KIOXIA CM6 PCIe 4.0 SSD test

NVMe SSD's hebben over de hele linie de toppresteerders overgenomen. Ze begonnen door enorme sprongen te maken ten opzichte van SAS- en SATA-schijven, maar de laatste jaren hebben ze bij elke iteratie langzaamaan een beetje meer prestatie geleverd. Er is een bovengrens met PCIe 3.0 en de huidige schijven raken die. Maar nu, met de tweede generatie AMD EPYC 7002 CPU's, is PCIe 4.0 er, en KIOXIA maakt er gebruik van met de CM6 SSD's.

NVMe SSD's hebben over de hele linie de toppresteerders overgenomen. Ze begonnen door enorme sprongen te maken ten opzichte van SAS- en SATA-schijven, maar de laatste jaren hebben ze bij elke iteratie langzaamaan een beetje meer prestatie geleverd. Er is een bovengrens met PCIe 3.0 en de huidige schijven raken die. Maar nu met de tweede generatie AMD EPYC 7002 CPU's, PCIe 4.0 is er en KIOXIA maakt er gebruik van met de CM6 SSD's.

KIOXIA kondigde de nieuwe PCIe 4.0-drives, CM6 en CD6, aan als demo op de laatste Flash Memory Summit, in lang vergeten tijden van fysieke gebeurtenissen. Destijds waren dit de eerste PCIe 4.0 SSD's en op het moment van schrijven is de CM6 SSD-serie mogelijk nog steeds een van de weinige, of alleen PCIe 4.0 SSD's voor ondernemingen. Het grote probleem met de nieuwe schijven zullen hogere prestaties zijn: naar verluidt tot 6.9 GB / s en 1.4 miljoen IOPS gelezen. Dat zijn enkele indrukwekkende theoretische cijfers. De schijven worden ook geleverd met in-band NVMe-MI, aanhoudend gebeurtenislogboek en granulariteit van de naamruimte.

De KIOXIA CM6 is een U.3-vormfactor, SFF-TA-1001-conform, waardoor ze kunnen worden gebruikt in backplanes met tri-mode. De CM6 wordt geleverd in een breed scala aan capaciteiten, variërend van 800 GB tot 30.72 TB. De schijven zijn verkrijgbaar in een leesintensieve (CM6-R) en gemengde versie (CM6-V), afhankelijk van de behoeften van de gebruikers. Naast specifieke modellen voor gebruikssituaties is er een verscheidenheid aan beveiligde versies, waaronder een Sanitize Instat Erase (SIE), een Self-Encrypting Drive (SED) en een FIPS 140-2 (Level 2)-model. De schijf is dubbel geport om ook hoge beschikbaarheid te bieden.

Voor deze review kijken we naar een KIOXIA CM6-V met een capaciteit van 6.4 TB.

KIOXIA CM6 PCIe 4.0-specificaties

Prestatie

Proefbank

Onze nieuwe PCIe Gen4 Enterprise SSD-beoordelingen maken gebruik van een Lenovo Think System SR635 voor applicatietests en synthetische benchmarks. De ThinkSystem SR635 is een goed uitgerust single-CPU AMD-platform, dat veel meer CPU-kracht biedt dan nodig is om krachtige lokale opslag te benadrukken. Het is ook het enige platform in ons lab (en een van de weinige momenteel op de markt) met PCIe Gen4 U.2-bays. Synthetische tests vereisen niet veel CPU-bronnen, maar maken nog steeds gebruik van hetzelfde Lenovo-platform. In beide gevallen is het de bedoeling om lokale opslag in het best mogelijke licht te presenteren dat overeenkomt met de maximale schijfspecificaties van de opslagleverancier.

PCIe Gen4 synthetisch en applicatieplatform (Lenovo ThinkSystem SR635)

• 1 x AMD 7452 (2.35 GHz x 32 kernen)
• 8 x 64 GB DDR4-3200 MHz ECC DRAM
• CentOS 7.7 1908
• ESXi 6.7u3

PCIe Gen3-toepassingsplatform (Lenovo Think System SR850)

• 4 x Intel Platinum 8160 CPU (2.1 GHz x 24 cores)
• 16 x 32 GB DDR4-2666 MHz ECC DRAM
• 2 x RAID 930-8i 12Gb/s RAID-kaarten
• 8 NVMe-bays
• VMware ESXI 6.7u3

PCIe Gen3 synthetisch platform (Dell PowerEdge R740xd)

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

Omdat we de eerste reeks beoordelingen op een nieuw platform zijn, hebben we resultaten uit het verleden opgenomen, die vergelijkbaar zijn met, maar niet 100% appels met appels, aangezien ze op een ouder platform aan het testen waren. Onze synthetische testverschillen zullen niet veel scheeftrekken in de resultaten, maar de applicatieworkloads die werken op het enkele CPU AMD-platform versus Quad CPU Intel-platform kunnen tot op zekere hoogte. In onze MySQL-tests nam een ​​van de nieuwe Gen4 KIOXIA-producten weliswaar de leiding, maar in SQL-server was de latentie gemiddeld. Met slechts twee Gen4-schijven die we hebben kunnen publiceren, hebben we niet veel vergelijkbare gegevens, maar het is iets om rekening mee te houden bij het bekijken van deze resultaten. We hebben ook onze synthetische tests opgevoerd om te profiteren van de snellere SSD's, waarbij we nu testresultaten laten zien met een hoger piekaantal threads.

Achtergrond en vergelijkingen testen

De StorageReview Enterprise-testlaboratorium biedt een flexibele architectuur voor het uitvoeren van benchmarks van zakelijke opslagapparaten in een omgeving die vergelijkbaar is met wat beheerders tegenkomen in echte implementaties. Het Enterprise Test Lab bevat een verscheidenheid aan servers, netwerken, stroomconditionering en andere netwerkinfrastructuur waarmee ons personeel real-world omstandigheden kan vaststellen om de prestaties tijdens onze beoordelingen nauwkeurig te meten.

We nemen deze details over de laboratoriumomgeving en protocollen op in beoordelingen, zodat IT-professionals en degenen die verantwoordelijk zijn voor opslagverwerving de voorwaarden kunnen begrijpen waaronder we de volgende resultaten hebben bereikt. Geen van onze beoordelingen wordt betaald of gecontroleerd door de fabrikant van de apparatuur die we testen. Aanvullende informatie over de StorageReview Enterprise-testlaboratorium en een overzicht van de netwerkmogelijkheden zijn beschikbaar op die respectievelijke pagina's.

Analyse van de werkbelasting van applicaties

Om de prestatiekenmerken van opslagapparaten voor ondernemingen te begrijpen, is het van essentieel belang om de infrastructuur en de applicatieworkloads in live-productieomgevingen te modelleren. Onze benchmarks voor de KIOXIA CM6 zijn dan ook de MySQL OLTP-prestaties via SysBench en Microsoft SQL Server OLTP-prestaties met een gesimuleerde TCP-C-workload. Voor onze applicatieworkloads draait elke schijf 4 identiek geconfigureerde VM's.

SQL Server-prestaties

Elke SQL Server VM is geconfigureerd met twee vDisks: een volume van 100 GB voor opstarten en een volume van 500 GB voor de database en logbestanden. Vanuit het perspectief van systeemresources hebben we elke VM geconfigureerd met 8 vCPU's, 64 GB DRAM en de LSI Logic SAS SCSI-controller gebruikt. Terwijl onze Sysbench-workloads het platform eerder verzadigden in zowel opslag-I/O als capaciteit, zoekt de SQL-test naar latentieprestaties.

Deze test maakt gebruik van SQL Server 2014 op Windows Server 2012 R2 gast-VM's en wordt benadrukt door Quest's Benchmark Factory for Databases. OpslagReview's Microsoft SQL Server OLTP-testprotocol maakt gebruik van de huidige versie van Benchmark C (TPC-C) van de Transaction Processing Performance Council, een online transactieverwerkingsbenchmark die de activiteiten in complexe applicatieomgevingen simuleert. De TPC-C-benchmark komt dichterbij dan synthetische prestatiebenchmarks bij het meten van de sterke punten en knelpunten van opslaginfrastructuur in database-omgevingen. Elke instantie van onze SQL Server VM voor deze beoordeling gebruikt een SQL Server-database van 333 GB (schaal 1,500) en meet de transactieprestaties en latentie onder een belasting van 15,000 virtuele gebruikers.

SQL Server-testconfiguratie (per VM)

• Windows Server 2012 R2
• Opslagcapaciteit: 600 GB toegewezen, 500 GB gebruikt
• SQL Server 2014

• • Databasegrootte: schaal 1,500
  • Virtuele clientbelasting: 15,000
  • RAM-buffer: 48 GB

• Testduur: 3 uur

• • 2.5 uur voorconditionering
  • 30 minuten proefperiode

Voor onze transactiebenchmark voor SQL Server eindigde de KIOXIA CM6 op de vierde plaats met 12,633.6 TPS, hoewel hij slechts 10.6 TPS onder de best presterende was.

Met de gemiddelde latentie van SQL Server had de CM6 een gemiddelde latentie van 5.5 ms, hetzelfde als zijn neef CD6 SSD.

Sysbench-prestaties

De volgende applicatiebenchmark bestaat uit een Percona MySQL OLTP-database gemeten via SysBench. Deze test meet ook de gemiddelde TPS (Transactions Per Second), de gemiddelde latentie en de gemiddelde latentie van het 99e percentiel.

Elke sysbench VM is geconfigureerd met drie vDisks: een voor opstarten (~ 92 GB), een met de vooraf gebouwde database (~ 447 GB) en de derde voor de database die wordt getest (270 GB). Vanuit het perspectief van systeemresources hebben we elke VM geconfigureerd met 8 vCPU's, 60 GB DRAM en de LSI Logic SAS SCSI-controller gebruikt.

Sysbench-testconfiguratie (per VM)

• CentOS 6.3 64-bits

• Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1

• • Databasetabellen: 100
  • Databasegrootte: 10,000,000
  • Database-threads: 32
  • RAM-buffer: 24 GB

• Testduur: 3 uur

• • 2 uur preconditionering 32 threads
  • 1 uur 32 draden

Kijkend naar onze Sysbench-transactiebenchmark, had de KIOXIA CM6 8,632 TPS opnieuw de vierde plaats in ons vergelijkbare pakket.

Met de gemiddelde latentie van Sysbench werd de CM6 opnieuw vierde met 14.82 ms.

Voor onze latentie in het slechtste geval (99e percentiel) bleef de CM6 waar hij comfortabel is, op de vierde plaats, met 29.86 ms.

VDBench-werkbelastinganalyse

Als het gaat om het benchmarken van opslagapparaten, is het testen van applicaties het beste en komt het synthetische testen op de tweede plaats. Hoewel ze geen perfecte weergave zijn van de werkelijke werkbelasting, helpen synthetische tests wel om opslagapparaten te baseren met een herhaalbaarheidsfactor die het gemakkelijk maakt om appels met appels te vergelijken tussen concurrerende oplossingen. Deze workloads bieden een scala aan verschillende testprofielen, variërend van "four corners"-tests, algemene tests voor de grootte van databaseoverdrachten tot het vastleggen van sporen uit verschillende VDI-omgevingen. Al deze tests maken gebruik van de gemeenschappelijke vdBench-workloadgenerator, met een scripting-engine om resultaten te automatiseren en vast te leggen over een groot rekentestcluster. Hierdoor kunnen we dezelfde workloads herhalen op een breed scala aan opslagapparaten, waaronder flash-arrays en individuele opslagapparaten. Ons testproces voor deze benchmarks vult het volledige schijfoppervlak met gegevens en verdeelt vervolgens een schijfgedeelte dat gelijk is aan 25% van de schijfcapaciteit om te simuleren hoe de schijf zou kunnen reageren op applicatieworkloads. Dit is anders dan volledige entropietests die 100% van de schijf gebruiken en deze in stabiele toestand brengen. Als gevolg hiervan weerspiegelen deze cijfers hogere aanhoudende schrijfsnelheden.

profielen:

• 4K willekeurig lezen: 100% lezen, 128 threads, 0-120% joate
• 4K willekeurig schrijven: 100% schrijven, 128 threads, 0-120% snelheid
• 4K willekeurig lezen (hoge belasting): 100% lezen, 512 threads, 0-120% irate
• 4K willekeurig schrijven (hoge belasting): 100% schrijven, 512 threads, 0-120% irate
• 64K sequentieel lezen: 100% lezen, 32 threads, 0-120% jorate
• 64K sequentieel schrijven: 100% schrijven, 16 threads, 0-120% snelheid
• 64K sequentieel lezen (hoge belasting): 100% lezen, 64 threads, 0-120% irate
• 64K sequentieel schrijven (hoge belasting): 100% schrijven, 64 threads, 0-120% irate
• Synthetische database: SQL en Oracle
• VDI volledige kloon en gekoppelde kloonsporen

Vergelijkingen:

• Memblaze PBlaze5 C926
• Intel P4610
• Toshiba PX04
• Samsung PM1725a
• DapuStor H3200
• KIOXIA CD6

In onze eerste VDBench Workload Analysis, Random 4K Read, draaide de KIOXIA CM6 zich om met indrukwekkende prestaties met een piek van 846,288 IOPS bij een latentie van 150 µs. Dit plaatst de schijf op de eerste plaats.

De nieuwe PCIe 4.0-schijven zijn bestand tegen een hogere belasting en we zouden nalatig zijn als we ze niet wat harder zouden pushen om te zien wat ze kunnen doen. Dus met een willekeurige 4K Read-hoge belasting kon de CM6 een piek bereiken van 1,507,564 IOPS bij een latentie van 337.9 µs. Veel beter dan zijn CD6-tegenhanger.

Voor willekeurig schrijven in 4K werd hij derde in het algemeen klassement. Het liep met een latentie van minder dan 100 µs tot ongeveer 490 IOPS en piekte op 548,169 IOPS bij een latentie van 226.4 µs.

Willekeurige 4K-schrijfbelasting zorgde ervoor dat de CM6 deze keer piekte op 549,103 IOPS met een latentie van 922 µs achter de CD6.

Door over te schakelen op sequentiële workloads, kreeg de CM6 de kans om opnieuw te schitteren en de eerste plaats in 64K lezen in te nemen met een piekscore van 97,779 IOPS of 6.11 GB/s bij een latentie van slechts 325 µs.

Hoge belasting 64K sequentiële lees zag vergelijkbaar met de plaatsing in 4K lezen met de CM6 met een piek van 101,018 IOPS of 6.3 GB/s bij een latentie van 629 µs.

64K schrijven toonde de CM6 met een sterke piekscore, hoewel de prestaties na piek afnamen en op de derde plaats kwamen. Piekprestaties waren ongeveer 49K IOPS of 3.1 GB/s bij een latentie van ongeveer 50 µs.

High Load 64K sequentieel schrijven zorgde ervoor dat de CM6 een hogere piek had maar daarna minder goed presteerde. De CM6 piekte op ongeveer 49 IOP's of 3.1 GB/s met een latentie die zo laag is dat we hem nauwelijks kunnen zien voordat hij wegvalt.

Onze volgende reeks tests zijn onze SQL-workloads: SQL, SQL 90-10 en SQL 80-20. Beginnend met SQL behaalde de KIOXIA CM6 de tweede plaats overall met een piek van 266,458 IOPS bij een latentie van 119 µs.

 

Voor SQL 90-10 werd de CM6 opnieuw tweede met een piekprestatie van 265,276 IOPS bij een latentie van 119.2 µs.

SQL 80-20 gaf de CM6 de kans om te pronken door als eerste binnen te komen met een piekprestatie van 263,819 IOPS 119.4µs.

De volgende stap zijn onze Oracle-workloads: Oracle, Oracle 90-10 en Oracle 80-20. Beginnend met Oracle, kwam de CM6 opnieuw als eerste binnen met een piekprestatie van 271,230 IOPS bij een latentie van 128.6 µs.

Oracle 90-10 had de CM6 op de tweede plaats met een piekprestatie van 202,341 IOPS bij een latentie van slechts 107.4 µs.

De CM6 schuift de concurrentie voorbij om opnieuw als eerste te eindigen in de Oracle 80-20 met een piek van 206,733 IOPS bij een lage latentie van 104.7 µs.

Vervolgens zijn we overgestapt op onze VDI-kloontest, Full en Linked. Voor VDI Full Clone (FC) Boot nam de CM6 de eerste plaats in met 223,668 IOPS en een latentie van 153.5 µs.

Voor VDI FC Initial Login gleed de CM6 naar de derde plaats met een piekprestatie van 154,836 IOPS bij een latentie van 189µs.

Onze VDI FC Monday Login-benchmark zag de CM6 op de derde plaats blijven met een piek van 98,867 IOPS met een latentie van 158.4 µs.

Voor VDI Linked Clone (LC) Boot ging de KIOXIA CM6 terug naar de eerste plaats met een piekscore van 115,058 IOPS bij een latentie van 137.7 µs.

VDI LC Initial Login is een beetje moeilijk te lezen in de grafiek, maar de CM6 belandde in het midden van het peloton met een piek van 38,848 IOPS bij een latentie van 202.4 µs voordat er wat afviel.

Ten slotte liet VDI LC Monday Login de CM6 opnieuw het beste presteren met een piekscore van 96,008 IOPS en een latentie van 162.5 µs.

Conclusie

De KIOXIA CM6 was een van de, zo niet de, eerste PCIe 4.0 SSD voor de onderneming. De nieuwe schijven beloven hogere prestaties, in dit geval tot 6.9 GB/s en tot 1.4 miljoen IOPS. De CM6 is dubbel gepoort, wat een niveau van hoge beschikbaarheid toevoegt aan de schijf. De schijf wordt geleverd in een breed capaciteitsbereik van 800 GB tot maar liefst 30.72 TB met daartussen 9 capaciteitsopties. De CM6 heeft zowel een leesintensief als een model voor gemengd gebruik met respectievelijk 1 en 3 DWPD. En de SSD wordt geleverd met een verscheidenheid aan veilige modelopties.

Voor de prestaties hebben we ons gebruikelijke spervuur ​​van Application Workload Analysis en VDBench uitgevoerd, op een paar uitzonderingen na. We moesten de Houdini-test overslaan omdat het testplatform Intel is en de KIOXIA-schijven zouden worden gehandicapt door de Gen3-poorten. Op VDBench hebben we een hogere belastingstest toegevoegd om de nieuwe schijven wat meer te belasten, aangezien ze zijn ontworpen om ermee om te gaan.

In onze Application Workload Analysis hebben we SQL Server en Sysbench uitgevoerd. Met SQL Server behaalde de CM6 de vierde plaats in zowel TPS als gemiddelde latentie met 12,633.6 TPS en 5.5 ms, nog steeds een zeer goede score. Met Sysbench hing de schijf opnieuw op de vierde plaats over de hele linie met 8,632 TPS, 14.82 ms gemiddelde latentie en 29.86 ms in ons worstcasescenario.

In VDBench schitterde de drive echt. De CM6 presteerde het beste in verschillende van onze benchmarks. Basishoogtepunten zijn onder meer 846K IOPS in 4K lezen, 1.5 miljoen IOPS in 4K lezen met hoge belasting, 548K IOPS in 4K schrijven, 549K IOPS in 4K schrijven met hoge belasting, 6.1 GB/s in 64K lezen, 6.3 GB/s in 64K lezen met hoge belasting, en 3.1 GB/s in zowel 64K schrijven als 64K schrijven met hoge belasting. SQL zag pieken van 266K IOPS, 265K IOPS in SQL 90-10 en 264K IOPS in SQL 80-20. Oracle gaf ons pieken van 271K IOPS, 202K IOPS in Oracle 90-10 en 207K IOPS in Oracle 80-20. VDI FC gaf ons 224K IOPS boot, 155K IOPS Initial Login en 99K IOPS in Monday Login. VDI LC zag 115K IOPS boot, 39K IOPS Initial Login en 96K IOPS Monday Login.

Deze recensie en die van de CD6 werpt een specifieke blik op PCIe 4.0 en de toekomst van opslagapparaten naarmate er meer op de markt komen. Er zijn niet veel serverleveranciers die van voor naar achter ondersteuning bieden voor PCIe 4.0, waarbij Lenovo op het moment van schrijven de enige in ons lab is. Lenovo maakte snel gebruik van alle voordelen die de 2e generatie AMD EPYC 7002-processors bieden, vooruitlopend op opslagproducten zoals de KIOXIA CM6. Maar voor KIOXIA plaatst het hen op de interessante plek om anderen voor te zijn, maar het volledige potentieel van hun drive wordt alleen bereikt met nieuwere, op AMD gebaseerde servers (totdat Intel besluit om ook in het spel te springen). Voorlopig werkt de CM6 nog steeds in legacy-uitrusting en zal hij klaar zijn om meer prestaties te ontketenen naarmate bedrijven upgraden.

KIOXIA Enterprise SSD's

Discussieer op Reddit

Neem contact op met StorageReview

Nieuwsbrief | YouTube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | Facebook | RSS Feed