开始时表现强劲，并在 175K IOPS 左右的稳定状态下与英特尔驱动器争夺第二名。

平均延迟 4k 修复让华为再次与英特尔驱动器并驾齐驱。华为开始不到 1ms，到稳定结束时徘徊在 1.44ms 左右，略好于 Intel。

就放置而言，预处理最大延迟与上述相似。虽然英特尔和华为再次争夺第二名，但华为在整个基准测试中的表现不太稳定。华为驱动器以不到 22 毫秒的速度位居第二。

标准偏差见证了英特尔和华为硬盘的竞争从争夺第二变为争夺第一。

一旦驱动器预调节到稳定状态，我们就会切换到主要的 4k 合成基准测试。在 4k 吞吐量中，华为硬盘的读取性能最好，达到 741,266 IOPS。在写入性能方面，华为硬盘以 171,186 IOPS 位居第二。

从平均延迟来看，华为能够以 0.344 毫秒的优势击败 Memblaze，在读取方面位居榜首。通过写入，英特尔勉强将华为挤出榜首，该驱动器以 1.492 毫秒位居第二。

最大延迟显示华为驱动器有点不稳定。就读取延迟而言，华为的整体读取延迟最高，为 19.46 毫秒，是紧随其后的驱动器的两倍。在写入延迟方面，华为以 32.81 毫秒的延迟位居第二。

标准偏差给了我们与上述类似的结果。华为再次获得最高读取延迟，为 0.264 毫秒，但最佳写入延迟为 1.32 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%。同样，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，华为驱动器起步强劲，超过了所有其他驱动器，最终达到 220K IOPS。

平均延迟显示出与华为类似的性能。该驱动器开始时很强劲，很容易从其他驱动器上拉开，提供稳定的性能，在 1.15 毫秒左右达到稳定状态。

在最大延迟下，华为失去了连胜纪录，并在接近基准测试开始时飙升至更高的延迟。华为驱动器与 Memblaze 驱动器的性能不一致，然后在 40 毫秒左右排在第二位。

标准偏差显示了另一个不一致的性能，但是，位置要好得多。事实上，华为驱动器以不到 1 毫秒的速度率先完成。

在我们对驱动器进行全面预处理后，我们对它们进行了主要的 8k 70/30 测试。在吞吐量上，华为硬盘自始至终都表现强劲。该驱动器以 219,039 IOPS 排名第一。

平均延迟给了我们与华为相似的位置，再次提供了强大的性能。该驱动器以 1.16 毫秒的延迟再次获得第一名。

具有最大延迟的华为驱动器开始时具有较低的延迟之一。它一直保持在第二位，直到测试快结束时，它突然上升到倒数第二，延迟为 70.9 毫秒。

以标准差计算，华为硬盘自始至终的整体表现都是最好的。

结语

ES3000 v3系列标志着华为首次进入NVMe领域。他们提供 2.5 英寸热插拔外形规格和 HHHL AIC 两种驱动器。该硬盘还提供从 1.2TB 到 3.2TB 不等的各种容量，并提供两种耐用版本：1DWPD 和 3DWPD。虽然该驱动器可用于加速多个应用程序的性能，但它也可用于缓存热数据。

在性能方面，华为驱动器在我们的 SQL Server 基准测试中运行有点低，平均延迟为 11.3 毫秒。然而，从更大的角度来看 SQL Server，11.3 毫秒的总平均延迟仍然是一个不错的数字，比东芝的 20 毫秒强得多，只比表现最好的慢 4.3 毫秒。使用 Sysbench 时，该驱动器的性能要好得多，击败了东芝预期的所有其他驱动器，并且它在每次测试中的表现都紧随其后，总平均 TPS 为 6,671.3，平均延迟为 19.19 毫秒，最坏情况延迟为 40.92 毫秒（与最坏情况下的 36.46 毫秒相比）。华为驱动器在我们的综合测试中表现出更强的性能，在 741,266k 读取中得分高达 4 IOPS，平均 4k 读取延迟低至 0.34 毫秒，并且在我们的 8k 70R/30W 基准测试中预期最大延迟时表现最佳。

总体而言，ES3000 v3 SSD 是华为在此类中首次展示的非常出色的 NVMe。很高兴看到一个具有更多容量的驱动器并且 SQL Server 性能正在得到改善，但总的来说，该驱动器做得很好并且保持性能一致。从他们的第一代和第二代 ES3000 到第三代的过渡标志着向更高级别的兼容性以及 2.5" 外形尺寸作为一种选择的进步。虽然前两代需要为不同的操作系统环境提供驱动程序，但新的基于 NVMe 的模型适用于任何具有本机 NVMe 支持的系统。这为更多服务器打开了大门，更不用说最新一代服务器的 2.5" 插槽支持了。

优点