Apex Storage X21-Rezension: Die brüllenden Zwanziger

Der Apex Storage Insgesamt kann das X21 21 TB Speicher pro Karte (4 TB SSDs) bereitstellen und erreicht Lesegeschwindigkeiten von bis zu 2 GB/s und über 21 Millionen IOPS.

Der Apex Storage Insgesamt kann das X21 21 TB Speicher pro Karte (4 TB SSDs) bereitstellen und erreicht Lesegeschwindigkeiten von bis zu 2 GB/s und über 21 Millionen IOPS.

Übersicht über Apex Storage X21

Der X21 ist Plug-and-Play-kompatibel und unterstützt UEFI und Secure Boot. Es bietet Zuverlässigkeit auf Unternehmensniveau mit erweitertem ECC und Datenschutz sowie erweiterter Fehlerbehebung. Seine Architektur mit geringem Overhead ermöglicht keine Host-CPU- oder DRAM-Auslastung und unterstützt außerdem Software- oder Betriebssystem-RAID zur Datensicherung. Die Treiber sind unter Windows und Linux vorkompiliert, sodass die Bereitstellung einfach ist (unter Linux jedoch schneller) und die Karte mit VMware ESXi funktioniert.

Dieser Funktionsumfang und die Gesamtleistung werden durch den Microchip 100-Lane-Gen4-PM40100-Fanout-PCIe-Switch angetrieben. Der Chip hat eine TDP von 25 Watt, was bedeutet, dass der Controller dank des mitgelieferten Kühlkörpers bei leichtem Luftstrom kühl bleibt. Allerdings benötigen die SSDs möglicherweise etwas mehr Luftzirkulation, was von den Laufwerken und dem Gehäuse abhängt, in das die Karte eingebaut wird. Es sollte auch beachtet werden, dass der Platz zwar knapp ist, aber Platz für einen 4-mm-Kühlkörper vorhanden ist SSDs bei Bedarf. Apex hat auch ein wenig Spielraum beim Design. Für kundenspezifische Anwendungen können sie die Breite der Karte über die Verbindungsplatine anpassen.

Auch die Materialien der Karte machen einen Unterschied. Apex gibt an, dass das Storage X21 aus Thunderclad 3+-Material hergestellt ist. Was ist es? Nun, Thunderclad oder TU-933+, das zum Zeitpunkt der Spezifikation das hochwertigste verfügbare PCB-Material ist. Während der Entwicklung der Karte wurden zwar verlustärmere Materialien entwickelt, sie behaupten jedoch, dass sie dazu beigetragen haben, dass der X21 weiterhin eine außergewöhnliche Leistung bietet. Obwohl wir für so etwas keinen Test haben, handelt es sich um eine interessante Randbemerkung, die uns normalerweise nicht bewusst ist.

Apex Storage zielt mit der Karte auf einige offensichtliche Anwendungsfälle ab; Am deutlichsten ist, dass der X21 den Anforderungen von Datenwissenschaftlern und kreativen Profis entspricht, die den schnellstmöglichen lokalen Speicher wünschen. Apex weist darauf hin, dass sie der Meinung sind, dass der X21 für eine Reihe von Unternehmensanwendungsfällen wie HCI geeignet ist. Leider haben sich die SSD-Anbieter für Unternehmen von der M.2-Entwicklung zurückgezogen und sich stattdessen für EDSFF-Laufwerke entschieden. Obwohl es im Rechenzentrum durchaus einige Stellen gibt, an denen das X21 passt, gehen wir derzeit davon aus, dass es sich eher um eine Punktlösung handelt.

Gleichzeitig sollten wir die Fähigkeiten der Karte nicht außer Acht lassen. Das X21 fliegt absolut und vereint die Leistung von 21 SSDs. Wie wir unten in unseren Leistungsergebnissen sehen werden, sind die Angaben im Datenblatt von Apex angemessen. Und wir verwenden nicht einmal die besten verfügbaren Laufwerke. Auch wenn die in diesem Test verwendeten 980 Pros durchaus in der Lage sind, die absolut beste Leistung zu erzielen, ist noch mehr Potenzial auf dem Tisch. Und sollte eine einzelne Karte Ihre Leistungsziele nicht erreichen, hat Apex bestätigt, dass vier Karten mit 84 Laufwerken einwandfrei funktionieren. Im richtigen System könnte ein Benutzer möglicherweise acht dieser Karten in einem Server mit satten 8 SSDs zusammenfassen.

Unser Schwerpunkt liegt diesmal eindeutig auf den Speichermöglichkeiten, aber das X21 ist mehr als nur ein One-Trick-Pony. Der M.2-Steckplatz unterstützt eine Reihe weiterer Geräte. Beispielsweise könnten Sie WLAN-Karten mit M.2-A+E-Konverterplatinen verwenden, um jede WLAN-Karte zur Spektrumsüberwachung auf einen bestimmten WLAN-Kanal einzustellen. Es gibt hier sogar einen KI-Aspekt. Eine Firma rief an Axelera stellt ein M.2 AI Edge-Beschleunigermodul her, das irgendwann auch von der Apex-Karte verwendet werden könnte.

Der X21 wird als Einzelgerät für 2800 US-Dollar verkauft, wobei Mengenpreise und Sonderanfertigungen möglich sind.

Apex Storage X21-Spezifikationen

Apex Storage X21-Leistung

Trotz der bemerkenswerten Fähigkeiten des Apex Storage X21 ist es wichtig, die Herausforderungen zu berücksichtigen, mit denen wir hinsichtlich der Systemkompatibilität konfrontiert waren. Um die Karte richtig zu starten und zu testen, mussten wir auf eine Consumer-Plattform zurückgreifen, da die X21 bei der Integration in Unternehmensserver und Workstations in unserem Labor auf Schwierigkeiten stieß.

Diese Einschränkung kann die Anpassungsfähigkeit der Karte für einige Benutzer einschränken und möglicherweise ihre nahtlose Integration in eine Vielzahl von Konfigurationen behindern. Für potenzielle Käufer ist es von entscheidender Bedeutung, ihre Systemkompatibilität gründlich zu prüfen, bevor sie in den X21 investieren, um eine reibungslose und effiziente Bereitstellung dieser leistungsstarken Speicherlösung sicherzustellen.

Um diese Karte nutzen zu können, sind als absolute Mindestvoraussetzung eine Dual-Slot-Öffnung, ein x16-PCIe-Steckplatz und eine 6-Pin-Stromversorgung erforderlich. Für eine Consumer-Workstation sind dies die gleichen Anforderungen wie für eine herkömmliche GPU in voller Größe, und die meisten Desktops verfügen über ausreichend Platz und Strom.

Auf der Serverseite wird dies komplizierter. Herkömmliche 1U- und 2U-Server sind so konzipiert, dass sie die Vorteile normalerer PCIe-Edge-Karten nutzen, vor allem der gängigen HHHL-Karte (halbe Höhe, halbe Länge). Da fast alle davon über den PCIe-Steckplatz mit Strom versorgt werden, sind viele Server nicht mit zusätzlichen Stromanschlüssen ausgestattet. Sowohl hinsichtlich der Größe als auch der Leistung sollten Sie einen GPU-fähigen Server mit der richtigen Größe der Einschübe, dem Luftstrom und vor allem der Stromverfügbarkeit nutzen.

Für diesen Test haben wir ein AMD-basiertes MSI X670E-Motherboard mit einer AMD Ryzen 9 7950X 4.5-GHz-16-Core-CPU genutzt. Diese Plattform umfasste 64 GB DDR5-Speicher und nutzte für die Dauer des Tests nur integrierte Grafiken. Wir hatten versucht, unsere Lenovo- und Dell-AMD-ThreadRipper-Plattformen zu verwenden, hatten jedoch Probleme, die Plattformen zum Posten zu bewegen. Unsere Intel-basierte Consumer-Plattform verband die Karte im x8- statt im x16-Modus und das BIOS enthielt keine Option zum manuellen Einstellen der PCIe-Breite. Auch der Prozessor in unserem Rig begann bei den Tests mit mehreren Millionen IOPS zu drosseln.

Vdbench-Leistungstests

Um die Reifen des Apex Storage X21 mit 21 zu kicken Samsung 980 Pro 1 TB SSDs, wir haben für unsere Vdbench-Tests eine Debian OS-Testumgebung sowie einige Fio-Workloads verwendet. Die Vdbench-Workloads bieten einen gewissen Vergleich mit Unternehmensgeräten, die wir im Laufe der Jahre überprüft haben, während Fio das neuere I/O-Protokoll io_uring unterstützt, das Tests mit geringerer Latenz und hohem Durchsatz ermöglicht.

Wenn es um das Benchmarking von Speichergeräten geht, sind Anwendungstests am besten und synthetische Tests stehen an zweiter Stelle. Obwohl sie keine perfekte Darstellung der tatsächlichen Arbeitslasten darstellen, helfen synthetische Tests dabei, Speichergeräte mit einem Wiederholbarkeitsfaktor zu vergleichen, der es einfach macht, direkte Vergleiche zwischen konkurrierenden Lösungen anzustellen. Diese Workloads bieten eine Reihe unterschiedlicher Testprofile, die von „Vier-Ecken“-Tests und allgemeinen Tests der Datenbankübertragungsgröße bis hin zu Trace-Erfassungen aus verschiedenen VDI-Umgebungen reichen.

Alle diese Tests nutzen den gemeinsamen vdBench-Workload-Generator mit einer Skript-Engine, um Ergebnisse über einen großen Computing-Testcluster zu automatisieren und zu erfassen. Dadurch können wir dieselben Arbeitslasten auf einer Vielzahl von Speichergeräten wiederholen, einschließlich Flash-Arrays und einzelnen Speichergeräten. Unser Testprozess für diese Benchmarks füllt die gesamte Laufwerksoberfläche mit Daten und partitioniert dann einen Laufwerksabschnitt, der 5 % der Laufwerkskapazität entspricht, um zu simulieren, wie das Laufwerk auf Anwendungsauslastungen reagieren könnte. Dies unterscheidet sich von vollständigen Entropietests, die 100 % des Antriebs nutzen und ihn in einen stabilen Zustand versetzen. Infolgedessen spiegeln diese Zahlen höhere Dauerschreibgeschwindigkeiten wider.

Profile:

• 4K Random Read: 100 % Read, 128 Threads, 0-120 % Iorate
• 4K Random Write: 100 % Schreiben, 128 Threads, 0-120 % Iorate
• 64K sequentielles Lesen: 100 % Lesen, 32 Threads, 0-120 % Leserate
• 64K Sequentielles Schreiben: 100 % Schreiben, 16 Threads, 0-120 % Iorate
• Synthetische Datenbank: SQL
• VDI-Vollklon-Traces

Während die Dapustor R5100 und Apex Storage Während der Dapustor R21 mit fast 2 Mio. IOPS die Spitze erreichte, schoss der Apex Storage X5100 mit deutlich geringerer Latenz darüber hinaus und kam in diesem Test auf knapp 1.8 Mio. IOPS.

Während die 4K-Leistung einen dramatischen Unterschied in der Leistungsskala aufwies, ist das nichts im Vergleich zu dem, was Sie bei der Betrachtung der Laufwerksbandbreite sehen. Neben einer GPU ist der Apex Storage Bei unserem sequentiellen 21K-Workload erreichte das X16 unglaubliche 4 GB/s, während das Dapustor 64 GB/s erreichte.

Ebenso beeindruckend war die sequentielle 64K-Schreibleistung: Der X21 kam auf 23.3 GB/s, während der Dapustor R5100 mit 2.8 GB/s die Spitze erreichte.

Als nächstes schauen wir uns unseren SQL-Workload an, bei dem der X21 einen Spitzendurchsatz von 3.46 Mio. IOPS oder 27.1 GB/s bot.

Bei unserem SQL 90-10-Workload hat der Apex Storage X21 3.27 Mio. IOPS oder 25.6 GB/s gemessen.

Bei unserem SQL 80-20-Workload mit einer höheren Schreibmischung hat der X21 einen Spitzendurchsatz von 3.13 Mio. IOPS oder 24.5 GB/s gemessen.

Abschließend betrachten wir die VDI-Leistung mit unseren Full-Clone-Traces. In unserem VDI-Initial-Login-Test erzielte das X21 beeindruckende 1.01 Mio. IOPS oder 19.2 GB/s.

Bei unserem VDI-Boot-Workload erreichte der Apex Storage

Bei unserem letzten Vdbench-Workload zum Thema VDI Monday Login erreichte das X21 in der Spitze 919 IOPS oder 20 GB/s.

Während Vdbench einen Aspekt der synthetischen Leistung des Laufwerks abdeckt, haben wir auch Fio-Ergebnisse in diesen Test einbezogen, da es das neuere und effizientere I/O-Protokoll nutzen kann. Hier liegt unser Fokus auf der Darstellung des absoluten I/O-Spitzenwerts und der Bandbreite, die durch die Karte möglich sind. Vor jedem dieser Tests wurde jede SSD formatiert und anschließend vollständig befüllt.

Eine interessante Statistik, die wir erwähnen wollten, betrifft die Leistung beim zufälligen Lesen von 512 Byte. Bevor die SSDs voll waren, konnten sie 23 Mio. IOPS bei 11.8 GB/s erreichen. Dies unterschied sich zwar von der tatsächlichen Leistung dieser SSDs, bevor sie vollständig mit Daten gefüllt waren, deutet jedoch darauf hin, dass der Apex Storage X21 mit schnelleren SSDs weitaus mehr Datenverkehr weiterleiten kann.

Das Unternehmen hat uns mitgeteilt, dass eine Leistung von mehr als 40 Mio. IOPS möglich ist. Die Hauptgrenze, die diese Karte erreichen wird, ist die Obergrenze des PCIe Gen4 x16-Steckplatzes, die bei etwa 28 GB/s liegt.

Apex Storage X21 Thermals

Als wir das Apex Storage X21 zum ersten Mal in den Nachrichten sahen, war unser erster Gedanke, wie schnell dieses Laufwerk in Flammen aufgehen wird. Angesichts der Menge an Strom, die durch jede der 21 SSDs fließt, die diese Karte aufnehmen kann, ist die thermische Leistung kein Scherz.

Die Samsung 980 Pro SSD kann bei Spitzenlast fast 8.5 W Leistung verbrauchen, was zusammengenommen fast 180 W auf dieser Karte ergeben würde. All diese Energie wird in Wärme umgewandelt, und Sie müssen sie schnell ablassen, bevor die Laufwerke oder die Karte gedrosselt oder beschädigt werden.

Um diese Karte sicher in unserem Prüfstand zu testen, haben wir einen riesigen, mit Wechselstrom betriebenen Lüfter neben dem Motherboard eingesetzt, der für ausreichend Luftzirkulation sorgt. Apex gibt die Luftstromanforderungen mit 400 LFM an, was deutlich außerhalb des Bereichs eines normalen Desktops und sogar der meisten Workstations liegt. Diese Art von Luftstrom findet man üblicherweise in einem Server vor, wenn dieser hinsichtlich der Lüftergeschwindigkeit nahezu auf Hochtouren läuft.

Wir haben die einzelnen Laufwerkstemperaturen überwacht, die während unserer vollständigen Laufwerksbefüllung über SMART-Daten gemeldet wurden. Dies versetzte jedes Laufwerk in das Worst-Case-Szenario mit voller Schreibleistung über einen längeren Zeitraum. Die Temperaturen wurden gegen Ende dieser Aktivität gemessen.

Der sichere Betriebsbereich des Samsung 980 Pro wird mit 0–70 °C angegeben, sodass die heißesten Laufwerke bei Spitzenlast unter diesem Wert blieben. Bevor Sie eines dieser Geräte in Betrieb nehmen, müssen Sie unbedingt sicherstellen, dass die Kühlung unter Kontrolle ist.

Abschließende Überlegungen

Der Apex Storage X21 ist eine wirklich bemerkenswerte und bahnbrechende Hardware, die Unternehmens- und Prosumer-Umgebungen hohe Leistung und enorme Speicherkapazität bietet. Es ist jedoch wichtig, sich seiner Einschränkungen bewusst zu sein, wie z. B. dem erheblichen Luftstrombedarf und der Wärmeentwicklung, da die Leistungsaufnahme mit einer GPU ohne integrierte Kühlung vergleichbar ist.

Trotz der Installations- und Kühlungsherausforderungen hat der X21 mit der richtigen Einrichtung und den richtigen Kühllösungen das Potenzial, beispiellose Leistung für verschiedene Anwendungen zu erschließen. Die beeindruckenden Speicherkapazitäten des X21 könnten eine entscheidende Rolle bei der Leistung datenintensiver Anwendungen spielen, die in der Datenwissenschaft und bei kreativen professionellen Workloads beliebt sind.

Es ist immer eine lustige Überraschung, wenn neue Geräte in unser Labor kommen und ein System völlig kaputt machen oder überlasten. Genau das hat der Apex Storage X21 mit seinen unglaublichen Leistungsfähigkeiten geschafft. Wir könnten bei einem 28.3K-Zufallslesevorgang 8 GB/s von der Karte abziehen oder bei einem 28.7K-Zufallsschreibvorgang 8 GB/s darauf übertragen. Beim Small-Block-Schreiben in unserem 4K-Fio-Test erreichte diese Karte 6.8 Mio. IOPS beim Lesen und 5.3 Mio. IOPS beim Schreiben. Bei der Umstellung auf eine kleinere Blockgröße stießen wir an die Grenzen der Samsung 980 Pro SSDs, die werksseitig 23 Mio. IOPS in einem 512-Byte-Zufallslesevorgang erreichen konnten, aber auf 14.6 Mio. IOPS sanken, sobald die Laufwerke voll waren. Es ist unglaublich, diese Zahlen aus einem einzigen Slot heraus zu erreichen.

Der X21 bietet eine beispiellose Leistung, sodass diese eine Komponente die Produktivität revolutionieren könnte, nach der eine bestimmte Gruppe von Profis sucht. Unser Testgerät kostet zusammen mit den SSDs 4500 US-Dollar, was angesichts des Mehrwerts, den es für Anwendungen bietet, die dieses Leistungsniveau benötigen, gar nicht so schlecht ist. Auch hier benötigt der X21 eine ziemlich präskriptive Plattform, um zu funktionieren, aber wenn Sie bereit sind, diese Mühe zu machen, werden Sie von dem, was diese Karte zu bieten hat, nicht enttäuscht sein. Tatsächlich werden Sie wahrscheinlich geradezu schwindlig sein.

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