Intel Optane SSD P5800X Testbericht

Die Intel Optane SSD P5800X erweitert Intels schnellste SSD-Speicherstufe. Wir haben gesehen, wie Optane-SSDs eine ganze Weile durch das Labor gerollt sind P4800X, das vor etwas mehr als vier Jahren ins Leben gerufen wurde. Im Laufe der Zeit steigerte Intel die Kapazität des Laufwerks (die bei 375 GB begann) auf 1.5 TB. Die geringen Kapazitäten waren jedoch in Ordnung, da wir Optane-SSDs hauptsächlich auf Ausdauer ausgelegt und häufig in einer zweistufigen Architektur eingesetzt haben. Hier könnten die SSDs Schreibvorgänge absorbieren, was bei NAND-SSDs typischerweise der Fall ist. Wir haben gesehen, dass Optane in dieser Rolle gut abgeschnitten hat Azure Stack-HCI und VMware vSAN, unter anderem. Jetzt befassen wir uns in diesem Test mit der Intel Optane SSD P5800X der neuesten Generation, um zu sehen, wie sich die Plattform entwickelt hat.

Die Intel Optane SSD P5800X erweitert Intels schnellste SSD-Speicherstufe. Wir haben gesehen, wie Optane-SSDs eine ganze Weile durch das Labor gerollt sind P4800X, das vor etwas mehr als vier Jahren ins Leben gerufen wurde. Im Laufe der Zeit steigerte Intel die Kapazität des Laufwerks (die bei 375 GB begann) auf 1.5 TB. Die geringen Kapazitäten waren jedoch in Ordnung, da wir Optane-SSDs hauptsächlich auf Ausdauer ausgelegt und häufig in einer zweistufigen Architektur eingesetzt haben. Hier könnten die SSDs Schreibvorgänge absorbieren, was bei NAND-SSDs typischerweise der Fall ist. Wir haben gesehen, dass Optane in dieser Rolle gut abgeschnitten hat Azure Stack-HCI und VMware vSAN, unter anderem. Jetzt befassen wir uns in diesem Test mit der Intel Optane SSD P5800X der neuesten Generation, um zu sehen, wie sich die Plattform entwickelt hat.

Was ist neu bei der Intel Optane SSD P5800X?

Intel hält sich mit der Intel Optane SSD P5800X nicht zurück. Sie haben das Laufwerk als „die schnellste Rechenzentrums-SSD der Welt“ bezeichnet. Auch die Zahlen von Intel sehen wirklich gut aus, bis man merkt, dass sie mit der P5600 NAND-basierten SSD verglichen werden. In jedem Fall hat das P5800X gegenüber dem P4800X jedoch einen deutlichen Vorsprung, wenn es darauf ankommt: Ausdauer mit 100 DWPD.

Da die Intel Optane SSD P5800X in so vielen Multi-Tier-Speicherkonfigurationen verwendet wird, ist die Lebensdauer des Laufwerks von entscheidender Bedeutung. Optane-SSDs sind häufig so konfiguriert, dass sie alle Schreibvorgänge in einem System absorbieren und so die größeren, langsameren Medien dahinter schützen. Dabei kann es sich zum Beispiel um QLC-SSDs handeln, die bei leseintensiven Workloads gut funktionieren, aber nicht über viel Ausdauer oder Schreibleistung verfügen. Damit ist das P5800X ein perfekter Begleiter für langsamere Medien. Viele Softwareanbieter haben das herausgefunden. vSAN, Azure HCI, StorONE und viele andere sind gut darin, Multi-Tier-Lösungen zum Laufen zu bringen.

Wie während der Intel Memory and Storage-Veranstaltung erwähnt, bringt das Unternehmen nun seine zweite Generation von Optane-Produkten auf den Markt, der Speicherklasse, die zwischen Speicher und traditionellem NAND liegt und oft als Speicher der Speicherklasse bezeichnet wird. Das P5800X nutzt die Vorteile der neuen Medien sowie der PCIe-Gen4-Schnittstelle (die jetzt dank genutzt werden kann). Skalierbare Intel Xeon-Prozessoren der 3. Generation) für noch höhere Geschwindigkeiten.

Die angegebenen Zahlen sind mit Höchstgeschwindigkeiten von 7.4 GB/s und einem Durchsatz von bis zu 2 Millionen IOPS ziemlich beeindruckend, und das alles bei wirklich geringer Latenz. Die QoS bietet zudem eine vorhersehbare Leistung bei sehr geringer Latenz. Die Vorhersehbarkeit und die geringe Latenz machen es zu einer attraktiven Wahl für Finanzdienstleistungen (Betrugserkennung, Analyse, Compliance und Marktmodellierung) sowie Echtzeitgebote (Anzeigenanfragen, Gebotsanfragen, Bidding und Anzeigenlieferung).

Die Intel Optane SSD P5800X verfügt über eine fünfjährige Garantie und ist in den Kapazitäten 400 GB, 800 GB und 1.6 TB erhältlich. Für unseren Test schauen wir uns das 800-GB-Modell an.

Testbed

Unsere neuen PCIe Gen4 Enterprise SSD-Testberichte nutzen a Lenovo Think System SR635 für Anwendungstests und synthetische Benchmarks. Das ThinkSystem SR635 ist eine gut ausgestattete Single-CPU-AMD-Plattform, die eine CPU-Leistung bietet, die weit über das hinausgeht, was zur Belastung von leistungsstarkem lokalem Speicher erforderlich ist. Es ist auch die einzige Plattform in unserem Labor (und derzeit eine der wenigen auf dem Markt) mit PCIe Gen4 U.2-Schächten. Synthetische Tests erfordern nicht viele CPU-Ressourcen, nutzen aber dennoch dieselbe Lenovo-Plattform. In beiden Fällen besteht die Absicht darin, den lokalen Speicher im bestmöglichen Licht zu präsentieren, das mit den maximalen Laufwerksspezifikationen des Speicheranbieters übereinstimmt.

PCIe Gen4 Synthese- und Anwendungsplattform (Lenovo ThinkSystem SR635)

• 1 x AMD 7742 (2.25 GHz x 64 Kerne)
• 8 x 64 GB DDR4-3200 MHz ECC DRAM (1 x 64 GB für Houdini)
• CentOS 7.7 1908
• Ubuntu 20.10-Desktop
• ESXi 6.7u3

Synthetische PCIe Gen3-Plattform (Dell PowerEdge R740xd)

• 2 x Intel Gold 6130 CPU (2.1 GHz x 16 Kerne)
• 4 x 16 GB DDR4-2666 MHz ECC-DRAM
• 1x PERC 730 2GB 12Gb/s RAID-Karte
• Add-in-NVMe-Adapter
• Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64

Hintergrund und Vergleiche testen

Die StorageReview Enterprise Test Lab bietet eine flexible Architektur für die Durchführung von Benchmarks für Unternehmensspeichergeräte in einer Umgebung, die mit der Umgebung vergleichbar ist, die Administratoren in realen Bereitstellungen vorfinden. Das Enterprise Test Lab umfasst eine Vielzahl von Servern, Netzwerken, Stromkonditionierungs- und anderen Netzwerkinfrastrukturen, die es unseren Mitarbeitern ermöglichen, reale Bedingungen zu schaffen, um die Leistung während unserer Überprüfungen genau zu messen.

Wir integrieren diese Details zur Laborumgebung und zu den Protokollen in Überprüfungen, damit IT-Experten und diejenigen, die für die Speicherbeschaffung verantwortlich sind, die Bedingungen verstehen können, unter denen wir die folgenden Ergebnisse erzielt haben. Keine unserer Bewertungen wird vom Hersteller der von uns getesteten Geräte bezahlt oder überwacht. Weitere Details zum StorageReview Enterprise Test Lab und einen Überblick über seine Netzwerkfähigkeiten finden Sie auf den jeweiligen Seiten.

Houdini von SideFX

Der Houdini-Test wurde speziell zur Bewertung der Speicherleistung im Zusammenhang mit der CGI-Wiedergabe entwickelt. Die Gen3-Testumgebung für diese Anwendung ist eine Variante des Kernservertyps Dell PowerEdge R740xd, den wir im Labor verwenden, mit zwei Intel 6130-CPUs und 64 GB DRAM. Für Gen4-Geräte verwenden wir das Lenovo ThinkSystem SR635, das mit einer 64-CPU mit 7742 Kernen und einem auf 64 GB reduzierten DRAM ausgestattet ist. Auf unserer Gen3-Plattform haben wir Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) mit Bare-Metal installiert, während unsere neuere Gen4-Plattform Ubuntu 20.10-Desktop verwendet. 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:

• Lädt gepackte Punkte von der Festplatte. Dies ist die Zeit zum Lesen von der Festplatte. Dies ist Single-Threaded, was den Gesamtdurchsatz einschränken kann.
• Entpackt die Punkte in ein einzelnes flaches Array, damit sie verarbeitet werden können. Wenn die Punkte nicht von anderen Punkten abhängig sind, könnte der Arbeitssatz so angepasst werden, dass er im Kern bleibt. Dieser Schritt ist multithreaded.
• (Nicht ausführen) Verarbeitet die Punkte.
• Packt sie in Bucket-Blöcke um, die für die Speicherung auf der Festplatte geeignet sind. Dieser Schritt ist multithreaded.
• (Nicht ausgeführt) Schreibt die zusammengefassten Blöcke zurück auf die Festplatte.

Hier setzte sich das P5800X mit nur 1,799.5 Sekunden an die Spitze der getesteten Laufwerke. Damit gehört es auch zu den vier besten Ergebnissen, die wir je gesehen haben.

VDBench-Workload-Analyse

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, 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. Unser Testprozess für diese Benchmarks füllt die gesamte Laufwerksoberfläche mit Daten und partitioniert dann einen Laufwerksabschnitt, der 25 % der Laufwerkskapazität entspricht, um zu simulieren, wie das Laufwerk auf Anwendungsauslastungen reagieren könnte. Dies unterscheidet sich von vollständigen Entropietests, bei denen 100 % des Antriebs genutzt und in einen stabilen Zustand versetzt werden. Infolgedessen spiegeln diese Zahlen höhere Dauerschreibgeschwindigkeiten wider.

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

Vergleichbares:

• Intel P4800X 375 GB
• Dapustor H3900 800 GB

In unserer ersten VDBench-Workload-Analyse, Random 4K Read, übertraf das P5800X die anderen Laufwerke mit Volldampf und erreichte einen Spitzenwert von 1,416,092 IOPS und einer Latenz von nur 85.5 µs.

4K Random Write zeigte eine weitere beeindruckende Leistungsdemonstration und blieb durchgehend unter 100 µs mit einem Spitzenwert von 1,328,538 IOPS bei einer Latenz von nur 90.3 µs.

Bei der Umstellung auf sequentielle Workloads, insbesondere unsere 64K-Workloads, gab es beim Lesen keine wirkliche Konkurrenz. Das P5800X erreichte einen Spitzenwert von 112,979 IOPS oder 7.1 GB/s bei einer Latenz von 281 µs.

Mit 64K sequentiellem Schreiben setzte das P5800X seine Dominanz mit einem Spitzenwert von 93,579 IOPS oder 5.85 GB/s bei einer Latenz von 161 µs fort.

Unsere nächste Testreihe sind unsere SQL-Workloads: SQL, SQL 90-10 und SQL 80-20. Beginnend mit SQL hielt die Intel Optane SSD P5800X ihr beeindruckendes Tempo bei und verdoppelte die Leistung des nächstplatzierten Laufwerks mit einem Spitzenwert von 828,464 IOPS und einer Latenz von 37.6 µs.

Bei SQL 90-10 hatte der P5800X mit einem Spitzenwert von 808,476 IOPS und einer Latenz von 38.3 µs den ersten Platz. Nochmals: Verdoppelung der Leistung des DapuStor bei halber Latenz.

Für SQL 80-20 zeigte der P5800X mit einem Spitzenwert von 778,015 IOPS bei einer Latenz von 39.5 µs erneut eine wirklich hohe Leistung.

Als nächstes folgen unsere Oracle-Workloads: Oracle, Oracle 90-10 und Oracle 80-20. Beginnend mit Oracle verdoppelte die Intel Optane SSD P5800X weiterhin die Leistung des nächstgelegenen Laufwerks und erreichte sehr niedrige Latenzen. In Oracle erreichte der neue Optane einen Spitzenwert von 697,772 IOPS mit einer Latenz von 48.5 µs.

In Oracle 90-10 lag der P5800X mit 748,100 IOPS und einer Latenz von nur 28 µs an der Spitze.

Oracle 80-20 P5800X hatte einen beeindruckenden Spitzenwert von 726,162 IOPS mit 28.8 µs Latenz.

Als nächstes wechselten wir zu unserem VDI-Klontest „Full and Linked“. Beim VDI Full Clone (FC) Boot belegte der P5800X mit einer Spitzenleistung von 481,166 IOPS und einer Latenz von 70.4 µs problemlos den ersten Platz.

Bei der ersten VDI FC-Anmeldung erreichte der P5800X einen Spitzenwert von 274,042 IOPS und eine Latenz von 105.3 µs.

Und VDI FC Monday Login sah erneut den P5800X mit einer Leistung von 232,343 IOPS und einer Latenz von 65.5 µs deutlich an der Spitze.

Beim VDI Linked Clone (LC) Boot erreichte die Intel Optane SSD P5800X beeindruckende 247,127 IOPS und 63.6 µs als Spitzenwert.

VDI LC Initial Login verzeichnete schon früh einen Latenzsprung, aber der P5800X schnitt mit 134,846 IOPS und 55.6 µs Latenz immer noch gut ab.

Schließlich startete das P5800X mit VDI LC Monday Login mit einer höheren Latenz, fiel jedoch schnell ab und erreichte 168,481 IOPS und 91.1 µs Latenz.