Análise do SSD Intel Optane P5800X

O SSD Intel Optane P5800X expande o nível mais rápido de armazenamento SSD da Intel. Vimos os SSDs Optane rolarem bastante no laboratório com o P4800X, que foi lançado há pouco mais de quatro anos. Com o tempo, a Intel aumentou a capacidade da unidade (que começou em 375 GB), chegando a 1.5 TB. As pequenas capacidades foram boas, pois os SSDs Optane foram projetados principalmente para resistência e usados ​​com frequência em uma arquitetura de duas camadas. Aqui, os SSDs podem absorver gravações, que normalmente é onde os SSDs NAND falham. Vimos a Optane se sair bem nessa função com HCI da pilha do Azure e VMware vSAN, entre outros. Agora estamos trabalhando nesta análise com o Intel Optane SSD P5800X de última geração, para ver como a plataforma cresceu.

O SSD Intel Optane P5800X expande o nível mais rápido de armazenamento SSD da Intel. Vimos os SSDs Optane rolarem bastante no laboratório com o P4800X, que foi lançado há pouco mais de quatro anos. Com o tempo, a Intel aumentou a capacidade da unidade (que começou em 375 GB), chegando a 1.5 TB. As pequenas capacidades foram boas, pois os SSDs Optane foram projetados principalmente para resistência e usados ​​com frequência em uma arquitetura de duas camadas. Aqui, os SSDs podem absorver gravações, que normalmente é onde os SSDs NAND falham. Vimos a Optane se sair bem nessa função com HCI da pilha do Azure e VMware vSAN, entre outros. Agora estamos trabalhando nesta análise com o Intel Optane SSD P5800X de última geração, para ver como a plataforma cresceu.

O que há de novo com o Intel Optane SSD P5800X

A Intel não está se segurando com o Intel Optane SSD P5800X. Eles apelidaram a unidade de “o SSD de data center mais rápido do mundo”. Os números da Intel também parecem ótimos até você perceber que eles estão comparando com o SSD baseado em P5600 NAND. De qualquer forma, porém, o P5800X obtém um grande impulso em relação ao P4800X onde é importante, resistência com 100 DWPD.

Como o Intel Optane SSD P5800X é usado em muitas configurações de armazenamento multicamadas, a durabilidade da unidade é crítica. Os SSDs Optane geralmente são configurados para absorver todas as gravações em um sistema, protegendo mídias maiores e mais lentas por trás dele. Podem ser SSDs QLC, por exemplo, que funcionam bem para cargas de trabalho pesadas de leitura, mas não têm muita resistência ou desempenho de gravação. Dessa forma, o P5800X é o companheiro perfeito para mídias mais lentas. Muitos fornecedores de software descobriram isso. vSAN, Azure HCI, StorONE e muitos outros são especialistas em fazer multicamadas funcionarem bem.

Conforme mencionado durante o evento Intel Memory and Storage, a empresa está lançando sua segunda geração de produtos Optane, a classe de armazenamento que fica entre a memória e o NAND tradicional, muitas vezes chamada de memória de classe de armazenamento. O P5800X aproveita a nova mídia, bem como a interface PCIe Gen4 (que agora pode ser aproveitada graças ao Processadores escaláveis ​​Intel Xeon de 3ª geração) para velocidades ainda mais altas.

Os números citados são bastante impressionantes, com velocidades máximas de 7.4 GB/s e uma taxa de transferência de até 2 milhões de IOPS, tudo isso com latência realmente baixa para inicializar. A QoS também oferece desempenho previsível com latência muito baixa. A latência previsível e baixa o torna uma opção atraente para serviços financeiros (detecção de fraude, análise, conformidade e modelagem de mercado), bem como lances em tempo real (solicitações de anúncios, solicitações de lances, lances e entrega de anúncios).

O SSD Intel Optane P5800X vem com garantia de cinco anos e capacidades de 400 GB, 800 GB e 1.6 TB. Para nossa análise, estamos olhando para o modelo de 800 GB.

Mesa de teste

Nossas novas análises de SSD PCIe Gen4 Enterprise aproveitam um Lenovo Think System SR635 para testes de aplicativos e benchmarks sintéticos. O ThinkSystem SR635 é uma plataforma AMD de CPU única bem equipada, oferecendo potência de CPU bem acima do necessário para enfatizar o armazenamento local de alto desempenho. É também a única plataforma em nosso laboratório (e uma das poucas no mercado atualmente) com baias PCIe Gen4 U.2. Os testes sintéticos não exigem muitos recursos da CPU, mas ainda utilizam a mesma plataforma Lenovo. Em ambos os casos, a intenção é mostrar o armazenamento local da melhor maneira possível, de acordo com as especificações máximas de unidade do fornecedor de armazenamento.

PCIe Gen4 sintético e plataforma de aplicativos (Lenovo ThinkSystem SR635)

• 1 x AMD 7742 (2.25 GHz x 64 núcleos)
• 8 x 64 GB DDR4-3200 MHz ECC DRAM (1 x 64 GB para Houdini)
• CentOS 7.7 1908
• Ubuntu 20.10-desktop
• ESXi 6.7u3

Plataforma Sintética PCIe Gen3 (Dell PowerEdge R740xd)

• 2 x CPU Intel Gold 6130 (2.1 GHz x 16 núcleos)
• 4 x 16 GB DDR4-2666 MHz ECC DRAM
• 1 placa RAID PERC 730 2GB 12Gb/s
• Adaptador NVMe Complementar
• Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64

Histórico de testes e comparáveis

A Laboratório de teste StorageReview Enterprise fornece uma arquitetura flexível para realizar benchmarks de dispositivos de armazenamento corporativo em um ambiente comparável ao que os administradores encontram em implantações reais. O Enterprise Test Lab incorpora uma variedade de servidores, redes, condicionamento de energia e outras infraestruturas de rede que permitem que nossa equipe estabeleça condições do mundo real para avaliar com precisão o desempenho durante nossas análises.

Incorporamos esses detalhes sobre o ambiente de laboratório e protocolos em revisões para que os profissionais de TI e os responsáveis ​​pela aquisição de armazenamento possam entender as condições em que alcançamos os resultados a seguir. Nenhuma de nossas análises é paga ou supervisionada pelo fabricante do equipamento que estamos testando. Detalhes adicionais sobre o Laboratório de teste StorageReview Enterprise e uma visão geral de seus recursos de rede estão disponíveis nessas respectivas páginas.

Houdini por SideFX

O teste Houdini foi projetado especificamente para avaliar o desempenho do armazenamento no que se refere à renderização CGI. O testbed Gen3 para este aplicativo é uma variante do tipo de servidor central Dell PowerEdge R740xd que usamos no laboratório com duas CPUs Intel 6130 e DRAM de 64 GB. Para dispositivos Gen4, usamos o Lenovo ThinkSystem SR635 equipado com uma CPU 64 de 7742 núcleos e DRAM reduzida para 64 GB. Em nossa plataforma Gen3, instalamos o Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) executando bare metal, enquanto nossa plataforma Gen4 mais recente usa o Ubuntu 20.10-desktop. A saída do benchmark é medida em segundos para ser concluída, com menos sendo melhor.

A demonstração do Maelstrom representa uma seção do pipeline de renderização que destaca os recursos de desempenho do armazenamento, demonstrando sua capacidade de usar efetivamente o arquivo de troca como uma forma de memória estendida. O teste não grava os dados do resultado nem processa os pontos para isolar o efeito do tempo decorrido do impacto da latência no componente de armazenamento subjacente. O teste em si é composto por cinco fases, três das quais executamos como parte do benchmark, que são as seguintes:

• Carrega pontos compactados do disco. Este é o momento de ler do disco. Isso é de thread único, o que pode limitar a taxa de transferência geral.
• Descompacta os pontos em uma única matriz plana para permitir que sejam processados. Se os pontos não tiverem dependência de outros pontos, o conjunto de trabalho pode ser ajustado para permanecer no núcleo. Esta etapa é multiencadeada.
• (Not Run) Processa os pontos.
• Reempacota-os em blocos agrupados adequados para armazenamento em disco. Esta etapa é multiencadeada.
• (Não executado) Grava os blocos agrupados de volta no disco.

Aqui, o P5800X saiu na frente dos drives testados com apenas 1,799.5 segundos. Isso também o coloca entre os quatro primeiros resultados que já vimos.

Análise de Carga de Trabalho do VDBench

Quando se trata de dispositivos de armazenamento de comparação, o teste de aplicativo é o melhor e o teste sintético vem em segundo lugar. Embora não seja uma representação perfeita das cargas de trabalho reais, os testes sintéticos ajudam a estabelecer a linha de base dos dispositivos de armazenamento com um fator de repetibilidade que facilita a comparação entre soluções concorrentes. Essas cargas de trabalho oferecem uma variedade de perfis de teste diferentes, desde testes de "quatro cantos", testes comuns de tamanho de transferência de banco de dados até capturas de rastreamento de diferentes ambientes VDI. Todos esses testes utilizam o gerador de carga de trabalho vdBench comum, com um mecanismo de script para automatizar e capturar resultados em um grande cluster de teste de computação. Isso nos permite repetir as mesmas cargas de trabalho em uma ampla variedade de dispositivos de armazenamento, incluindo arrays flash e dispositivos de armazenamento individuais. Nosso processo de teste para esses benchmarks preenche toda a superfície da unidade com dados e, em seguida, particiona uma seção da unidade igual a 25% da capacidade da unidade para simular como a unidade pode responder às cargas de trabalho do aplicativo. Isso é diferente dos testes de entropia total, que usam 100% da unidade e os colocam em estado estacionário. Como resultado, esses números refletirão velocidades de gravação sustentadas mais altas.

perfis:

• Leitura aleatória em 4K: 100% de leitura, 128 threads, 0-120% de atualização
• Gravação aleatória em 4K: 100% de gravação, 64 threads, 0-120% de atualização
• Leitura sequencial de 64K: 100% de leitura, 16 threads, 0-120% iorado
• Gravação sequencial de 64K: 100% gravação, 8 threads, 0-120% iorado
• Banco de Dados Sintético: SQL e Oracle
• Clone completo de VDI e rastreamentos de clone vinculados

Comparáveis:

• Intel P4800X 375 GB
• Dapustor H3900 800GB

Em nossa primeira análise de carga de trabalho VDBench, leitura aleatória de 4K, o P5800X ultrapassou as outras unidades e atingiu o pico de 1,416,092 IOPS e uma latência de apenas 85.5 µs.

A gravação aleatória de 4K mostrou outra exibição impressionante de desempenho e permaneceu abaixo de 100µs com um pico de 1,328,538 IOPS com uma latência de apenas 90.3µs.

Mudando para cargas de trabalho sequenciais, especificamente nossas cargas de trabalho de 64K, em leitura, não houve competição real. O P5800X atingiu um pico de 112,979 IOPS ou 7.1 GB/s com uma latência de 281 µs.

Com gravação sequencial de 64K, o P5800X continuou seu domínio com um pico de 93,579 IOPS ou 5.85 GB/s com uma latência de 161µs.

Nosso próximo conjunto de testes são nossas cargas de trabalho SQL: SQL, SQL 90-10 e SQL 80-20. Começando com SQL, o SSD Intel Optane P5800X manteve seu ritmo impressionante, mais do que dobrando o desempenho da próxima unidade de colocação com um pico de 828,464 IOPS e uma latência de 37.6 µs.

O SQL 90-10 teve o P5800X atingido primeiro com um pico de 808,476 IOPS e uma latência de 38.3 µs. Novamente, dobrando o desempenho do DapuStor com metade da latência.

Para SQL 80-20, o P5800X mais uma vez teve um desempenho realmente alto com um pico de 778,015 IOPS em uma latência de 39.5µs.

A seguir estão nossas cargas de trabalho Oracle: Oracle, Oracle 90-10 e Oracle 80-20. Começando com a Oracle, o Intel Optane SSD P5800X continuou a mais do que dobrar o desempenho da próxima unidade mais próxima e com latências muito baixas. Na Oracle, o novo Optane atingiu o pico de 697,772 IOPS com uma latência de 48.5µs.

No Oracle 90-10, o P5800X ficou em primeiro lugar com 748,100 IOPS e uma latência de apenas 28µs.

O Oracle 80-20 P5800X teve um pico impressionante de 726,162 IOPS com 28.8 µs de latência.

Em seguida, mudamos para nosso teste de clone VDI, Full and Linked. Para VDI Full Clone (FC) Boot, o P5800X conquistou facilmente o primeiro lugar com desempenho máximo de 481,166 IOPS e latência de 70.4 µs.

O login inicial do VDI FC viu o P5800X atingir um pico de 274,042 IOPS e uma latência de 105.3 µs.

E o VDI FC Monday Login mais uma vez viu o P5800X sair na liderança com desempenho de 232,343 IOPS e latência de 65.5 µs.

Para inicialização VDI Linked Clone (LC), o Intel Optane SSD P5800X teve impressionantes 247,127 IOPS e 63.6 µs para um pico.

O login inicial do VDI LC viu um salto na latência no início, mas o P5800X ainda terminou forte com 134,846 IOPS e 55.6 µs de latência.

Por fim, com o VDI LC Monday Login, o P5800X começou com uma latência mais alta, mas caiu rapidamente e terminou com 168,481 IOPS e 91.1 µs de latência.