Intel SSD DC P4510 Testbericht

Eingeführt früher in diesem JahrBei der DC P4510-Serie handelt es sich um Intels neue NVMe-SSD für Rechenzentren. Das P4510 wurde speziell für die Cloud entwickelt (mit dem Slogan „Cloud Inspired. Storage Optimized“) und ist Intels erste 64-Layer-3D-NAND-SSD für Unternehmen. Durch den Einsatz dieser Technologie konnte das Unternehmen die Kapazität des Laufwerks auf bis zu 8 TB steigern und es gleichzeitig in einen U.2-Formfaktor von 15 mm einbauen.

Eingeführt früher in diesem JahrBei der DC P4510-Serie handelt es sich um Intels neue NVMe-SSD für Rechenzentren. Das P4510 wurde speziell für die Cloud entwickelt (mit dem Slogan „Cloud Inspired. Storage Optimized“) und ist Intels erste 64-Layer-3D-NAND-SSD für Unternehmen. Durch den Einsatz dieser Technologie konnte das Unternehmen die Kapazität des Laufwerks auf bis zu 8 TB steigern und es gleichzeitig in einen U.2-Formfaktor von 15 mm einbauen.

Die erweiterte Kapazität kann Unternehmen dabei helfen, entweder Arbeitslasten zu konsolidieren oder umfassendere Cloud-Arbeitslasten besser zu unterstützen, sodass Dienstanbieter die Anzahl der Benutzer erhöhen und die Datendienstniveaus verbessern können. Neben der hohen Kapazität verfügt das Laufwerk über eine verbesserte QoS, die einen intelligenten Firmware-Algorithmus nutzt, der Host- und Hintergrund-Lese-/Schreibdaten in einem optimalen Gleichgewicht hält. Der P4510 hat eine Leistung von 3.2 GB/s beim Lesen und 3 GB/s beim Schreiben sowie 637 IOPS beim Lesen und 139 IOPS beim Schreiben.

Die Laufwerksserie minimiert außerdem Dienstunterbrechungen durch eine verbesserte SMART-Überwachung des Laufwerkszustands und -status mithilfe eines In-Band-Mechanismus und Out-of-Band-Zugriffs. Dies hilft auch bei einem plötzlichen Stromausfall, um zu verhindern, dass damit auch Daten verloren gehen. Der P4510 verfügt über Firmware-Verbesserungen in seinem neuen 3D-NAND, die Host-Workloads priorisieren und so bessere Service-Level gewährleisten.

Der Intel DC P4510 ist mit Kapazitäten von 1 TB, 2 TB, 4 TB und 8 TB erhältlich und nutzt die NVMe-Spezifikation 1.2. Für diesen Test werden wir uns sowohl das 2-TB- als auch das 8-TB-Modell ansehen. 

Spezifikationen des Intel DC P4510

 

Kennzahlen

Testbed

Unsere Enterprise-SSD-Testberichte nutzen ein Lenovo ThinkSystem SR850 für Anwendungstests und a Dell PowerEdge R740xd für synthetische Benchmarks. Das ThinkSystem SR850 ist eine gut ausgestattete Quad-CPU-Plattform, die eine CPU-Leistung bietet, die weit über das hinausgeht, was zur Belastung des leistungsstarken lokalen Speichers erforderlich ist. Synthetische Tests, die nicht viele CPU-Ressourcen erfordern, verwenden den traditionelleren Dual-Prozessor-Server. In beiden Fällen besteht die Absicht darin, den lokalen Speicher im bestmöglichen Licht zu präsentieren, das mit den maximalen Laufwerksspezifikationen des Speicheranbieters übereinstimmt.

Lenovo Think System SR850

• 4 x Intel Platinum 8160 CPU (2.1 GHz x 24 Kerne)
• 16 x 32 GB DDR4-2666 MHz ECC-DRAM
• 2 x RAID 930-8i 12 Gbit/s RAID-Karten
• 8 NVMe-Schächte
• VMware ESXI 6.5

Dell PowerEdge R740xd

• 2 x Intel Gold 6130 CPU (2.1 GHz x 16 Kerne)
• 16 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.

Vergleichswerte für diesen Testbericht:

• Memblaze PBlaze5 3.2 TB
• Memblaze PBlaze4 3.2 TB
• Intel P3700 2 TB
• Intel P4500 2 TB
• HGST SN100 3.2 TB
• Toshiba PX04 1.6 TB

Analyse der Anwendungsauslastung

Um die Leistungsmerkmale von Unternehmensspeichergeräten zu verstehen, ist es wichtig, die Infrastruktur und die Anwendungs-Workloads in Live-Produktionsumgebungen zu modellieren. Unsere Benchmarks für den Intel P4510 sind daher die MySQL OLTP-Leistung über SysBench und Microsoft SQL Server OLTP-Leistung mit einer simulierten TCP-C-Arbeitslast. Für unsere Anwendungs-Workloads werden auf jedem Laufwerk zwei bis vier identisch konfigurierte VMs ausgeführt.

SQL Server-Leistung

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, wird beim SQL-Test nach der Latenzleistung gesucht.

Dieser Test verwendet SQL Server 2014, das auf Windows Server 2012 R2-Gast-VMs ausgeführt wird, und wird durch Quests Benchmark Factory für Datenbanken belastet. StorageReviews Microsoft SQL Server OLTP-Testprotokoll verwendet den aktuellen Entwurf des Benchmark C (TPC-C) des Transaction Processing Performance Council, 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 Instanz unserer SQL Server-VM für diese Überprüfung verwendet eine SQL Server-Datenbank mit 333 GB (Maßstab 1,500) und misst die Transaktionsleistung und Latenz unter einer Last von 15,000 virtuellen Benutzern.

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

Bei unserem SQL Server-Transaktions-Benchmark landete der P4510 mit 12,625.4 TPS auf dem dritten Platz, 10.7 hinter dem Spitzenreiter, dem PBlaze4.

Bei der durchschnittlichen SQL-Latenz lag das P4510 mit 9 ms erneut auf dem dritten Platz. 

Sysbench-Leistung

Der nächste Anwendungsbenchmark besteht aus a Percona MySQL OLTP-Datenbank gemessen über SysBench. Dieser Test misst die durchschnittliche TPS (Transaktionen pro Sekunde), die durchschnittliche Latenz und auch die durchschnittliche 99. Perzentil-Latenz.

. Systembankben Die 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

Beim Sysbench-Transaktions-Benchmark belegte das P4510 mit 7,346.8 TPS für die 8 TB und 6,537 TPS für die 2 TB den zweiten und dritten Platz.

Bei der durchschnittlichen Latenz erreichte das P4510 die gleiche Platzierung wie oben, mit 8 TB auf dem zweiten Platz mit einer Latenz von 17.4 ms und dem 2 TB auf dem dritten Platz mit 19.6 ms

Unser Latenz-Benchmark für das Worst-Case-Szenario erreichte erneut die gleiche Platzierung, wobei die 8-TB-P4510 mit 30.9 ms den zweiten Platz und die 2-TB-Version mit 35.6 ms den dritten Platz belegte. 

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.

Das Intel P4510 schnitt beim Houdini-Test ziemlich gut ab und belegte mit 2,595.7 Sekunden den zweiten Platz unter den Nicht-Optane-Laufwerken. Insgesamt belegte es den siebten Platz. Das 2 TB schnitt mit 2,845.6 Sekunden nicht so gut ab.

VDBench-Workload-Analyse

Beim Benchmarking von Speichergeräten 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

In unserer ersten VDBench-Workload-Analyse, Random 4K Read, hatte der Intel DC P8 mit 4510 TB eine Spitzenleistung von 642,149 IOPS und eine Latenz von 198 µs. Damit platzierte sich das Laufwerk an dritter Stelle hinter dem Memblaze PBlaze5 und direkt hinter dem Toshiba PX04. Die 2-TB-Version belegte mit einer Spitzenleistung von 621,469 IOPS und einer Latenz von 205 µs den vierten Platz.

Beim zufälligen 4K-Schreiben erreichte der 8 TB große P4510 einen Spitzenwert von rund 433 IOPS mit 36 ​​µs. Allerdings kam es sofort zu einem Leistungsabfall und einem Anstieg der Latenz, so dass es auf Augenhöhe mit dem P3700 und auf dem dritten Platz landete. Die 2 TB landeten mit einer Spitzenleistung von 233,299 IOPS bei einer Latenz von 540 µs auf dem vorletzten Platz.

Bei der Umstellung auf sequentielle Workloads konnte der 8 TB große P4510 den Toshiba PX04 mit einem Spitzenwert von 64 IOPS oder 39,502 GB/s und einer Latenz von 2.5 µs knapp auf dem zweiten Platz bei 396 Lesevorgängen verdrängen. Das 2-TB-Modell belegte mit 37,582 IOPS oder 2.35 GB/s und einer Latenz von 425 µs erneut den vierten Platz.

Bei 64K-Schreibvorgängen belegte das 8 TB große P4510 erneut den dritten Platz mit einer Spitzenleistung von 26,150 IOPS oder 1.63 GB/s und einer Latenz von 605 µs. Auch hier hatte die 2-TB-Version eine viel schlechtere Schreibleistung und landete mit 15,453 IOPS oder 966 MB/s und einer Latenz von 1.02 ms auf dem vorletzten Platz.

Als nächstes schauen wir uns die SQL-Workloads an. Beim ersten Benchmark belegte die 8 TB große P4510 mit einer Spitzenleistung von 241,242 IOPS und einer Latenz von 132 µs knapp den zweiten Platz. Der 2 TB große P4510 belegte mit einer Spitzenleistung von 188,170 IOPS und 170 µs den vierten Platz.

In SQL 90-10 belegte das 8-TB-Laufwerk erneut den zweiten Platz und erreichte einen Spitzenwert von 213,390 IOPS mit einer Latenz von 146 µs, bevor es unter 200 IOPS abfiel und die Latenz leicht anstieg. Die 2-TB-Version erreichte eine Spitzenleistung von 182,868 IOPS bei einer Latenz von 196 µs und belegte damit den vierten Platz.

In SQL 80-20 sahen wir die gleiche Platzierung mit einem ähnlichen Effekt: Der 8-TB-P4510 erreichte einen Spitzenwert von 204,683 IOPS mit einer Latenz von 156 µs, bevor er etwas abfiel. Die 2-TB-Version erreichte einen Spitzenwert von 150,201 IOPS mit einer Latenz von 209 µs, bevor die Leistung leicht nachließ und den dritten Platz belegte. 

Unsere nächsten Benchmarks befassen sich mit Oracle-Workloads. Im ersten Test belegte der 8 TB große P4510 mit einer Spitzenleistung von 191,472 IOPS und einer Latenz von 188 µs den zweiten Platz. Die 2 TB erreichten eine Spitzenleistung von 136,675 IOPS mit einer Latenz von 237 µs und belegten den vierten Platz.

Bei Oracle 90-10 verpasste der 8 TB große P4510 mit einer Spitzenleistung von 5 IOPS und einer Latenz von 177,256 µs knapp den PBlaze124. Die 2-TB-Version erreichte einen Spitzenwert von 137,302 IOPS bei einer Latenz von 160 µs.

Beim Oracle 80-20-Test landete die 8 TB große P4510 mit einer Spitzenleistung von 177,851 IOPS und einer Latenz von 130 µs erneut auf dem zweiten Platz. Das 2-TB-Laufwerk erreichte einen Spitzenwert von 127,888 IOPS und eine Latenz von 171 µs und belegte damit den dritten Platz.

Als nächstes wechselten wir zu unserem VDI-Klontest „Full and Linked“. Beim VDI Full Clone Boot landete das 8 TB große P4510 mit einer Spitzenleistung von 160,678 IOPS und einer Latenz von 215 µs auf dem zweiten Platz. Die 2-TB-Version lag mit einer Spitzenleistung von 138,821 IOPS und einer Latenz von 244 µs gleichauf mit dem Toshiba-Laufwerk.

Mit VDI FC Initial Login erreichte der 8 TB große P4510 einen Spitzenwert von 79,306 IOPS mit einer Latenz von 375 µs, bevor die Leistung etwas nachließ. Es belegte erneut den zweiten Platz. Die 2-TB-Version war mit einer Spitzenleistung von 54,562 IOPS und einer Latenz von 546 µs vorletzte.

Beim VDI FC Monday Login belegte der 8 TB große P4510 mit einer Spitzenleistung von 67,351 IOPS und einer Latenz von 236 µs den zweiten Platz. Der 2 TB große P4510 belegte mit einer Spitzenleistung von 51,803 IOPS und einer Latenz von 307 µs den dritten Platz.

Beim VDI LC Boot-Test sahen wir, dass der 8 TB große P4510 hier hinter Memblaze und Toshiba den dritten Platz belegte, mit einer Spitzenleistung von 75,572 IOPS und einer Latenz von 211 µs. Direkt dahinter folgte der 2 TB große P4510 mit 65,274 IOPS und einer Latenz von 244 µs.

VDI LC Initial Login sah eine bessere Platzierung für den 8 TB P4510, der mit einer Spitzenleistung von 48,495 IOPS und einer Latenz von 205 µs den zweiten Platz belegte. Den dritten Platz belegte die 2TB-Version mit 31,468 IOPS und einer Latenz von 252µs.

Und schließlich landete bei unserem VDI LC Monday Login der 8 TB große P4510 mit einer Spitzenleistung von 48,324 IOPS und einer Latenz von 328 µs auf dem zweiten Platz. Das 2-TB-Laufwerk fiel mit 35,999 IOPS und 439 µs Latenz auf den vorletzten Platz zurück. 

Schlussfolgerung

Bei der Intel DC P4510 NVMe SSD-Serie handelt es sich um die neuen Rechenzentrumslaufwerke des Unternehmens, die speziell für die Cloud entwickelt wurden. Die Laufwerke verfügen über einen U.2-Formfaktor mit einer beeindruckenden maximalen Kapazität von 8 TB und nutzen Intels 64-Layer-3D-NAND. Diese Kapazität führt zu breiteren Cloud-Workloads, mehr Benutzern und besseren Service-Levels. Der P4510 verfügt über eine verbesserte QoS, die Host- und Hintergrund-Lese- und Schreibvorgänge ausgleicht. Es überwacht außerdem den Zustand und Status des Laufwerks, um Verfügbarkeit und Datenschutz sicherzustellen. 

Betrachtet man die Leistung in unserer Anwendungs-Workload-Analyse, erzielte die Intel SSD DC P4510 in unserem SQL Server-Test mit 12,625.4 TPS und einer durchschnittlichen Latenz von 9 ms gute Ergebnisse. Beide Memblaze-Laufwerke konnten sich knapp durchsetzen. Mit Sysbench belegte das 8 TB große P4510 mit 7,346.8 TPS, einer durchschnittlichen Latenz von 17.4 ms und einem Worst-Case-Szenario von 30.9 ms durchweg den zweiten Platz, während das 2 TB 6,537 TPS, eine durchschnittliche Latenz von 17.4 ms und ein Worst-Case-Szenario von 35.6 ms erreichte. Fallszenario. Beim Houdini-Test belegte das 8 TB große P4510 mit 2,595.7 Sekunden den zweiten Platz für ein Nicht-Optane-Laufwerk und belegte insgesamt den siebten Platz. Die 2-TB-Version konnte 2,845.6 Sekunden erreichen.

Bei der VDBench-Workload-Analyse belegte der 8 TB große P4510 in allen Benchmarks entweder den zweiten oder den dritten Platz. Allerdings lieferte es beeindruckende Zahlen, zum Beispiel konnte es im zufälligen 4K-Modus über 642 IOPS beim Lesen und 433 IOPS beim Schreiben erreichen (allerdings war nach dem Höhepunkt ein starker Leistungsabfall zu verzeichnen). Bei sequentiellen Arbeitslasten erreichte das Laufwerk 2.5 GB/s beim Lesen und 1.63 GB/s beim Schreiben. Bei SQL-Workloads konnte der P4510 über 241 IOPS, 213 IOPS für 90–10 und über 204 IOPS für 80–20 erreichen. Für unsere Oracle-Workloads konnte das Intel-Laufwerk über 191 IOPS sowie 177 IOPS für 90-10 und 80-20 erreichen. Beim Oracle 90-10 hat Intel fast zum Spitzenreiter PBlaze5 aufgeschlossen. Bei unseren VDI-FC-Tests konnte das Laufwerk über 160 IOPS beim Booten, 79 IOPS bei der ersten Anmeldung und 67 IOPS bei der Anmeldung am Montag erreichen. Bei VDI LC erreichte das Laufwerk über 75 IOPS beim Booten, 48 IOPS bei der ersten Anmeldung und 48 IOPS bei der Montag-Anmeldung.

Das P4510 schnitt in den meisten Benchmarks gut ab und übertraf das P4500 davor deutlich. Mit der Vielfalt an Kapazitätsangeboten und Formfaktoren hat Intel den P4510 gut als sein NVMe-Arbeitstier positioniert, insbesondere mit dem 8-TB-Modell mit der höchsten Kapazität. 

Fazit

Die Intel SSD DC P4510 ist eine NVMe-SSD mit Kapazitäten von bis zu 8 TB und ausreichend Leistung, damit Dienstanbieter mehr aus ihren Datendiensten herausholen können.

Intel SSD DC P4510

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