華為 ES3000 V2 AIC PCIe SSD 評測

by StorageReview 企業實驗室 on 2015 年 12 月 21 日

企業 ◇ SSD

華為ES3000 V2 PCIe SSD卡旨在解決服務器存儲IO瓶頸，加速業務應用，提高整體資源利用率。 ES3000 系列提供全高、半長和半高外形尺寸，容量選項從 600GB 到最大 3.2TB。

因此，ES3000 記憶卡配備了 19/20 奈米 NAND 快閃記憶體，其穩定讀取IOPS 性能高達 770,000 萬以上，3.2TB 容量的最大讀取頻寬為 3,100MB/s。 ES3000 系列還內建 ECC 糾正錯誤和動態 RAID 5 引擎，有助於確保資料可靠性。此外，其動態 RAID 演算法允許通道間資源共享，從而避免因通道故障而導致的資料遺失。這種單晶片故障保護機制會移除故障的儲存晶片，同時 RAID 演算法會復原資料並自動重建 RAID 群組，以確保 ES3000 持續穩定運作。

華為 ES3000 提供多種容量：600GB、800GB、1.2TB、1.6TB、2.4TB 和 3.2TB。在本次評測中，我們將關注 1.6TB 薄型卡和 3.2TB FHHL 卡，後者配備了兩個控制器。這實際上是兩個 1.6TB 驅動器的組合；但是，存儲全部駐留在一個池中。過去，多控制器卡利用兩個必須在主機（服務器）級別組合的不同存儲池是很常見的。所有驅動器均享有 5 年保修。

華為 ES3000 V2 PCIe SSD 規格

可用容量：
- 600GB
- 800GB
- 1.2TB
- 1.6TB
- 2.4TB
- 3.2TB
NAND 類型：19/20nm MLC
總線接口：PCIe 2.0 x8
性能：
- 最大讀取帶寬 (GB/s)：3.1 (3.2TB)、1.55 (1.6TB)
- 穩定讀取 IOPS (4 KB)：770,000 (3.2TB)、395,000 (1.6TB)
- 最大限度。寫入帶寬 (GB/s):
  - 1.1（1.6TB）
  - 2.2（3.2TB）
- 最大限度。寫入 IOPS (4 KB)：
  - 270,000（1.6TB）
  - 540,000（3.2TB）
- 穩定的寫入 IOPS (4 KB)：
  - 115,000（1.6TB）
  - 230,000（3.2TB）
電源消耗功率
- 12W 至 25W (1.6TB)
- 25W 至 55W (3.2TB)
耐力：3 DWPD，5 年

設計和建造

驅動器的一側是一個大型黑色散熱器，靠近頂部帶有華為品牌標識。全高的兩個角都有品牌，半高的左上角有品牌。全高驅動器靠近 PCIe 接口底部有 4 個電容，半高驅動器在驅動器頂部有 3 個電容。

驅動器的另一側是裸露的電路板，可以看到美光 NAND 封裝和 SK 海力士 DRAM 芯片。兩種外形規格的標籤上都有型號和額定功率等信息。

測試背景和比較

StorageReview企業測試實驗室提供靈活的架構，用於在與管理員實際部署環境相近的環境中對企業儲存設備進行基準測試。該實驗室整合了各種伺服器、網路、電源調節和其他網路基礎設施，使我們的工作人員能夠模擬真實環境，從而在評測過程中準確評估設備效能。

我們在評測中融入了實驗室環境和測試流程的詳細內容，以便IT專業人員和儲存採購負責人能夠了解我們取得以下結果的條件。我們所有的評測均未接受被測設備製造商的付費或監督。有關StorageReview企業測試實驗室及其網路功能的更多詳情，請參閱相關頁面。

我們測試了華為，同時將其與以下其他 AIC NVMe SSD 進行了比較：

記憶 PBlaze4 3.2TB
英特爾 DC P3608 1.6TB
HGST 超級星 EN150

應用程序工作負載分析

為了解企業級儲存設備的效能特徵，必須對實際生產環境中的基礎架構和應用工作負載進行建模。因此，我們對 Memblaze PBlaze4 的首個基準測試是使用 SysBench 測試 MySQL OLTP 效能，以及使用模擬 TCP-C 工作負載測試Microsoft SQL Server OLTP 效能。在我們的應用工作負載測試中，每個硬碟將執行 2-4 個配置相同的虛擬機器。

StorageReview 的Microsoft SQL Server OLTP 測試協定採用交易處理效能委員會 (TPC) 基準測試 C (TPC-C) 的最新草案。 TPC-C 是一款線上事務處理基準測試，能夠模擬複雜應用環境中的各種活動。與合成效能基準測試相比，TPC-C 基準測試更能準確評估資料庫環境中儲存基礎架構的效能優勢和瓶頸。在本次評測中，我們使用的每個 SQL Server 虛擬機器執行個體都包含一個 333GB（1,500 規模）的 SQL Server 資料庫，並在 15,000 個虛擬使用者的負載下測量其交易效能和延遲。

在查看 SQL Server 輸出時，華為驅動器發布了最佳結果，最高 TPS 為 3,157.40，總計為 3,157.34 TPS。

在 15k 用戶 SQL Server 基準測試中的平均延遲結果顯示，華為硬盤與其他三個硬盤一起位居排行榜榜首：SanDisk、Memblaze 和 HGST SSD；所有這些都發布了 7.0ms。

下一個應用程序基準測試包括通過 SysBench 測量的 Percona MySQL OLTP 數據庫。此測試測量平均 TPS（每秒事務數）、平均延遲以及平均 99% 延遲。 Percona 和 MariaDB 在其最新版本的數據庫中使用 Fusion-io 閃存感知應用程序 API，儘管為了進行比較，我們在其“傳統”塊存儲模式下測試了每個設備。

在平均每秒交易量基準中，華為的兩種容量均以 3,868.7 TPS (3.2TB) 和 3,565.3 TPS 的總和排名墊底。

在查看平均延遲結果時，HGST 取得了相當不錯的結果，單個虛擬機的運行時間在 21.66 毫秒到 22.10 毫秒之間，總延遲為 21.87 毫秒。

就我們最壞情況下的 MySQL 延遲情況（第 99 個百分位延遲）而言，華為的兩種能力都處於墊底。性能最好的驅動器是 SanDisk，它的總運行時間僅為 41.92 毫秒，令人印象深刻。

企業綜合工作負載分析

快閃記憶體效能會隨著磁碟機逐漸適應工作負載而變化，這意味著在進行每次fio 綜合基準測試之前，必須對快閃記憶體儲存進行預處理，以確保基準測試的準確性。所有用於對比的驅動器均使用廠商提供的工具進行安全擦除，並在 16 個執行緒的高負載下（每個執行緒有 16 個未完成任務）進行預處理，使其達到穩定狀態。

預處理和初級穩態測試：
吞吐量（讀+寫 IOPS 聚合）
平均延遲（讀+寫延遲一起平均）
最大延遲（峰值讀取或寫入延遲）
延遲標準偏差（讀+寫標準偏差一起平均）

預處理完成後，每個設備都會在多個線程/隊列深度配置文件中按時間間隔進行測試，以顯示輕度和重度使用情況下的性能。我們對 Memblaze PBlaze4 的綜合工作負載分析使用兩個配置文件，它們廣泛用於製造商規範和基準測試。重要的是要考慮到合成工作負載永遠不會 100% 代表生產工作負載中看到的活動，並且在某些方面不准確地描繪了現實世界中不會發生的場景中的驅動器。

4k
- 100% 讀取和 100% 寫入
8k
- 70% 讀取/30% 寫入

在我們的吞吐量 4k 寫入預處理測試中，整體性能最高的驅動器是華為 3.2TB 驅動器。 1.6TB 模型以大約 320,000 IOPS 開始，同時在某種程度上穩定在 120,000 IOPS 左右。

接下來我們看看平均延遲，其中頂級驅動器再次是華為 3.2TB，其穩定狀態測量值略高於 1.0 毫秒。 1.6TB 驅動器位於排行榜底部的另一端。

在測量最大延遲時，華為的兩種性能在整個測試過程中的結果幾乎相同，只有一次峰值超過 40 毫秒。總體而言，英特爾驅動器表現出最佳性能。

本質上，標準差計算的目的是讓我們更容易可視化SSD延遲的一致性。在這裡，兩款華為硬盤都發布了不一致的結果，尤其是 1.6TB 型號（達到 3.5 毫秒以上）。雖然 HGST 在測試結束時具有最佳延遲，但 Intel 的總體結果最穩定，在穩定狀態下徘徊在 1.6 毫秒以下。

現在驅動器已經過預處理，我們將查看主要的 4k 合成基準。在吞吐量方面，華為3.2TB表現出色，讀取753,933 IOPS，寫入229,914 IOPS領先；但是，1.6TB 型號記錄的結果將其置於包的底部。英特爾驅動器在讀取列中表現最佳，達到令人印象深刻的 851,693 IOPS。

從平均延遲來看，兩款華為硬盤均處於排行榜底部；但是，華為 3.2TB 驅動器的寫入延遲最好，為 1.11 毫秒。 Intel 以 0.03 毫秒記錄了讀取的最佳平均延遲。

在最大延遲方面，華為硬盤取得了相當不錯的成績，4.9TB 和 33.4TB 的讀取時間分別為 8.4 毫秒/38.0 毫秒，讀取時間為 3.2 毫秒，寫入時間為 1.6 毫秒。讀取方面表現最好的是 Memblaze 驅動器，只有 4.6 毫秒，但它的寫入延遲最慢。

從標準偏差來看，華為硬盤再次墊底，3.2TB 型號的讀取時間為 0.249 毫秒，寫入時間為 2.229 毫秒。讀取方面表現最好的是 Memblaze 驅動器，它擁有令人印象深刻的 0.107 毫秒。

我們的下一個工作負載使用 8k 傳輸，讀取操作佔 70%，寫入操作佔 30%。也就是說，在切換到主要測試之前，我們將從預處理結果開始。在吞吐量方面，華為 3.2TB 驅動器在達到約 282,000 IOPS 的穩定狀態後表現出最佳性能，儘管它的開始有點粗糙、不穩定。 1.6TB 型號在排行榜中墊底。

接下來我們看看平均延遲，其中 3.2TB 華為驅動器表現出與整個相同的趨勢：開始較弱但結束時非常強勁。也就是說，它穩定在 1.0 毫秒以下。

在測量最大延遲時，華為的兩個容量都是最一致的驅動器，因為在整個測試過程中都沒有出現重大峰值。表現最好的是 3.2TB 型號，最後徘徊在 16 毫秒左右。

在標準偏差計算中，3.2TB 華為驅動器以顯著優勢獲得最佳延遲，在 1.0 毫秒以下記錄了令人印象深刻的穩定狀態。不幸的是，1.6TB 的結果恰恰相反，位於排行榜的底部。

在我們對驅動器進行全面預處理後，我們對其進行了主要的 8k 70/30 測試。在吞吐量方面，除了華為 3.2TB 外，大多數驅動器的性能幾乎相同，華為 280,000TB 很早就脫穎而出，最終在終端中達到了令人難以置信的 XNUMX IOPS。

在查看平均延遲時，結果是相似的，英特爾、Memblaze、HGST 和 1.6TB 華為驅動器的性能幾乎相同。同樣，性能最佳的驅動器是 3.2TB 的華為驅動器，最終在終端隊列深度中略低於 0.9 毫秒。

查看最大延遲顯示兩個華為驅動器的延遲都非常小，儘管它確實在接近測試結束時開始出現峰值。總體而言，英特爾驅動器顯示出最好的結果。

標準偏差顯示的性能與最大和平均延遲讀數非常相似。在這裡，華為 3.2TB 驅動器在 8T8Q 標記附近拉開距離，以大約 0.9 毫秒的成績記錄了最佳整體結果。

結語

華為的 AIC NVMe SSD 有全高和半高兩種外形，容量從 600GB 到 3.2TB 不等。與所有新的 NVMe AIC SSD 一樣，華為 ES3000 v2 驅動器聲稱具有高性能（高達 770K IOPS 讀取和 230K IOPS 寫入，性能穩定）和極低延遲（31µs 讀取和 9µs 寫入）。與最近推出的大多數 NVMe AIC SSD 一樣，華為的驅動器也瞄準了數據庫、HPC 和雲計算。

在性能方面，我們測試的華為硬盤在 SQL Server 應用程序測試中表現良好（但我們測試的所有硬盤彼此非常接近）。 3.2TB 驅動器有足夠的容量用於我們的 SQL 測試，而 1.6TB 驅動器則沒有。 ES3000 3.2TB 的總性能應該達到 3,157.34 TPS，使其接近榜首，儘管個別虛擬機確實排在首位。平均 SQL 服務器延遲為 7 毫秒，與華為並列第一。轉到 Sysbench，Huawei Drives 表現不佳。在每秒事務處理基準測試中，這兩個驅動器在單個 VM 中的得分最低，這導致了最低的總得分。對於平均延遲，我們看到 3.2TB 模型的相同放置比 1.6TB 模型的性能略好。憑藉第 99 個百分位的 Sysbench，3.2TB 型號以 45.13 毫秒的總分排名第二，但 1.6TB 型號墊底。

切換到我們的綜合測試，華為驅動器在我們的大多數預處理基準測試中表現出相當一致的性能。在進入主要基準測試時，3.2TB ES3000v2 顯示出比 Sysbench 測試更好的性能。在我們的 4K 吞吐量中，華為 3.2TB 的寫入性能最好，為 229、914 IOPS，讀取性能第二，為 753,933 IOPS。 4TB 的平均延遲和最大延遲為 3.2K，處於中高端。在我們的 8K 70/30 測試中，華為 3.2TB 硬盤在每項測試中都表現出色，表現出色。

優點