戴爾易安信PowerEdge R640是一款可擴展的1U倉儲式伺服器，設計用於透過雙路平台進行運算和儲存。 R640被描述為效能、成本和密度之間的平衡，它用於處理一系列不同資料中心形式所帶來的工作負載，特別是密集的軟體定義儲存、服務結構、應用層、密集的節點雲、虛擬化和高效能運算（HPC）等。 R640建構成一個易於部署的伺服器，它可以使用戴爾易安信VxFlex Ready Nodes無縫地從3個節點劃分1000多個節點，用於軟體定義的儲存。
PowerEdge R640 包含许多相当强大的组件，以及大量的扩展机会。例如，它可以配备两个Intel Xeon可扩展处理器，每个处理器最多28核。它具有24个DIMM插槽，最大3TB内存，以及最多12个NVDIMM，最大192GB内存。它还有两个交流（或直流）冗余电源。R640还支持PCI第3代扩展卡。
戴尔机架式服务器 可以配备2.5英寸或3.5英寸硬盘和固态硬盘，并支持 最多8个NVMe，以满足那些希望获得 最快存储性能的 用户的需要。 这一配置是R630 NVMe的两倍，因此R640无疑使这一1U平台更加全能。为此， R640可以在前面板上配置 8个2.5英寸硬盘驱动器或4个3.5英寸硬盘驱动器，或在前面板上配置10个2.5英寸硬盘驱动器，还可在后面板上选配2个2.5英寸硬盘驱动器。
PowerEdge R640支持USB端口、NIC端口、VGA端口、串行連接器和一個支持選擇閃存卡和一個內部雙SD模塊的IDSDM/vFlash卡。
本次测试，我们为R640配置了双Intel Xeon白金8180处理器和384GB（12个32GB）2666MT/s RAM。我们使用了3.2TB的NVME（2个1.6TB PM1725a NVME固态硬盘）和2TB的SAS（5个400GB PM1635a SAS固态硬盘）获得存储度量。
戴爾易安信PowerEdge R640規格
| 外形規格 | 1U型 |
| 處理器 | 最多2個Intel Xeon可擴展處理器，每個處理器最多28核 |
| 內存 | 24個DDR4 DIMM插槽，支持RDIMM/LRDIMM，速度高達2666MT/s，最大3TB |
| 高達12 NVDIMM，最大192 GB | |
| 僅支持寄存方式 ECC DDR4 DIMM | |
| 存儲控制器 | |
| 內部控制器 | PERC H330、H730p、H740p、軟件RAID（SWRAID）S140 |
| 啟動優化型存儲子系統 | HWRAID 2 個 M.2 SSD 120GB、240GB |
| 外部PERC（RAID） | H840 |
| 12Gbps SAS HBA（非RAID）： | 外部-12Gbps SAS HBA（非RAID），內部-HBA330（非RAID） |
| 驅動器托架 | |
| 前置驅動器托架 | 最多10个2.5英寸SAS/SAS（硬盘/固态硬盘），最多8个NVMe固态硬盘，最大58TB，或最多4个3.5英寸SAS/SATA硬盘，最大48TB |
| 後置驅動器托架 | 多達2個2.5英寸SAS/SATA（硬盤/固態硬盤），NVMe固態硬盤，最大12 TB |
| 選配 | 光驅、DVD+RW |
| I/O和連接埠 | |
| 網絡子卡選項 | 4*1GE或2*10GE+2*1GE或4*10GE或2*25GE |
| 前置連接埠 | 視頻接口，1個USB 2.0接口，USB 3.0可用，專用的IDRAC Direct USB接口 |
| 後置端口 | 視頻端口，串行端口，2個USB 3.0，專用的iDRAC網絡端口 |
| 顯卡 | VGA、NVIDIA NVS310可為PCIe卡提供最多3個Gen3插槽，共16個 |
| 電源 | 钛金级750W、白金级495W、750W、1100W和1600W |
| 48VDC 1100W、380HVDC 1100W、240HVDC 750W 帶完備餘選項的熱插拔電源 | |
| 支持的操作系統 | 典範 |
| Ubuntu 長期支持版 | |
| 思傑XenServer | |
| 帶有 Hyper-V 的 Microsoft Windows 服務器 | |
| 紅帽企業Linux | |
| SUSE Linux Enterprise Server | |
| VMware的ESXi的 | |
設計和構造
尽管戴尔易安信PowerEdge R640机架式服务器采用了非常紧凑的结构，但它 仍然具有多功能性，更有不同的配置和扩展选项。正如我们前面提到的，这包括一个 8 x 2.5英寸的驱动系统、 一个4 x3.5英寸的驱动系统和 一 个10 x 2.5英寸 的驱动系统。
控制面板位於前端的左側，它是系統運行狀態和系統ID、狀態指示燈和iDRAC Quick Sync 2（無線）指示燈的所在位置。狀態指示燈燈會顯示任何出現故障的硬組件，並選擇配的無線Quick Sync 2代表這是啟用了Quick Sync的系統（允許管理員通過移動設備管理系統的功能）。
與所有的機械臂服務器一樣，驅動器托架佔用了大部分前面板空間。在我們的10個驅動器設置中，這可以轉換為最多十個2.5英寸熱插拔驅動器（儘管用戶可選擇使用六個2.5英寸熱插拔驅動器）或最多四個NVMe設備。
管理
與其他PowerEdge伺服器一樣，R640提供了多種管理選項。想要獲得更深入的了解，讀者可以查看我們對戴爾易安信PowerEdge R740xd的深入解析，以及對戴爾易安信OpenManage行動應用程式的展望。
性能
在我們測試本地系統性能時，我們使用了一個裝備精良的R640，用兩個不同的閃存層進行測試。第一個是NVMe閃存，跨四一個1.6TB 固定硬盤提供，第二個是SAS閃存，超過四個400GB 固定硬盤提供。兩人都是三星品牌的，不過特定的部分可能會有所有不同，具體取決定於構建服務器時選擇的組件。內裝Intel白金8180 CPU，我們有足夠的CPU周刊來處理存儲工作負載。正如我們在介紹部分所描述的，這款服務器配備了雙Intel 8180白金CPU和384GB RAM。對於我們的應用程序基準，我們利用ESXi6.5。
SQL Server 性能
StorageReview的Microsoft SQL Server OLTP測試協議採用了事務處理能力委員會基準C（TPC-C基準）的當時草案，這是一個在線事務處理基準，用於模擬複合應用程序環境中的活動。在計量數據庫環境中存儲基礎架構的性能優勢和瓶頸時，TPC-C基準比合性能基準更適合使用。
每個SQL Server虛擬機都配置了兩個虛擬磁盤：用於啟動的100GB捲和用於數據庫及日誌文件的500GB卷。來自系統資源的角度來看，我們為每個虛擬機配置了16個vCPU 、64GB的DRAM，並利使用LSI Logic SAS SCSI控制器。雖然之前測試過的Sysbench工作加載在存儲I/O和容量方面都使用平台和，但SQL測試嘗試尋找延遲能力。
本次測試使用在Windows Server 2012 R2 guest虛擬機上運行的SQL Server 2014，並使用戴爾的Benchmark Factory for Databases進行測試。雖然我們對這個基準的傳一般使用方法是在本地或共享存儲上測試大型3000規模的數據庫，但在這個代中，我們將重點放在將四個 1500 規模的數據庫平均分佈在服務器上。
SQL Server測試配置（每個虛擬機）
- 在Windows Server 2012 R2
- 存儲空間佔用量：分配600GB，使用500GB
- SQL Server 2014 版
- 數據庫大小：1,500 scale
- 虛擬客戶端負載：15000
- 內存容量：48GB
- 測試時間長：3小時
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- 2.5小時預處理器
- 30分鐘採樣週期
對於SQL Server，我們研究了單個虛擬機得分以及總分。事務處理結果顯示，總體得分為12638.2 TPS，單個虛擬機的得分從3159.5 TPS到3159.6 TPS不等
對於SQL Server平均延遲，R640的整體和單個虛擬機平均延遲為4ms。
Sysbench MySQL 性能
我們的第一個本地存儲應用程序基準測試由一個通過SysBench測試的Percona MySQL OLTP數據庫組合而成。這次測試還測試量均衡TPS （每秒傳輸的事件處理個數）、平均延遲和平均第99%延遲。
每個Sysbench虛擬機配置三個虛擬磁盤：一個用於啟動（約92GB），一個帶有預構建數據庫（約447GB），第三個用於啟動測試數據庫（270GB）。從系統資源的角度來看，我們為每個虛擬機配置了16個vCPU、60GB的DRAM，並使用LSI Logic SAS SCSI控制器。
Sysbench測試配置（每個虛擬機）
- CentOS 6.3 64位
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
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- 數據庫表：100
- 數據庫大小：10,000,000
- 數據庫線程序：32
- 內存容量：24GB
- 測試時間長：3小時
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- 2小時預告處理32個線程
- 1小時32線程
在Sysbench基準測試中，我們使用與上麵類似的佈局測試了R640。對於事務處理性能，服務器的總平均TPS為13046，單個虛模擬機得分從3231.4 TPS到3308 TPS不等。
對於Sysbench平均延遲，R640的總分為9.8ms，單個虛擬機得分從9.7ms到9.9ms不等。
在我们最坏情况下的第99百分位延迟测量中，R640服务器达到了令人印象深刻的19.9毫秒的总分，单个虚拟机得分从19.7ms到20ms不等。
VDBench工作負荷分析
有了最新、最好的服務器，投入最新、最好的存儲空間來獲得最大的收益是非常誘人的。但是，並不是每個人都願意這樣做，並和一些用戶將使用其現有庫存或成為本更低的基於SAS的閃存來升級其服務器。為了評測，我們在服務器中為每個基填滿了NVMe和SAS存儲。這不是“哪個更好”的場景，因為從性能角度來看，NVMe將獲勝。這更像是“在給定的存儲空間中應該等待什麼”的場景，並應以這種方式來觀看。
我們的本地性能測試的最後一部分集中在合成工作負載上。在這方面，我們在運行 Ubuntu 16.04.4 的裸機環境中利用了四一個SAS和四個NVMe固態硬盤。工作負載配置為每個驅動器25%的含量，重點是持續性能力與穩定，以及·最糟糕情況下的性能力。
在對現有存儲隊列進行基準測試時，應用程序測試是最好的，排在第二位的是合成測試。合成測試雖然不能完全代表現實的工作負載，但它確實具有可再生性因素，有助於對存貯設備進行基準測試，從而可以輕鬆地在不同的解決方案之間進行排除項比較。這些工作負載提供了一個系列列不同的測試配置文件，包括“四個角”測試，經常看到的數據庫傳輸大小測試，以及來自不同VDI環境的痕跡。所有這些測試都使用了常見的vdBench工作負載生成器和腳 本引擎，可以在大型計算測試群中自動執行並捕獲結果。這使我們能夠在各種存儲設備上重新匹配工作負載，包括閃存隊列和單個存儲設備。
設定檔：
- 4K 随机读取：100％读取，128个线程，0-120％ iorate
- 4K 随机写入：100%写入，64线程，0-120% iorate
- 64K 顺序读取：100%读取，16个线程，0-120% iorate
- 64K 顺序写入：100%写入，8个线程，0-120% iorate
- 合併數據庫：SQL和Oracle
- VDI完成整克隆和鏈接克隆Trace
從SAS驅動器的峰值讀取性能來看，PowerEdge R640能夠保持亞秒的延遲，直接到近其峰值性能。服務器以近269K IOPS的速度突破了1ms，峰值約為271K IOPS，延遲約為1.1ms。
對於R640上的NVMe峰值讀取，我們看到了亞毫秒的延遲，峰值性能為2711968 IOPS，延遲為186μs。
對於峰值SAS寫入性能，R640開始最終保持亞秒的延遲，其峰值性能為266641 IOPS，延遲為807μs。
NVMe驅動器的4K寫入性能在1265764 IOPS達到峰值，延遲僅為191μs。
当我们切换到顺序基准（64K）时，我们看到的 性能与PowerEdge R7415相同。延迟开始时很高（本例中为19.8ms）， 随着基准测试的运行 而逐渐减少。SAS驱动器版本的R640以25606 IOPS或1.61GB/s的速度完成，延迟为2.49ms。
对于NVMe 64K顺序读取，R640从很低的延迟开始，在193493 IOPS或12.1GB/s，以329μs的延迟达到峰值。
同样，在顺序64K写入的情况下，SAS版本的R640以高延迟（8.9ms）启动，然后以27394 IOPS或1.71GB/s的速度完成，延迟为1.16ms。
同樣，基於NVMe的服務器在順序寫入啟動時間延遲要低得多，峰值約為89K IOPS或5.6GB/s，延遲約為315μs。
切換到我們的SQL工作負載，SAS驅動器的整體情況更好，全程保持了亞秒級的延遲，峰值為275406 IOPS，延遲時間為418μs。
對於NVMe版本本服務器上的SQL工作負載，我們看到了930251 IOPS的峰值性能，延遲只有135μs。
对于SAS版本R640的SQL 90-10，峰值性能为268036 IOPS，延迟为448μs。
在NVMe版本的SQL 90-10中，服務器的峰值性能為774044 IOPS，延遲為163μs。
SQL 80-20測試中的SAS以254044 IOPS達到峰值，延遲為491μs。
对于NVMe版本的SQL 80-20，R640以652259 IOPS达到峰值，延迟为193μs。
繼續看Oracle工作負載，加載SAS的R640達到了239794 IOPS的峰值，延遲為533μs。
對於NVMe Oracle，服務器的峰值為570158 IOPS，延遲為230μs。
對於SAS Oracle 90-10，服務器峰值為263745 IOPS，延遲為327μs。
NVMe 版本的 Oracle 90-10 的峰值為 615818 IOPS，只有 141μs 的延遲。
对于SAS版本R640的ORACLE80-20，峰值性能为239107 IOPS，延迟为361μs。
對於NVMe驅動器版本的Oracle 80-20，服務器的峰值為532046 IOPS，延遲為163μs。
接下來，我們切換到VDI完整克隆和鏈接克隆測試。針對SAS版本PowerEdge R640的VDI完整克隆啟動，服務器峰值為221147 IOPS，延遲為575μs，然後略有下降。
對於NVMe版本R640的VDI整克隆啟動，服務器峰值值為626040 IOPS，延遲為205μs。
對於SAS VDI完成整克隆初始登錄，服務器有亞每秒級的延遲一直到大約105K IOPS，峰值為107280 IOPS，延遲為1.11ms。
NVMe版本的VDI整克隆初登錄的服務器峰值為246628 IOPS，延遲為476μs。
對於SAS驅動器版本R640的VDI完整克隆週一登錄，峰值為79495 IOPS，延遲為797μs。
對於NVMe驅動器版本的VDI完整克隆週一登錄，服務器以161771 IOPS達到峰值，延遲為386μs。
切換到VDI鏈接克隆測試，加載SAS的R640達到125587 IOPS的啟動峰值性能，延遲為506μs。
對於NVMe版本的VDI鏈接克隆啟動測試，服務器的峰值為346693 IOPS，延遲為182μs。
對於SAS版本的VDI連接克隆初始登錄，服務器峰值值為47656 IOPS，延遲為662μs。
對於NVMe鏈接克隆初始登錄，R640的峰值為87384 IOPS，延遲為359μs。
對於VDI鏈接克隆的周一登錄，基於SAS的PowerEdge R640具有亞每秒級的延遲，直達約59K IOPS，峰值為60708 IOPS，延遲為1.04ms。
最後，NVMe版本的VDI鏈接克隆週一登錄時，服務器峰值為120850 IOPS，延遲為521μs。
結論
作为最初的第14代PowerEdge服务器之一，戴尔易安信PowerEdge R640是一款双路1U服务器，旨在在很小的空间内平衡功率、密度和成本。该服务器可以设置两个Intel Xeon可扩展CPU，每个处理器最多可支持28个内核，并具有24个可填充最多3TB RAM的DIMM插槽，或12个可填充NVDIMM的插槽。在存储方面，用户可以为R640配备8个2.5英寸机架或4个3.5英寸机架（也可以为12个 2.5英寸机架配置，10个前置机架和2个后置机架）。与所有PowerEdge服务器一样，R640也将提供多种管理选项和工具，其中包括iDRAC和OpenManage。该服务器可以处理戴尔易安信指向SDS、服务提供商、应用程序层、密集私有云、虚拟化和HPC的多种不同用例。
在我們的應用程序性能基礎測試中，我們利用了VMware測試PowerEdge R640的性能，從而了解了各個虛擬機的性能以及總體性能。在我們的SQL Server事務中處理測試中，我們看到了12638.2 TPS的總分和4ms的綜合延緩。對於Sysbench，R640的綜合事務性能達到了13046 TPS，平均延緩為9.8ms。對於最糟糕的情況下的延緩，綜合延緩延遲僅為19.9ms。
在裸机VDBench工作负载中，我们同时运行了SAS和NVMe存储。如上所述，这并不是为了看哪一个“更好”，因为显然NVMe会有更高的性能。然而，这向潜在用户展示了针对不同类型存储介质，他们能得到怎样的预期效果。我们不会细讲上面的每一个结果，而是重点看看每一种驱动器的某些亮点。对于SAS驱动器，我们看到R640达到了271K IOPS读取和约267K IOPS写入的随机性能峰值，并显示了 1.61GB/s读取和1.171GB/s的峰值顺序速度。在我们的其余测试中，基于SAS的R640能够保持亚毫秒级的延迟性能，但VDI完整克隆初始登录和VDI链接克隆Monday登录除外，在这两种情况下，服务器都超过1毫秒。NVMe驱动器的随机读取和随机写入的数据分别高达270万IOPS和126万IOPS，顺序读取和顺序写入的数据分别达到12.1GB/s和5.6GB/s。在我们的SQL工作负载中，NVMe驱动器也能够达到近100万IOPS，在我们的Oracle工作负载中，NVMe驱动器能够达到50万IOPS。NVMe版本的R640在整个过程中保持了亚毫秒级的延迟。
和它的前辈一样，1U PowerEdge系列也有很多可供选择的功能， 包括多种选项和多种多样的底盘定制。这次，R640带来了如此多的配置选项，很容易理解为什么它是戴尔易安信的SDS上市策略的关键所在，这其中计算比板载容量更为关键。R640非常适合主流HCI用例，例如 vSAN/VxRail和XC系列（Nutanix）；以及更大的HCI/CI可扩展解决方案，例如VxRack SDDC。当然，R640可以在传统的戴尔易安信以外的其他经典环境中正常工作，如可能依赖OpenStack和Redfish等软件工具的超大型数据中心。无论如何，R640是PowerEdge系列的一个很好的补充，并且肯定会在各种各样的用例中找到自己的位置。
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