Ongeveer twee jaar geleden deden we een head-to-head confrontatie tussen twee populaire enterprise-grade SSD's: de Intel P5510 versus de Samsung PM9A3, die beide een solide aanhang hebben in het datacenter. Sindsdien heeft Intel zijn SSD-activiteiten overgedragen aan een nieuw bedrijf genaamd Solidigm, een bedrijf dat wordt gesteund door SK hynix. En nu kijken we naar de Solidigm P5520 in een vernieuwing van onze rechtstreekse mainstream zakelijke SSD-confrontatie.
Ongeveer twee jaar geleden deden we een head-to-head confrontatie tussen twee populaire enterprise-grade SSD's: de Intel P5510 versus de Samsung PM9A3, die beide een solide aanhang hebben in het datacenter. Sindsdien heeft Intel zijn SSD-activiteiten overgedragen aan een nieuw bedrijf genaamd Solidigm, een bedrijf dat wordt gesteund door SK hynix. En nu kijken we naar de Solidigm P5520 in een vernieuwing van onze rechtstreekse mainstream zakelijke SSD-confrontatie.
Historisch gezien hebben we ontdekt dat de specificatiebladen voor een enkele bedrijfs-SSD niet erg nuttig zijn, omdat ze zich richten op de prestaties van een enkele schijf voor een zeer kleine en specifieke werklast. Daarom hebben we besloten om ons te concentreren op de krachtmeting het optreden van systemen met meerdere schijven in plaats van de bandbreedte van een enkele schijf.
Uiteindelijk versloeg de P5510 de Samsung PM9A3 in onze real-world testscenario's. Met dit in ons achterhoofd wilden we deze twee schijven een rematch-test aanbieden, maar dit keer met de opvolger van de P5510: de Solidigm P5520. Deze keer hebben we ook de Micron 7400 Pro en Kioxia CD6 toegevoegd voor een uitgebreidere dataset.
We hebben al deze schijven al afzonderlijk bekeken, dus in dit rapport gaan we niet dieper in op de prestaties van één schijf. In plaats daarvan zullen we ons concentreren op de bedrijfsimplementaties van dit apparaat waarbij meerdere schijven in combinatie met elkaar worden gebruikt. Onze tests omvatten gemengde workloads, rumoerige buurtsituaties en high-write workloads.
Zoals hierboven opgemerkt, kondigde de gerespecteerde Koreaanse fabrikant van halfgeleidergeheugen en apparaten, SK hynix, in 2020 aan dat ze Intel's NAND-activiteiten zouden kopen voor $ 9 miljard. Uit deze overname creëerde SK hynix Solidigm, een nieuw in de VS gevestigd bedrijf dat volledig eigendom is van SK hynix. We zien dit als een overwinning voor beide bedrijven, omdat het elk van hen in staat stelt zich te concentreren op hun kernactiviteiten met als bijkomend voordeel voor SK hynix dat het een hoog aangeschreven bestaande productlijn met een trouwe aanhang aan haar portfolio toevoegt.
Solidigm P5520 versus P5510
Wanneer de P5520 wordt vergeleken met de P5510, is de specificatieblad toont slechts een bescheiden toename in de sequentiële prestaties van de P5520. We ontdekten echter dat het specificatieblad slechts een deel van het verhaal laat zien, en daarom voeren we deze tests uit.
Toch zijn prestatiecijfers slechts een deel van het verhaal; de hedendaagse hyperscalers en datacenters eisen dichtheid en energie-efficiëntie. Solidigm levert beide in schoppen met een vermindering van 44% in totaal vermogen in vergelijking met de vorige generatie P5510-apparaten. Dit is te danken aan de toename van de maximale capaciteit van 7.68 TB in de P5510 tot 15.36 TB in de P5520 in dezelfde schijfgrootte van 2.5″ 15 mm. Op een volledig gevulde server tellen deze winsten zeer snel op.
De P5520 heeft veel door zijn klanten gevraagde functies geïmplementeerd, waaronder meerdere sectorgroottes, OPAL 2.0, configureerbare naamruimtevergrendeling, veilig wissen, verbeterde telemetrielogboeken, dynamische meerdere naamruimten en zelftesten van apparaten.
Voor onze tests hebben we de U.2-vormfactor 7.68 TB-schijf gebruikt, wat een populair capaciteitspunt is voor zakelijk gebruik. De P5520 is verkrijgbaar met capaciteiten variërend van 1.92 TB tot 15.36 TB. Interessant is dat de P5520 verkrijgbaar is in een heerser (E1.S en E1.L) formaat, populair bij hyperscalers en sommige servers. We zijn een beetje verbaasd dat het niet in E3.S komt, een nieuw formaat waarvan we verwachten dat server-OEM's zullen profiteren van hun vernieuwingen van de volgende generatie. Dat gezegd hebbende, de P5520 is al een lange tijd in ontwikkeling en het is waarschijnlijk dat Solidigm een E3.S-variant zal opnemen in de P5540, of wat dan ook voor deze categorie SSD.
Solidigm P5520 Prestaties
Voor deze vergelijking hebben we een Intel OEM-server geselecteerd, die in deze configuratie acht NVMe SSD's ondersteunt. Alle batches SSD's zijn identiek getest op dezelfde server.
Schijven worden getest, allemaal capaciteit van 7.68 TB:
Specificaties op hoog niveau omvatten:
- 2 x Intel schaalbare Gen3 8380
- 32x 32GB DDR4 3200MHz
- Ubuntu 20.04.2 Live Server (synthetische workloads)
- VMware ESXi 7.0u2 (Applicatiewerklasten)
- 8 x PCI Gen4 U.2 NVMe-bays
Benchmarks werden uitgevoerd met behulp van VDbench en FIO voor synthetische benchmarks en Percona Sysbench en Benchmark Factory voor SQL Server.
VDbench: Elke groep van 8 NVMe SSD's wordt veilig gewist, vervolgens wordt het volledige schijfoppervlak beschreven met een 64K schrijfbewerking, gevolgd door een 64K sequentiële werkbelasting van een uur. Eenmaal voltooid, krijgt elke schijf een partitie van 25% van het schijfoppervlak (2 TB partitie voor een 8 TB SSD).
Vervolgens hebben we ons gericht op een groep gemeenschappelijke werklastprofielen bestaande uit gemeenschappelijke gemengde werklasten. We hebben onze I/O-patronen ook gebruikt om SQL-, Oracle- en VDI-workloads te repliceren. Voordat de willekeurige I/O-patronen begonnen, voerden we nog een uur 4K willekeurige schrijfactiviteit uit.
Werklastprofielen
- Synthetische database: SQL en Oracle
- VDI volledige kloon en gekoppelde kloonsporen
In onze SQL-workload kwam de Solidigm P5520 uit met een sterke voorsprong bij de laagste latentie en eindigde met de hoogste prestaties en de laagste latentie. We hebben een piek gemeten van 2.36 miljoen IOPS bij 105 microseconden vanaf de P5520, waarbij de naaste concurrent (PM9A3) 1.95 miljoen IOPS bij 127 microseconden meet.
Met een verhoogd schrijfpercentage in onze SQL 90-10-workload bood de P5520 opnieuw een sterke voorsprong op de concurrerende SSD's. Hier maten we een piek van 2.23 miljoen IOPS bij 111 microseconden, met de PM9A3 erachter met 1.89 miljoen IOPS bij 129 microseconden.
Nadat we het schrijfpercentage hadden verhoogd van 10% naar 20% in onze SQL 80-20-workload, zagen we dat de SSD's iets dichter bij elkaar kwamen in hun groepering. Hier bereikte de P5520 een top met 1.99 miljoen IOPS bij 122 microseconden, terwijl de PM9A3 achterbleef met 1.79 miljoen IOPS bij 135 microseconden.
Als we overschakelen naar onze Oracle Workload, behoudt de Solidigm P5520 een sterke voorsprong op de rest van het peloton, met een top van 1.9 miljoen IOPS bij 127 microseconden. Over de hele linie was dit vergeleken met 1.68 miljoen IOPS bij 143 microseconden van de PM9A3, 1.66 miljoen IOPS bij 147 microseconden van de 7400 Pro of 1.59 miljoen IOP's van de CD6 bij 157 microseconden.
In onze Oracle 90-10-workload bereikte de P5520 een topsnelheid van 1.7 miljoen IOPS bij 99 microseconden, met de PM9A3 als de volgende dichtstbijzijnde SSD, die 1.54 miljoen IOPS bij 110 microseconden meet.
In onze laatste Oracle-workload met een 80-20 R/W-mix behield de Solidigm P5520 nog steeds de leiding met 1.63 miljoen IOPS bij 103 microseconden. De Samsung PM9A3 stond nog steeds op de tweede plaats met een snelheid van 2 miljoen IOPS bij 1.5 microseconden.
We gaan van synthetische database naar VDI en beginnen met onze Full Clone Boot-workload. Hier begon de Solidigm P5520 met een lichte voorsprong die veranderde in een significante voorsprong naarmate de werklast piekte. De P5520 mat 1.79 miljoen IOPS bij 137 microseconden op zijn hoogtepunt, met de PM9A3 erachter met 1.51 miljoen IOPS bij 160 microseconden.
In onze VDI Full Clone Initial Login-workload bood de P5520 een latentievoordeel, hoewel de piekdoorvoer afkomstig was van de Micron 7400 Pro. Hier overtrof de P5520 met 909 IOPS bij 201 microseconden, met de 7400 Pro ervoor met 959 IOPS bij 213 microseconden.
In VDI Full Clone Monday Login begon de Solidigm P5520 met een iets verhoogde responstijd. Naarmate de werklast toenam, bood het echter een hoger prestatieprofiel dan anderen in de groep. Hier mat de P5520 634k IOPS bij 156 microseconden, met de 7400 Pro erachter met 606k IOPS bij 166 microseconden.
Onze laatste groep synthetische werklastprofielen richt zich op een VDI Linked Clone-prestatie, te beginnen met Boot. In deze test zagen we de Samsung PM9A3 op de eerste plaats, met 696 IOPS bij 149 microseconden, terwijl de P5520 534 IOPS bij 196 microseconden meet.
In het VDI Linked Clone Initial Login-profiel kwam de Solidigm P5520 net achter de PM9A3 binnen. De P5520 meet 312 IOPS bij 148 microseconden, terwijl de PM9A3 325 IOPS bij 140 microseconden meet.
Ten slotte zagen we in onze VDI Linked Clone Monday Login-workload de Solidigm P5520 met een kleine voorsprong op latentie in vergelijking met de Micron 7400 Pro. Hier mat de P5520 485 IOP's bij 198 microseconden, vergeleken met 487 IOPS bij 205 microseconden van de 7400 Pro.
FIO Schrijfdruktest
Opslagworkloads worden complexer naarmate SSD's gelijktijdige lees-/schrijfverzoeken bij een piekgebruik bijhouden. De mogelijkheid om een IO te onderhouden onder gelijktijdige schrijfdruk wordt interessanter dan het doen van leesbewerkingen waar geen schrijfbewerkingen zijn. Leveranciers kunnen de achtergrondactiviteit laag genoeg houden om een "benchmark"-achtige leesreactie te laten zien onder onbelaste omstandigheden. Maar zo werkt real-world IO niet.
Deze werklast laat zien hoe de SSD schrijfbewerkingen kan pauzeren of faseren en leesprioriteit kan geven op het niveau van de kernfirmware en NAND-componenten. Leesprioriteit kan de SLA-vereiste voor specifieke applicatieaanbiedingen stimuleren. De motivatie van een schrijfdruktest wordt dus gedreven door de noodzaak om zowel gelijktijdige IO als de veerkracht en QoS van een SSD-product te testen.
In onze schrijfdruktest hebben we de werklast uitgevoerd over acht schijven in de testgroepen Solidigm P5520, Samsung PM9A3, Kioxia CD6 en Micron 7400 Pro. Bij het testen van flash-apparaten hebben we veel gevallen gezien waarin individuele schijftests niet altijd weergeven hoe die schijf reageert in een actiever systeem. Om te laten zien hoe de prestaties tot uiting kwamen, hebben we resultaten gehaald uit een enkele rit in elke groep, wat in dit geval overeenkomt met een rit in elke groep. De tests waren opgesplitst in een werklast van 8K blokgrootte en een werklast van 16K blokgrootte. In elke test richten we ons op clat (voltooiingslatentie), 99e percentiellatentie en 99.99e percentiellatentie.
Beginnend met de 8K-blokgrootte, keken we naar de voltooiingslatentie voor elk van de vier SSD-groepen, en we zagen een dramatisch verschil ontstaan aan het begin. Kijkend naar het bereik van 100 MB/s tot 700 MB/s, viel de Kioxia CD6 op met een lijn die zakt bij 350 MB/s. Dit komt omdat na dat punt, toen de test om een hogere bandbreedte vroeg, deze uitkwam op 350 MB/s terwijl de andere schijven bleven stijgen. Als we kijken naar de snelheid van 350 MB/s, meet de 5520 122 microseconden, de PM9A3 meet 135, de CD6 komt uit op 157 en de 7400 Pro meet 192.
In de 99e percentielgroep ging de Solidigm P5520 verder met een sterke voorsprong op het peloton. Bij de 350MB/s hebben we 424 microseconden gemeten van de P5520, 627 van de CD6, 668 van de PM9A3 en 742 van de 7400 Pro.
Bij het 99.9e percentiel zagen we een grotere scheiding tussen de zakelijke SSD's in deze groep. De P5520 startte aanzienlijk lager dan andere in de groep en behield die voorsprong in het testsegment. Als we kijken naar het 350 MB/s-punt, hebben we 578 microseconden gemeten van de P5520, 922 van de CD6, 1,074 van de PM9A3 en 1,254 van de 7400 Pro.
De Solidigm P99.99 ging naar de latentie van het 350e percentiel en behield de grens van 5520 MB/s als degene om elke schijf te vergelijken. De Solidigm P717 bleef het peloton leiden. Het bood een lage latentie van 9 microseconden tegen de PM3A1,336 met 6 en de CD1,369 met 7400. De 2,311 Pro bleef aanzienlijk achter met XNUMX.
Toen we de blokgrootte verhoogden naar 16K in onze schrijfdruktest, zagen we opnieuw een significant verschil tussen de vier SSD's in deze categorie wat betreft reactietijden. Toen de test begon, kijkend naar voltooiingslatentie, waren de Solidigm P5520 en Samsung PM9A3 erg dichtbij, met uiteenlopende paden naarmate de schrijfbelasting toenam. We zien opnieuw dat de Kioxia CD6 uitblinkt met 350 MB/s, die we zullen gebruiken als ons vergelijkingspunt voor de schijfgroep. Hier mat de P5520 139.7 microseconden versus 141 van de PM9A3. De CD6 mat in dit stadium 174 en de 7400 Pro erboven mat 216.5.
In de 99e percentielmeting wordt het verschil tussen elke SSD duidelijker naarmate de bandbreedte toeneemt. Bij de 350 MB/s meet de P5520 445 microseconden, de PM9A3 meet 668, CD6 met 685 en de 7400 Pro op 824.
Op weg naar een latentie van 99.9 percentiel, behield de P5520 zijn voorsprong terwijl we interessant gedrag van de CD6 zagen. Aanvankelijk kwam de CD9 binnen onder de PM3A300 met 6 MB / s, maar de CD350 piekte in latentie voordat hij verzadiging bereikte. Volgens hetzelfde monsterpunt van 5520 MB/s hebben we de P603 gemeten met 6 microseconden, de CD1,037 met 9, de PM3A1,074 met 7400 en de 1,418 Pro met XNUMX.
Ten slotte, toen we naar het 99.99-percentielgedeelte van de 16K blokgrootte schrijfdruktest gingen, zagen we de Solidigm P5520 met de laagste latentie en de Micron 7400 Pro met bijna driemaal de responstijd. Gericht op het indexpunt van 350 MB/s, mat de P5520 734 microseconden, de PM9A3 met 1,319, de CD6 erachter met 1,565 en de 7400 Pro met 2,606.
FIO Lawaaierige Buren Test
Om te zien hoe SSD's werken onder verschillende gelijktijdige workloads, past u traditioneel tegelijkertijd lees- en schrijfworkloads toe op het apparaat. Deze workloads kunnen ook verschillende blokgroottes en andere elementen bevatten. NVMe SSD's brachten een nieuw concept in de mix waar ze multi-tenant namespace provisioning kunnen bieden versus gemeenschappelijke partitionering.
Wanneer meerdere tenants allemaal hun ingerichte naamruimten met verschillende workloads gebruiken, mag de latentie niet zo ver toenemen dat de opslag niet meer voor elke tenant reageert. In de noise-buurttest passen we gemengde schrijfworkloads toe op drie van de zes ingerichte naamruimten en volgen we de leeslatentie van de resterende drie naamruimten om te zien hoe elke schijf omgaat met de gelijktijdige schrijf- en leesactiviteit.
Met meer apparaten in het veld, had de Solidigm P5520 de leiding wat betreft voltooiingslatentie en 99.99 percentiel en 99.9999 percentiel latentie. Beginnend met voltooiingslatentie (clat), was het gemiddelde van de P5520-tijden over naamruimte 4-6 141 microseconden, met als volgende de Samsung PM9A3 met 157, gevolgd door de Micron 7400 Pro met 166, en ten slotte de Kioxia CD6 met 177.
Die kloof nam echter toe en ging naar het 99.99-percentiel, waar we begonnen te zien dat concurrerende schijven de reactietijden drastisch opvoerden. Hier mat de Solidigm P5520 769 microseconden, de Samsung PM9A3 meet 1,049, de Kioxia CD6 met 1,576 en de Micron 7400 Pro met 2,281.
Op weg naar de zes-9s of 99.9999 latentiemeting, zette de P5520 zijn indrukwekkende voorsprong op de groep voort, met een meting van 1,123 microseconden. De Samsung PM9A3 bleef op de tweede plaats met 1,494, de Kioxia CD6 sprong naar 2,748 en de Micron 7400 Pro mat maar liefst 3,796.
Sysbench MySQL-prestaties
Onze Sysbench-test maakt gebruik van een Percona om I/O naar een MySQL OLTP-database te sturen. 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: één voor opstarten (~ 92 GB), één 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 16 vCPU's en 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
Met een belasting van 16 VM's (8 VM's per SSD) hebben we de opslag als de primaire beperking voor MySQL-prestaties, waardoor er wat CPU-ruimte overblijft. Qua prestaties kwam de Solidigm P5520 bovenaan met 28,455 TPS, gevolgd door de 7400 Pro met 26,397 TPS, de PM9A3 met 26,312 en de CD6 met 25,628.
Kijkend naar de gemiddelde latentie, had de P5520 de leiding met 18.02 ms, gevolgd door de 7400 Pro met 19.46 ms, de PM9A3 met 19.59 ms en de CD6 met 19.98 ms. Het is belangrijk op te merken dat dit de reactietijd van de database is, geen opslaglatentie, dus de aantallen zijn hoger dan alleen de NVMe I/O-laag.
In het laatste deel, waar we de latentie van het 99e percentiel meten tijdens de Sysbench-workload, meet de P5520 31.84 ms, de PM9A3 met 34.37 ms, de 7400 Pro met 35.44 ms en de CD6 met 36.56 ms.
Conclusie
In onze vorige diepe duik van de P5510 hebben we hem rechtstreeks vergeleken met de PM93A. In die testronde presteerde de P5510 erg goed en versloeg hij de Samsung-schijf. Deze keer is Solidigm terug met een bijgewerkte enterprise SSD, dus we hebben de tests opnieuw uitgevoerd waarbij de Solidigm P5520 het opneemt tegen de PM9A3. Verder hebben we de reikwijdte uitgebreid door gerespecteerde enterprise-SSD's van Micron en KIOXIA in de showdown op te nemen.
Kijkend naar de specificatiebladen van de schijven, zou het moeilijk zijn geweest om te ontcijferen dat deze batches SSD's zo verschillend zouden presteren tijdens onze tests, maar dat deden ze en op een zeer opvallende manier. Een voorbeeld hiervan is onze FIO Noisy Neighbor-test, waarbij de P99.99 in de 5520-percentieltest zijn naaste concurrent met 36% versloeg!
De primaire trend die gemakkelijk te zien is in een breed scala aan tests, is dat de Solidigm P5520 over de hele linie uitzonderlijke prestaties en zeer lage latentie biedt. Het leidt op veel gebieden in vergelijking met de Kioxia CD6, Micron 7400 Pro en Samsung PM9A3. Dit kan het meest zichtbaar zijn in de schrijfdruktest, waar SSD's zoals de CD6 volledig verzadigd zijn ver onder andere in dezelfde klasse.
Na deze oefening blijven we met de P5520 ongeveer waar we waren met de P5510 - dat is een heel goede zaak. De P5520 is sterk in alle werklasten die we erop hebben gegooid en blinkt echt uit in de meest intensieve werklasten, zoals extreme schrijfdruk en luidruchtige buurscenario's. De engineering van Solidigm heeft opnieuw bewezen dat er in deze mainstream enterprise SSD-klasse een behoorlijk grote kloof is en dat de juiste investering in flash uiterst belangrijk is voor de prestaties van applicaties.
Solidigm sponsort dit rapport. Alle standpunten en meningen in dit rapport zijn gebaseerd op onze onbevooroordeelde kijk op het (de) product(en) in kwestie.
Neem contact op met StorageReview
Nieuwsbrief | YouTube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | Facebook | RSS Feed
