Testbericht der Intel Optane SSD 900P-Serie

Die Intel Optane SSD 900P-Serie ist eine leistungsstarke NVMe-SSD, die für speicherintensive Arbeitslasten in Client-Systemen entwickelt wurde. Die Serie ist in den Formfaktoren PCIe und 2.5 Zoll erhältlich und deckt eine Reihe verschiedener Anwendungsfälle ab, z. B. für technische Arbeitslasten, Medienerstellung (insbesondere Spieleentwicklung) und Spiele. Obwohl der 900P schon seit geraumer Zeit erhältlich ist, haben wir an einem neuen CGI-Rendering-Benchmark gearbeitet, um das Leistungsprofil von Optane angemessen darzustellen. Dieser Test ist jetzt vollständig online; Das Warten auf die Ergebnisse hat sich gelohnt.

Die Intel Optane SSD 900P-Serie ist eine leistungsstarke NVMe-SSD, die für speicherintensive Arbeitslasten in Client-Systemen entwickelt wurde. Die Serie ist in den Formfaktoren PCIe und 2.5 Zoll erhältlich und deckt eine Reihe verschiedener Anwendungsfälle ab, z. B. für technische Arbeitslasten, Medienerstellung (insbesondere Spieleentwicklung) und Spiele. Obwohl der 900P schon seit geraumer Zeit erhältlich ist, haben wir an einem neuen CGI-Rendering-Benchmark gearbeitet, um das Leistungsprofil von Optane angemessen darzustellen. Dieser Test ist jetzt vollständig online; Das Warten auf die Ergebnisse hat sich gelohnt.

Gebaut mit dem nichtflüchtigen Optane-Speicher von Intel, war das 900P neben den anderen von uns getesteten Optane-Laufwerken die zweite Version, die diese Technologie nutzt: das 800P und der treffend benannte Optane Speicher. Darüber hinaus markiert die 900P mit bis zu 480 GB in der Edge-Karte die höchste Optane-SSD-Kapazität für Endbenutzer.

In Bezug auf die Leistung wird der 900P als äußerst reaktionsfähige Client-Speicherlösung vermarktet. Intel gibt an, dass sein Optane-Laufwerk eine beeindruckende Leistung liefert, bis zu 550,000 IOPS bzw. 500,000 IOP bei zufälligen 4K-Lese- und Schreibvorgängen sowie eine extrem niedrige Latenz von unter 10 ms.

Der Optane 5P ist mit einer 900-Jahres-Garantie ausgestattet und mit Kapazitäten von 280 GB und 480 GB erhältlich. In diesem Test werden wir uns sowohl die Kapazitäten von 240 GB als auch von 480 GB ansehen.

Technische Daten der Intel Optane SSD 900P-Serie

Design und bauen

Unsere Intel Optane SSD 900P-Testgeräte haben den Formfaktor „Half-Height-Half-Length-Add-In-Card“ (HHHL AIC). Auf der einen Seite ist die Platine mit einer elegant aussehenden schwarzen Abdeckung bedeckt, auf der auch das Intel-Logo und der Modellname zu sehen sind. Es verfügt außerdem über eine Belüftung an den Seiten. Dies schützt die Komponenten des Laufwerks und sorgt für eine ausreichende Wärmeableitung. Beim Umdrehen des Laufwerks kommt die freigelegte, leere Platine zum Vorschein.

Der 900P verwendet einen PCIe Gen 3 x 4-Anschluss und passt in PCIe-Steckplätze voller und halber Höhe.

Kennzahlen

Testbed

Die bei diesen Tests eingesetzte Testplattform ist a Dell PowerEdge R740xd Server. Wir messen die SAS- und SATA-Leistung über eine Dell H730P RAID-Karte in diesem Server, obwohl wir die Karte nur in den HBA-Modus versetzt haben, um die Auswirkungen des RAID-Karten-Cache zu deaktivieren. NVMe wird nativ über eine M.2-zu-PCIe-Adapterkarte getestet. Die verwendete Methodik spiegelt den Arbeitsablauf des Endbenutzers besser wider, indem sie Konsistenz-, Skalierbarkeits- und Flexibilitätstests innerhalb virtualisierter Serverangebote durchführt. Ein großer Fokus liegt auf der Laufwerkslatenz über den gesamten Lastbereich des Laufwerks, nicht nur auf den kleinsten QD1-Ebenen (Queue-Depth 1). Wir tun dies, weil viele der gängigen Verbraucher-Benchmarks die Arbeitslastprofile der Endbenutzer nicht ausreichend erfassen. Beim 900P benötigte er aufgrund des Formfaktors keine Adapterkarte.

Houdini von SideFX

Der Houdini-Test wurde speziell zur Bewertung der Speicherleistung im Zusammenhang mit der CGI-Wiedergabe entwickelt. Der Prüfstand für diese Anwendung ist eine Variante des Kerns Dell PowerEdge R740xd Servertyp, den wir im Labor verwenden, mit zwei Intel 6130-CPUs und 64 GB DRAM. In diesem Fall haben wir Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) mit Bare-Metal installiert. Die Ausgabe des Benchmarks wird in Sekunden bis zum Abschluss gemessen, wobei weniger besser ist.

Die Maelstrom-Demo stellt einen Abschnitt der Rendering-Pipeline dar, der die Leistungsfähigkeiten des Speichers hervorhebt, indem er seine Fähigkeit demonstriert, die Auslagerungsdatei effektiv als eine Form von Erweiterungsspeicher zu nutzen. Der Test schreibt die Ergebnisdaten nicht aus und verarbeitet die Punkte nicht, um den Wandzeiteffekt der Latenzauswirkungen auf die zugrunde liegende Speicherkomponente zu isolieren. Der Test selbst besteht aus fünf Phasen, von denen wir drei im Rahmen des Benchmarks durchführen:

1. Lädt gepackte Punkte von der Festplatte. Dies ist die Zeit zum Lesen von der Festplatte. Hierbei handelt es sich um Single-Threaded, was den Gesamtdurchsatz einschränken kann.
2. Entpackt die Punkte in ein einzelnes flaches Array, damit sie verarbeitet werden können. Wenn die Punkte nicht von anderen Punkten abhängig sind, kann der Arbeitssatz so angepasst werden, dass er im Kern bleibt. Dieser Schritt ist multithreaded.
3. (Nicht ausführen) Verarbeiten Sie die Punkte.
4. Packt sie in Bucket-Blöcke um, die für die Speicherung auf der Festplatte geeignet sind. Dieser Schritt ist multithreaded.
5. (Nicht ausgeführt) Schreiben Sie die in Buckets unterteilten Blöcke zurück auf die Festplatte.

In Sachen Leistung dominierte die gesamte Intel Optane-Familie die Spitze der Tabelle. Wir messen die Renderzeit, also ist weniger besser, und es ist in allem klar, dass die Optane-Geräte den Rest der Konkurrenz deutlich übertreffen. Was jedoch am meisten überrascht, ist, dass selbst die Enterprise-NVMe-SSDs in diesem Test im Vergleich zum Intel Optane 800P, ganz zu schweigen vom 480 GB 900P, Schwierigkeiten hatten, mitzuhalten.

SQL Server-Leistung

Wir verwenden eine schlanke virtualisierte SQL Server-Instanz, um angemessen darzustellen, was ein Anwendungsentwickler auf einer lokalen Workstation verwenden würde. Der Test ähnelt dem, den wir auf Speicher-Arrays und Unternehmenslaufwerken durchführen, wurde jedoch reduziert, um eine bessere Annäherung an das Verhalten des Endbenutzers zu erhalten. Der Workload basiert auf dem aktuellen Entwurf des Benchmark C (TPC-C) des Transaction Processing Performance Council, einem Online-Transaktionsverarbeitungs-Benchmark, der die Aktivitäten in komplexen Anwendungsumgebungen simuliert.

Die schlanke SQL Server-VM ist mit drei vDisks konfiguriert: 100-GB-Volume für den Start, ein 350-GB-Volume für die Datenbank und Protokolldateien und ein 150-GB-Volume für die Datenbanksicherung, die wir nach jedem Lauf wiederherstellen. Aus Sicht der Systemressourcen konfigurieren wir jede VM mit 16 vCPUs, 32 GB DRAM und nutzen den LSI Logic SAS SCSI-Controller. 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.

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: 24 GB
• Testdauer: 3 Stunden
  • 2.5 Stunden Vorkonditionierung
  • 30-minütiger Probezeitraum

Bei der Betrachtung der SQL Server-Ausgabe verzeichnete das Intel 900P 480 GB-Laufwerk mit 3,160 TPS die beste Leistung.

Bei der durchschnittlichen Latenz hatte die Intel 900P 480 GB erneut die Spitzenleistung (gleichauf mit der Samsung 960 PRO 2 TB) mit einer durchschnittlichen Latenz von nur 4.0 ms.

VDBench-Workload-Analyse

In unserer ersten VDBench-Workload-Analyse haben wir die zufällige 4K-Leseleistung untersucht. Hier konnten die Intel 900P-Modelle mit 480 GB und 280 GB während ihres gesamten Laufs eine Latenzzeit von unter einer Millisekunde aufrechterhalten und erreichten Spitzenwerte von etwa 587,00 bzw. 589,000 IOPS, wobei beide etwa 215 μs erreichten. Diese Ergebnisse lagen weit über denen der anderen getesteten SSDs.

Bei der zufälligen 4K-Schreibleistung zeigten beide 900P-Kapazitäten eine äußerst beeindruckende (und nahezu identische) Latenz und IOPS, wobei die Latenz während des gesamten Tests, außer ganz am Ende, unter 200 μs lag. Die Spitzenleistung betrug bei beiden rund 558,000 IOPS.

Beim Übergang zur sequentiellen Leistung haben wir uns unsere 64K-Benchmarks angesehen. Auch hier verzeichneten beide 900P-Kapazitäten eine deutlich höhere Leistung als die anderen Laufwerke. Beim Lesen behielt der Intel 900p während unseres gesamten Tests eine Latenzzeit von unter einer Millisekunde bei und erreichte Spitzenwerte von 40,695 IOPS (2.52 GB/s) bzw. 40,757 IOPS (2.54 GB/s) für 480 GB und 280 GB, jeweils unter 400 μs.

Beim sequenziellen 64K-Schreiben zeigten die 480-GB- und 280-GB-Intel-900P-Laufwerke wieder nahezu identische Leistung und behielten während des gesamten Tests eine Latenz von unter einer Millisekunde bei (und sogar unter 500 μs). Die Spitzenleistung betrug für beide Laufwerke etwa 35,000 IOPS (2.9 GB/s).

Als nächstes haben wir uns unsere VDI-Benchmarks angesehen, die darauf ausgelegt sind, die Laufwerke noch stärker zu belasten. Zu diesen Tests gehören Boot, Erstanmeldung und Montagsanmeldung. Beim Boot-Test zeigten beide Modelle mit 900P-Kapazität während des gesamten Tests eine sehr beeindruckende Latenz, die einen Spitzenwert von etwa 169 IOPS erreichte. Auch hier zeigen die Diagramme eine deutlich geringere Dauerlatenz, die bei nur 28 μs begann und bis zum Ende des Tests unter 200 μs blieb.

Beim ersten VDI-Login zeigten die 480-GB- und 280-GB-Modelle während des gesamten Tests eine identische Leistung mit einer Latenz von unter 300 μs. Beide Laufwerke erreichten ebenfalls einen Spitzenwert von 108,821 IOPS und 273 μs.

Beim letzten VDI Monday Login hatten die Intel 480 GB und 280 GB während des gesamten Tests erneut eine Latenzleistung von unter 200 μs bei wiederum identischer Leistung. Beide erreichten einen Spitzenwert von 98,000 IOPS mit einer Latenz von 161.8 μs.

Schlussfolgerung

Wie unsere Leistungsdiagramme oben deutlich zeigen, ist die Intel Optane 900P-Serie eines der schnellsten Laufwerke, die wir bisher getestet haben. Die Verwendung von Optane-Speicher durch Intel hat bei den anderen Intel-Laufwerken (z. B. 800P und Optane-Speicher) zu gemischten Ergebnissen geführt; Diese Veröffentlichung zeigt jedoch, was Intel sowohl für Profis als auch für Enthusiasten leisten kann. Diese beeindruckende SSD-Reihe ist sowohl im PCIe- als auch im 2.5-Zoll-Formfaktor erhältlich und hat mit Sicherheit das Zeug dazu, in einer Vielzahl ressourcenintensiver Anwendungsfälle wie technischer Arbeit, Medienerstellung und sogar Spielen für das Hardcore-Publikum zu glänzen.

Was die Leistungsdetails betrifft, so zeigten die 480-GB- und 280-GB-Modelle in den meisten unserer Tests eine nahezu identische Leistung. Dies ist eher selten, da die höheren Kapazitäten in der Regel kleinere Versionen übertreffen, was Kunden einen weiteren Grund gibt, mehr Geld für das größere Modell auszugeben. Beim 900P können Benutzer jedoch unabhängig von der Kapazität nahezu die gleiche Leistung erzielen.

Bei der Zufallsleistung konnten beide 900P-Kapazitäten während ihres gesamten Laufs eine Latenz von unter einer Millisekunde aufrechterhalten und erreichten Spitzenwerte von etwa 587,00 IOPS (480 GB) und 589,000 IOPS (280 GB), wobei beide etwa 215 μs erreichten. Beim Schreiben wiesen beide Kapazitäten eine äußerst beeindruckende Latenz und IOPS auf, mit einer Latenz von unter 200 ms während des gesamten Tests und einer Spitzenleistung von etwa 558,000 IOPS. Diese Ergebnisse übertrafen die der anderen getesteten SSDs bei weitem.

In unseren sequenziellen Multi-Thread-64K-Lese-Benchmarks konnten die Intel 900P SSDs während des gesamten Tests problemlos eine Leistung von weniger als einer Millisekunde aufrechterhalten und erreichten Spitzenwerte von etwa 40,695 IOPS (2.52 GB/s) bzw. 40,757 IOPS (2.54 GB/s). 480 GB bzw. 280 GB. Beim Schreiben lag die Spitzenleistung für beide Laufwerke bei etwa 35,000 IOPS (2.9 GB/s). Bei unseren VDI-Tests setzte das 900P seine Dominanz fort und belegte in allen unseren Tests den ersten Platz (wiederum mit großem Abstand), die sich aus den Benchmarks VDI Boot, Initial Login und Monday Login zusammensetzten.

Am beeindruckendsten ist jedoch die Arbeit, die der 900P in Houdini leistet. Hier gibt das 480-GB-Laufwerk eine Renderzeit von 1,540 Sekunden an, während das 240-GB-Laufwerk 1,782 Sekunden erreicht. Beide Laufwerke wurden nur von Intels Optane-Unternehmenslaufwerk P4800X übertroffen, das mit 1,520 Sekunden die Nase vorn hatte. Passender ist, dass die 480 GB 900P die nächstgelegene Endbenutzerfestplatte um mehr als 19 Minuten übertrifft. Wenn Sie in einer Branche arbeiten, in der Zeit Geld ist und die Arbeitslast vom Speicher abhängt, hat Intel Ihnen alle Ausreden in die Hand gegeben, um die Chefs (oder sich selbst) zu diesen neuesten Laufwerken zu drängen.

Fazit

Der Intel Optane 900P beweist, wie groß die Auswirkungen von Speicher mit geringer Latenz auf die Anwendungen sein können, die ihn nutzen können. Die 900P ist der Traum eines jeden Profis und damit die derzeit mit Sicherheit beste Endbenutzer-SSD.

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