Liqid Element AIC 是一款性能卓越的高容量 PCIe SSD，在 HHHL 封装中集成了四个 m.2 NVMe SSD 和一个 PCIe 开关。 它旨在处理对性能要求苛刻的工作负载，并提供与支持 NVMe 设备的现有系统的完全兼容性。 Element 采用半高半长标准外形，配备采用最新 NVMe 协议的 Gen 3.0 x8 PCIe 接口。 Element 提供数据中心和企业型号，容量高达 15.40TB 和 12.80TB，并提供高达 1.25M IOPS 或 7GB/s 带宽的令人难以置信的性能。
如上所述，Liqid Element AIC 专为数据中心和企业环境而设计。 由于要在这些任务关键型环境中利用 Element，人们会期望获得显着的性能结果。 Liqid 声称 Element AIC 可以达到高达 7,000MB/s 的顺序读取速度和 6,300MB/s 的顺序写入速度。 对于随机 4KB 读/写，他们分别声称 1,250,000 和 900,000 IOPS。 最后，他们指出延迟前端为 80μs 读取和 20μs 写入。
在这篇评论中，我们将看看 Liqid Element AIC 是否能达到它的要求，以及它如何与竞争对手抗衡。 我们将测试带有四个三星 SM963 1.92TB SSD 的 Liqid PCIe 交换机，总容量为 7.68TB。 供货时，每个驱动器都超额配置低至 1.6TB 以提高性能。
液体元素 AIC 规格
| 外形 | 标准外形 HHHL 卡 |
| 原始容量 | 最高16 TB |
| NAND型 | 薄层3D NAND |
| 接口 | PCI Express 3.0x8 |
| 协议 | NVMe 1.2.1 |
| 性能 | |
| 顺序阅读 | 7.0 GB /秒 |
| 顺序写入 | 6.3 GB /秒 |
| 随机读取 (4K) | 1,250,000 IOPS |
| 随机写入 (4K) | 900,000 IOPS |
| 随机写入 (4K) (SS) | 275,000 IOPS |
| 延迟（读/写） | 80 /20μs |
| 耐力 | |
| 兆字节写入 (TBW) | 884 - 30,765 |
| 电力 | |
| 有效 | ~25W 典型值 |
| 输入 | 仅 12 V（可选辅助电源电缆） |
| 空气流动 | 最小 400 LFM |
| 湿度系统 | 5％至95％（非凝结） |
| 重量 | 6-10 oz |
| 温度 | |
| Op | 0至55摄氏度 |
| 非操作 | -40至75℃ |
| 保修政策 | 3 年或最长使用期限 |
性能
测试平台
我们的企业级固态硬盘评测使用联想ThinkSystem SR850进行应用测试，使用戴尔PowerEdge R740xd进行综合基准测试。ThinkSystem SR850是一款配置精良的四核CPU平台，其CPU性能远超高性能本地存储所需的极限。对于CPU资源要求不高的综合测试，则使用更传统的双核服务器。无论使用哪种服务器，我们的目标都是在符合存储厂商最大硬盘规格的前提下，尽可能全面地展现本地存储的性能。
联想 ThinkSystem SR850
- 4 个 Intel Platinum 8160 CPU（2.1GHz x 24 核）
- 16 x 32GB DDR4-2666Mhz ECC 内存
- 2 个 RAID 930-8i 12Gb/s RAID 卡
- 8 个 NVMe 托架
- VMware ESXI 6.5
戴尔 PowerEdge R740xd
- 2 个英特尔金牌 6130 CPU（2.1GHz x 16 核）
- 16 x 16GB DDR4-2666MHz ECC 内存
- 1x PERC 730 2GB 12Gb/s RAID 卡
- 附加 NVMe 适配器
- Ubuntu-16.04.3-桌面-amd64
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。
本次评测的对比产品：
- 华为 ES3000 v5 3.2TB
- 三星 PM1725a 1.6TB
- Memblaze PBlaze5 910 AIC 7.68TB
- 记忆 PBlaze5 900 3.2TB
- 东芝 PX04 1.6TB
- 记忆 PBlaze5 910 3.84TB
- 英特尔 P4510 2TB
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 Liqid Element AIC 的基准测试包括：通过 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。
SQL Server 性能
每个 SQL Server VM 都配置有两个虚拟磁盘：100GB 卷用于启动，500GB 卷用于数据库和日志文件。 从系统资源的角度来看，我们为每个 VM 配置了 16 个 vCPU、64GB DRAM 并利用了 LSI Logic SAS SCSI 控制器。 虽然我们之前测试的 Sysbench 工作负载在存储 I/O 和容量方面使平台饱和，但 SQL 测试正在寻找延迟性能。
此测试使用运行在 Windows Server 2012 R2 虚拟机上的 SQL Server 2014，并由 Quest 的数据库基准测试工具进行压力测试。StorageReview 的Microsoft SQL Server OLTP 测试协议采用事务处理性能委员会 (TPPC) 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工具，可模拟复杂应用程序环境中的活动。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。本次评测中使用的每个 SQL Server 虚拟机实例均包含一个 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事务性能和延迟。
SQL Server 测试配置（每个虚拟机）
- Windows服务器2012 R2的
- 存储空间：分配 600GB，使用 500GB
- SQL Server的2014的
- 数据库大小：1,500 规模
- 虚拟客户端负载：15,000
- 内存缓冲区：48GB
- 测试时长：3 小时
- 2.5 小时预处理
- 30分钟采样期
对于我们的 SQL Server 事务基准测试，Liqid Element AIC 以 12,646.1 TPS 位居榜首，优于 Memblaze PBlaze5 910 7.68TB AIC，后者的 TPS 为 12,645.1。
Liqid Element AIC 在我们的 SQL Server 测试中名列前茅，以 1.0 毫秒的平均延迟排名第一。
系统性能
下一个应用基准测试是使用SysBench 对Percona MySQL OLTP 数据库进行测量。该测试测量平均 TPS（每秒事务数）、平均延迟以及平均第 99 百分位延迟。
每个Sysbench虚拟机都配置了三个虚拟磁盘：一个用于启动（约 92GB），一个用于预构建的数据库（约 447GB），第三个用于待测数据库（270GB）。从系统资源角度来看，我们为每个虚拟机配置了 16 个虚拟 CPU、60GB DRAM，并使用了 LSI Logic SAS SCSI 控制器。
Sysbench 测试配置（每个虚拟机）
- CentOS 6.3 64 位
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- 数据库表：100
- 数据库大小：10,000,000
- 数据库线程：32
- 内存缓冲区：24GB
- 测试时长：3 小时
- 2 小时预处理 32 个线程
- 1 小时 32 个线程
在 Sysbench 事务基准测试中，我们看到 Liqid Element 再次以 10,601.3 TPS 位居榜首。
在 Sysbench 平均延迟方面，Liqid Element 以令人印象深刻的 12.2 毫秒延迟领先。
最后，在我们最坏情况下的延迟基准测试中，Element AIC 被 Memblaze 7.68TB PBlaze 910 AIC 略微超越其最高位置，其排名为 25.9 毫秒。 仅落后 0.3 毫秒，Liqid Element AIC 达到 26.2 毫秒。
SideFX 的胡迪尼
Houdini 测试专门用于评估与 CGI 渲染相关的存储性能。该测试平台是我们实验室常用的戴尔 PowerEdge R740xd服务器的变体版本，配备双 Intel 6130 CPU 和 64GB DRAM。我们在此服务器上安装了裸机运行的 Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) 操作系统。基准测试的输出结果以完成测试所需的时间（秒）来衡量，时间越短越好。
Maelstrom 演示代表了渲染管线的一部分，它通过演示其有效使用交换文件作为扩展内存形式的能力来突出存储的性能。 测试不会写出结果数据或处理点，以隔离延迟对底层存储组件的影响。 测试本身由五个阶段组成，我们将其中三个阶段作为基准测试的一部分运行，如下所示：
- 从磁盘加载打包点。 这是从磁盘读取的时间。 这是单线程的，可能会限制整体吞吐量。
- 将点解压缩到一个平面数组中，以便对其进行处理。 如果这些点不依赖于其他点，则可以调整工作集以保留在核心中。 这一步是多线程的。
- （未运行）处理点。
- 将它们重新打包成适合存储回磁盘的分桶块。 这一步是多线程的。
- （未运行）将分桶块写回磁盘。
Element AIC 在 Houdini 测试中表现出色，以 2,519.4 秒的成绩在非 Optane 驱动器中排名第三，总体排名第八。
VDBench 工作负载分析
在对存储设备进行基准测试时，应用程序测试是最好的，综合测试排在第二位。 虽然不能完美代表实际工作负载，但综合测试确实有助于为具有可重复性因素的存储设备建立基线，从而可以轻松地在竞争解决方案之间进行同类比较。 这些工作负载提供了一系列不同的测试配置文件，从“四个角”测试、常见的数据库传输大小测试到来自不同 VDI 环境的跟踪捕获。 所有这些测试都利用通用的 vdBench 工作负载生成器，以及一个脚本引擎来自动化和捕获大型计算测试集群的结果。 这使我们能够在各种存储设备上重复相同的工作负载，包括闪存阵列和单个存储设备。 我们针对这些基准测试的测试过程用数据填充整个驱动器表面，然后将驱动器部分分区为驱动器容量的 25%，以模拟驱动器如何响应应用程序工作负载。 这与使用 100% 的驱动器并使它们进入稳定状态的全熵测试不同。 因此，这些数字将反映更高的持续写入速度。
简介：
- 4K 随机读取：100% 读取，128 个线程，0-120% 重复率
- 4K 随机写入：100% 写入，64 线程，0-120% iorate
- 64K 顺序读取：100% 读取，16 线程，0-120% 迭代
- 64K 顺序写入：100% 写入，8 个线程，0-120% 迭代
- 综合数据库：SQL 和 Oracle
- VDI 完整克隆和链接克隆跟踪
在我们的第一个 VDBench 工作负载分析中，我们研究了随机 4K 读取性能。 Liqid Element 以 1,454,406 IOPS 的峰值性能和 273.4μs 的延迟表现优于竞争对手。
接下来我们查看了 4K 随机写入性能，其中 Element 在 664,399μs 的延迟下达到了 30.7 IOPS，这非常令人印象深刻。 当过度饱和时，它会回溯一点并以 593,364 IOPS 结束，延迟为 818.2μs。
切换到顺序工作负载后，Element 超越了所有，以 106,935 IOPS 或 6.68GB/s 结束，延迟为 597μs。
在 64K 顺序写入中，Element 在延迟方面回到第三位，峰值为 40,679 IOPS 或 2.54GB/s，延迟为 1,431.1μs。
接下来，我们看看我们的 SQL 工作负载。 在这里，Element 以 686,486 IOPS 的峰值性能和 184.5μs 的延迟以非常大的优势位居第一。
转向 SQL 90-10，Element 完成了 561,899 IOPS，延迟为 224.2μs，再次远远超过任何其他测试的驱动器。
在 SQL 80-20 中，Element 以 459,010 IOPS 和 271.4 μs 的延迟保持领先。
对于我们的 Oracle 测试，Element 在延迟方面开始有点落后。 对于第一个测试 Oracle 工作负载，Element 的延迟为 334.5 微秒，排名第五，峰值为 396,492 IOPS，比排名第二的驱动器高大约 120K IOPS。
Oracle 90-10 显示驱动器达到 486,053 IOPS 和 179.7μs 的延迟。
Liqid 在 Oracle 207.6-80 测试中测得 20μs，峰值时显示 417,434 IOPS。
接下来，我们切换到 VDI 克隆测试、完整克隆 (FC) 和链接克隆 (LC)。 对于 VDI FC Boot，Element 完成了 294,803 IOPS，延迟最高，为 443.7μs。
我们以 128,741 IOPS 和 906.5μs 的延迟完成了 VDI 初始登录测试。
Element 在 VDI FC Monday Login 的延迟方面落后，在 97,380μs 的延迟水平下为 651.5 IOPS。
切换到链接克隆 (LC)，我们首先查看启动测试。 在这种情况下，Element 以 348.7μs 的延迟排名第四，峰值为 182,415 IOPS。
VDI LC Initial Login 的驱动峰值为 57,987 IOPS 和 547.8μs 延迟。
对于我们的最终测试，VDI LC Monday Login the Element 在 72,412μs 的延迟水平下完成了 878.9 IOPS。
结语
Element AIC 是 Liqid 的 PCIe 交换技术的展示，展示了令人难以置信的性能，并且没有锁定到特定的 SSD，让用户可以更自由地选择他们想要使用的 SSD。 薄型、标准外形的 HHHL 卡提供极致性能、高可靠性、断电数据保护、主动遥测监控、热调节、电源管理和低开销架构。
在性能方面，Element AIC 确实符合 Liqid 的要求。 在我们的应用程序工作负载分析性能测试中，Element 几乎在所有测试中都名列前茅。 在 SQL Server 中，Liqid 的事务得分最高，为 12,646.1 TPS，最低延迟为 1 毫秒。 Sysbench 的 Liqid 为 10,601.3 TPS，平均延迟为 12.2 毫秒，最坏情况下的延迟为 26.2 毫秒。 在 Houdini 方面，除了 Optane 驱动器之外，它在非 Optane 驱动器方面排名第三，为 2,519.4 秒。
我们的 VDBench 工作负载分析有点复杂。 Liqid 在大多数情况下具有最高的性能，但运行延迟往往更高（尽管它从未超过 1 毫秒）。 一些亮点包括 1.45K 读取中的 4 万 IOPS、664K 写入中的 4K IOPS、6.68K 读取中的 64GB/s、2.54K 写入中的 64GB/s、SQL 中的 686K IOPS、SQL 562-90 中的 10K IOPS、SQL 459 中的 90K IOPS -10、Oracle 中 396K IOPS、Oracle 486-90 中 10K IOPS、Oracle 417-80 中 20K IOPS、VDI FC 引导中 295K IOPS 和 VDI LC 引导中 182K IOPS。
Liqid Element AIC 提供了令人印象深刻的性能数据，使其成为数据中心和企业环境的理想选择。 鉴于卡设计的灵活性，允许对所利用的底层 SSD 采取不可知的方法，用户将看到性能因所选 SSD 而异。
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