PBlaze4 企业级 SSD 平台是 Memblaze 的新一代 PCIe 闪存，采用 PMC 的 Flashtec NVMe 控制器和东芝 MLC NAND 构建。 此硬件配置文件为 Memblaze 的 MemSpeed 和 MemSolid SSD 优化技术提供支持，作为符合 NVMe 标准的 SSD 解决方案，具有面向超大规模数据中心和其他企业应用程序的性能和耐用性规格。 与 PBlaze3 一样，该驱动器系列能够卸载许多由具有其他 SSD 架构的主机 CPU 处理的进程。
PBlaze4 企业级 SSD 平台是 Memblaze 的新一代 PCIe 闪存，采用 PMC 的 Flashtec NVMe 控制器和东芝 MLC NAND 构建。 此硬件配置文件为 Memblaze 的 MemSpeed 和 MemSolid SSD 优化技术提供支持，作为符合 NVMe 标准的 SSD 解决方案，具有面向超大规模数据中心和其他企业应用程序的性能和耐用性规格。 与 PBlaze3 一样，该驱动器系列能够卸载许多由具有其他 SSD 架构的主机 CPU 处理的进程。
PBlaze4 驱动器的容量从 800GB 到 3.2TB 不等，有 2.5 英寸和附加卡 (AIC) 外形规格。 6.4TB（8TB 原始容量）AIC 是可用的最大 PBlaze4 驱动器。 我们的评测将重点关注一款 2.5 英寸 NVMe PBlaze4 以及一款 NVMe 边缘卡变体。 PBlaze4 2.5 英寸外形符合热插拔、热拔除和热插拔标准。 PBlaze4 系列还集成了功率损耗电容器以保存传输中的数据，为非易失性 NAND 介质中的数据和任何缓存写入提供数据完整性保证。
PBlaze4 符合 Non-Volatile Memory express (NMVe) 1.1b 和 PCIe Gen3 标准，为包括最新版本的 Windows、Linux 和 VMware 在内的许多常见操作系统提供本机驱动程序支持。 UEFI 主板也可以从 PBlaze4 驱动器启动。 PBlaze4 采用伪 SLC (pSLC) 内存管理模式，该模式旨在让 MLC 模拟 SLC 的速度和耐用性。 PBlaze4 驱动器将用于元数据的内存部分指定为 pSLC，以提供更好的元数据保护和可靠性。 PBlaze4 带来的另外两个关键技术系统是 MemSpeed 和 MemSolid，它们旨在提高 PCIe SSD 性能、可靠性和 QoS。
Memblaze PBlaze4 规格
- 用户容量：800GB、1.2TB、1.6TB、2.4TB、3.2TB、6.4TB
- 顺序读取 (128kb)：2.2 GB/s、2.8 GB/s、2.8 GB/s、2.8 GB/s、2.8 GB/s、3.4 GB/s
- 顺序写入 (128kb)：700 MB/s、1.4 GB/s、1.4 GB/s、2.2 GB/s、2.2 GB/s、2.5 GB/s
- 持续随机读取 (4kb) IOPS：600k、740k、750k、730k、740k、800k
- 持续随机写入 (94kb) IOPS（100% 跨度）：60k、240k、150k、320k、200k、250k
- 终身耐力（每天擦拭）：3、4、3、4、3、3
- 延迟读/写：90us/20us
- 不可纠正的误码率：每读取 1^10 位 < 17 个扇区
- 平均无故障时间：2 万小时
- 外形：2.5” HHHL（6.4TB 版本为 FHHL）
- 接口：PCIe 3.0 x 4（3.0TB版本为PCIe 8 x 6.4）
- 协议：NVME
- NAND闪存：MLC
- 操作系统：RHEL、SLES、CentOS、Ubuntu、Windows Server、VMware ESXi
- 功耗：<25w（35TB 版本<6.4w）
- 工作温度：
- AIC：0 – 55℃ 环境温度，建议气流
- 2.5''：0–35℃ 环境温度，建议气流，0-70℃ 外壳温度
- 气流（LFM）：300@25℃（450TB版本为[email protected]℃）
- 软件支持：CLI 管理工具、操作系统内置驱动程序
设计与建造
Memblaze PBlaze4 是一款 NVMe SSD，具有 2.5 英寸的外形尺寸和 15 毫米的 Z 高度。 它比其他 SSD 更厚，但它仍然适合大多数阵列，因为许多阵列设计用于容纳 3.5 英寸 HDD 以及更厚的 2.5 英寸 HDD。 外壳是拉丝金属，顶部贴有品牌标签。 该驱动器还具有多个与贴纸一致的凹槽，以改善散热。 顶部有四个螺丝将外壳固定在一起。
沿着驱动器的一侧是安装孔（每侧 2 个）以及带有型号/序列号的标签。
驱动器底部有贯穿整个表面的凹槽用于散热。 有 4 个安装孔。 底部还可以看到PCIe接口，虽然看起来和SAS接口很像，但是性能却要高很多。
打开驱动器，可以看到用带状电缆连接的双 PCB。 在内部我们可以看到 PBlaze4 使用了 PMC Flashtec NVMe 控制器和 MLC NAND。
测试背景和比较
- StorageReview 企业测试实验室 提供了一个灵活的架构，用于在与管理员在实际部署中遇到的环境相当的环境中对企业存储设备进行基准测试。 企业测试实验室结合了各种服务器、网络、电源调节和其他网络基础设施，使我们的员工能够建立真实世界的条件，以便在我们的审查期间准确地衡量性能。
我们将这些关于实验室环境和协议的详细信息纳入审查，以便 IT 专业人员和负责存储采购的人员能够了解我们取得以下成果的条件。 我们的评论都不是由我们正在测试的设备制造商支付或监督的。 有关的其他详细信息 StorageReview 企业测试实验室 和 其网络功能的概述 在这些相应的页面上可用。
我们测试了 Memblaze，同时将其与以下其他 NVMe SSD 进行了比较：
- 三星 XS1715 企业级 NVMe SSD
- 英特尔 SSD DC P3700
应用程序工作负载分析
为了了解企业存储设备的性能特征，必须对实时生产环境中的基础架构和应用程序工作负载进行建模。 因此，我们对 Memblaze PBlaze4 的第一个基准测试是 通过 SysBench 的 MySQL OLTP 性能 和 Microsoft SQL Server OLTP 性能 具有模拟的 TCP-C 工作负载。 对于我们的应用程序工作负载，每个驱动器将运行 2-4 个配置相同的虚拟机。
存储评论的 Microsoft SQL Server OLTP 测试协议 采用事务处理性能委员会基准 C (TPC-C) 的当前草案，这是一种在线事务处理基准，模拟复杂应用程序环境中的活动。 TPC-C 基准比综合性能基准更接近于衡量数据库环境中存储基础设施的性能优势和瓶颈。 我们用于本次审核的 SQL Server VM 的每个实例都使用 333GB（1,500 规模）的 SQL Server 数据库，并测量 15,000 个虚拟用户负载下的事务性能和延迟。
查看 SQL Server 输出时，Memblaze 驱动器的最高 TPS 为 3,157.235，总计为 3,157.112 TPS。 表现最好的是英特尔 DC SSD P3700，总记录为 3,157.341 TPS。
查看 15k 用户 SQL Server 基准测试期间的平均延迟结果表明，Memblaze 驱动器略微落后于三星和英特尔 SSD（两者均发布 7.0 毫秒），总延迟为 7.5 毫秒。
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。
在平均每秒事务处理基准测试中，Memblaze 略微领先于英特尔 SSD DC P3700。 Memblaze 的单个 VM 的最高性能为 5,717.2 TPS，尽管其总计为 1,429.8，而英特尔固态盘 DC P3700 以 5,779.7 TPS 的总计显示最佳结果。
在查看平均延迟结果时，Memblaze 再次落后于英特尔，单个 VM 的运行时间在 22.34 毫秒到 22.42 毫秒之间，总延迟为 22.38 毫秒。 英特尔硬盘以 22.15 毫秒的总时长位居排行榜首位。
就我们最坏情况下的 MySQL 延迟情况（第 99 个百分位延迟）而言，Memblaze 显示 VM 的运行时间在 58.03 毫秒到 58.00 毫秒之间，而性能最好的英特尔驱动器的总延迟仅为 45.97 毫秒，令人印象深刻。
企业综合工作负载分析
闪存性能随着驱动器适应其工作负载而变化，这意味着闪存存储必须在每个 fio 综合基准 以确保基准是准确的。 每个可比较的驱动器都使用供应商的工具进行了安全擦除，并在 16 个线程的重负载和每个线程 16 个未完成队列的情况下预处理到稳定状态。
- 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，Memblaze 无疑是最稳定的驱动器，从大约 160,000 IOPS 开始，并以大约相同的速度达到稳定状态。 三星和英特尔驱动器在测试开始时都出现了明显的峰值。
接下来我们看看平均延迟。 同样，Memblaze 是最稳定的驱动器； 但是，当它达到稳定状态时，它仍然落后于英特尔驱动器。
在测量最大延迟时，Memblaze 在我们的整个测试过程中显示出主要的峰值。 英特尔 SSD 是最稳定的驱动器，并且有明显的优势，在整个测试过程中徘徊在 25 毫秒的延迟标记附近，并且没有出现任何重大峰值。
标准偏差计算旨在更轻松地可视化 SSD 延迟性能结果的一致性。 在这种情况下，英特尔驱动器开始时表现强劲，尽管它在 22 分钟左右显示出显着的延迟峰值。 之后它保持相当稳定，位居榜首，到最后不到 1.5 毫秒。
在主要的 4k 综合基准测试中，Memblaze 驱动器以令人印象深刻的 717,172 IOPS（达到 148,111 IOPS 写入）在读取列中名列前茅，而 Intel 驱动器以 172,672 IOPS 显示最佳写入性能。
从平均延迟来看，结果大致相同，Memblzae 拥有令人印象深刻的 0.36 毫秒读取和 1.73 毫秒写入。 英特尔驱动器以 0.56 毫秒的读取时间和 1.48 毫秒的写入时间紧随 Memblaze 之后。
在最大延迟方面，Memblaze 驱动器仅以 6.9 毫秒的读取时间仅次于三星，而其最大写入延迟要高得多，为 128.2 毫秒，以显着优势垫底。
查看标准偏差会显示相同的排名，Memblaze 驱动器的平均写入延迟为 2.848，平均读取延迟为 0.195 毫秒。 这里表现最好的是三星驱动器，读取时间为 0.08 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，Memblaze 驱动器在测试开始时表现出中等性能，而最终以超过 176,000 IOPS 的稳定状态结束，在同类产品中名列前茅。
平均延迟讲述了一个类似的故事，Memblaze 在测试开始时显示 0.8 毫秒，并在 1.5 毫秒左右达到稳定状态，成为排行榜的第一名。 英特尔驱动器紧随其后，为 1.6 毫秒。
在查看最大延迟时，Memblaze 驱动器是迄今为止最不一致的驱动器，显示出巨大的延迟峰值，类似于我们的 4K 预处理结果。 这里最稳定的驱动器是 Intel P3700。
在测试的第一部分，标准偏差显示出全面的结果非常不一致。 同样，英特尔 P3700 显示出最好的结果，因为它仅在少数情况下达到 1.2 毫秒的峰值，而 Memblaze 在大多数测试中的表现与三星驱动器相当接近（但更好一点）。
在我们对 Intel P3700 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，英特尔驱动器在大部分测试中表现出最佳吞吐量，但在最后一次队列深度超过 166,250 IOPS 时落后于 Memblaze。
平均延迟反映了吞吐量结果，英特尔和 Memblaze 驱动器的性能并驾齐驱，直到非常均匀，Memblaze 再次在终端中拉开距离，再次领先。
查看最大延迟显示 Memblaze 的延迟最慢，终端队列深度的峰值超过 70 毫秒。 Intel 驱动器的整体结果最好，因为它仅在少数情况下超过 20 毫秒大关。 然而，三星 XS1715 拥有最一致的结果和最少的延迟峰值。
标准偏差显示英特尔和 Memblaze 驱动器之间的性能几乎相同，一直到测试结束； 然而，英特尔驱动器在 16T8Q 附近拉开了距离，取得了最好的整体成绩。
结语
PBlaze 名称被称为 Memblaze 的工具，它从第三方控制器和 NAND 开始，以便将他们自己的工程工作集中在专有性能、可靠性和主机 CPU 卸载技术上。 在这种情况下，PMC Flashtec 控制器和东芝 MLC NAND 为 PBlaze4 提供了基本的 NVMe 接口和存储组件。 PBlaze2.5 具有热插拔功能（适用于 4 英寸版本）和强大的全面断电保护，具有数据中心和企业客户所期望的数据保护功能。 其热节流和新的 Memblaze 带外管理功能也增加了大规模应用的可能性。
当我们将 Memblaze PBlaze4 与三星 XS1715 1.6TB 和英特尔 SSD DC P3700 NVMe SSD 进行对比时，它在我们测试的工作负载中的大部分时间肯定表现良好。 在我们的 SQL Server 测试中，Memblaze 驱动器拥有 3,157.235 TPS 以及 3,157.112 TPS 的总和，同时显示 Memblaze 驱动器略微落后于三星和英特尔 SSD（两者均发布 7.0ms），总计 7.5ms。 在我们的 Sysbench 测试中，我们看到了令人印象深刻的性能，最高 TPS 为 5,717.2 TPS，总平均延迟为 22.38 毫秒，最坏情况（第 99 个百分位）VM 运行时间在 58.03 毫秒和 58.00 毫秒之间。
在我们的主要综合基准测试中，Memblaze 驱动器发布了令人印象深刻的 4k 吞吐量 717,172 IOPS（同时达到 148,111 IOPS 写入）。 从平均延迟来看，Memblzae 拥有令人印象深刻的 0.36 毫秒读取和 1.73 毫秒写入，同时领先的最大延迟/标准偏差读取性能分别为 6.9 毫秒读取和 0.195 毫秒。 在我们的 8k 70/30 工作负载期间，性能仍然非常好，因为它拥有超过 166,250 IOPS 的峰值吞吐量以及测试驱动器的最佳平均延迟； 但是，它在最大延迟读数方面表现不佳。
优点
- 在我们的主要合成工作负载中表现出色
- 应用性能排名靠前
缺点
- SQL Server 性能稍慢
底线
Memblaze PBlaze4 NVMe SSD 以 2.5 英寸的外形提供出色的性能，非常适合超大规模数据中心。
