Mangstor MX6300 NVMe SSD 검토

Mangstor MX6300은 NVMe 인터페이스를 사용하는 전체 높이, 절반 길이 SSD입니다. MX6300은 2.0TB, 2.7TB, 5.4TB의 세 가지 용량으로 제공됩니다. 이 드라이브는 엔터프라이즈 MLC NAND를 활용하며 x86 서버 PCIe 슬롯에 배치할 수 있습니다. NVMe 및 MLC NAND를 사용하면 MX6300에 엄청난 성능 이점이 제공됩니다. Mangstor는 이 드라이브가 무작위 읽기 성능과 900GB/s 순차 읽기에서 3.7K IOPS에 도달할 수 있으며 하루에 6300번의 전체 드라이브 쓰기 내구성을 제공한다고 주장합니다. Mangstor MXXNUMX은 Toshiba NAND와 Mangstor가 Altera FPGA를 사용하여 개발한 소프트웨어 정의 플래시 컨트롤러를 활용합니다.

MX6300의 성능과 낮은 대기 시간은 실시간 분석, 온라인 트랜잭션 처리(OLTP) 및 서버 가상화에 사용하기에 이상적입니다. MX6300은 핫 데이터를 호스트 CPU에 바로 가까이 위치시켜 애플리케이션을 가속화합니다. 이러한 방식으로 MX6300은 미션 크리티컬 데이터를 위한 대용량, 짧은 대기 시간 및 고성능을 갖춘 스토리지 계층 역할을 합니다. NVMe를 통해 MX6300은 SATA 또는 SAS 인터페이스를 통해 플래시의 이점을 최대한 활용할 수 있습니다.

MX6300을 경쟁사와 차별화하는 한 가지 큰 이점은 구성 가능성입니다. 드라이브의 컨트롤러는 프런트 엔드와 백 엔드 모두에서 소프트웨어로 구성되어 NAND 사용을 최적화하고 시스템 전력을 낮출 수 있습니다. Mangstor 소프트웨어를 사용하면 사용자가 컨트롤러를 구성할 수 있을 뿐만 아니라 불필요한 다운타임 없이 시스템 내 현장 업데이트를 수행할 수도 있습니다. 또한 데이터 지속성을 위해 메모리를 DRAM에서 MX6300으로 확장할 수 있습니다.

Mangstor MX6300은 5년 보증과 약 $15,000의 시중 가격으로 제공됩니다. 검토를 위해 2.7TB 모델을 살펴보겠습니다.

Mangstor MX6300 NVMe SSD 사양:

폼 팩터: FHHL
용량 : 2.7TB
낸드: eMLC
인터페이스: NVMe PCIe Gen3 x8(8GT/s)
성능 :
순차 읽기 성능(최대): 3,700MB/s
순차 쓰기 성능(최대): 2,400MB/s
임의 4KB 읽기(최대): 900,000 IOPS
임의 4KB 쓰기(최대): 600,000 IOPS
지속 4KB 쓰기(최대): 300,000 IOPS
무작위 70/30 읽기/쓰기(최대): 700,000 IOP
대기 시간 읽기/쓰기(QD 1): 90/15ms
내구성 :
DWPD: 7
데이터 보존: EOL 시 90° C에서 40일 보존
MTBF: 1.8백만 시간
환경:
소비 전력 70/30 읽기/쓰기: 45W
작동 온도: 0 ~ 55°C 주변 온도(제안된 공기 흐름 포함)
비작동 온도: -40° ~ 70° C
기류(최소): 300LFM
운영체제:
Windows Server 2012 R2(받은 편지함)
윈도우 서버 2008 R2 SP1(OFA NVME)
Linux 커널 3.3 이상
RHEL 6
5 년 무상 품질 보증 프로그램

설계 및 구축

Mangstor MX6300은 전체 높이, 절반 길이 카드입니다. 더 높은 높이는 NAND 및 컨트롤러를 위한 더 많은 공간을 제공하지만 슬롯을 제한하므로 카드가 들어가는 서버에 적합합니다. 카드 상단에는 카드 길이만큼 작동하는 방열판이 있습니다. 오른쪽 상단 모서리에는 Mangstor 브랜딩이 있습니다.

카드를 뒤집으면 더 많은 추가 NAND가 있는 노출된 보드가 보입니다. 카드 하단에는 x8 PCIe 3.0 인터페이스가 있습니다.

테스트 배경 및 유사 항목

Mangstor MX6300에는 Coherent Logix HyperX 프로세서, Altera FPGA 및 Toshiba eMLC NAND를 사용하여 Mangstor에서 개발한 소프트웨어 정의 플래시 컨트롤러가 있습니다.

퓨전-io PX600 (2.6TB, 1x FPGA 컨트롤러, MLC NAND, PCIe 2.0 x8)
퓨전-io SX300 (3.2TB, 1x FPGA 컨트롤러, MLC NAND, PCIe 2.0 x8)
퓨전-io ioDrive2 (1.2TB, 1x FPGA 컨트롤러, MLC NAND, PCIe 2.0 x4)
미크론 P420m (1.6TB, 1x IDT 컨트롤러, MLC NAND, PCIe 2.0 x8)
화웨이 테칼 ES3000 (2.4TB, 3x FPGA 컨트롤러, MLC NAND, PCIe 2.0 x8)
Virident FlashMAX II (2.2TB, 2x FPGA 컨트롤러, MLC NAND, PCIe 2.0 x8)

모든 PCIe 응용 프로그램 가속기는 레노버 씽크서버 RD630. 합성 벤치마크의 경우 FIO Linux용 버전 2.0.10 및 Windows용 버전 2.0.12.2. CentOS 6300을 사용하여 Mangstor MX7.0의 합성 성능을 테스트했습니다. Sysbench는 현재 CentOS 6.6 환경을 사용하고 Windows SQL Server 테스트는 Server 2012 R2를 사용합니다. 기본 NVMe 드라이버가 전반적으로 사용되었습니다.

애플리케이션 성능 분석

엔터프라이즈 스토리지 장치의 성능 특성을 이해하려면 라이브 프로덕션 환경에서 발견되는 인프라 및 애플리케이션 워크로드를 모델링하는 것이 필수적입니다. 따라서 Mangstor MX6300의 처음 두 벤치마크는 SysBench를 통한 MySQL OLTP 성능 그리고 마이크로소프트 SQL 서버 OLTP 성능 시뮬레이션된 TCP-C 워크로드를 사용합니다.

당사의 SysBench를 통한 Percona MySQL 데이터베이스 테스트 OLTP 활동의 성능을 측정합니다. 이 테스트는 평균 TPS(Transactions Per Second), 평균 대기 시간 및 99~2개 스레드 범위에서 평균 32번째 백분위수 대기 시간을 측정합니다. Percona와 MariaDB는 최신 데이터베이스 릴리스에서 Fusion-io 플래시 인식 애플리케이션 가속 API를 사용할 수 있지만 비교를 위해 "레거시" 블록 스토리지 모드에서 각 장치를 테스트합니다.

SysBench 테스트에서 CentOS 6300의 MX6.6은 이 그룹의 다른 제품보다 낮게 시작했으며 로드가 증가함에 따라 더 느린 성능을 유지했습니다. MX6300은 2520 TPS로 정점을 찍었습니다. Mangstor는 CentOS 6.6의 NVMe 드라이버가 문제가 될 수 있으며 CentOS 7+는 더 나은 성능과 안정성을 제공한다고 말했습니다.

SysBench 평균 대기 시간은 MX6300이 6.83ms에서 시작하여 최대 12.7ms에서 전체 드라이브보다 지속적으로 더 높은 대기 시간을 갖는 것과 동일하게 더 많이 나타납니다.

SysBench 테스트에서 99번째 백분위수 대기 시간을 비교할 때 MX6300은 다시 한 번 팩의 뒷면에서 성능을 발휘했으며 이번에는 약간 더 큰 마진으로 최고점은 25.9ms, 그 다음으로 가장 가까운 최고점은 19.71ms였습니다.

StorageReview의 Microsoft SQL Server OLTP 테스트 프로토콜 복잡한 애플리케이션 환경에서 발견되는 활동을 시뮬레이션하는 온라인 트랜잭션 처리 벤치마크인 TPC-C(Transaction Processing Performance Council의 벤치마크 C) 최신 초안을 사용합니다. TPC-C 벤치마크는 합성 성능 벤치마크보다 데이터베이스 환경에서 스토리지 인프라의 성능 강점과 병목 현상을 측정하는 데 더 가깝습니다. 당사의 SQL Server 프로토콜은 685GB(3,000개 규모) SQL Server 데이터베이스를 사용하고 30,000명의 가상 사용자 로드에서 트랜잭션 성능과 대기 시간을 측정합니다.

MX6300을 PX600과 비교하면 PX6315.4의 600 TPS에 비해 6311.8 TPS로 약간 앞선 것을 볼 수 있습니다.

MX6300이 600ms에서 2ms로 PX3보다 XNUMXms 더 빠른 평균 대기 시간에도 동일한 현상이 나타납니다.

엔터프라이즈 종합 워크로드 분석

플래시 성능은 각 스토리지 디바이스의 사전 조정 단계에 따라 다릅니다. 가상 엔터프라이즈 스토리지 벤치마크 프로세스는 철저한 사전 조정 단계에서 드라이브가 수행되는 방식을 분석하는 것으로 시작됩니다. 비교 가능한 각 드라이브는 공급업체의 도구를 사용하여 안전하게 삭제되고 동일한 워크로드로 정상 상태로 사전 조정됩니다. 스레드당 16개의 대기 대기열이 있는 16개 스레드의 과도한 로드에서 장치를 테스트한 다음 정해진 간격으로 테스트합니다. 여러 스레드/대기열 깊이 프로필에서 사용량이 적거나 많을 때 성능을 보여줍니다.

사전 조건화 및 기본 정상 상태 테스트:
처리량(읽기+쓰기 IOPS 집계)
평균 대기 시간(읽기+쓰기 대기 시간을 함께 평균화)
최대 대기 시간(최대 읽기 또는 쓰기 대기 시간)
대기 시간 표준 편차(함께 평균화된 읽기+쓰기 표준 편차)

Enterprise Synthetic Workload Analysis에는 실제 작업을 기반으로 하는 두 가지 프로필이 포함되어 있습니다. 이러한 프로파일은 기업 하드웨어에 일반적으로 사용되는 최대 4k 읽기 및 쓰기 속도 및 8k 70/30과 같이 널리 게시된 값뿐만 아니라 과거 벤치마크와 쉽게 비교할 수 있도록 개발되었습니다.

4k
- 100% 읽기 또는 100% 쓰기
- 100% 만
8k 70/30
- 70% 읽기, 30% 쓰기
- 100% 만

첫 번째 테스트는 100T/4Q 부하로 16% 16k 임의 쓰기 성능을 측정합니다. 이 시나리오에서 MX6300은 225K IOPS 마크 주변을 맴도는 안정된 상태에서 XNUMX위로 떨어지기 전에 가장 강력한 성능을 발휘하기 시작했습니다.

평균 대기 시간을 살펴보면 MX6300이 강하게 시작하여 1ms에서 1.2ms 사이의 꾸준한 상태로 완료되어 팩의 상단 근처에 위치합니다.

최대 대기 시간으로 MX6300은 다시 강력하게 시작하여 안정적인 상태에서 약 6ms에서 8ms 바로 아래로 천천히 상승하면서 전반적으로 13.54위를 차지했습니다. 처음에는 9.92ms만큼 높은 스파이크가 몇 개 있었고 끝 부분에는 XNUMXms 더 큰 스파이크가 있었습니다.

표준 편차 계산을 플로팅하면 벤치마크 중에 수집된 개별 대기 시간 데이터 포인트 간의 변동량을 보다 명확하게 비교할 수 있습니다. 표준 편차 테스트를 통해 MX6300은 대부분의 테스트에서 5ms로 올바르게 실행되면서 시작되고 내내 강력하게 유지되었습니다. Huawei는 대기 시간이 짧았지만 MX6300보다 일관성이 떨어졌습니다.

드라이브의 사전 조정이 완료되면 기본 합성 벤치마크를 살펴봅니다. 4K 처리량에서 우리는 MX6300이 문제 없이 최고의 읽기 지점을 차지하는 것을 보았습니다. MX6300은 904,747 IOPS 읽기, 그 다음으로 가장 근접한 경쟁 제품에 비해 150K IOPS를 포기했습니다. 쓰기 성능에서 218,348위는 아니었지만 XNUMX IOPS로 XNUMX위를 차지했습니다.

평균 대기 시간이 있는 동일한 배치를 볼 수 있습니다. MX6300은 읽기에서 0.28ms로 1.17위, 쓰기에서 XNUMXms로 XNUMX위를 기록했습니다.

최대 대기 시간으로 전환하면 MX6300은 그다지 강력하게 배치되지 않습니다. 읽기 대기 시간에서는 17.7ms의 결과로 팩의 하위 8.13분의 XNUMX로 떨어졌고 쓰기 대기 시간에서는 XNUMXms로 XNUMX위를 차지했습니다.

표준 편차를 사용하면 MX6300이 읽기 대기 시간 0.205위, 읽기 대기 시간 0.496ms 및 쓰기 대기 시간 XNUMXms로 다시 한 번 최고의 성능을 발휘합니다.

다음 워크로드는 8%의 읽기 작업과 70%의 쓰기 작업 비율로 30k 전송을 사용합니다. MX6300은 또 다른 강력한 성능을 제공했습니다. 낮은 수준에서 시작했지만 18,000 IOPS 정도의 안정적인 상태에 도달하여 XNUMX위를 기록했습니다.

평균 대기 시간으로 MX6300은 1ms 이상에서 시작하여 전체적으로 1.5ms 미만을 유지했습니다.

최대 대기 시간 벤치마크에서 MX6300은 전체적으로 20ms 미만으로 유지되어 일부 다른 드라이브에 비해 상당히 일관된 성능을 제공했습니다.

8k 70/30 사전 조건에 대한 표준 편차 계산은 정상 상태에 접근하는 동안 다른 일관되고 눈에 띄지 않는 대기 시간 프로파일의 맥락에서 최대 대기 시간 이상을 배치합니다. MX6300은 전체에서 약 1ms 동안 맴돌았고 약간 아래에서 시작하고 끝냈습니다.

드라이브가 미리 조정되면 8k 70/30 처리량 벤치마크는 워크로드 강도를 2개의 스레드 및 2개의 대기열에서 최대 16개의 스레드 및 16개의 대기열로 변경합니다. MX6300은 최고 IOPS 246,371로 XNUMX위를 차지했습니다.

평균 대기 시간은 6300ms보다 높지 않은 MX1.03과 유사한 배치를 제공합니다.

MX6300은 전체 대기 시간을 일관되게 유지하면서 최대 대기 시간 벤치마크에서 조금 더 나은 성능을 보였습니다.

표준 편차 측면에서 측정한 MX6300은 상위 XNUMX분의 XNUMX에 올랐습니다.

결론

Mangstor MX6300은 전체 높이, 절반 길이 NVMe SSD입니다. MX6300은 세 가지 용량으로 제공되며 5.4TB가 가장 큽니다. MX6300은 온보드 프로세서, 소프트웨어 구성 가능 컨트롤러 및 Toshiba eMLC NAND를 활용하여 성능을 크게 향상시킵니다. MX6300은 실시간 분석, OLTP 및 서버 가상화에 이상적입니다. 이 드라이브는 7 DWPD 내구성과 함께 고성능 및 짧은 대기 시간을 요구하며 5년 보증이 제공됩니다.

성능을 살펴보면 MX6300은 SQL Server 및 FIO 합성 4K 읽기 테스트에서 팩의 최상위에서 수행되었습니다. SQL Server TPC-C 테스트에서 MX6300은 2명의 가상 사용자가 있는 3,000개의 규모 워크로드에서 인상적인 30,000ms 대기 시간을 제공했습니다. 합성 벤치마크에서 MX6300은 여러 테스트에서 훨씬 나은 결과를 보였습니다. 두 세트 또는 사전 조건 테스트에서 MX6300은 대부분의 테스트에서 상위 4위 안에 드는 강력하고 꾸준한 성능을 보여주었습니다. 기본 6300K 테스트에서 MX904,747은 4 IOPS 읽기 처리량을 기록했으며, 이는 주장된 성능보다 높습니다. 평균 0.28K 읽기 지연 시간은 8ms였습니다. 70K 30/6300 테스트에서 MX246,371은 8 IOPS의 처리량을 제공했습니다. 70K 30/6300 대기 시간 테스트에서 MX6300은 세 가지 테스트 모두에서 강력하게 나타났습니다. 전반적으로 주목해야 할 유일한 취약 영역은 MX6.6이 팩의 맨 아래에 있는 Sysbench 워크로드였습니다. 그 중 일부는 CentOS 7.0에서 NVMe 드라이버 지원이 약하고 FIO 결과를 측정한 CentOS 2012과 관련이 있을 수 있습니다. SQL로 배포한 Server 2 RXNUMX.

장점