Recensione Western Digital Ultrastar DC SN630 VMware vSAN

Western Digital ha lanciato l'Ultrastar DC SN630 nel febbraio di quest'anno, come parte di un aggiornamento e rebranding della linea Ultrastar (ex HGST) di unità per data center. All'interno di questo portafoglio Western Digital offre diverse offerte di SSD NVMe aziendali, con l'SN200 che prende il trono come leader delle prestazioni e il nuovo SN630 sostituisce l'SN620 nello spazio mainstream NVMe a porta singola, che è un'alternativa sempre più popolare agli SSD SATA e SAS. L'SN630, l'SSD NVMe cavallo di battaglia di Western Digital, è ottimizzato per carichi di lavoro incentrati sulla lettura o carichi di lavoro a uso misto ad alta resistenza. In entrambi i casi la struttura dell'unità è la stessa, la differenza funzionale nel livello di overprovisioning inserito nell'unità, che a sua volta produce la valutazione di durata desiderata.

Western Digital ha lanciato l'Ultrastar DC SN630 nel febbraio di quest'anno, come parte di un aggiornamento e rebranding della linea Ultrastar (ex HGST) di unità per data center. All'interno di questo portafoglio Western Digital offre diverse offerte di SSD NVMe aziendali, con l'SN200 che prende il trono come leader delle prestazioni e il nuovo SN630 sostituisce l'SN620 nello spazio mainstream NVMe a porta singola, che è un'alternativa sempre più popolare agli SSD SATA e SAS. L'SN630, l'SSD NVMe cavallo di battaglia di Western Digital, è ottimizzato per carichi di lavoro incentrati sulla lettura o carichi di lavoro a uso misto ad alta resistenza. In entrambi i casi la struttura dell'unità è la stessa, la differenza funzionale nel livello di overprovisioning inserito nell'unità, che a sua volta produce la valutazione di durata desiderata.

Dal punto di vista della progettazione SSD, Ultrastar SN630 utilizza il controller e il firmware interni di Western Digital e la NAND 64D BiCS3 a 3 strati di Western Digital. Dal punto di vista ingegneristico, una soluzione integrata verticalmente come questa sta diventando lo standard per gli SSD aziendali di prima classe. Sebbene sia certamente possibile utilizzare NAND, controller e firmware da diverse fonti, tendiamo a vedere soluzioni più performanti e più affidabili da fornitori che possono fare tutto il lavoro da soli. L'unità stessa utilizza un fattore di forma U.7 da 2.5 mm e 2" e, come altri SSD offerti da Western Digital, l'SN630 offre algoritmi proprietari di livellamento dell'usura e protezione dalla perdita di potenza.

Come notato, l'SN630 è disponibile in SKU ad uso misto e ad alta intensità di lettura. Il primo è disponibile con capacità da 6.40 TB, 3.20 TB, 1.60 TB e 800 GB, mentre il secondo è disponibile con capacità da 7.68 TB, 3.84 TB, 1.92 TB e 960 GB. Tutte le unità offrono Instant Secure Erase (ISE) che utilizza chiavi di crittografia dietro le quinte per gestire la ridistribuzione e il ritiro delle unità. Western Digital fornisce inoltre download sicuri del firmware con autenticazione RSA per garantire che l'SN630 esegua solo firmware autentico. Infine, le unità sono coperte da una garanzia limitata di 5 anni.

In questa recensione esaminiamo le prestazioni dell'SN630 nel contesto di VMware vSAN. La configurazione di prova utilizza uno chassis Supermicro SuperServer BigTwin 2029BT-HNR a 4 nodi, 24 SSD Ultrastar DC SN630 NVMe e VMware vSAN 6.7 Update 1 per approfondire le prestazioni dell'SN630 con una prospettiva più ampia a livello di sistema.

Specifiche Western Digital Ultrastar DC SN630

Western Digital Ultrastar DC SN630 VMware vSAN Progettazione e realizzazione

Western Digital Ultrastar DC SN630 è un'unità NVMe da 2.5 pollici destinata ai data center. La capacità dell'unità varia da 800 GB a 7.68 TB. L'SN630 è rivestito in metallo nero con un adesivo sulla parte superiore che contiene informazioni quali nome, marchio, capacità, numero di modello e certificazioni.

La parte anteriore dello chassis Supermicro SuperServer BigTwin è dotata di 24 alloggiamenti per unità NVMe da 2.5″, con 6 allocati per nodo. Ciascun nodo offre il proprio pulsante LED di localizzazione e un pulsante di accensione discreto.

La parte posteriore del BigTwin mostra i quattro vassoi dei nodi di calcolo. Ciascuno viene fornito di serie con una porta IPMI per la gestione fuori banda, VGA, due porte USB 3 e una scheda NIC configurabile dall'utente. Con la nostra configurazione utilizziamo una scheda di rete a quattro porte, con due porte 10GBase-T e due porte SPF28 25G. La nostra configurazione di test ha sfruttato le connessioni 25G per il cluster vSAN. Tutti i nodi condividono una piattaforma di alimentazione comune a doppio alimentatore come parte del design dello chassis.

Western Digital Ultrastar DC SN630 VMware vSAN Revisione della configurazione

Per testare i 24 SSD SN630 in un ambiente vSAN, abbiamo utilizzato un sistema a quattro nodi Supermicro SuperServer BigTwin 2029BT-HNR. La configurazione per nodo è la seguente:

• 2 CPU Intel Gold 6150 (2.7 GHz, 18 core)
• 12 RAM ECC DDR32 da 2666 GB a 4 MHz
• 2 SSD Western Digital Ultrastar DC SN800 NVMe da 630 GB per cache vSAN
• 4 SSD Western Digital Ultrastar DC SN1.92 NVMe da 630 TB per capacità vSAN
• 1 SSD Western Digital Blue SATA da 500 GB per unità di avvio
• Scheda di rete Mellanox ConnectX-25 a doppia porta da 4 Gb
• VMware ESXi 6.7u1 (10302608)

Abbiamo sfruttato una build di server abbastanza modesta per i nostri test VMware vSAN attorno al Western Digital Ultrastar DC SN630. I server utilizzavano CPU Intel Gold 6150 di fascia medio-alta, con una velocità di clock di 2.7 GHz e un numero di core di 18. Per server che ci fornisce 97.2 GHz di potenza di calcolo o 388.8 GHz a livello di cluster. Abbiamo utilizzato anche 384 GB di RAM per nodo, offrendoci molta memoria per i nostri carichi di lavoro sintetici e applicativi.

Nella nostra configurazione di test abbiamo utilizzato un layout di due gruppi di dischi per nodo, ciascuno con un SSD NVMe SN800 da 630 GB per la cache e due SSD NVMe SN1.92 da 630 TB per la capacità. La capacità utilizzabile dipende dal modo in cui viene eseguito il provisioning delle VM nel cluster e dal livello di mirroring utilizzato. Lo storage grezzo misura 27.95 TB nel nostro cluster, ma con la policy VM di mirroring bidirezionale predefinita con sovraccarico vSAN, ci rimangono 13.79 TB di capacità utilizzabile. La riduzione dei dati, tuttavia, lo estende notevolmente per determinati tipi di carichi di lavoro.

Mentre i carichi di lavoro delle nostre applicazioni si concentreranno sulle prestazioni del cluster con la riduzione dei dati disattivata, includeremo benchmark sintetici che mostrano le prestazioni del cluster con e senza la riduzione dei dati abilitata. Anche se alla riduzione dei dati sarà associata una componente di sovraccarico delle prestazioni, aumenterà notevolmente la capacità utilizzabile del cluster vSAN in determinate implementazioni.

Recensione delle prestazioni di Western Digital Ultrastar DC SN630 VMware vSAN

Prestazioni dell'SQL Server

Il protocollo di test OLTP di Microsoft SQL Server di StorageReview utilizza l'attuale bozza del Benchmark C (TPC-C) del Transaction Processing Performance Council, un benchmark di elaborazione delle transazioni online che simula le attività presenti in ambienti applicativi complessi. Il benchmark TPC-C si avvicina di più rispetto ai benchmark sintetici delle prestazioni per valutare i punti di forza e i colli di bottiglia delle prestazioni dell'infrastruttura di storage negli ambienti di database.

Ogni VM SQL Server è configurata con due dischi virtuali: un volume da 100 GB per l'avvio e un volume da 500 GB per il database e i file di log. Dal punto di vista delle risorse di sistema, abbiamo configurato ciascuna VM con 16 vCPU, 64 GB di DRAM e abbiamo sfruttato il controller SCSI SAS LSI Logic. Sebbene i nostri carichi di lavoro Sysbench testati in precedenza saturassero la piattaforma sia in termini di I/O di archiviazione che di capacità, il test SQL cerca le prestazioni di latenza.

Questo test utilizza SQL Server 2014 in esecuzione su VM guest Windows Server 2012 R2 ed è sottoposto a stress da Dell Benchmark Factory for Databases. Mentre il nostro utilizzo tradizionale di questo benchmark è stato quello di testare grandi database su scala 3,000 su storage locale o condiviso, in questa iterazione ci concentriamo sulla distribuzione uniforme di quattro database su scala 1,500 sui nostri server.

Configurazione di test di SQL Server (per VM)

• Di Windows Server 2012 R2
• Impronta di archiviazione: 600 GB allocati, 500 GB utilizzati
• SQL Server 2014
  • Dimensioni del database: scala 1,500
  • Carico del client virtuale: 15,000
  • Memoria RAM: 48 GB
• Durata della prova: 3 ore
  • 2.5 ore di precondizionamento
  • Periodo di campionamento di 30 minuti

Per il nostro benchmark SQL Server transazionale, Western Digital Ultrastar DC SN630 VMware vSAN nel Supermicro BigTwin è stato in grado di raggiungere un punteggio complessivo di 12,610.3 TPS con VM individuali che vanno da 3,152.01 TPS a 3,153.2 TPS.

Con SQL Server abbiamo riscontrato un punteggio complessivo di 14.75 ms con singole VM che vanno da 14 ms a 15 ms.

Prestazioni Sysbench MySQL

Il nostro primo benchmark dell'applicazione di archiviazione locale è costituito da un database Percona MySQL OLTP misurato tramite SysBench. Questo test misura il TPS medio (transazioni al secondo), la latenza media e anche la latenza media del 99° percentile.

Ciascuna VM Sysbench è configurata con tre vDisk: uno per l'avvio (~ 92 GB), uno con il database predefinito (~ 447 GB) e il terzo per il database in fase di test (270 GB). Dal punto di vista delle risorse di sistema, abbiamo configurato ciascuna VM con 16 vCPU, 60 GB di DRAM e abbiamo sfruttato il controller SCSI SAS LSI Logic.

Configurazione test Sysbench (per VM)

• CentOS 6.3 a 64 bit
• Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
  • Tabelle del database: 100
  • Dimensione del database: 10,000,000
  • Discussioni del database: 32
  • Memoria RAM: 24 GB
• Durata della prova: 3 ore
  • 2 ore di precondizionamento di 32 thread
  • 1 ora 32 thread

Con Sysbench OLTP abbiamo testato 8VM e ottenuto un punteggio complessivo di 11,739.7 TPS con singole VM che vanno da 1,326 TPS a 1,552.3 TPS.

Con la latenza Sysbench il server ha avuto una media di 21.86 ms.

Nel nostro scenario peggiore (99esimo percentile) la latenza dei drive Western Digital ci ha dato 38.71 ms.

Analisi del carico di lavoro VDBench

Quando si tratta di effettuare benchmark sugli array di storage, il test delle applicazioni è la soluzione migliore, mentre il test sintetico viene al secondo posto. Pur non essendo una rappresentazione perfetta dei carichi di lavoro effettivi, i test sintetici aiutano a definire i dispositivi di storage con un fattore di ripetibilità che semplifica il confronto tra soluzioni concorrenti. Questi carichi di lavoro offrono una gamma di profili di test diversi che vanno dai test "quattro angoli", test comuni sulle dimensioni di trasferimento del database, nonché acquisizioni di tracce da diversi ambienti VDI. Tutti questi test sfruttano il comune generatore di carichi di lavoro vdBench, con un motore di scripting per automatizzare e acquisire risultati su un ampio cluster di test di calcolo. Ciò ci consente di ripetere gli stessi carichi di lavoro su un'ampia gamma di dispositivi di storage, inclusi array flash e singoli dispositivi di storage.

Profili:

• Lettura casuale 4K: lettura al 100%, 128 thread, 0-120% irate
• Scrittura casuale 4K: scrittura al 100%, 64 thread, 0-120% irate
• Lettura sequenziale 64K: lettura al 100%, 16 thread, 0-120% irate
• Scrittura sequenziale a 64K: scrittura al 100%, 8 thread, 0-120% irate
• Database sintetici: SQL e Oracle
• Clonazione completa VDI e tracce di clonazione collegata

In tutti i nostri test VDBench abbiamo testato le unità Western Digital con DR attivato e disattivato. Con la lettura casuale 4K, entrambe le configurazioni sono iniziate in meno di 1 ms, con la versione DR che ha raggiunto un picco di 387,937 IOPS con una latenza di 7.5 ms. Con DR disattivato, le unità sono rimaste al di sotto di 1 ms fino a poco più di 350 IOPS e hanno raggiunto il picco di 442,089 IOPS con una latenza di 4.8 ms.

Per la riscrittura in 4K entrambe le configurazioni sono iniziate in poco meno di 1 ms. La versione DR aveva una latenza inferiore al millisecondo fino a circa 90 IOPS e ha raggiunto il picco a 182,791 IOPS con una latenza di 7.4 ms. Con DR disattivato abbiamo visto le unità rimanere sotto 1 ms fino a circa 110 IOPS e raggiungere il picco a 196,027 IOPS con una latenza di circa 7 ms prima di ridurne alcuni.

Il prossimo passo sono i nostri carichi di lavoro sequenziali. Nella lettura a 64K la versione DR è iniziata sopra 1 ms e ha raggiunto il picco a 132,918 IOPS o 8.3 GB/s con una latenza di 3.7 ms. Con DR disattivato, le unità sono rimaste al di sotto di 1 ms fino a circa 130 IOPS o circa 8 GB/s e hanno raggiunto il picco a 159,681 IOPS o 9.98 GB con una latenza di 2.87 ms.

Nella scrittura a 64K entrambe le configurazioni sono iniziate con una latenza inferiore al millisecondo ma hanno superato rapidamente 1 ms. Con DR attivato abbiamo riscontrato un picco di soli 22.7K IOPS o circa 1.4 GB/s e una latenza di 1.32 ms prima di un calo delle prestazioni e un ampio picco di latenza. Con DR disattivato, le unità hanno raggiunto il picco di 63,347 IOPS o circa 4 GB/s a 3.3 ms prima di ridurne alcuni.

La prossima serie di test riguarda i carichi di lavoro SQL: SQL, SQL 90-10 e SQL 80-20. Per SQL entrambe le configurazioni sono iniziate al di sotto di 1 ms con la versione DR che è andata al di sopra e poi al di sotto di 1 ms per raggiungere il picco di 349,851 IOPS con una latenza di 2.6 ms. Con DR disattivato, le unità hanno avuto una latenza inferiore al millisecondo fino a circa 255 IOPS e hanno raggiunto il picco a 358,787 IOPS con una latenza di 2.24 ms prima di un leggero calo.

Con SQL 90-10 abbiamo visto ancora una volta la versione abilitata per DR salire sopra e scendere sotto la linea di 1 ms alcune volte prima di raggiungere il picco di 283,524 IOPS con una latenza di 3.42 ms. La versione non DR è rimasta al di sotto di 1 ms fino a circa 275 IOPS e ha raggiunto il picco a 334,737 IOPS con una latenza di 2.45 ms.

SQL 80-20 ha visto entrambe le configurazioni iniziare con una latenza inferiore al millisecondo, mentre la versione DR ha superato 1 ms a circa 155 IOPS e ha raggiunto un picco di 256,926 IOPS con una latenza di 3.5 ms. La versione non DR è riuscita a raggiungere circa 210 IOPS in meno di 1 ms e ha raggiunto il picco di 281,562 IOPS con una latenza di 2.83 ms.

Successivamente ci sono i nostri carichi di lavoro Oracle: Oracle, Oracle 90-10 e Oracle 80-20. Con Oracle la versione con abilitazione DR è oscillata al di sotto e al di sopra di 1 ms e ha raggiunto il picco di circa 264 IOPS a 3.7 ms prima di diminuire leggermente. La versione non DR aveva una latenza inferiore al millisecondo fino a circa 250 IOPS e un picco di 314,954 IOPS da 3.17 ms.

SQL 90-10 ha visto la versione con abilitazione DR rimanere al di sotto di 1 ms fino a circa 225 IOPS e raggiungere il picco a 252,034 IOPS con una latenza di 2.44 ms. Il non-DR ha avuto prestazioni di latenza inferiori al millisecondo fino a circa 300 IOPS e ha raggiunto il picco a 338,146 IOPS con una latenza di 1.72 ms.

Con SQL 80-20 la versione DR fa alcune oscillazioni intorno a 1 ms e raggiunge il picco a 225,327 IOPS con una latenza di 2.64 ms. La versione non DR aveva una latenza inferiore al millisecondo fino a circa 211 IOPS e ha raggiunto il picco a 278,051 IOPS e una latenza di 2 ms.

Successivamente, siamo passati al nostro test clone VDI, Completo e Collegato. Per l'avvio VDI Full Clone (FC), entrambe le configurazioni sono iniziate al di sotto di 1 ms con la versione DR che ha superato la latenza inferiore al millisecondo a circa 85 IOPS e ha raggiunto il picco a 250,209 IOPS e una latenza di 4.04 ms. La versione non DR è rimasta sotto 1 ms fino a circa 200 IOPS e ha raggiunto il picco a 283,786 IOPS e una latenza di 3.31 ms prima di diminuire leggermente.

Con l'accesso iniziale VDI FC, la versione DR ha raggiunto il picco di circa 129 IOPS a 4.2 ms prima di diminuire le prestazioni e aumentare significativamente la latenza. La versione non DR è iniziata al di sotto di 1 ms ed è rimasta lì fino a circa 75 IOPS, raggiungendo il picco a 139,401 IOPS con una latenza di 6.3 ms con un leggero calo.

VDI FC Monday Login ha fatto sì che la versione DR iniziasse in meno di 1 ms, ma l'ha superata rapidamente e ha raggiunto il picco di 108,611 IOPS con una latenza di 2.22 ms. La versione non DR è rimasta sotto 1 ms fino a poco meno di 90 IOPS e ha raggiunto il picco di 152,516 IOPS con una latenza di 3.25 ms.

Per l'avvio VDI LC entrambe le configurazioni sono iniziate al di sotto di 1 ms con il DR che è apparso immediatamente e ha raggiunto il picco di 214,327 IOPS con una latenza di 2.34 ms. La versione non DR è rimasta sotto 1 ms fino a circa 205 IOPS e ha raggiunto il picco a 255,235 IOPS e una latenza di 1.85 ms.

L'accesso iniziale VDI LC ha visto il picco della versione DR a circa 95 IOPS con una latenza di 2.2 ms prima di diminuire in modo significativo. La versione non DR è rimasta al di sotto di 1 ms fino a circa 65 IOPS e ha raggiunto il picco di 112,182 IOPS con una latenza di 2.23 ms.

Infine, VDI LC Monday Login ha dipinto un quadro simile a quello sopra con la versione DR che ha raggiunto un picco di circa 108 IOPS con una latenza di circa 3.7 ms prima di diminuire leggermente. La versione non DR ha avuto una latenza inferiore al millisecondo fino a circa 65 IOPS e ha raggiunto il picco di 126,656 IOPS con una latenza di 3.91 ms.

Conclusione

Western Digital Ultrastar DC SN630 è il nuovo SSD NVMe per data center disponibile in due versioni: incentrato sulla lettura e ad uso misto. Le unità hanno capacità comprese tra 800 GB e 6.4 TB per l'uso misto e 960 GB-7.68 TB per quello incentrato sulla lettura. L'unità sfrutta il controller, il firmware e la NAND BiCS 64D a 3 strati di Western Digital. Tutte le unità offrono ISE, che è ottimo per la ridistribuzione o il pensionamento. Un'altra caratteristica di sicurezza è l'uso di download sicuri del firmware con autenticazione RSA per garantire che l'SN630 esegua solo firmware autentico. Poiché l'SN630 è certificato vSAN, lo abbiamo testato nel contesto di VMware vSAN per vedere come si comportava.

Per quanto riguarda le prestazioni, abbiamo eseguito l'SSD Western Digital DC SN630 NVMe attraverso la nostra analisi del carico di lavoro dell'applicazione e la nostra analisi del carico di lavoro VDBench. Per l'analisi del carico di lavoro delle applicazioni, le unità hanno fornito ottimi numeri. In SQL Server l'SN630 aveva un punteggio transazionale aggregato di 12,610.3 TPS e una latenza media aggregata di 14.8 ms. Con Sysbench, l'SN630 ha raggiunto 11,739.7 TPS, una latenza media di 21.86 ms, e nel nostro scenario peggiore le unità ci hanno dato un punteggio complessivo di 38.71 ms.

Nei nostri carichi di lavoro VDBench abbiamo testato le unità con il DR attivato e disattivato. Ovviamente la disattivazione del DR comporterà prestazioni migliori, tuttavia, diversi clienti necessitano di eseguire il DR ed è utile farsi un'idea di come funzioneranno le unità con DR attivato. I punti salienti della disattivazione del DR includono 442 IOPS in lettura 4K, 196 IOPS in scrittura 4K, 9.98 GB/s in lettura 64K e 4 GB/s in scrittura 64K. Nei nostri carichi di lavoro SQL abbiamo riscontrato 359 IOPS, 335 IOPS in SQL 90-10 e 282 IOPS in SQL 80-20. Per Oracle abbiamo riscontrato picchi di prestazioni fino a 315 IOPS, 338 IOPS in Oracle 90-10 e 278 IOPS in Oracle 80-20. Nel nostro test di clonazione VDI, l'SN630 ci ha fornito 284 IOPS all'avvio, 139 IOPS nell'accesso iniziale e 153 IOPS nell'accesso del lunedì per la clonazione completa. Nel clone collegato, l'SN630 ha raggiunto 255 IOPS nell'avvio, 112 IOPS nell'accesso iniziale e 127 IOPS nell'accesso del lunedì.

Per i nostri carichi di lavoro VDBench con abilitazione DR, l'SN630 ha registrato valori di 388 IOPS in lettura 4K, 183 IOPS in scrittura 4K, 8.3 GB/s in lettura 64K e 1.4 GB/s in scrittura 64K. Nei nostri carichi di lavoro SQL abbiamo riscontrato 350 IOPS, 283 IOPS in SQL 90-10 e 257 IOPS in SQL 80-20. Per Oracle abbiamo riscontrato picchi di prestazioni fino a 264 IOPS, 252 IOPS in Oracle 90-10 e 225 IOPS in Oracle 80-20. Nel nostro test di clonazione VDI, l'SN630 ci ha fornito 220 IOPS all'avvio, 129 IOPS nell'accesso iniziale e 109 IOPS nell'accesso del lunedì per la clonazione completa. Nel clone collegato, l'SN630 ha raggiunto 214 IOPS nell'avvio, 95 IOPS nell'accesso iniziale e 108 IOPS nell'accesso del lunedì.

Se utilizzato all'interno di VMware vSAN, l'SSD Western Digital DC SN630 offre prestazioni impressionanti anche con il DR attivato. In questo caso abbiamo sfruttato una build di server modesta e abbiamo comunque riscontrato risultati impressionanti. L'SN630 sarebbe una buona scelta per coloro che utilizzano vSAN.

Pagina del prodotto WD Ultrastar DC SN630

Discuti questa recensione

Iscriviti alla newsletter di StorageReview

*Il test delle prestazioni su cui si basa questa recensione è stato commissionato da Western Digital