華為 ES3600 v3 NVMe SSD 評測 (2.5”)

by StorageReview 企業實驗室 on 2016 年 8 月 10 日

企業 ◇ SSD

華為ES3000 v3是華為第六代企業級SSD系列NVMe SSD（Non-Volatile Memory Express Solid State Drives）。然而，ES3000 v3 系列是華為首款 NVMe 驅動器。該系列有兩種外形規格：2.5 英寸（15 毫米 z 高度）和半高半長附加卡 (HHHL AIC)。該驅動器的容量從 1.2TB 到 3.2TB 不等。

與大多數 NVMe 驅動器一樣，ES3000 v3 系列旨在為多個應用程序帶來更高的性能。華為使用此驅動器瞄準的應用程序通常是 Oracle/MySQL/SQL Server 數據庫、VMware/FusionSphere VM 系統、高性能計算 (HPC) 和大數據分析。 ES3000 v3 驅動器還可用於熱數據緩存和 ServerSAN 分佈式存儲系統。雖然華為並未將這款驅動器作為寫入密集型或讀取密集型進行營銷，但它確實有兩個版本：耐久性較低的 ES3500P v3 和耐久性較高的 ES3600P v3 和 ES3600C v3。

在我們的評測中，我們將查看 3.2TB ES3600P v3、2.5 英寸驅動器。

華為ES3600 v3 NVMe SSD規格：

外形尺寸：2.5” | HHHL AIC
接口：PCIe 3.0 x 4
NAND類型：MLC
容量：1.2TB、1.6TB、3.2TB | 1.6TB、3.2TB
性能：
- 512B LBA格式
  - 最大限度。讀取帶寬：3,100MB/s
  - 穩定讀取 4K：770K IOPS
  - 平均讀取延遲：76µs
  - 最大限度。寫入帶寬：1,850MB/s (1.2TB), 2,050MB/s
  - 穩定寫入 4K：
    - 2.5“
      - 1.2TB：160K IOPS
      - 1.6TB：175K IOPS
      - 3.2TB：170K IOPS
    - HHHL
      - 1.6TB：175K IOPS
      - 3.2TB：170K IOPS
  - 平均寫入延遲：12µs
  - 讀/寫 7/3 4K：
  - 2.5“
    - 1.2TB：390K IOPS
    - 1.6TB：455K IOPS
    - 3.2TB：440K IOPS
  - HHHL
    - 1.6TB：455K IOPS
    - 3.2TB：440K IOPS
- 4,096B LBA格式
  - 最大限度。讀取帶寬：
    - 2.5“
      - 1.2TB：3,300MB/秒
      - 1.6TB：3,400MB/秒
      - 3.2TB：3,100MB/秒
    - HHHL
      - 1.6TB：3,400MB/秒
      - 3.2TB：3,100MB/秒
    - 穩定讀取 4K：
    - 2.5“
      - 1.2TB：810K IOPS
      - 1.6TB：815K IOPS
      - 3.2TB：800K IOPS
    - HHHL
      - 1.6TB：815K IOPS
      - 3.2TB：800K IOPS
  - 平均讀取延遲：76µs
  - 最大限度。寫入帶寬：
    - 2.5“
      - 1.2TB：1,850MB/秒
      - 1.6TB：2,050MB/秒
      - 3.2TB：2,050MB/秒
    - HHHL
      - 1.6TB：2,050MB/秒
      - 3.2TB：2,050MB/秒
  - 穩定寫入 4K：
    - 2.5“
      - 1.2TB：160K IOPS
      - 1.6TB：175K IOPS
      - 3.2TB：170K IOPS
    - HHHL
      - 1.6TB：175K IOPS
      - 3.2TB：170K IOPS
  - 平均寫入延遲：12µs
  - 讀/寫 7/3 4K：
    - 2.5“
      - 1.2TB：410K IOPS
      - 1.6TB：480K IOPS
      - 3.2TB：470K IOPS
    - HHHL
      - 1.6TB：480K IOPS
      - 3.2TB：470K IOPS
最高能量消耗
- 2.5“
  - 1.2TB：17.5W
  - 1.6TB：18.5W
  - 3.2TB：22W
- HHHL
  - 1.6TB：18.5W
  - 3.2TB：22W
可靠性
- DWPD：3
- 保固：5年
- MTBF：2萬小時
工作溫度：0~70°C
修剪支持
支持的操作系統
- 微軟視窗：Windows Server 2012R2
- Linux：RHEL 6/7、SLES 11/12、CentOS 6/7、Ubuntu 13/14
- 管理程序：VMware vSphere 5.5/6、微軟Hyper-V、華為FusionSphere

設計和建造

華為 ES3600 v3 是一款 2.5 英寸、15 毫米 z 高度 NVMe SSD。該驅動器主要是純黑色，頂部有一張標籤，上面有型號、容量和接口等信息。

驅動器的底部覆蓋有散熱器，使驅動器具有脊狀外觀。

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。

本次審查的可比驅動器：

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，我們首先對華為 ES3600v3 2.5 吋硬碟進行了基準測試，測試內容包括使用 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。

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，所有測試的驅動器都具有相似的性能，但華為僅擊敗了東芝 PX04P，接近墊底。華為驅動器的單個 VM 在 3,154.22 TPS 到 3,154.83 TPS 之間，總得分為 12,618.22 TPS。

在 15k 用戶 SQL Server 基準測試中的平均延遲結果再次顯示華為驅動器接近底部，僅擊敗東芝。應該注意的是，華為驅動器的單個 VM 延遲為 11 到 12 毫秒，平均為 11.25 毫秒，明顯低於東芝驅動器。

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；然而，為了進行比較，我們在每個設備的“傳統”塊存儲模式下對其進行了測試。

在平均每秒事務處理基準中，華為驅動器翻轉了腳本，而不是倒數第二，而是整體第二。單個虛擬機的範圍從 1,648.04 TPS 到 1,724.87 TPS，總得分為 6,671.29 TPS。

在平均延遲方面，華為排在第一位，與表現最佳者一較高下，單個 VM 的延遲範圍從 18.55 毫秒到 19.41 毫秒不等，平均得分為 19.19 毫秒。

在我們最壞情況下的 MySQL 延遲場景（第 99 個百分位延遲）方面，華為再次提供了強大的性能，將其排在第二位。華為的單個虛擬機延遲在 40.3 毫秒到 41.4 毫秒之間，平均得分為 40.92 毫秒。

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。所有可比較的驅動器均預先設定為穩定狀態，並施加 16 個執行緒的高負載，每個執行緒的未處理佇列為 16。

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。我們對華為 ES3600v3 的綜合工作負載分析使用了兩個配置文件，這兩個配置文件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，華為驅動器開始時表現強勁，並在 175K IOPS 左右的穩定狀態下與英特爾驅動器爭奪第二名。

平均延遲 4k 修復讓華為再次與英特爾驅動器並駕齊驅。華為開始不到 1ms，到穩定結束時徘徊在 1.44ms 左右，略好於 Intel。

就放置而言，預處理最大延遲與上述相似。雖然英特爾和華為再次爭奪第二名，但華為在整個基準測試中的表現不太穩定。華為驅動器以不到 22 毫秒的速度位居第二。

標準偏差見證了英特爾和華為硬盤的競爭從爭奪第二變為爭奪第一。

一旦驅動器預調節到穩定狀態，我們就會切換到主要的 4k 合成基準測試。在 4k 吞吐量中，華為硬盤的讀取性能最好，達到 741,266 IOPS。在寫入性能方面，華為硬盤以 171,186 IOPS 位居第二。

從平均延遲來看，華為能夠以 0.344 毫秒的優勢擊敗 Memblaze，在讀取方面位居榜首。通過寫入，英特爾勉強將華為擠出榜首，該驅動器以 1.492 毫秒位居第二。

最大延遲顯示華為驅動器有點不穩定。就讀取延遲而言，華為的整體讀取延遲最高，為 19.46 毫秒，是緊隨其後的驅動器的兩倍。在寫入延遲方面，華為以 32.81 毫秒的延遲位居第二。

標準偏差給了我們與上述類似的結果。華為再次獲得最高讀取延遲，為 0.264 毫秒，但最佳寫入延遲為 1.32 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%。同樣，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，華為驅動器起步強勁，超過了所有其他驅動器，最終達到 220K IOPS。

平均延遲顯示出與華為類似的性能。該驅動器開始時很強勁，很容易從其他驅動器上拉開，提供穩定的性能，在 1.15 毫秒左右達到穩定狀態。

在最大延遲下，華為失去了連勝紀錄，並在接近基準測試開始時飆升至更高的延遲。華為驅動器與 Memblaze 驅動器的性能不一致，然後在 40 毫秒左右排在第二位。

標準偏差顯示了另一個不一致的性能，但是，位置要好得多。事實上，華為驅動器以不到 1 毫秒的速度率先完成。

在我們對驅動器進行全面預處理後，我們對它們進行了主要的 8k 70/30 測試。在吞吐量上，華為硬盤自始至終都表現強勁。該驅動器以 219,039 IOPS 排名第一。

平均延遲給了我們與華為相似的位置，再次提供了強大的性能。該驅動器以 1.16 毫秒的延遲再次獲得第一名。

具有最大延遲的華為驅動器開始時具有較低的延遲之一。它一直保持在第二位，直到測試快結束時，它突然上升到倒數第二，延遲為 70.9 毫秒。

以標準差計算，華為硬盤自始至終的整體表現都是最好的。

結語

ES3000 v3系列標誌著華為首次進入NVMe領域。他們提供 2.5 英寸熱插拔外形規格和 HHHL AIC 兩種驅動器。該硬盤還提供從 1.2TB 到 3.2TB 不等的各種容量，並提供兩種耐用版本：1DWPD 和 3DWPD。雖然該驅動器可用於加速多個應用程序的性能，但它也可用於緩存熱數據。

在性能方面，華為驅動器在我們的 SQL Server 基準測試中運行的有點低，平均延遲為 11.3 毫秒。然而，從更大的角度來看 SQL Server，11.3 毫秒的總平均延遲仍然是一個不錯的數字，比東芝的 20 毫秒強得多，只比表現最好的慢 4.3 毫秒。使用 Sysbench 時，該驅動器的性能要好得多，擊敗了東芝預期的所有其他驅動器，並且它在每次測試中的表現都緊隨其後，總平均 TPS 為 6,671.3，平均延遲為 19.19 毫秒，最壞情況延遲為 40.92 毫秒（與最壞情況下的 36.46 毫秒相比）。華為驅動器在我們的綜合測試中表現出更強的性能，在 741,266k 讀取中得分高達 4 IOPS，平均 4k 讀取延遲低至 0.34 毫秒，並且在我們的 8k 70R/30W 基準測試中預期最大延遲時表現最佳。

總體而言，ES3000 v3 SSD 是華為在此類中首次展示的非常出色的 NVMe。很高興看到一個具有更多容量的驅動器並且 SQL Server 性能正在得到改善，但總的來說，該驅動器做得很好並且保持性能一致。從他們的第一代和第二代 ES3000 到第三代的過渡標誌著向更高級別的兼容性以及 2.5" 外形尺寸作為一種選擇的進步。雖然前兩代需要為不同的操作系統環境提供驅動程序，但新的基於 NVMe 的模型適用於任何具有本機 NVMe 支持的系統。這為更多服務器打開了大門，更不用說最新一代服務器的 2.5" 插槽支持了。

優點