O Fusion-io ioDrive2 Duo MLC é um acelerador de aplicativo full-height half-length (FHHL) que fornece até 2.4 TB de capacidade por meio do slot x8 PCI Express. As placas Fusion-io são conhecidas por seu desempenho de taxa de transferência, bem como por suas baixas latências, cuja combinação gera algumas das melhores respostas do setor. As placas ioDrive2 do Fusion-io são fundamentalmente todas iguais, com diferenças de hardware que as diferenciam. Nesse caso, o ioDrive2 Duo combina um segundo controlador e dobra o pool NAND em comparação com um ioDrive2 padrão. O Fusion-io também está usando MLC nesta iteração, o que significa que os usuários podem obter o dobro da capacidade em comparação com as versões SLC das unidades. Em termos de desempenho, as placas MLC e SLC ioDrive2 Duo funcionam de maneira bastante semelhante, as diferenças mais óbvias vêm na latência de leitura, 68µs para o MLC e 47µs para o SLC, e resistência.
O Fusion-io ioDrive2 Duo MLC é um acelerador de aplicativo full-height half-length (FHHL) que fornece até 2.4 TB de capacidade por meio do slot x8 PCI Express. As placas Fusion-io são conhecidas por seu desempenho de taxa de transferência, bem como por suas baixas latências, cuja combinação gera algumas das melhores respostas do setor. As placas ioDrive2 do Fusion-io são fundamentalmente todas iguais, com diferenças de hardware que as diferenciam. Nesse caso, o ioDrive2 Duo combina um segundo controlador e dobra o pool NAND em comparação com um ioDrive2 padrão. O Fusion-io também está usando MLC nesta iteração, o que significa que os usuários podem obter o dobro da capacidade em comparação com as versões SLC das unidades. Em termos de desempenho, as placas MLC e SLC ioDrive2 Duo funcionam de maneira bastante semelhante, as diferenças mais óbvias vêm na latência de leitura, 68µs para o MLC e 47µs para o SLC, e resistência.
Em revisões anteriores do ioDrive2 DuoSLC e ioDrive2MLC, detalhamos bastante as atualizações e aprimoramentos das placas Gen1 em termos de recursos de hardware e software. Vale a pena observar sempre alguns inquilinos fundamentais que acompanham os cartões Fusion-io. Os cartões ioMemory dependem da CPU do host para descarregar grande parte do trabalho. Isso aproveita um dos recursos mais caros dentro do servidor que geralmente é subutilizado, mesmo em ambientes altamente virtualizados. O Fusion-io também usa um FPGA como controlador NAND, o que oferece mais capacidade de programação e oportunidades para fazer melhorias maiores ao longo da vida útil do produto quando comparado a um ASIC. A unidade também possui a tecnologia Adaptive FlashBack, que permite que a unidade sofra falhas NAND sem arriscar qualquer perda de dados ou tempo de inatividade enquanto a unidade é remapeamento. O Fusion-io também aprimorou seu software VSL para fornecer desempenho aprimorado de pequenos blocos e fornece o software de gerenciamento de unidade mais robusto do mercado com o ioSphere.
O ioDrive2 Duo atualmente vem em duas versões, um modelo MLC de 2.4 TB e um modelo SLC de 1.2 TB.
Especificações do Fusion-io ioDrive2 Duo MLC
- Desempenho
- Largura de banda de leitura (1 MB): 3.0 GB/s
- Largura de banda de gravação (1 MB): 2.5 GB/s
- Corrido. Ler IOPS (512B): 540,000
- Corrido. IOPS de gravação (512B): 1,100,000
- Corrido. Ler IOPS (4K): 480,000
- Corrido. IOPS de gravação (4K): 490,000
- Latência de acesso de leitura: 68us
- Latência de acesso de gravação: 15us
- Célula multinível (MLC) de memória flash NAND 2xnm
- Interface de barramento: PCI-Express 2.0 x8 elétrico x8 físico
- Peso: <11 onças
- Fator de forma: altura total, meio comprimento (FHHL)
- Garantia: 5 anos ou resistência máxima usada
- Sistemas operacionais suportados
- Microsoft Windows: Windows Server 2012, Windows Server 2008 R2, Windows Server 64 de 2008 bits, Windows Server 64 de 2003 bits
- Linux: RHEL 5/6; SLES 10/11; OEL 5/6; CentOS 5/6; Debian Squeeze; Fedora 16/17; openSUSE 12; Ubuntu 10/11/12
- UNIX: Solaris 10/11 x64; OpenSolaris 2009.06 x64; OS X 10.6/10.7/10.8
- Hipervisores:
- VMware ESX 4.0/4.1/ESXi 4.1/5.0/5.1, Windows 2008 R2 com Hyper-V, Hyper-V Server 2008 R2
Design e Construção
O Fusion ioDrive2 Duo 2.4TB MLC é uma placa PCI-Express 8 x2.0 Full-Height Half-Length (FHHL), com dois controladores e um switch PCIe conectado à placa de circuito principal. O NAND é conectado por meio de duas placas filhas, dando ao Fusion uma vantagem de fabricação ao mudar para novas configurações NAND. Em vez de redesenhar a placa cada vez que ocorre uma mudança de litografia (diminuição NAND), eles podem instalar uma nova placa filha e atualizar o novo firmware no FPGA. Nosso MLC ioDrive2 Duo é formado por dois dispositivos ioMemory de 1,200 GB, cada um usando 4 pistas da conexão PCIe. O layout da placa de circuito impresso é muito eficiente, com grandes dissipadores de calor passivos cobrindo os dois controladores no lado direito da placa.
O ioDrive2 Duo MLC compartilha o mesmo layout, bem como o software de gerenciamento com outros produtos ioMemory da Fusion-io. Para obter informações adicionais sobre eles, consulte nossa análise do ioDrive2 DuoSLC or ioDrive2MLC.
Histórico de testes e comparáveis
O Fusion-io ioDrive2 Duo MLC usa dois controladores FPGA Xilinx Virtex-40 de 6 nm e Intel MLC NAND com uma interface PCIe 2.0 x8.
Comparáveis para esta revisão:
- Fusion-io ioDrive2 (1.2 TB, 1 x controladores Xilinx Virtex-6 FPGA, MLC NAND, PCIe 2.0 x4)
- HuaweiTecal ES3000 (2.4 TB, 3 controladores FPGA proprietários, MLC NAND, PCIe 2.0 x8)
- Micron P420m (1.6 TB, controlador IDT, MLC NAND, PCIe 2.0 x8)
- Virident FlashMAX II (2.2 TB, 2 controladores FPGA proprietários, eMLC NAND, PCIe 2.0 x8)
Todos os aceleradores de aplicativos PCIe são comparados em nossa plataforma de teste empresarial de segunda geração com base em um Lenovo ThinkServer RD630. Para benchmarks sintéticos, utilizamos FIO versão 2.0.10 para Linux e versão 2.0.12.2 para Windows. Em nosso ambiente de teste sintético, usamos uma configuração de servidor convencional com uma velocidade de clock de 2.0 GHz, embora as configurações de servidor com processadores mais potentes possam render um desempenho ainda maior.
- 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0 GHz, 15 MB de cache, 6 núcleos)
- Chipset Intel C602
- Memória – 16GB (2 x 8GB) 1333Mhz DDR3 RDIMMs registrados
- Windows Server 2008 R2 SP1 de 64 bits, Windows Server 2012 Standard, CentOS 6.3 de 64 bits
- 100GB Micron P400e SSD de inicialização
- HBA LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0 Gb/s (para SSDs de inicialização)
- LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA (para benchmarking de SSDs ou HDDs)
Vale a pena notar que os comparáveis que selecionamos são em grande parte unidades baseadas em MLC, com exceção da unidade SLC Micron PCIe. Dito isso, nem todas as unidades PCIe são criadas igualmente em termos de metas de desempenho e preço. Aplicações específicas requerem necessidades de armazenamento específicas, portanto, optamos por padronizar as composições no tipo NAND em vez do número de controladores, etc.
Análise de desempenho de aplicativos
Para entender as características de desempenho dos dispositivos de armazenamento corporativo, é essencial modelar a infraestrutura e as cargas de trabalho de aplicativos encontradas em ambientes de produção ao vivo. Nossos três primeiros benchmarks do Seagate 1200 SSD são, portanto, os Benchmark de Armazenamento de Banco de Dados NoSQL MarkLogic, Desempenho OLTP do MySQL via SysBench e Desempenho OLTP do Microsoft SQL Server com uma carga de trabalho TCP-C simulada.
Nosso ambiente de banco de dados MarkLogic NoSQL requer grupos de quatro SSDs com capacidade utilizável de pelo menos 200 GB, pois o banco de dados NoSQL requer aproximadamente 650 GB de espaço para seus quatro nós de banco de dados. Nosso protocolo usa um host SCST e apresenta cada SSD em JBOD, com um alocado por nó de banco de dados. O teste se repete em 24 intervalos, exigindo um total de 30 a 36 horas para os SSDs desta classe. O MarkLogic registra a latência média total, bem como a latência de intervalo para cada SSD.
Comparando a latência média geral em nosso benchmark MarkLogic NoSQL, o Fusion-io ioDrive2 Duo MLC teve um desempenho muito bom, classificando-se próximo ao topo do pacote.
O Huawei ES3000 1.2 TB HP ofereceu a melhor latência do grupo, com latência de intervalo médio de pico medindo entre 3.5-9.9ms.
O Micron P320h 700GB baseado em SLC veio em seguida no grupo, com picos medindo entre 12-17.7 ms.
Olhando para a saída de latência total do ioDrive2 Duo MLC, ele manteve seus tempos de resposta bastante apertados, com alguns picos na faixa de 25-30+ms.
O Virident FlashMAX II 2.2TB HP se encaixou no meio do nosso pacote SSD PCIe baseado em MLC, com picos de latência média medindo entre 16-26ms.
O Intel SSD 910 saltou em latência média geral em comparação com o Virident FlashMAX II 2.2TB, com picos variando de 6-50ms.
O Fusion-io ioDrive2 também ficou atrás dos aceleradores de aplicativos PCIe multicontroladores com picos também variando na faixa de 6 a 50ms.
O Micron P420m ficou na parte inferior do grupo em nosso teste de banco de dados MarkLogic NoSQL, com picos medindo entre 25-74ms.
Nosso próximo teste de aplicativo consiste em Teste de banco de dados Percona MySQL via SysBench, que mede o desempenho da atividade OLTP. Nesta configuração de teste, usamos um grupo de Lenovo ThinkServer RD630s e carregue um ambiente de banco de dados em uma única unidade SATA, SAS ou PCIe. Este teste mede o TPS médio (transações por segundo), a latência média, bem como a latência média do 99º percentil em um intervalo de 2 a 32 threads. A Percona e a MariaDB estão usando as APIs de aplicativos compatíveis com flash Fusion-io nas versões mais recentes de seus bancos de dados, embora, para fins desta comparação, testemos cada dispositivo em seus modos de armazenamento em bloco "legados".
O ioDrive2 Duo MLC ficou em terceiro lugar em nosso teste Sysbench, atrás dos SSDs Huawei ES3000 PCIe. Ofereceu desempenho variando de 313 TPS em 2 threads até 2,521 TPS em 32 threads.
Comparando a latência média em nosso teste Sysbench, o Fusion-io ioDrive2 Duo MLC foi escalado de 6.38 ms em 2 threads até 12.69 ms em 32 threads.
Observando a latência de 2º percentil do ioDrive99 Duo MLC, ela permaneceu muito consistente sob carga, variando de 15.11 ms em 2 threads e aumentando para 23.92 ms em 32 threads.
Protocolo de teste OLTP do Microsoft SQL Server da StorageReview emprega o rascunho atual do Benchmark C (TPC-C) do Transaction Processing Performance Council, um benchmark de processamento de transações on-line que simula as atividades encontradas em ambientes de aplicativos complexos. O benchmark TPC-C chega mais perto do que os benchmarks sintéticos de desempenho para medir os pontos fortes de desempenho e os gargalos da infraestrutura de armazenamento em ambientes de banco de dados. Nosso protocolo SQL Server usa um banco de dados SQL Server de 685 GB (escala 3,000) e mede o desempenho transacional e a latência sob uma carga de 30,000 usuários virtuais.
Comparando o desempenho transacional de nosso benchmark do SQL Server, nenhum dos aceleradores de aplicativos PCIe teve problemas para acompanhar o máximo de nossa configuração de servidor. Para esta categoria, o foco está mais no aspecto de latência abaixo.
Quando se trata de latência média mais baixa, o Fusion-io dominou nosso benchmark do SQL Server com os 4 melhores resultados e o ioDrive2 Duo MLC ocupando o primeiro lugar com 3 ms.
Análise de Carga de Trabalho Sintética Corporativa
O desempenho do flash varia durante a fase de pré-condicionamento de cada dispositivo de armazenamento. Nosso processo de referência de armazenamento corporativo sintético começa com uma análise do desempenho da unidade durante uma fase de pré-condicionamento completa. Cada uma das unidades comparáveis é apagada com segurança usando as ferramentas do fornecedor, pré-condicionadas em estado estacionário com a mesma carga de trabalho com a qual o dispositivo será testado sob uma carga pesada de 16 threads com uma fila pendente de 16 por thread e, em seguida, testado em intervalos definidos em vários perfis de profundidade de encadeamento/fila para mostrar o desempenho sob uso leve e pesado.
- Testes de pré-condicionamento e estado estacionário primário:
- Rendimento (Agregado de IOPS de Leitura+Gravação)
- Latência média (latência de leitura+gravação calculada em conjunto)
- Latência máxima (latência máxima de leitura ou gravação)
- Desvio padrão de latência (desvio padrão de leitura + gravação calculado em conjunto)
Nossa Enterprise Synthetic Workload Analysis inclui dois perfis baseados em tarefas do mundo real. Esses perfis foram desenvolvidos para facilitar a comparação com nossos benchmarks anteriores, bem como valores amplamente publicados, como velocidade máxima de leitura e gravação de 4k e 8k 70/30, que é comumente usado para hardware corporativo.
- 4k
- 100% de leitura ou 100% de gravação
- 100% 4K
- 8k 70/30
- 70% de leitura, 30% de gravação
- 100% 8K
Neste teste, comparamos seis unidades (FlashMAX II HP, Fusion ioDrive2 Duo SLC HP, Huawei ES3000 2.4TB HP, Micron P420m 1.4TB, Fusion ioDrive2 Duo MLC Stock e Fusion ioDrive2 Duo MLC HP) em Linux e Windows. Além disso, com o ioDrive2 Duo MLC, utilizamos sua capacidade de superprovisionamento para um modo de teste de alto desempenho (HP).
Nosso primeiro teste mede 100% de desempenho de gravação aleatória de 4k com uma carga de 16T/16Q. O estoque Fusion-io ioDrive2 Duo MLC testou 530,000 e 350,000 IOPS para Linux e Windows, respectivamente (estabilizando em cerca de 120,000 e 115,000 IOPS, respectivamente). Os valores de estouro para o ioDrive2 Duo MLC HP foram semelhantes aos do estoque ioDrive2 Duo MLC, mas os valores foram maiores depois que cada um deles foi nivelado (ioDrive2 Duo MLC HP nivelado em 200,000 e 185,000 no Linux e Windows, respectivamente). O ioDrive2 Duo MLC estava no meio do pacote geral; foi superado pelo Huawei ES3000 HP durante todo o teste (embora o Huawei ES3000 HP tenha um desempenho muito esporádico no Linux) e foi superado durante o estado estacionário pelo Fusion ioDrive2 Duo SLC HP. No entanto, superou tanto o Micron P420m quanto o FlashMAX II HP durante todo o teste.
A latência média do ioDrive2 Duo MLC também foi média em comparação com as outras unidades testadas, tanto durante a taxa de pico quanto no estado estável; ele teve um desempenho mais rápido que o FlashMAX II HP e o Micron P420m, e foi superado pelo Huawei ES3000 HP e ioDrive2 Duo SLC HP (embora os estados estacionários do ioDrive2 Duo MLC HP Linux e ioDRive2 Duo SLC Windows fossem comparáveis).
O teste de latência máxima mostrou que o ioDrive2 Duo MLC teve um desempenho notavelmente melhor com Linux do que com Windows. Em suas melhores condições (HP Linux, 15ms), ele ficou entre os três primeiros com o Micron P420m (que funcionou consistentemente entre 5 e 7ms) e o Huawei ES3000 (que, apesar de seu desempenho esporádico, teve picos próximos a 2ms).
As unidades ioDrive2 Duo MLC testadas no Linux tiveram um desempenho melhor e mais consistente do que as testadas no Windows, exibindo um desvio padrão menor (2.1ms vs. 2.5ms, respectivamente para as unidades HP, e 2.8ms vs. 3.2ms, respectivamente para as unidades padrão unidades). O Huawei ES3000 HP e o Micron P420m dominaram o teste de desvio padrão, com 0.5ms (Linux) e 0.7ms (Windows) para o primeiro, e 0.7 (tanto Linux quanto Windows) para o segundo.
Após 12 horas de pré-condicionamento, o ioDrive2 Duo MLC HP e o estoque alcançaram desempenhos de leitura aleatória de 4K de 432,000 IOPS e 419,000 IOPS, respectivamente, no Windows (369,000 IOPS e 384,000 IOPS, respectivamente, no Linux). Os valores de gravação foram 182,000 IOPS (HP) e 110,000 IOPS (estoque) no Windows e 200,000 IOPS (HP) e 120,000 IOPS (estoque) no Linux. Os valores de leitura para o ioDrive2 Duo MLC foram superados por todos, mas os valores de gravação HP e FlashMAX II foram geralmente médios.
Os valores de gravação do Fusion-io ioDrive2 Duo MLC nas unidades padrão e HP (2.127ms no Linux e 2.316ms no Windows e 1.274ms no Linux e 1.4ms no Windows, respectivamente) foram apenas mais rápidos do que o MicronP420m e o FlashMAX II HP. Os valores de leitura obtidos das unidades ioDrive MLC foram superados coletivamente por todos, exceto FlashMAX II HP e ioDrive2 Duo SLC HP (somente Linux).
Os valores de leitura foram mais rápidos no Windows para as unidades padrão e HP ioDrive2 Duo MLC (19.972ms e 16.479, respectivamente), mas os valores de gravação foram mais rápidos para ambos no Linux (47.675ms e 55.809ms, respectivamente). Esses valores não foram muito competitivos em comparação com os outros drives testados.
A consistência do desempenho de gravação foi a pior para o ioDrive2 Duo MLC coletivamente em comparação com as outras unidades, sendo a única exceção o ioDrive2 Duo SLC HP. O desvio padrão do desempenho de leitura das unidades ioDrive2 Duo MLC testadas pelo Windows foi mais competitivo (0.222ms para HP e 0.239ms para estoque), mas ainda aproximadamente na média. Os valores lidos para o Micron P420m (0.089 para Windows e 0.154 para Linux) foram os mais consistentes neste teste.
Nosso próximo teste é uma carga de trabalho de proporção 8K 70/30 na qual o ioDrive2 Duo MLC coletivamente ficou em último lugar. Durante a taxa de pico, as unidades de estoque ioDrive2 Duo MLC superaram ligeiramente as unidades HP, mas as unidades HP superaram as unidades de estoque depois que cada uma delas se nivelou. Não houve diferença no desempenho entre Linux e Windows para este teste.
Como no último teste, o ioDrive2 Duo MLC coletivamente foi o mais lento de todas as unidades testadas. À medida que as unidades HP se nivelaram, elas mantiveram uma latência média de 2.10ms e 2.20ms para Linux e Windows, respectivamente. As unidades de estoque não se nivelaram completamente durante a duração deste teste, continuamente mais lentas até o final, dando uma latência média de 2.35ms e 2.45ms para Linux e Windows, respectivamente.
O ioDrive2 Duo MLC coletivamente teve um bom desempenho no teste de latência máxima, pontuando de forma muito consistente em comparação com as outras unidades testadas e mostrando muito pouca mudança entre as taxas de pico e estado estacionário. Embora o Micron P420m e o Huawei ES3000 (ambos no Windows) tenham dominado este teste, a maioria das outras unidades mostrou um desempenho muito esporádico ou uma latência máxima mais alta.
O ioDrive2 Duo MLC exibiu coletivamente o maior desvio padrão quando tudo se nivelou, alcançando 2.7 ms e 2.9 ms no modo HP para Linux e Windows, respectivamente (embora o FlashMAX HP no Windows tenha mostrado um pico que excedeu os números da unidade ioDrive2 Duo MLC).
Para este teste, o ioDrive2 Duo MLC alcançou picos que ultrapassaram alguns dos pontos baixos das outras unidades; na maioria das vezes, todas as unidades ioDrive2 Duo MLC tiveram um desempenho relativamente ruim, atingindo picos de 113,000 IOPS no seu melhor (HP Linux) em comparação com a do Huawei ES3000 HP, que lidera o grupo com um melhor desempenho consistente e um pico de 340,000 IOPS. Houve apenas um leve favorecimento do Linux para as unidades padrão e HP ioDrive2 Duo MLC durante este teste.
As unidades ioDrive2 Duo MLC exibiram coletivamente a latência média mais lenta em comparação com as outras unidades testadas. Novamente, as unidades Linux tiveram desempenho apenas ligeiramente melhor do que as unidades Windows nos modos padrão e HP.
O ioDrive2 Duo MLC teve um desempenho melhor do que o ioDrive2 Duo SLC neste teste, mas foi só; as outras unidades testadas geralmente ultrapassaram o ioDrive2 Duo MLC em cerca de 10 ms durante o teste. Quase não houve diferença geral na comparação das unidades executadas no Linux e no Windows para este teste. As unidades HP pontuaram em torno de 23 ms e as unidades padrão em torno de 27 ms.
O ioDrive2 Duo MLC coletivamente foi relativamente o menos consistente de todas as unidades testadas. A unidade HP mostrou um desvio padrão de pelo menos 0.2 ms a mais do que o concorrente mais próximo (o Fusion ioDrive2 Duo SLC) e 0.4 ms-1.0 ms a mais do que as principais unidades Huawei ES3000. A unidade padrão permaneceu consistentemente 0.3 ms atrás da unidade HP, e as unidades Linux tiveram um desempenho ligeiramente melhor durante todo o teste para o ioDrive2 Duo MLC.
Conclusão
O Fusion-io ioDrive2 Duo MLC em 2.4 TB oferece à empresa uma combinação de desempenho e capacidade para os aplicativos mais exigentes. Em nossas muitas análises de cartões ioMemory, esperamos bastante do Fusion-io e raramente nos decepcionamos. Como outros anteriores, o MLC ioDrive2 Duo oferece desempenho previsível em todos os sistemas operacionais e aproveita um dos melhores pacotes de software para gerenciamento de armazenamento, que inclui uma ferramenta simples para colocar a unidade em modo de alto desempenho para ainda mais capacidade de resposta.
Mergulhando no desempenho de aplicativos do mundo real, o ioDrive2 Duo MLC se posicionou no topo ou próximo a ele em todos os benchmarks. Seu melhor desempenho foi observado em nosso benchmark SQL Server, onde ofereceu uma liderança de latência substancial em relação a outros aceleradores de aplicativos PCIe. Em nossos testes MarkLogic NoSQL e Sysbench MySQL, o ioDrive2 Duo chegou ao topo do pacote, atrás apenas das placas Huawei ES3000. Olhando para o desempenho sintético puro, o ioDrive2 Duo MLC classificou-se no meio ou no meio superior do pacote com alguns problemas de latência máxima detectados em nosso ambiente Windows, embora, como observamos em nossos testes de aplicativos, isso não tenha sido refletido nos testes do mundo real. No geral, ficamos muito impressionados com o ioDrive2 Duo MLC, oferecendo desempenho líder do setor em ambientes de teste Linux e Windows.
Vantagens
- Excelente desempenho do SQL Server
- Forte desempenho em benchmarks de banco de dados NoSQL e MySQL
- Fácil de provisionar em excesso para maior resistência ou desempenho superior com cargas de trabalho de gravação
- Software de gerenciamento líder do setor
Desvantagens
- Alguma vibração de latência máxima em ambientes Windows
ponto de partida
O Fusion ioDrive 2 Duo MLC apresentou excelentes pontuações de desempenho de banco de dados, destacadas pela latência no topo do gráfico no benchmark SQL OLPC. Para aqueles que precisam de um pouco mais do cartão, é fácil ajustar o provisionamento para obter mais resistência ou desempenho para cargas de trabalho centradas na gravação.
Página do produto Fusion-io ioDrive2
