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戴尔易安信PowerEdge R840评测

by Adam Armstrong
Dell EMC PowerEdge R840

戴尔易安信PowerEdge R840是采用2U设计的机架式服务器,是戴尔科技集团第14代服务器系列的产品之一。R840是四路服务器,可配置英特尔 Xeon可扩展处理器和最多112 个处理核心。用户可以利用最多24个直接连接的NVMe驱动器、两个双宽GPU或两个FPGA,以及多达48个DIMM插槽,最大6TB内存(12个NVDIMM可用于最大384GB内存)。对于需要高性能的应用程序、数据分析工作和其他新兴的计算繁重的工作负载,这种硬件配置非常适合。 

戴尔易安信PowerEdge R840是采用2U设计的机架式服务器,是戴尔科技集团第14代服务器系列的产品之一。R840是四路服务器,可配置英特尔 Xeon可扩展处理器和最多112 个处理核心。用户可以利用最多24个直接连接的NVMe驱动器、两个双宽GPU或两个FPGA,以及多达48个DIMM插槽,最大6TB内存(12个NVDIMM可用于最大384GB内存)。对于需要高性能的应用程序、数据分析工作和其他新兴的计算繁重的工作负载,这种硬件配置非常适合。 

R840和R940xa的设计考虑了人工智能(AI)和机器学习(ML)。R840配备了应对AI和ML工作负载所需的硬件。直接连接的NVMe驱动器提供了所需的容量,同时减少了延迟。服务器本身可以通过使用戴尔易安信OpenManager实现自动化。OpenManage可以将日常任务的管理自动化,并提供更高的效率。由于在次要任务上花费的时间较少,管理员可以专注于价值更高的项目。管理员还可以利用QuickSync 2的功能,从而在自己的移动设备上监控服务器。 

与所有PowerEdge服务器一样,戴尔易安信PowerEdge R840在体系结构的每个部分中都内置了安全保护。服务器拥有加密签名的固件包和安全启动功能。如果出现未经授权或恶意更改等情况,用户可以锁定服务器。戴尔易安信可以使用系统擦除功能,顾名思义,它可以清除服务器中所有存储介质的数据。 

戴尔易安信PowerEdge R840规格

外形规格2U
CPU最多4个Intel Xeon可扩展处理器,每个处理器最多28核
内存48个DDR4 DIMM插槽,支持RDIMM/LRDIMM,最多2666MT/s,最大6TB 
最多12个NVDIMM,最大384GB
仅支持寄存式 ECC DDR4 DIMM
存储控制器内部控制器:PERC H730P、H740P、H330软件RAID(SWRAID)S140
启动优化型存储子系统:HWRAID 2个M.2固态硬盘,120GB或240GB
外部 PERC (RAID):H840
12Gbps SAS HBA(非RAID):外部-12Gbps SAS HBA(非RAID),内部-HBA330(非RAID)
驱动器托架
前置驱动器托架最多8个2.5英寸SAS SATA(硬盘/固态硬盘)最大30TB 
或 最多24个2.5英寸SAS/SAS(HDD/固态硬盘),最多12个NVMe PCIe固态硬盘,最大122 TB
或最多24个NVMe PCIe固态硬盘,最大153 TB
后置驱动器托架最多2个2.5英寸 SAS/SATA(硬盘/固态硬盘),容量高达7.68 TB
I/O和端口
网络子卡选项4个1GE端口
4个10GE端口
2个10GE端口+2个1GE端口
或2个25GE端口 
前置端口1个视频端口
2个USB 2.0端口
1 个托管(微型)
iDRAC直连USB 端口 
(可选1个USB 3.0端口,仅支持在 8 个硬盘的配置中选配)
后置端口1个视频端口
1个串行端口
2个USB 3.0端口
内部端口1个USB 3.0端口
显卡VGA
PCIe最多6个Gen3 插槽(4×16 插槽或 2×16 + 4×8 插槽)
加速器选项最多2个双宽GPU或最多2个全高FPGA2
GPU NVIDIA Tesla P100, P40, V100
支持的操作系统Canonical Ubuntu LTS
Citrix XenServer
Microsoft Windows Server with Hyper-V
Red Hat Enterprise Linux
SUSE Linux Enterprise Server
​VMware ESXi
安全性TPM 1.2/2.0(可选) 
以加密方式签名的固件 
硅信任根
安全启动 
系统锁定 
安全擦除
嵌入式管理带有Lifecycle Controller的iDRAC9 
iDRAC Direct
iDRAC RESTful API(采用 Redfish) 
Quick Sync 2 BLE/无线
挡板可选的 LCD 挡板或安全挡板
尺寸 长x深462毫米 x 812毫米
重量36.6千克
电源
电源白金级:750W、1100W、1600W、2000W、2400W 钛金级:750W
直流:1100W
混合模式/HVDC750W, 1100W
带完全冗余选项的热插拔电源,6 个具有 N +1 冗余的热插拔风扇

设计和构建

戴尔易安信PowerEdge R840是一台2U服务器,它和本产品线的其他产品一样,具有样式化挡板。挡板下面是24个垂直穿过前部2.5英寸的托架,或者是8个2.5英寸的托架加一个可选配的光盘驱动器。左侧控制面板具有状态LED指示灯、系统运行状况和系统ID指示灯,以及iDRAC Quick Sync 2无线指示灯(此功能为选配)。右控制面板具有电源按钮、iDRAC direct端口、VGA端口、两个USB 2.0端口和一个iDRAC direct指示灯。除此之外,还有一个小的液晶面板,显示系统信息、状态、错误信息以及一些导航键。 

从设备后部看,戴尔易安信PowerEdge R840有四个全高的PCIe扩展卡插槽和两个半高的PCIe扩展插槽。左下角是四个NIC端口,右下角是两个可热插拔PSU,中间底部是一个串行端口、VGA端口、两个USB 3.0端口和iDRAC9专用端口,底部是一个系统标识。 

打开顶部并移除部分保护托盘,我们可以看到四个CPU以及为DRAM预留的空间。在设备的后部,我们可以添加两个宽的GPU。

同样在设备的后部还有添加RAID卡的位置。虽然空间看起来比较紧凑,但是如果有需要,它插拔方便且容易更改。在底部还可以看到集成的rNDC NIC,它能够在不占用传统PCIe空间的情况下轻松升级网络连接。

管理

为了管理戴尔易安信PowerEdge R840,服务器提供集成的戴尔远程访问控制器9, iDRAC9。 通过iDRAC的仪表板,用户可以轻松查看系统的运行状况、系统信息、最近的日志、说明以及虚拟控制台。仪表板屏幕可实现平滑关闭并显示系统ID。屏幕顶部是主选项卡,包括系统、存储、配置、维护和iDRAC设置。 

“系统”选项卡为用户提供了多个选项,展示了用户可以查看的系统方面。在本次测评中,我们将重点放在“摘要”上,这样我们就可以快速了解系统的大部分内容。我们可以看到硬件、iDRAC的详细信息,并且可以看到电源和容量使用情况。 

通过“存储”选项卡,用户再次获得了多个选项,他们可以深入查看这些选项,包括摘要、控制器、物理磁盘、虚拟磁盘和存储模块。在摘要子选项卡中,用户可以查看物理磁盘的概述、物理磁盘和虚拟磁盘的摘要以及记录的存储事件。

再深入一点,在“物理磁盘”子选项卡下,我们可以看到单元中驱动器的状态、名称、插槽号、容量、安全状态、总线协议、媒体类型(在本例中为固态硬盘)、它们是否是热备盘以及剩余的额定写周期。 

iDRAC仍然是市场上最好的集成型服务器管理工具,为系统管理员提供了可见性和操作项执行选项。 

性能

测试配置

  • 4个Intel Xeon白金8180M处理器(28 x 2.5GHz)
  • 1.5TB 2666Mhz DDR4
  • 12个3.2TB Memblaze PBlaze5混合使用NVMe固态硬盘
  • 针对SQL/Sysbench的VMware ESXi 6.7u1和针对裸机VDbench测试的Ubuntu 18.04.01

SQL Server性能

StorageReview的Microsoft SQL Server OLTP测试协议采用了事务处理性能委员会基准C(TPC-C基准)的当前草案,这是一个以在线事务处理为基准,用于模拟复杂应用程序环境中的活动。在衡量数据库环境中的存储基础架构的性能优势和瓶颈时,TPC-C基准比合成性能基准更适用。

每个SQL Server虚拟机都配置了两个虚拟磁盘: 用于启动的100GB卷和用于数据库及日志文件的500GB卷。从系统资源的角度来看,我们为每个虚拟机配置了16个vCPU、64GB的DRAM, 并采用LSI Logic SAS SCSI控制器。虽然之前测试过的Sysbench工作负载在存储I/O和容量方面都使平台饱和,但SQL测试会寻找延迟性能。

本次测试使用在Windows Server 2012 R2 guest虚拟机上运行的SQL Server 2014, 并利用戴尔的Benchmark Factory for Databases进行测试。虽然我们对这个基准的传统用法是在本地或共享存储上测试大型3000 scale的数据库,但在这个迭代中,我们将重点放在将四个1500 scale的数据库均匀地分布在服务器上。

SQL Server测试配置(每个虚拟机)

  • Windows Server 2012 R2
  • 存储空间占用量:分配600GB,使用500GB
  • SQL Server 2014版
    • 数据库大小:1500 scale
    • 虚拟客户端负载:15000
    • RAM缓冲区:48GB
  • 测试时长:3小时
    • 2.5小时预处理
    • 30分钟采样周期

对于我们的事务性SQL Server基准测试,R840得到了12646.5 TPS 的总分,每个虚拟机的得分从3161.5到3161.7 TPS不等。

对于SQL平均延迟, 服务器的总分为1毫秒,这一得分以及所有虚拟机的得分都令人印象深刻。 

Sysbench MySQL性能

我们的第一个本地存储应用程序基准测试由一个通过SysBench测量的 Percona MySQL OLTP数据库组成。 此测试还测量平均TPS(每秒传输的事物处理个数)、平均延迟和平均第99%延迟。

每个 Sysbench 虚拟机配置三个虚拟磁盘: 一个用于启动(约92GB),一个带有预构建数据库(约447GB),第三个用于测试数据库(270GB)。从系统资源的角度来看,我们为每个虚拟机配置了16个vCPU、60GB的DRAM,并利用LSI Logic SAS SCSI控制器。

Sysbench测试配置(每个虚拟机)

  • CentOS 6.3 64位
  • Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
    • 数据库表:100
    • 数据库大小:10,000,000
    • 数据库线程:32
    • RAM缓冲区:24GB
  • 测试时长:3小时
    • 2小时预处理32个线程
    • 1小时32线程

使用Sysbench OLTP,我们测试了8个虚拟机和16个虚拟机,R840分别达到26556 TPS和33278 TPS。对于单个2U服务器来说,这些数字是令人难以置信的,这直接来自于2U封装中的四核Intel 8180M CPU和最多12或24个NVMe固态硬盘。

对于Sysbench平均延迟,PowerEdge服务器配8个虚拟机时为9.6ms,配16个虚拟机时为15.4ms。

在我们最坏的情况下(第99百分位),R840配8个虚拟机和16个虚拟机时的延迟分别为18.4ms和29.9ms。 

VDBench工作负载分析

在对存储阵列进行基准测试时,应用程序测试是最好的,排在第二位的是合成测试。合成测试虽然不能完全代表实际的工作负载,但它确实具有可重复性因素,有助于对存储设备进行基准测试,从而可以轻松地在不同的解决方案之间进行逐项比较。这些工作负载提供了一系列不同的测试配置文件,包括“four corners”测试,常见的数据库传输大小测试,以及来自不同VDI环境的trace。所有这些测试都使用了常见的vdBench工作负载生成器和脚本引擎,可以在大型计算测试集群中自动执行并捕获结果。这使我们能够在各种存储设备上重复相同的工作负载,包括闪存阵列和单个存储设备。

配置文件:

  • 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
  • 合成数据库:SQL和Oracle
  • VDI完整克隆和链接克隆Trace

在4K随机读取方面,戴尔易安信PowerEdge R840以543298 IOPS和略低于100μs的速度强劲起步。R840以5933288 IOPS达到峰值,延迟仅203μs。

在4K随机写入方面结果更惊人,服务器以669974 IOPS的速度启动,延迟为24.1μs。R840保持在100μs以下,直到超过400万IOPS。其峰值为4,503,998IOPS,延迟时间为96.8μs,然后才下降。 

切换到64K读取顺序工作负载,我们看到R840的峰值为637,963 IOPS或者39.9GB/s,延迟为60.7μs。

在64K顺序写入中,服务器以更低的延迟启动,在28502 IOPS或1.78GB/s时为65.1μs。服务器延迟保持在100μs以下, 直到大约312K IOPS或19GB/s,并以296751 IOPS或18.5GB/s的速度以400μs的延迟结束。

下一组测试是我们的SQL工作负载:SQL、SQL 90-10和SQL 80-20。对于SQL,R840以2,780,783 IOPS达到峰值,延迟为135.2μs。

SQL 90-10的峰值性能为2613286 IOPS,延迟为144.5μs。

对于SQL 80-20,R840的起始值为248,460 IOPS,延迟低于100μs,峰值性能为2,468,464 IOPS,延迟为153μs。

我们的Oracle工作负载显示了R840更强大的性能。服务器起始延迟低于100μs,性能峰值为2,289,946 IOPS的,延迟为174.5μs。

Oracle 90-10的服务器峰值为2,017,515 IOPS,延迟为129.3μs,自始至终仅相差25μs。 

对于Oracle 80-20,R840起始延迟低于100μs,峰值为1952348 IOPS,延迟为133.4μs。

接下来,我们切换到VDI完整克隆和链接克隆测试。对于VDI完整克隆(FC)启动,R840的峰值为1880908 IOPS,延迟为189.4μs。

VDI FC初次登录时,服务器的启动时间低于100μs,并以854707 IOPS的速度达到峰值,延迟为301.1μs。

对于VDI FC Monday登录,服务器的启动时间刚刚超过100μs,并以645932 IOPS达到峰值,延迟为227μs。

切换到VDI连接克隆(LC)测试,R840的峰值为865365 IOPS,延迟为179.2μs。

对于VDI LC初始登录,服务器的峰值为384397 IOPS,延迟为213.6μs。

最后,对于VDI LC Monday登录,R840的性能峰值为487261 IOPS,延迟为295.1μs。

Conclusion

结论

戴尔易安信PowerEdge R840是一款2U服务器,面向需要高性能的应用程序或具有数据密集型工作负载的用户。 在顶部,服务器可以配备四个Intel Xeon可扩展CPU,最多可容纳112个内核、最多6TB RAM、最多24个直接连接的NVMe固态硬盘和最多两个双宽GPU或FPGA。这种强大的硬件配置,非常适合那些需要运行新一代新兴AI和/或ML工作负载的人。R840配有戴尔易安信OpenManager,可自动执行日常任务,节省管理员的时间和精力。管理员还可以使用QuickSync 2远程监视服务器。系统管理是通过iDRAC完成的,它仍然是最好的服务器管理平台。 

从 性能的角度来看,这款服务器充分利用了其硬件的潜力。通过我们的应用程序分析工作负载,戴尔易安信PowerEdge R840显示出强大的SQL server性能,事务性总分为12646. TPS,总平均延迟仅为1毫秒。对于Sysbench,该服务器继续以26556 TPS(8个虚拟机)和33278 TPS(16个虚拟机)的事务处理分数给人留下深刻印象。对于延迟,R840的8个虚拟机和16个虚拟机的平均值为9.6ms和15.4ms,最坏情况分别为18.4ms和29.9ms。 

看看我们的VDBench工作负载,PowerEdge R840在大多数类别中再次给人留下深刻印象。峰值性能亮点包括: 4K读取时600万IOPS, 4K写入时450万IOPS, 64K写入时为18.5GB/s,64K读取时为39.9GB/s。对于SQL工作负载,服务器继续以数百万IOPS的速度运行, 其峰值分为280万IOPS、260万IOPS(在SQL 90-10中)和250万IOPS(在SQL 80-20中)。Oracle工作负载的峰值性能也令人印象深刻,分别为230万IOPS、200万IOPS(90-10)和200万IOPS(80-20)。R840在VDI FC启动中也有190万IOPS的峰值性能。虽然这些峰值很高,但也需要考虑延迟。在我们的测试中,最高的峰值延迟只有400μs。最低峰值性能为60.7μs。 

我们经常听到供应商谈论数百万IOPS的性能(亚毫秒级);这些数字通常出自理想的测试条件,普通用户在实际使用中往往打不到这种性能。很高兴在测试中看到如此强大的性能,不仅是极高的峰值性能,还有极低的延迟。 研究 戴尔易安信PowerEdge R840服务器数周后,很明显,在2U服务器类别中,它提供了优秀的性能、坚如磐石的设计和全面的系统管理的最佳组合。 

Dell EMC PowerEdge R840

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