華為於 2016 年推出了ES3000 V3 NVMe 企業級固態硬碟，這是其首款針對企業級市場的 NVMe 固態硬碟。整體而言，這款硬碟在當時 NVMe 技術剛開始應用於資料中心最嚴苛的應用程式場景時，算是一次不錯的嘗試。今年夏天，華為在 V3 系列的基礎上推出了 ES3000 V5 產品線。該產品在 Interop 展會上正式發布，華為在會上公佈了這款即將上市的固態硬碟的許多細節，該產品將於今年第四季正式上市。與 V3 相比，V5 固態硬碟在容量、效能和可靠性方面均有所提升。
ES3000 V5 硬盤基於 64 層 TLC NAND 和最新一代華為內部控制器構建。 這些驅動器採用 U.8 外形規格，容量高達 2TB。 華為工程師相信他們已經將 V5 推向了接口極限，驅動了 3.5 GB/s 的讀取帶寬。 此外，這些驅動器可以發布 3.2 GB/s 的寫入速度和超過 825K 的 IOPS。 華為稱 ES3000 V5 系列也具有相當高的耐久性，3 年內 DWPD 高達 5，寫入最高可達 35.04PB。
我們的評測型號是 3.2TB 容量的 U.2 外形規格的 ES3600P V5。 該系列有兩個型號，ES3500P V5和ES3600P V5。 雖然 ES3600P V5 的原始容量較小，但它提供了更好的寫入性能和更高的耐用性。 應該注意的是，我們的模型是預生產的，但已經用接近最終的固件版本進行了測試。
華為 ES3000 V5 規格
| 型號 | ES3500P V5 | ES3600P V5 |
| 外形 | U.2 | |
| 介面 | NVMe 1.3 | |
| NAND閃存 | 3D TLC | |
| 容量 | 1TB、2TB、4TB、8TB | 800GB，1.6TB，3.2TB，6.4TB |
| 性能 | ||
| 順序讀/寫 |
1TB：3500/1000MB/秒 2TB：3500/1900MB/秒 4TB：3500/3200MB/秒 8TB：3500/2600MB/秒 |
800GB：3500/1000MB/秒 1.6TB：3500/1900MB/秒 3.2TB：3500/3200MB/秒 6.4TB：3500/3050MB/秒 |
| 隨機讀/寫 |
1TB：420k/63k IOPS 2TB：740k/90k IOPS 4TB：825k/110k IOPS 8TB：825k/150k IOPS |
800GB：420k/115k IOPS 1.6TB：740k/195k IOPS 3.2TB：825k/300k IOPS 6.4TB：825k/250k IOPS |
| 平均讀/寫延遲 | 88微秒/14微秒 | |
| 電源消耗功率 | ||
| 空閒 | 5W | |
| Max | 21W | |
| 耐力 | ||
| DWPD | 1 5 年 | 3 5 年 |
| TBW |
1TB：1.825PBW 2TB：3.65PBW 4TB：7.3PBW 8TB：14.6PBW |
800GB：4.38PBW 1.6TB：8.76PBW 3.2TB：17.52PBW 6.4TB：35.04PBW |
| 可靠性 | ||
| 平均無故障時間 | 2.5萬小時 | |
| AFR | ≤0.35％ | |
| UBER | 10-18 | |
| 溫度因素 | ||
| 非運營 | - 40°C至+ 70°C | |
| 操作 | 0°C 至 70°C (U.2) | |
| 重量 | <182克 | |
設計和建造
華為 ES3600 V5 是一款 U.2 SSD，外形尺寸為 2.5 英寸。 該驅動器主要是黑色金屬，正面貼有標籤，指示型號和容量等信息，以及公司品牌。
驅動器的底部覆蓋有散熱器。
性能
試驗台
我們的企業級固態硬碟評測使用聯想ThinkSystem SR850進行應用測試，使用戴爾PowerEdge R740xd進行綜合基準測試。 ThinkSystem SR850是一款配置精良的四核心CPU平台，其CPU效能遠超高效能本地儲存所需的極限。對於CPU資源要求不高的綜合測試，則使用更傳統的雙核心伺服器。無論使用哪種伺服器，我們的目標都是在符合儲存廠商最大硬碟規格的前提下，盡可能全面展現本地儲存的效能。
聯想 ThinkSystem SR850
- 4 個 Intel Platinum 8160 CPU（2.1GHz x 24 核）
- 16 x 32GB DDR4-2666Mhz ECC 內存
- 2 個 RAID 930-8i 12Gb/s RAID 卡
- 8 個 NVMe 托架
- VMware ESXI 6.5
戴爾 PowerEdge R740xd
- 2 個英特爾金牌 6130 CPU（2.1GHz x 16 核）
- 16 x 16GB DDR4-2666MHz ECC 內存
- 1x PERC 730 2GB 12Gb/s RAID 卡
- 附加 NVMe 適配器
- Ubuntu-16.04.3-桌面-amd64
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。
本次審查的可比性：
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，我們對華為 ES3600P V5 的基準測試包括：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。
SQL Server 性能
每個 SQL Server VM 都配置有兩個虛擬磁盤：100GB 卷用於啟動，500GB 卷用於數據庫和日誌文件。 從系統資源的角度來看，我們為每個 VM 配置了 16 個 vCPU、64GB DRAM 並利用了 LSI Logic SAS SCSI 控制器。 雖然我們之前測試的 Sysbench 工作負載在存儲 I/O 和容量方面使平台飽和，但 SQL 測試正在尋找延遲性能。
此測試使用執行在 Windows Server 2012 R2 虛擬機器上的 SQL Server 2014，並由 Quest 的資料庫基準測試工具進行壓力測試。 StorageReview 的Microsoft SQL Server OLTP 測試協定採用事務處理效能委員會 (TPPC) 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工具，可模擬複雜應用程式環境中的活動。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。本次評測中使用的每個 SQL Server 虛擬機器執行個體均包含一個 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交易效能和延遲。
SQL Server 測試配置（每個虛擬機）
- 在Windows Server 2012 R2
- 存儲空間：分配 600GB，使用 500GB
- SQL Server 2014的
- 數據庫大小：1,500 規模
- 虛擬客戶端負載：15,000
- 內存緩衝區：48GB
- 測試時長：3 小時
- 2.5 小時預處理
- 30分鐘採樣期
對於我們的 SQL Server 事務基準測試，華為 ES3600P V5 以 12,641.4 TPS 的成績在測試中名列前茅。 雖然所有分數都相當接近，彼此相差在 47 TPS 以內，但 ES3600P V5 能夠擊敗其他分數。
通過 SQL 平均延遲，我們看到華為驅動器的另一個令人印象深刻的性能，延遲僅為 3 毫秒，優於其他產品。
系統性能
下一個應用基準測試是使用SysBench 對Percona MySQL OLTP 資料庫進行測量。此測試測量平均 TPS（每秒交易數）、平均延遲以及平均第 99 個百分位延遲。
每個Sysbench虛擬機器都配置了三個虛擬磁碟：一個用於啟動（約 92GB），一個用於預先建置的資料庫（約 447GB），第三個用於待測資料庫（270GB）。從系統資源角度來看，我們為每個虛擬機器配置了 16 個虛擬 CPU、60GB DRAM，並使用了 LSI Logic SAS SCSI 控制器。
Sysbench 測試配置（每個虛擬機）
- 中央操作系統 6.3 64 位
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- 數據庫表：100
- 數據庫大小：10,000,000
- 數據庫線程：32
- 內存緩衝區：24GB
- 測試時長：3 小時
- 2 小時預處理 32 個線程
- 1 小時 32 個線程
在 Sysbench 事務基準測試中，華為 ES3600P V5 以 8,914.2 TPS 再次領跑，比下一個競爭對手 Memblaze PBlaze650 高出約 5 TPS。
Sysbench 平均延遲讓華為驅動器以 14.4 毫秒的延遲繼續擊敗其他驅動器。
我們的最壞情況延遲基準再次讓 ES3600P V5 的位置優於其他 SSD，僅為 27.2 毫秒。
SideFX 的胡迪尼
Houdini 測試專門用於評估與 CGI 渲染相關的儲存效能。此測試平台是我們實驗室常用的戴爾 PowerEdge R740xd伺服器的變體版本，配備雙 Intel 6130 CPU 和 64GB DRAM。我們在此伺服器上安裝了裸機運行的 Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) 作業系統。基準測試的輸出結果以完成測試所需的時間（秒）來衡量，時間越短越好。
Maelstrom 演示代表了渲染管線的一部分，它通過演示其有效使用交換文件作為擴展內存形式的能力來突出存儲的性能。 測試不會寫出結果數據或處理點，以隔離延遲對底層存儲組件的影響。 測試本身由五個階段組成，我們將其中三個階段作為基準測試的一部分運行，如下所示：
- 從磁盤加載打包點。 這是從磁盤讀取的時間。 這是單線程的，可能會限制整體吞吐量。
- 將點解壓縮到一個平面數組中，以便對其進行處理。 如果這些點不依賴於其他點，則可以調整工作集以保留在核心中。 這一步是多線程的。
- （不運行）處理點。
- 將它們重新打包成適合存儲回磁盤的分桶塊。 這一步是多線程的。
- （未運行）將分桶塊寫回磁盤。
Houdini測試是華為ES3600P V5第一次沒有拿第一。 在這裡，它大致位於非 Optane 驅動器的中間位置，得分為 3,228.9 秒。
VDBench 工作負載分析
在對存儲設備進行基準測試時，應用程序測試是最好的，綜合測試排在第二位。 雖然不能完美代表實際工作負載，但綜合測試確實有助於為具有可重複性因素的存儲設備建立基線，從而可以輕鬆地在競爭解決方案之間進行同類比較。 這些工作負載提供了一系列不同的測試配置文件，從“四個角”測試、常見的數據庫傳輸大小測試到來自不同 VDI 環境的跟踪捕獲。 所有這些測試都利用通用的 vdBench 工作負載生成器，以及一個腳本引擎來自動化和捕獲大型計算測試集群的結果。 這使我們能夠在各種存儲設備上重複相同的工作負載，包括閃存陣列和單個存儲設備。 我們針對這些基準測試的測試過程用數據填充整個驅動器表面，然後將驅動器部分分區為驅動器容量的 25%，以模擬驅動器如何響應應用程序工作負載。 這與使用 100% 的驅動器並使它們進入穩定狀態的全熵測試不同。 因此，這些數字將反映更高的持續寫入速度。
簡介：
- 4K 隨機讀取：100% 讀取，128 個線程，0-120% 重複率
- 4K 隨機寫入：100% 寫入，64 線程，0-120% iorate
- 64K 順序讀取：100% 讀取，16 線程，0-120% 迭代
- 64K 順序寫入：100% 寫入，8 個線程，0-120% 迭代
- 綜合數據庫：SQL 和 Oracle
- VDI 完整克隆和鏈接克隆跟踪
在我們的第一個 VDBench 工作負載分析隨機 4K 讀取中，華為 ES3600P V5 始終具有亞毫秒級延遲性能。 該驅動器能夠超越其他驅動器以 762,307 IOPS 的峰值性能和 167μs 的最低延遲拔得頭籌。
對於 4K 隨機寫入，華為驅動器的表現幾乎沒有那麼好。 該驅動器以約 485K IOPS 的峰值性能開始強勁，延遲為 23 微秒，然後延遲上升並大幅下降，最終以 321,814 IOPS 和 395 微秒的延遲並列第四。
切換到順序工作負載後，華為驅動器在我們的 64K 讀取中表現出色，以 46,371 IOPS 或 2.9GB/s 的峰值得分位居第二，延遲為 344μs。
對於 64K 順序寫入，華為驅動器顯示出 57.8μs 的極低延遲，但以 24,312 IOPS 或 1.63GB/s 排名第三。
接下來，我們看看我們的 SQL 測試。 在這裡，華為 ES3600P V5 以 242,373 IOPS 的峰值性能和 132μs 的延遲排名第三。
對於我們的 SQL 90-10，華為硬盤再次以 247,718 IOPS 的峰值性能領先，延遲為 131μs。
華為硬盤以80 IOPS的峰值性能和20μs的延遲在SQL 256,219-124中保持領先。
在我們的甲骨文測試中，華為ES3600P V5再次表現出了強勁的表現。 對於第一次測試，該驅動器表現最佳，峰值性能為 257,775 IOPS，延遲為 137μs。
Oracle 90-10 顯示該驅動器以 186,914 IOPS 的峰值性能和 117μs 的延遲保持領先。
華為以 80 IOPS 的峰值得分和 20μs 的延遲繼續在 Oracle 197,479-111 上排名第一。
接下來，我們切換到我們的 VDI 克隆測試，完整和鏈接。 對於 VDI Full Clone Boot，華為與 Memblaze PBlaze5 爭奪第一名，儘管它以 181,408 IOPS 的峰值得分和 190μs 的延遲排名第二。
VDI FC Initial Login 方面，華為硬盤以 141,531 IOPS 和 209μs 延遲再次奪冠。
對於 VDI FC Monday login，華為以 102,448 IOPS 顯示出迄今為止最大的領先優勢，比第二接近的驅動器高出超過 25K IOPS。 它的峰值延遲僅為 154μs。
切換到鏈接克隆（LC），在啟動測試中，華為驅動器有點跌跌撞撞，以 79,488 IOPS 的峰值性能和 200μs 的延遲排在第三位。
華為硬盤以 55,572 IOPS 的峰值性能和 142μs 的延遲在 VDI LC 初始登錄中穩居領先地位。
最後，在我們的 VDI LC Monday Login 中，華為硬盤以 79,090 IOPS 的峰值性能和 200μs 的延遲再次位居榜首。
結語
華為更新的 ES3000 系列 V5 是其首款 NVMe 企業驅動器 ES3000 V3 的一大進步。 這款新的 NVMe SSD 採用 64 層 3D TLC NAND，容量範圍從 800GB 到 8TB。 該驅動器採用華為最新一代 ASIC 控制器，具有 3.5GB/s 順序讀取和高達 825K IOPS 隨機讀取的潛在速度。 該驅動器設計用於數據庫、分佈式存儲、大數據、內容緩存、HCI 和 CAD/CAM。
從我們應用程序工作負載分析中的性能來看，華為 ES3600P V5 在除 Houdini 之外的所有測試中均處於領先地位。 在我們的 SQL Server 測試中，該驅動器達到 12,641.4 TPS，平均延遲為 3 毫秒。 在我們的 Sysbench 測試中，ES3000 V5 的 TPS 為 8,914.2，平均延遲為 14.4ms，最壞情況下的延遲為 27.2ms。 在我們通過 SideFX 進行的 Houdini 測試中，該驅動器以 3,228.9 秒的時間落在了中間位置。
在我們的 VDBench 基準測試中，華為 ES3600P V5 表現非常出色，在大多數基準測試中都位居榜首。 亮點包括 762K IOPS 隨機讀取、2.9GB/s 順序讀取和 1.63GB/s 順序寫入（以及 57.8μs 的極低延遲）。 在我們的 SQL 工作負載中，華為分別以 90K IOPS 和 10K IOPS 在 80-20 和 247-256 中位居榜首。 該驅動器在我們所有的 Oracle 測試中都具有頂級性能，並且在我們的 VDI 克隆測試中具有非常強大的性能； 特別是在初始和星期一登錄中，它在鏈接和完整克隆測試中均名列前茅。 雖然我們傾向於在這裡查看整體性能，但有趣的是注意到這些測試中的一些延遲有多低：57.8K 寫入中為 64μs，SQL 124-80 中為 20μs，Oracle 117-90 中為 10μs，在 Oracle 中為 111μs Oracle 80-20，VDI 鏈接克隆初始登錄僅 142μs。 如果延遲可能是一個人的業務所關心的問題，那麼華為 ES3000 V5 可以勝任。
在我們的整個測試過程中，新的 ES3000 V5 全面取得了驚人的成績，在我們的 MySQL 和 SQL Server 數據庫基準測試中遙遙領先。 總體而言，新發布的 V5 型號為即將推出的 NVMe SSD 設定了更高的標準，並為能夠利用 NVMe 驅動器的陣列提供了一個值得考慮的絕佳選擇。
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