Memblaze PBlaze5 NVMe SSD 評測

by 亞當·阿姆斯特朗 on 2018 年 3 月 29 日

企業 ◇ SSD

Memblaze 發布了另一個帶有 PBlaze5 的 NVMe SSD 系列。這是該公司繼PBlaze4之後的第二代NVMe SSD產品。新驅動器有兩種外形規格，U.2 和 HHHL AIC，分為兩個系列，即 700 和 900 系列。 700 系列的容量最高可達 11TB，旨在供數據中心使用。 900系列續航能力更高，面向企業應用。

這兩個系列都是為企業設計的，具有高達 6GB/s 的順序速度和低至 90μs 的讀取延遲的性能要求。這兩個系列的不同之處在於 700 系列具有更低的成本、更低的續航能力和更高的容量。另一方面，900 系列具有更高的耐用性、更高可用性的雙端口和數據加密。這些主要區別適用於不同的用例：數據庫、雲、超大規模、SDS、大數據、3 系列和任務關鍵型數據庫的 700D 渲染、ERP、SAP HANNA、BOSS、銀行、高頻交易徵稅和在線支付900系列。

對於本次審查，我們將關注 3.2TB、U.2、900 系列 PBlaze5。

Memblaze PBlaze5 NVMe SSD 900 系列規格：

外形	2.5英寸U.2		HHHL AIC
介面	PCIe 3.0 x4		PCIe 3.0 x 8
協議	NVMe 1.2a
NAND閃存	3D eTLC NAND
容量	2TB	3.2TB	4TB	8TB
性能
順序讀取 (128KB)	高達 3.2GB/秒		高達 6GB/秒
順序寫入 (128KB)	高達 2.4GB/秒
持續隨機讀取 (4KB/8KB)	高達760K IOPS		高達 1.042 萬次 IOPS
持續隨機寫入 (4KB)	高達304K IOPS
延遲讀/寫	90 /15μs
耐力
DWPD	3
平均無故障時間	2.1萬小時
靜默誤碼	< 1 個扇區錯誤每 10^23 位讀取
無法糾正的誤碼率	< 1 個扇區錯誤每 10^17 位讀取
電源消耗功率	7〜23W

設計和建造

我們正在審查的 Memblaze PBlaze5 是 2.5” U.2 外形設計。該驅動器具有堅固的亞光黑色外殼。驅動器頂部的右側有品牌標識。

驅動器的底部幾乎完全被散熱器佔據。

在驅動器的兩端都有開口以幫助冷卻。在遠離 NVMe 接口的一側，可以看到第二個端口。

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 Memblaze PBlaze5 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，我們為每個虛擬機配置了 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，Memblaze PBlaze5 以 4 TPS 位居第二，僅次於 PBlaze12,6239.9。值得注意的是，最低的 HGST SN100 與最高的 Memblaze PBlaze4 之間的結果差異僅為 41.4 TPS。還應該注意的是，memblaze 是使用原始固件運行的，然後在我們的整個測試過程中更新了固件，並且可以在結果中看到。

對於 SQL 平均延遲，PBlaze5 以 7.5 毫秒的延遲再次位居第二，而 PBlaze4 只有 5 毫秒。

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，我們看到 Memblaze PBlaze5 以 8,260.5 TPS 位居榜首。

查看 Sysbench 平均延遲，PBlaze5 再次獲得最佳分數，為 15.5 毫秒。

就我們的最壞情況 MySQL 延遲場景（第 99 個百分位延遲）而言，PBlaze5 以 29.4 毫秒位居榜首。

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。

在我們的 Houdini 工作負載中，Memblaze PBlaze5 落後於 PBlaze4 和 NVMe 組中的其他產品，8 幀渲染時間為 3,259 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 工作負載分析中，我們研究了隨機 4K 讀取性能。在整個基準測試中，所有測試的驅動器都有亞毫秒級的延遲。 Memblaze PBlaze5 的峰值為 748,510 IOPS，延遲為 170μs，使其成為迄今為止表現最好的。

接下來我們查看了 4K 寫入性能，這裡 PBlaze5 以 597,647 IOPS 和 211μs 延遲達到峰值，再次大幅領先性能。

轉向順序性能，我們查看了我們的 64K 基準測試。在 64K 順序讀取時，PBlaze5 的峰值為 43,653 IOPS 或 2.72GB/s，延遲為 366μs，再次位居榜首。

對於 64K 順序寫入，PBlaze5 領先，峰值為 43,352 IOPS 或 2.71GB/s，延遲為 363μs。

接下來，我們查看了我們的 SQL 工作負載，其中沒有驅動器的延遲超過 1 毫秒。 Memblaze PBlaze5 的峰值為 243,899 IOPS，延遲為 131μs。

在我們的 SQL 90-10 中，PBlaze5 繼續以 235,428 IOPS 的峰值得分和 135μs 的延遲佔據主導地位。

SQL 80-20 顯示 PBlaze5 以迄今為止最大的優勢領先，峰值得分為 229,029 IOPS，延遲為 139μs。

Oracle 工作負載再次顯示所有驅動器都具有亞毫秒級性能。在 Oracle 工作負載中，PBlaze5 的峰值為 277,100 IOPS，延遲為 157μs。

對於 Oracle 90-10，PBlaze5 以 178,747 IOPS 和 123μs 的延遲位居榜首。

我們上次的 Oracle 基準測試 80-20 顯示 PBlaze5 的最佳峰值得分為 177,851 IOPS，延遲為 123μs。

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，PBlaze5 再次以 184,936 IOPS 的峰值和 189μs 的延遲位居榜首。

對於 VDI FC 初始登錄，PBlaze5 以 118,389 IOPS 的峰值和 251μs 的延遲領先於其他驅動器。

借助 VDI FC Monday Login，PBlaze5 的峰值性能為 75,691 IOPS，延遲為 209μs。

在 VDI LC 啟動測試中，我們看到 Toshiba PX04 的運行速度比任何其他驅動器都更接近 PBlaze5。 PBlaze5 仍然以 88,179 IOPS 的峰值得分和 180μs 的延遲位居榜首。

VDI LC 初始登錄再次看到 PBlaze5 以 41,657 IOPS 的峰值得分和 189μs 的延遲突破。

我們的最終測試，即 VDI LC 星期一登錄，PBlaze5 的峰值達到 59,449 IOPS 和 267μs 延遲。

結語

Memblaze PBlaze5 NVMe SSD 是該公司的第二代 NVMe 企業驅動器。該驅動器的最大容量為 11TB（700 系列），速度為 6GB/s，IOPS 超過 1 萬，延遲低至 15μs。該驅動器有兩種外形尺寸：熱插拔 2.5 英寸 U.2 和 HHHL AIC。該驅動器還提供兩個系列：低耐用性、低成本、高容量的 700 系列和高耐用性、高可用性和加密的 900 系列。在我們的評測中，我們測量了 900 系列的性能。

在性能方面，在我們的應用程序工作負載分析中，Memblze PBlaze5 在 SQL Server 中表現出色，達到 12,629.9 TPS，平均延遲為 7.5 毫秒；但是，PBlaze4 能夠以 2.5 毫秒的優勢擊敗它。在 Sysbench 中，PBlaze5 在事務測試中得分最高，為 8,260.5 TPS，平均延遲為 15.5 毫秒，最壞情況為 29.4 毫秒。在我們的 Houdini 工作負載中，PBlaze5 落後於上一代驅動器和其他 NVMe 企業級 SSD。

在我們的 VDbench 測試中，PBlaze5 主導了每項測試，有時甚至遙遙領先。在我們的 4K 測試中，PBlaze5 能夠以 750μs 的讀取延遲達到近 170K IOPS，以 597μs 的延遲達到超過 211K IOPS。對於 64K 順序，驅動器達到 2.71GB/s，寫入延遲為 363μs，達到 2.73GB/s，讀取延遲為 365μs。 PBlaze5 在進入 SQL 測試時繼續給人留下深刻印象，峰值分數約為 244K IOPS，235-90 為 10K IOPS，229-80 為 20K IOPS。 Oracle 展示了該驅動器的分數約為 227K IOPS，178-90 為 10K IOPS，178-80 為 20K IOPS。在我們的 VDI 克隆測試中，PBlaze5 處於領先地位，儘管其他一些驅動器在其中一項鍊接克隆測試中使其物有所值。