Testbericht zum Dell EMC PowerEdge R740xd-Server

Im Frühjahr 2017 brachte Dell EMC die mit Spannung erwartete Aktualisierung der PowerEdge-Reihe auf den Markt und rüstete die PowerEdge-Reihe auf Xeon SP von Broadwell auf. Die Aktualisierung umfasste die neue R740-Serverfamilie, die sowohl den Mainstream-R740 als auch die „Extreme-Disk“-Version namens R740xd umfasst, die wir uns in diesem Test ansehen werden. Dieser leistungsstarke Server unterstützt ein breites Spektrum an Speicheroptionen und bietet bis zu achtzehn 3.5-Zoll- oder zweiunddreißig 2.5-Zoll-Festplatten für unglaubliche Kapazität oder bis zu vierundzwanzig 2.5-Zoll-NVMe-SSDs, wenn Ihnen halsbrecherische Speicher-E/A lieber sind Stärke. Compute- und DRAM-BereicheAuch das bleibt nicht im Hintergrund, denn der R740xd unterstützt bis zu zwei skalierbare Intel Xeon Prozessoren mit jeweils 28 Kernen und einem Spitzenspeicherbedarf von maximal 3 TB. Es gibt nur wenige Anwendungen, bei denen dieser neue Server nicht hervorragende Leistungen erbringen würde. Genau diese Richtung hat Dell EMC bei der Entwicklung dieser stets modularen Plattform eingeschlagen.

Im Frühjahr 2017 brachte Dell EMC die mit Spannung erwartete Aktualisierung der PowerEdge-Reihe auf den Markt und rüstete die PowerEdge-Reihe auf Xeon SP von Broadwell auf. Die Aktualisierung umfasste die neue R740-Serverfamilie, die sowohl den Mainstream-R740 als auch die „Extreme-Disk“-Version namens R740xd umfasst, die wir uns in diesem Test ansehen werden. Dieser leistungsstarke Server unterstützt ein breites Spektrum an Speicheroptionen und bietet bis zu achtzehn 3.5-Zoll- oder zweiunddreißig 2.5-Zoll-Festplatten für unglaubliche Kapazität oder bis zu vierundzwanzig 2.5-Zoll-NVMe-SSDs, wenn Ihnen halsbrecherische Speicher-E/A lieber sind Stärke. Compute- und DRAM-BereicheAuch das bleibt nicht im Hintergrund, denn der R740xd unterstützt bis zu zwei skalierbare Intel Xeon Prozessoren mit jeweils 28 Kernen und einem Spitzenspeicherbedarf von maximal 3 TB. Es gibt nur wenige Anwendungen, bei denen dieser neue Server nicht hervorragende Leistungen erbringen würde. Genau diese Richtung hat Dell EMC bei der Entwicklung dieser stets modularen Plattform eingeschlagen.

Die PowerEdge R740-Server stellen einen großartigen Mittelweg aus Leistung und Speicher in einer 2U-Box dar. Der Server kann mit bis zu 2 skalierbaren Intel-CPUs und 24 DDR4-DIMMs (oder 12 NVDIMMs) konfiguriert werden, aber was sie wirklich glänzen, ist die Art und Weise, wie sie mit dem Speicher umgehen. Während der R740 bis zu 16 Speicherschächte bietet, bietet der xd bis zu 32 2.5-Zoll-Schächte, von denen 24 NVMe sein können. Der R740xd bietet außerdem einige einzigartige Speicherlayouts im Vergleich zu den typischen Frontladeschächten, einschließlich mittlerer und hinterer Ladeschächte, um den gesamten zusätzlichen Speicher auf derselben 2U-Grundfläche unterzubringen. Das Layout ermöglicht es Benutzern, ihre Speicheranforderungen an ihre Anwendung anzupassen, indem sie NVMe, SSD und HDD im selben Gehäuse kombinieren und so eine Speicherschichtung innerhalb des Gehäuses erstellen können. Der R740xd unterstützt außerdem bis zu 192 GB NVDIMM. Darüber hinaus verfügt der R740xd über die Möglichkeit, über eine Zusatzkarte von RAID-internen M.2-SSDs zu booten, wodurch der von der Vorderseite zugänglichere Platz für die Speicherung von Arbeitslasten frei wird. Beide Versionen eignen sich gut für SDS, Dienstanbieter und VDI, wobei Gesamtspeicher und NVMe den Hauptunterschied darstellen. Neu beim R740/R740xd ist auch die verstärkte Unterstützung für GPUs bzw. FPGAs. Beide können bis zu drei 300-W- oder sechs 150-W-Karten unterstützen. In dieser Generation hat Dell EMC das BIOS so entwickelt, dass es den von jeder Karte benötigten Luftstrom automatisch registriert und über eine Funktion namens Multi-Vektor-Kühlung einen individuell angepassten Luftstrom bereitstellt.

Mit jeder Aktualisierung einer Serverreihe gibt es neue CPUs, mehr RAM und bessere Speicher- und Netzwerkoptionen. Was viele Unternehmen jedoch auszeichnet, ist das vollständige Lebenszyklusmanagement des Produkts. Im Rahmen des Zumutbaren erzielt jeder Server mit den gleichen Hardware-Spezifikationen ungefähr das gleiche Ergebnis. Der Unterschied wird jedoch schnell an der Qualität der Hardware deutlich Umfang der Support-Software und wie einfach sich das System schnell in einer bestimmten Umgebung implementieren lässt. Dies ist ein wichtiger Bereich, in dem sich Dell EMC von anderen auf dem Markt abhebt. Dell EMC bietet Benutzern wichtige Tools wie LifeCycle Controller, iDRAC, OpenManage Mobile und andere. Wir haben viele dieser Tools in unserer eigenen Umgebung eingesetzt und waren immer wieder beeindruckt davon, wie einfach und ausgereift die Plattform im Laufe der Zeit geworden ist. 

Die neuen PowerEdge-Server verfügen von Anfang an über eine integrierte Unterstützung für Software Defined Storage (SDS), wodurch sie für Anwendungsfälle wie hyperkonvergente Infrastrukturen geeignet sind. In seiner eigenen Produktpalette für Unternehmen nutzt Dell EMC den R740 mit vorgefertigten und validierten Lösungen wie Ready Nodes für ScaleIO oder VSAN sowie der PowerEdge XC-Reihe. Der R740xd ermöglicht Konfigurationen, die alle externen Laufwerksschächte für das SDS-Produkt selbst nutzen und das Boot-Segment auf einer internen m.2-SSD belassen.

Der neue Dell EMC PowerEdge R740xd ist ab sofort erhältlich und lässt sich umfassend anpassen. Für diesen Test haben wir einen einzelnen R740xd mit einer nahezu erstklassigen Konfiguration sowie einen Cluster aus 12 R740xds mit einer bescheideneren Konfiguration genutzt.

Der einzelne R740xd, den wir verwenden, ist wie folgt aufgebaut:

• Zwei Intel Xeon Platinum 8180-CPUs
• 384 GB DDR4 2667 MHz RAM (32 GB x 12)
• 4 x 400 GB SAS-SSDs
• 2 x 1.6 TB NVMe-SSDs
• Mellanox ConnectX-4 Lx Dual Port 25GbE DA/SFP rNDC
• LCD-Rahmen mit Quick Sync 2- und OpenManage-Funktionen
• iDRAC 9 Enterprise

Spezifikationen des Dell EMC PowerEdge R740xd-Servers:

• Formfaktor: 2U Rackmount
• Prozessoren: bis zu 2 skalierbare Intel-CPUs oder bis zu 28 Kerne
• Speicher: 24x DDR4 RDIMM, LR-DIMM (max. 3 TB)
• NVDIMM-Unterstützung: bis zu 12 oder 192 GB
• Laufwerkseinschübe
  • Frontbuchten:
    • Bis zu 24 x 2.5-Zoll-SAS/SSD/NVMe, max. 153 TB
    • Bis zu 12 x 3.5-Zoll-SAS, max. 120 TB
  • Mittlere Bucht:
    • Bis zu 4 x 3.5-Zoll-Laufwerke, max. 40 TB
    • Bis zu 4 x 2.5-Zoll-SAS/SSD/NVMe, max. 25 TB
  • Hintere Buchten:
    • Bis zu 4 x 2.5 Zoll, max. 25 TB
    • Bis zu 2 x 3.5 Zoll, max. 20 TB
• Speichercontroller
  • Interne Controller: PERC H730p, H740p, HBA330, Software RAID (SWRAID) S140
  • Boot-optimiertes Speichersubsystem: HWRAID 2 x M.2 SSDs 120 GB, 240 GB
  • Externer PERC (RAID): H840
  • Externe HBAs (nicht RAID): 12 Gbit/s SAS HBA
• Ports
  • Optionen für Netzwerktochterkarten: 4 x 1GE oder 2 x 10GE + 2 x 1GE oder 4 x 10GE oder 2 x 25GE
  • Vordere Anschlüsse: VGA, 2 x USB 2.0, dedizierter IDRAC Direct Micro-USB
  • Anschlüsse auf der Rückseite: VGA, seriell, 2 x USB 3.0, dedizierter iDRAC-Netzwerkanschluss
• Grafikkarte:
  • VGA
  • Bis zu 8 x Gen3-Steckplätze, bis zu 4 x16
• GPU-Optionen:
  • Nvidia Tesla P100, K80, K40, Grid M60, M10, P4, Quadro P4000.
  • AMD S7150, S7150X2
• Unterstützte Betriebssysteme
  • Kanonisches Ubuntu LTS
  • Citrix XenServer
  • Microsoft Windows Server mit Hyper-V
  • Red Hat Enterprise Linux
  • SUSE Linux Enterprise-Server
  • VMware ESXi
• Power
  • Titan 750W, Platin 495W, 750W, 1100W,
  • 1600 W und 2000 W
  • 48 VDC 1100 W, 380 HGÜ 1100 W, 240 HGÜ 750 W
  • Hot-Plug-Netzteile mit voller Redundanz
  • Bis zu 6 Hot-Plug-Lüfter mit vollständiger Redundanz und leistungsstarken Lüftern verfügbar

Designen und Bauen

Die neuen PowerEdge-Server wurden neu gestaltet, um nicht nur elegant auszusehen (was sie wirklich tun), sondern auch die Art und Weise widerzuspiegeln, wie Benutzer und Anwendungen mit ihnen interagieren. Auf der Vorderseite befindet sich die neue Blende, die Quick Sync mit ihren drahtlosen OpenManage-Funktionen unterstützt. Das gleiche Design der neuen Server gilt auch für alle neuen Speicherangebote von Dell EMC, einschließlich Systemen wie dem All-Flash-Array Unity 450F. Unter der Blende befinden sich 24 2.5-Zoll-Schächte, die SATA, SAS, Nearline SAS und NVMe (sofern entsprechend konfiguriert) unterstützen.

Die Vorderseite kann auch für die Unterstützung von 12 3.5-Zoll-Laufwerken konfiguriert werden, wenn die maximale Kapazität wichtiger ist als die Leistung. Auf der linken Seite befinden sich Anzeigeleuchten für Zustand und ID sowie die iDRAC Quick Sync 2-Wireless-Aktivierungstaste. Auf der rechten Seite befinden sich der Netzschalter, der VGA-Anschluss, der iDRAC Direct Micro-USB-Anschluss und zwei USB 2.0-Anschlüsse.

Während andere auf dem Markt nach Möglichkeiten suchen, Kosten zu senken und Komponenten zu entfernen, um die Kosten zu senken, hat Dell EMC ein Element als Option für das R740xd und das R740 beibehalten: die Frontblende. Manche sagen vielleicht: „Wen interessiert das?!“ Aber das kleine LCD und seine drei Tasten sind in einer Rechenzentrumsumgebung unglaublich nützlich. In einem Szenario, in dem Sie beispielsweise nicht remote auf iDRAC zugreifen können, sich die Verwaltungsnetzwerkeinstellungen geändert haben und Sie den Server nicht aus- und wieder einschalten möchten, um manuell mit einem Notfallwagen und einer Tastatur einzusteigen, ist die Frontblende sehr praktisch. Auf einem Dell EMC-Server können Sie die iDRAC-Einstellungen über die kleine Schnittstelle vornehmen und die Verwaltungs-IP über das gesamte Bedienfeld von statisch wieder auf DHCP umstellen. Ohne diese Funktionalität müssten Sie sie auf vielen Systemen neu starten, um sie manuell zu ändern. Beim R740xd ist dies durch verschiedene Steuerungen völlig außer Kontrolle.

Wenn man die obere Abdeckung abnimmt, sieht man das Innenleben und die enorme Liebe zum Detail, die Dell EMC in die neuen PowerEdge-Server gesteckt hat. Viele der Serverkomponenten können bei Bedarf problemlos ausgetauscht werden, und die Unordnung wird auf ein Minimum reduziert, um die Luftzirkulation zu verbessern. In dem von uns getesteten System sind die Dual-Slot-m.2-Boot-SSD-Karte, zwei RAID-Karten sowie zwei PCIe-Pass-Through-Adapter für die NVMe-Steckplätze vorne zu sehen.

Unser Build umfasst auch das interne Dual-Slot-microSD-Boot-Gerät für Hypervisor-Speicher. Nicht so offensichtlich (aber sehr wichtig) ist die gesamte Lüftungsleitung, die dafür sorgt, dass der Luftstrom über die gesamte Hardware hinweg durch das System strömt, Hotspots auf ein Minimum reduziert werden und es dem Server ermöglicht, übermäßige Lüftergeräusche zu minimieren. Im Laufe unserer Tests haben wir übermäßige Lüftergeräusche festgestellt (oder auch nicht bemerkt). Unter extremer Belastung und gesättigten CPUs blieb das Lüftergeräusch weit unter dem anderer Whitebox-Systeme in unserem Labor. Ein weiterer interessanter Punkt, den wir herausgefunden haben, war, wie die Systeme den Luftstrom bei höheren Umgebungslufttemperaturen handhaben. In unserem Labor verwenden wir gerne Frischluft zur Kühlung von Servern, sodass die Systeme in unserem Labor eine große Bandbreite an Lufttemperaturen erkennen können. In Situationen, in denen der R740xd in einer Umgebung mit hohen Umgebungstemperaturen funktionierte, erhöhte er die Lüftergeschwindigkeit elegant, hielt den Geräuschpegel aber dennoch auf ein Minimum. Dies steht im krassen Gegensatz zu anderen Servern und Hardware in unserem Labor, die durch geschlossene Türen zu hören sind oder die um sie herum geführten Gespräche übertönen.

In beiden unserer Konfigurationen wurden im Build keine Speicheroptionen in der Mitte des Einschubs konfiguriert. Wir haben eine Beispielaufnahme aus dem technischen Handbuch des PowerEdge R740xd herausgeholt, die die internen 3.5-Zoll-Schächte sowie die 2.5-Zoll-Laufwerkshalterungen zeigt. Wenn überhaupt, bieten nur wenige andere Mainstream-Server eine so hohe Dichte in einer Systemkonfiguration. Während es auf dem Markt einzigartige Server-Builds gibt, sind viele davon speziell für die Anwendung entwickelt. Dies macht einen großen Unterschied in Bezug auf die Art und Weise, wie einzigartige Systeme verwaltet und bereitgestellt werden, sowie darauf, wer sie im Rechenzentrum verwaltet.

Wer auf der Rückseite des R740xd nach maximalem Erweiterungspotenzial sucht, sollte dies beachten. Beginnend in der oberen linken Ecke befinden sich drei PCIe-Erweiterungssteckplätze voller Höhe. Darunter befinden sich eine Systemidentifikationstaste, ein dedizierter iDRAC-Netzwerkanschluss, ein serieller Anschluss, ein VGA-Anschluss und zwei USB 3.0-Anschlüsse. In der Mitte befinden sich zwei weitere PCIe-Steckplätze voller Höhe, zusätzlich zu einem Steckplatz halber Höhe, der bei diesem Build für die RAID-Karte verwendet wird. Darunter befindet sich ein rNDC-Steckplatz, der mit einer 25-Gbit-Mellanox-NIC mit zwei Ports bestückt ist. Oben rechts befinden sich zwei weitere PCIe-Steckplätze voller Höhe über den Dual-Stromversorgungen. Mit zwei freien PCIe-Steckplätzen in voller Höhe hat Dell EMC Unterstützung für vier 2.5-Zoll-NVMe-SSDs, Dual-RAID-Karten und Dual-m2 bereitgestellt. Boot-SSDs sowie eine Dual-Port-25-Gb-Ethernet-NIC.

Der rNDC-Steckplatz wird für die integrierte primäre Netzwerkschnittstelle genutzt. Dies kann mit einer Reihe von Angeboten vorbestückt werden, die von einer 1-GbE-NIC mit vier Ports bis zu 25-Gb-Angeboten mit zwei Ports von Mellanox und Broadcom reichen. Keine der Optionen nimmt einen der verfügbaren PCIe-Steckplätze des Servers in Anspruch und lässt ihn für andere Zwecke vollständig offen. Wie wir in unserem rNDC-Upgrade-Leitfaden gezeigt haben, lässt sich dieser Schacht einfach aufrüsten und ist sehr hilfreich, um Netzwerkgeräte von den Haupt-PCIe-Steckplätzen fernzuhalten.

Management

Der PowerEdge R740xd bietet eine breite Palette an Verwaltungsoptionen, darunter einige traditionelle, aber auch andere, die in Ihre Handfläche passen. Der R740xd kann durch Hebelwirkung eingesetzt werden Die OpenManage Mobile-App von Dell EMC oder lokal wie Server der vorherigen Generation. Die Fähigkeiten von OpenManage Mobile können wirklich einen Unterschied machen, insbesondere wenn Sie mehrere Server in einem Rechenzentrum einrichten oder es einfach auf dem Boden fertigstellen möchten, ohne zu Ihrem Schreibtisch hin und her zu gehen oder einen Notfallwagen mitzubringen. Die Nutzung vorgefertigter Profile zur schnellen Bereitstellung eines Servers mit nur einem Mobiltelefon beschleunigt einen Prozess erheblich, der in einem Rechenzentrum häufig einen Notfallwagen erfordert.

Ein integriertes WLAN-Radio verbindet Benutzer mit dem R740xd-Server, der kompakt und sehr sicher ist. Sie benötigen lokalen und physischen Zugriff auf den Server, um zunächst die drahtlose Verbindung über die Vorderseite des Servers einzuschalten und das Informationsetikett auf der Vorderseite des Servers scannen zu können. Sobald das Netzwerk eingeschaltet ist, erhalten Sie Zugriff auf ein privates LAN, auf das Sie von Ihrem Telefon oder Ihrer mobilen Workstation aus zugreifen können, um über eine mobile App oder einen Webbrowser mit iDRAC zu kommunizieren.

Dies vereint eine Mischung aus Handheld-Zugriff für schnelle Statusüberprüfungen oder Systemabfragen oder erweiterter Funktionalität und iKVM-Arbeit, ohne sich Gedanken über den Anschluss von Kabeln oder Crash-Carts machen zu müssen. Die sehr kurze Reichweite (5 bis 10 Fuß vom Server in einer Rechenzentrumsumgebung) trägt auch dazu bei, die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, dass jemand unbemerkt auf das System springt. Wenn Ihre Arbeit abgeschlossen ist, wird durch Ausschalten der Funkverbindung jeglicher weitere Zugriff gesperrt.

Eine willkommene Ergänzung, die ebenfalls in iDRAC integriert ist, ist der Group Manager, der es IT-Administratoren ermöglicht, eine Gruppe von R740-Servern aus iDRAC selbst heraus zu verwalten. In unserer Umgebung fungiert der erste R740xd als Gruppenleiter und erfordert nur eine Anmeldung, um mehrere Server aus der Ferne zu verwalten. Von einem zentralen Punkt aus können Sie den Serverstatus abrufen, die Stromversorgung jedes Servers umschalten und schnell in seine lokale iDRAC-Schnittstelle springen, ohne zusätzliche Anmeldeinformationen eingeben zu müssen.

iDRAC ist seit einiger Zeit das Herzstück der Dell-Verwaltung. Erst kürzlich kündigte das Unternehmen eine Reihe von Verbesserungen an, um das Benutzererlebnis sowie die Gesamtfunktionalität von iDRAC weiter zu verbessern. iDRAC9 hat einen leistungsstärkeren Prozessor hinzugefügt, um seine Leistung zu vervierfachen. Es verfügt jetzt über mehr Automatisierung, was IT-Administratoren Zeit spart und gleichzeitig Fehler reduziert. Alle BIOS-Einstellungen können jetzt über iDRAC angepasst werden, anstatt über das BIOS zu starten. Der neue iDRAC verfügt über erweiterte Speicherkonfigurationen wie Online-Kapazitätserweiterung, RAID-Level-Migration, kryptografisches Löschen physischer Laufwerke, Wiederherstellung/Wiederherstellung physischer Laufwerke abbrechen, rückgängig zu machendes Hot-Spare und Umbenennung virtueller Festplatten.

Wenn wir erwähnen, dass sich die Leistung innerhalb von iDRAC dramatisch verbessert hat, ist das nicht im Geringsten überbewertet. Die neue HTML5-Schnittstelle ist in allen Bereichen viel schneller, einschließlich der ersten Anmeldung und der vollständigen Interaktion über die iDRAC-WebGUI. Im Vergleich zum R730 (der bei seinem Erscheinen kein Problem war) ist es Tag und Nacht. Was einige der neuen Funktionen betrifft, die direkt beim Anmelden bei iDRAC verwendet werden, verfügt die Verwaltung jetzt über eine Remote-Ansicht namens Verbindungsansicht. Dadurch können IT-Administratoren sofort einen Einblick in verschiedene Aspekte des Servers erhalten. Darüber hinaus gibt es ein neues Dashboard für die Fernverwaltung mit dem iDRAC-Gruppenmanager. Für weiteren direkten Zugriff gibt es jetzt einen Port für iDRAC direkt an der Vorderseite des Servers.

In iDRAC wurden zusätzliche Funktionen integriert, die es Benutzern ermöglichen, jeden Server besser an seine jeweilige Anwendung anzupassen. Anpassungen auf BIOS-Ebene können jetzt über iDRAC selbst vorgenommen werden, ohne dass eine Konsolenanmeldung erforderlich ist. Dies erleichtert das Ändern einiger wichtiger Einstellungen vor der ersten Bereitstellung, alles über einen einfachen Webbrowser oder eine App auf Ihrem Mobiltelefon. Um mehrere Server gleichzeitig bereitzustellen, können Benutzer auch eine Serverprofildatei erstellen, um die Bereitstellung schnell auf mehreren Servern durchzuführen.

Auch die Verwaltung der installierten Hardware hat mit diesem Server der neuesten Generation einen interessanten Weg eingeschlagen. Dell erleichtert Benutzern die Verwaltung von PCIe-Zusatzkarten, indem der Server den Kartentyp erkennt und die Lüftergeschwindigkeit automatisch anpasst, um eine ordnungsgemäße Kühlung zu gewährleisten. Der Luftstrom kann mit einer benutzerdefinierten LFM-Lüftergeschwindigkeitseinstellung pro installiertem Gerät sowie einer Master-Offset-Anpassung auf Serverebene weiter optimiert werden. Viele der Kühloptimierungen dienen nicht dazu, die installierte Hardware „besser“ zu kühlen als Server der vorherigen Generation; Stattdessen geht es hier eher um die *perfekte* Kühlung der Hardware mit dem geringsten erforderlichen Luftstrom. Bei vielen Servern können Sie die Lüfter auf volle Geschwindigkeit einstellen und müssen sich keine Sorgen über eine Überhitzung der Geräte machen. Dies geht jedoch zu Lasten von überschüssiger Leistung und Lärm.

Ein minimierter Luftstrom trägt wesentlich dazu bei, den Stromverbrauch zu senken, da die Lüfter unnötig hoch drehen und Energie verschwendet wird. Letztendlich macht dies das Rechenzentrum angenehmer, ohne dass die Fans ohrenbetäubend laut summen.

Kennzahlen

Beim Vergleich des R740xd mit Systemen der vorherigen Generation ist das Rechen- und Speicherpotenzial sprunghaft angestiegen. Mit Intel Broadwell-Updates bietet die Top-CPU der R730-Serie (E5-2699v4) 96.8 GHz in einer Dual-Prozessor-Konfiguration. Mit der Intel Scalable-Reihe im PowerEdge R740xd erhöht die Top-End-CPU (Platinum 8180) diese Zahl jedoch auf 139.66 GHz. Auf den ersten Blick ist das ein Sprung von 44 %, aber Verbesserungen der Taktrate bei diesen höheren Kernzahlen oder Verbesserungen der DRAM-Taktrate sind noch nicht einmal ansatzweise in Betracht gezogen. Auch auf der Speicherseite haben NVMe-SSDs in den R740xd-Konfigurationen eine größere Rolle eingenommen, wobei das Angebot jetzt bei 24 NVMe-SSDs liegt, wo beim R730xd früher vier die Höchstzahl waren.

Wenn wir uns die Verbesserungen ansehen, die am Dell EMC PowerEdge-Server der neuesten Generation vorgenommen wurden, werden wir später sowohl auf die lokale Leistung als auch auf die Clusterleistung einer Gruppe von acht Servern eingehen, die den Speicher eines Dell EMC Unity 450F All-Flash-Arrays nutzen Rezension. Dieses Testlayout soll interessierten Käufern dabei helfen, zu sehen, wie gut diese Server in Einzelinstanzen funktionieren und wie sie in einer hochgradig virtualisierten Umgebung innerhalb eines Dell EMC-Ökosystems interagieren. Alle diese Systeme werden durch Mellanox ConnectX-4 25-Gb-rNDC-NICs sowie Dell EMC Networking Z9100 100G-Switches vereint.

In unserem Abschnitt zur lokalen Systemleistung haben wir einen gut ausgestatteten R740xd vorgestellt, den wir mit zwei verschiedenen NVMe-Kombinationen testen. Eines ist mit zwei Samsung 1.6 TB PM1725a NVMe SSDs ausgestattet, während das zweite vier verwendet Toshiba 1.6 TB PX04P NVMe SSDs. Mit den integrierten Intel Platinum 8180-CPUs standen uns viele CPU-Zyklen zur Verfügung, um unsere Speicher-Workloads zu bewältigen, was uns die Möglichkeit gab, den Unterschied beim Übergang von zwei auf vier NVMe-SSDs innerhalb derselben Anwendungs-Workload zu zeigen. Darüber hinaus bringen wir den Speicher in einer ESXi 6.5-Umgebung mit einem VDbench-Test mit mehreren Workern an seine Grenzen, wobei mehrere Workloads auf die Simulation grundlegender Four-Corner-Tests bis hin zu VDI-Traces ausgerichtet sind.

Sysbench MySQL-Leistung

Unser erster Benchmark für lokale Speicheranwendungen besteht aus einer Percona MySQL OLTP-Datenbank, die über SysBench gemessen wird. Dieser Test misst die durchschnittliche TPS (Transaktionen pro Sekunde), die durchschnittliche Latenz und auch die durchschnittliche 99. Perzentil-Latenz.

Jede Sysbench-VM ist mit drei vDisks konfiguriert: eine für den Start (~92 GB), eine mit der vorgefertigten Datenbank (~447 GB) und die dritte für die zu testende Datenbank (270 GB). Aus Sicht der Systemressourcen haben wir jede VM mit 16 vCPUs und 60 GB DRAM konfiguriert und den LSI Logic SAS SCSI-Controller genutzt.

Sysbench-Testkonfiguration (pro VM)

• CentOS 6.3 64-Bit
• Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
  • Datenbanktabellen: 100
  • Datenbankgröße: 10,000,000
  • Datenbankthreads: 32
  • RAM-Puffer: 24 GB
• Testdauer: 3 Stunden
  • 2 Stunden Vorkonditionierung von 32 Threads
  • 1 Stunde 32 Threads

Wir haben die Leistung von zwei Sysbench-Läufen auf dem PowerEdge R740xd verglichen, einen mit 4 VMs, die auf zwei NVMe-SSDs gehostet wurden, und einen anderen mit 4 VMs mit einer dedizierten NVMe-SSD für jede VM. In beiden Tests wurde die CPU-Auslastung nicht auf die Belastungsgrenze von 100 % gebracht. Wir sahen bei den beiden Benchmarks eine Aufteilung der CPU-Auslastung zwischen etwa 60 % und 80 %, was bedeutet, dass es noch Raum für Wachstum mit zusätzlichen VMs und mehr DRAM gab. Beim ersten Test mit zwei NVMe-SSDs, die die Sysbench-VMs hosten, betrug die Gesamt-TPS 11,027, und im zweiten Test mit vier NVMe-SSDs stieg die Gesamt-TPS auf 13,224. Dies steht im Gegensatz zu einer Messung von 10,683 TPS beim PowerEdge R630, den wir vor etwa einem Jahr mit E5-2699v4-CPUs und vier NVMe-SSDs verglichen haben.

Betrachtet man die durchschnittliche Latenz in unserem Sysbench-Workload, so lag das Ergebnis für 2 NVMe-SSDs bei 11.61 ms, während das Ergebnis für 4 NVMe-SSDs bei 9.69 ms lag.

In unserer Worst-Case-Latenzmessung des 99. Perzentils maßen zwei NVMe-SSDs 2 ms, während 24.5 NVMe-SSDs sehr stabile 4 ms erreichten.

SQL Server-Leistung

Das Microsoft SQL Server OLTP-Testprotokoll von StorageReview verwendet den aktuellen Entwurf des Transaction Processing Performance Council Benchmark C (TPC-C), einen Online-Transaktionsverarbeitungs-Benchmark, der die Aktivitäten in komplexen Anwendungsumgebungen simuliert. Der TPC-C-Benchmark kommt der Messung der Leistungsstärken und Engpässe der Speicherinfrastruktur in Datenbankumgebungen näher als synthetische Leistungsbenchmarks.

Jede SQL Server-VM ist mit zwei vDisks konfiguriert: einem 100-GB-Volume für den Start und einem 500-GB-Volume für die Datenbank und Protokolldateien. Aus Sicht der Systemressourcen haben wir jede VM mit 16 vCPUs und 64 GB DRAM konfiguriert und den LSI Logic SAS SCSI-Controller genutzt. Während unsere zuvor getesteten Sysbench-Workloads die Plattform sowohl in Bezug auf Speicher-I/O als auch in Bezug auf die Kapazität ausgelastet haben, prüft der SQL-Test die Latenzleistung.

Dieser Test verwendet SQL Server 2014, das auf Windows Server 2012 R2-Gast-VMs ausgeführt wird, und wird durch Dells Benchmark Factory für Datenbanken belastet. Während wir diesen Benchmark traditionell dazu nutzen, große Datenbanken mit einer Größe von 3,000 auf lokalem oder gemeinsam genutztem Speicher zu testen, konzentrieren wir uns in dieser Iteration darauf, vier Datenbanken mit einer Größe von 1,500 gleichmäßig auf unseren Servern zu verteilen.

SQL Server-Testkonfiguration (pro VM)

• Windows Server 2012 R2
• Speicherbedarf: 600 GB zugewiesen, 500 GB genutzt
• SQL Server 2014
  • Datenbankgröße: Maßstab 1,500
  • Virtuelle Client-Auslastung: 15,000
  • RAM-Puffer: 48 GB
• Testdauer: 3 Stunden
  • 2.5 Stunden Vorkonditionierung
  • 30-minütiger Probezeitraum

Ähnlich wie bei unserem Sysbench-Benchmark haben wir Konfigurationen mit 2 NVMe-SSDs sowie 4 NVMe-SSDs getestet. Bei 4 VMs verteilt auf 2 Laufwerke haben wir in Benchmark Factory einen Gesamt-TPS-Wert von 12,631 gesehen, während dieser bei 4 NVMe-SSDs 12,625 betrug. Obwohl dies bei unserer speziellen Konfiguration des Benchmarks etwas kontraintuitiv ist, zeigt die unten gemessene Latenz die wahre Geschichte.

Mit 2 NVMe-SSDs haben wir bei unseren vier SQL Server-Workloads eine durchschnittliche Latenz von 6.5 ms festgestellt, während diese Zahl mit 4 NVMe-SSDs auf nur 4 ms gesunken ist. In beiden Leistungstests verbrauchte der Server dabei lediglich 20 bzw. 22 % der CPU. Der PowerEdge R740xd mit zwei Intel 8180-CPUs verfügt über ein immenses Rechen- und Speicherpotenzial, mit dem Sie diese Art von Datenbank-Workloads bewältigen können, ohne ins Schwitzen zu geraten.

VDBench-Workload-Analyse

Unser letzter Abschnitt der lokalen Leistungstests konzentriert sich auf die Leistung synthetischer Workloads. In diesem Bereich nutzten wir vier NVMe-SSDs in VMware ESXi 6.5 und verteilten gleichmäßig 16 Worker-VMs mit jeweils zwei gemounteten 125-GB-VMDKS, um einen Speicherbedarf von 4 TB zu messen. Diese Art von Test ist nützlich, um zu zeigen, wie reale Speichermetriken mit dem mit einer virtualisierten Umgebung verbundenen Overhead aussehen.

Wenn es um das Benchmarking von Speicher-Arrays 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, Konkurrenzlösungen direkt miteinander zu vergleichen. Diese Workloads bieten eine Reihe unterschiedlicher Testprofile, die von „Vier-Ecken“-Tests über allgemeine 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. Auf der Array-Seite nutzen wir unseren Cluster aus Dell PowerEdge R730-Servern:

Profile:

• 4K Random Read: 100 % Read, 128 Threads, 0-120 % Iorate
• 4K Random Write: 100 % Schreiben, 64 Threads, 0-120 % Iorate
• 64K sequentielles Lesen: 100 % Lesen, 16 Threads, 0-120 % Leserate
• 64K Sequentielles Schreiben: 100 % Schreiben, 8 Threads, 0-120 % Iorate
• Synthetische Datenbank: SQL und Oracle
• VDI-Vollklon- und Linked-Clone-Traces

Betrachtet man die Spitzenleseleistung, so bot der Dell EMC PowerEdge R740xd eine 4K-Leseleistung mit einer Latenz von unter einer Millisekunde und bis zu knapp über 800 IOPS, beginnend bei 0.21 ms. In der Spitze erreichte der R740xd 978 IOPS bei einer Latenz von 3.8 ms.

Betrachtet man die 4K-Spitzenschreibleistung, so begann der R740xd mit einer Latenz von 0.12 ms und blieb unter 1 ms, bis er etwa 730 IOPS erreichte. In der Spitze erreichte der R740xd über 834 IOPS bei 2.4 ms

Beim Wechsel zu 64 Spitzenlesevorgängen startete der R740xd mit einer Latenz von 0.27 ms und blieb unter 1 ms, bis er etwa 150 IOPS erreichte. Es erreichte einen Spitzenwert von knapp über 170 IOPS mit einer Latenz von 3 ms. Der R740xd erreichte eine Bandbreite von 10.644 GB/s.

Beim sequentiellen Spitzenschreibvorgang von 64 KB startete der R740xd bei 0.14 ms und blieb unter 1 ms, bis er knapp über 65 KB IOPS erreichte. Der R740xd erreichte seinen Höhepunkt bei 93 IOPS mit einer Latenz von 2.7 ms. Auch der R740xd hatte in der Spitze eine Bandbreite von 5.83 GB/s.

Bei unserem SQL-Workload begann die Latenz des R740xd bei 0.21 ms und blieb unter 1 ms, bis er zwischen 700 und 750 IOPS erreichte. Der Spitzenwert lag bei 760 IOPS und nur 1.29 ms.

Im SQL 90-10-Benchmark startete der R740xd mit einer Latenz von 0.2 ms und blieb bis knapp 1 IOPS unter 600 ms. Der R740xd erreichte einen Spitzenwert von über 634 IOPS mit einer Latenz von 1.57 ms.

Beim SQL 80-20 startete der R740xd mit einer Latenz von 0.2 ms und blieb unter 1 ms, bis er über 481 IOPS erreichte. Der R740xd erreichte fast 538 IOPS mit einer Latenz von 1.7 ms.

Mit dem Oracle Workload startete der R740xd mit einer Latenz von 0.2 ms und blieb unter 1 ms, bis knapp über 400 IOPS erreicht waren. Der R740xd erreichte einen Spitzenwert von 470 IOPS mit einer Latenz von 2.5 ms.

Beim Oracle 90-10 startete der R740xd mit einer Latenz von 0.2 ms und blieb im gesamten Benchmark unter 1 ms. Der Spitzenwert lag bei 636 IOPS mit einer Latenz von 0.98 ms.

Beim Oracle 80-20 startete der R740xd mit einer Latenz von 0.2 ms und blieb unter 1 ms, bis er knapp 529 IOPS erreichte. Der Spitzenwert lag bei 533 IOPS mit einer Latenz von 1.14 ms.

Bei der Umstellung auf VDI Full Clone zeigte der Boot-Test, dass der R740xd mit einer Latenz von 0.21 ms begann und unter 1 ms blieb, bis er etwa 490 IOPS erreichte. Der R740xd erreichte einen Spitzenwert von 539 IOPS mit einer Latenz von 1.9 ms.

Die erste Anmeldung bei VDI Full Clone begann mit einer Latenz von 0.17 ms und blieb unter 1 ms, bis etwa 175 IOPS erreicht waren. Der R740xd erreichte einen Spitzenwert von 218 IOPS mit einer Latenz von 4.1 ms.

Die VDI Full Clone Monday-Anmeldung begann mit einer Latenz von 0.2 ms und blieb bis zu über 1 IOPS unter 180 ms. Der Höchstwert lag bei 215 IOPS mit 2.36 ms.

Beim Übergang zu VDI Linked Clone zeigte der Boot-Test, dass die Leistung bis zu etwa 1 IOPS unter 350 ms blieb und später einen Spitzenwert von 376 IOPS mit einer durchschnittlichen Latenz von 1.36 ms erreichte.

Im Linked-Clone-VDI-Profil, das die Leistung bei der ersten Anmeldung misst, konnten wir eine Latenz von unter einer Millisekunde bis etwa 130 IOPS beobachten, wo sie in der Spitze weiter auf 154 IOPS bei 1.64 ms anstieg.

In unserem letzten Profil zur VDI Linked Clone Monday Login-Leistung sehen wir, dass der 1-ms-Grenzübergang bei etwa 109 IOPS stattfindet, wobei die Arbeitslast weiter ansteigt und ihren Höhepunkt bei 151 IOPS und einer durchschnittlichen Latenz von 3.36 ms erreicht.

Fazit

Der neue Dell EMC PowerEdge R740xd ist die „Extreme-Disk“-Version des R740. Auf seiner 2U-Grundfläche bietet es Platz für bis zu 32 2.5-Zoll-Laufwerke, darunter bis zu 24 NVMe-Laufwerke. Dieser Server kann dazu beitragen, das Potenzial dieses Hochleistungsspeichers auszuschöpfen, indem er bis zu zwei skalierbare Intel-Prozessoren und bis zu 3 TB Arbeitsspeicher nutzt. Dell EMC begnügte sich nicht nur mit Hardware-Verbesserungen. Der neue Server verfügt über integrierte Unterstützung für SDS und eignet sich daher ideal für Anwendungsfälle, die HCI nutzen müssen. Der Server ist modular und hochgradig konfigurierbar, um nahezu alle Kundenanforderungen zu erfüllen.

In unseren Benchmarks zur Anwendungsleistung haben wir einen Dell EMC PowerEdge R740xd mit 4 VMs getestet, die auf zwei NVMe-SSDs gehostet wurden, und einen weiteren mit 4 VMs mit einer dedizierten NVMe-SSD für jede VM. Für Sysbench ergab der 4-NVMe-Test einen Wert von 13,224 TPS, 10 ms durchschnittliche Latenz und 21 ms Worst-Case-Szenario-Latenz, während der 2-NVMe-Benchmark 11,028 TPS, 12 ms durchschnittliche Latenz und 24 ms Worst-Case-Szenario-Latenz aufwies. Für unseren SQL Server-Test erreichte der 4-NVMe-Test einen Gesamt-TPS-Wert von 12,625 und eine Gesamtlatenz von 4 ms. Der 2-NVMe-Test ergab einen Gesamt-TPS-Wert von 12,631.8 und eine Gesamtlatenz von 6.5 ms.

In unserer VDBench-Workload-Analyse glänzte der R740xd in einer virtualisierten ESXi 6.5-Umgebung wirklich. In unserem 4K-Random-Synthetic-Test konnten wir eine Leistung von unter einer Millisekunde beim Lesen von bis zu 800,000 IOPS und beim Schreiben von bis zu 730,000 IOPS feststellen. Beim sequentiellen Lesen von 64 KB hatte der R740xd eine Latenz von unter einer Millisekunde von bis zu 150,000 IOPS und erreichte eine Bandbreite von 10.644 GB/s. Bei 64K-Schreibvorgängen erreichte der Server eine Leistung von bis zu 65,000 IOPS unter einer Millisekunde und eine Bandbreite von 5.83 GB/s. Bei unserem SQL-Workload sahen wir erneut eine starke Leistung im Submillisekundenbereich (bis 700,000 IOPS, 600,000 IOPS und 481,000 IOPS für Workload, 90-10 bzw. 80-20), aber am beeindruckendsten war, dass die Leistung mit der Latenz noch übertroffen wurde zwischen 1.29 ms und 1.7 ms mit einer Leistung von jeweils weit über 500,000 IOPS. Auch der Oracle-Workload zeigte eine starke Leistung im Sub-Millisekunden-Bereich, wobei der 90-10 den gesamten Benchmark in weniger als 1 ms ausführte und einen Spitzenwert von 636,000 IOPS erreichte. Der R740xd erreichte Spitzenwerte von 539,000 IOPS, 218,000 IOPS und 215,000 IOPS im vollständigen Klon (mit einer Spitzenlatenz von 1.9 ms, 4.1 ms und 2.36 ms). Und in unseren Linked-Clone-Benchmarks erreichte der Server Spitzenwerte von 376,000 IOPS, 154,000 IOPS und 151,000 IOPS (mit einer Spitzenlatenz von 1.36 ms, 1.64 ms und 3.36 ms).

Dell EMC ist sichtlich begeistert von der Einführung der neuen Serverreihe und insbesondere des R740xd, dem Herzstück der PowerEdge-Reihe. Wir haben viele Wochen mit den neuen Systemen verbracht und dreizehn R740xds bilden das Rückgrat unseres Testlabors. Bei der von uns geleisteten Arbeit haben die Server überall überzeugt, von der Verwaltbarkeit über iDrac und OpenManage Mobile bis hin zur Leistung mit den NVMe-Schächten. Bei all der zusätzlichen Flexibilität, die die xd-Variante des R740 bietet, ist es keine Überraschung, dass Dell EMC sie als Dreh- und Angelpunkt in mehreren ihrer SDS-Angebote verwendet, darunter vSAN Ready Nodes, ScaleIO Ready Nodes, Storage Spaces Direct Ready Nodes, VxRail und der XC740xd (Nutanix) zum Beispiel. Insgesamt ist der PowerEdge R740xd das umfassendste Serverangebot, das wir bisher in Bezug auf Verarbeitungsqualität, Systemdesign, Speicherflexibilität, Leistung und einfache Verwaltung gesehen haben – was ihn zum klaren Marktführer in diesem Bereich und zu unserem ersten Editor's überhaupt macht Wahl in der Kategorie Server.

Dell EMC PowerEdge R740xd-Produktseite

Besprechen Sie diese Rezension

Melden Sie sich für den StorageReview-Newsletter an