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Revisão da série Intel SSD 660p

by Lyle Smith

Lançado hoje, o Intel SSD 660p Series é o primeiro SSD cliente da empresa a ser fornecido com NAND 64D QLC (célula de quatro níveis) de 3 camadas. O que isso significa para o usuário final é um SSD mais barato com um perfil de desempenho razoável. Como será verdade para a maioria dos lançamentos de SSD QLC, a conversa será sobre finalmente ter um SSD que possa substituir os HDDs tanto em termos de preço quanto de capacidade. O 660p, por sua vez, está posicionado como um SSD NVMe em um fator de forma m.2 de lado único que acelerará o desaparecimento de HDDs e SSDs SATA baseados em valor na computação do cliente. O 660p faz parte do portfólio maior da Intel, que inclui unidades mais rápidas baseadas em TLC e Optane que atingem casos de uso mainstream e de desempenho.


Lançado hoje, o Intel SSD 660p Series é o primeiro SSD cliente da empresa a ser fornecido com NAND 64D QLC (célula de quatro níveis) de 3 camadas. O que isso significa para o usuário final é um SSD mais barato com um perfil de desempenho razoável. Como será verdade para a maioria dos lançamentos de SSD QLC, a conversa será sobre finalmente ter um SSD que possa substituir os HDDs tanto em termos de preço quanto de capacidade. O 660p, por sua vez, está posicionado como um SSD NVMe em um fator de forma m.2 de lado único que acelerará o desaparecimento de HDDs e SSDs SATA baseados em valor na computação do cliente. O 660p faz parte do portfólio maior da Intel, que inclui unidades mais rápidas baseadas em TLC e Optane que atingem casos de uso mainstream e de desempenho.

Fora do portão, o 660p vem em capacidades de 512 GB, 1 TB e 2 TB com MSRP a partir de $ 99 para o modelo de 512 GB e $ 199 para o de 1 TB. Com preços tão agressivos, a reação natural é se preocupar com o desempenho. O 660p tem um perfil muito bom, especialmente para o público-alvo centrado em valor. Usando um cache SLC NAND integrado, o 660p é cotado para fornecer leitura/gravação sequencial de 1800/1800 MB/s. IOPS de leitura/gravação aleatória de 4K também são balanceados em 220k/220k. A Intel quer ter certeza de que os clientes esperam confiabilidade e longevidade das novas unidades QLC, incluindo uma garantia de 5 anos. Os números de resistência são cotados em 100 TBW para a unidade de 512 TB, escalando para ~ 400 TBW para a capacidade de 2 TB.

Analisando mais profundamente o desempenho, a Intel projetou o 660p para o que eles descrevem como cargas de trabalho do “mundo real”. Nesse caso, isso significa lidar com cargas de trabalho intermitentes que têm bastante tempo ocioso entre elas. Além disso, a Intel aproveita o tempo ocioso para ajustar o comportamento da unidade para oferecer uma experiência melhor, expandindo/contraindo o cache SLC para dentro/fora do QLC NAND. Especificamente, isso significa lidar com a preponderância das cargas de trabalho do usuário final, como aplicativos de produtividade e serviços de streaming, que geralmente caem nas bandas de leitura/gravação de 60/40 a 80/20. Para usuários que desejam um pouco mais de controle manual, a Intel oferece um modo de aumento de desempenho por meio do software Intel Toolbox que libera manualmente o cache SLC para que as cargas de trabalho de entrada sejam priorizadas.

Nossa análise é do SSD Intel 1p de 660 TB.

Intel SSD 660p Especificações

Fator de forma 80mm M.2 2280, S3, <10 gramas
Capacidades 512, 1024 (1 TB), 2048 (2 TB)
NAND 64 camadas, QLC, Intel® 3D NAND
Interface PCIe 3.0x4, NVMe
Responsável pelo Tratamento
Desempenho
Máximo de leitura/gravação sequencial até 1,800 MB/s (ambos)
Máximo de leitura/gravação aleatória de 4K até 220,000 IOPS (ambos)
TBW 100 por 512 GB por 5 anos
AFR/MTBF 0.55% / 1.6Mhrs
Garantia  5 ano

Velocidade Intel SSD 660p

Mesa de teste

A plataforma de teste utilizada nesses testes é uma Dell PowerEdge R740xd servidor. Medimos o desempenho do SATA por meio de uma placa RAID Dell H730P dentro deste servidor, embora definimos a placa no modo HBA apenas para desativar o impacto do cache da placa RAID. O NVMe é testado nativamente por meio de uma placa adaptadora M.2 para PCIe. A metodologia usada reflete melhor o fluxo de trabalho do usuário final com os testes de consistência, escalabilidade e flexibilidade nas ofertas de servidores virtualizados. Um grande foco é colocado na latência da unidade em toda a faixa de carga da unidade, não apenas nos menores níveis de QD1 (Queue-Depth 1). Fazemos isso porque muitos dos benchmarks comuns do consumidor não capturam adequadamente os perfis de carga de trabalho do usuário final.

Houdini por SideFX

O teste Houdini foi projetado especificamente para avaliar o desempenho do armazenamento no que se refere à renderização CGI. O banco de teste para esta aplicação é uma variante do núcleo Dell PowerEdge R740xd tipo de servidor que usamos no laboratório com duas CPUs Intel 6130 e DRAM de 64 GB. Neste caso, instalamos o Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) executando bare metal. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. (Não Executar) Processe os pontos.
  4. Reempacota-os em blocos agrupados adequados para armazenamento em disco. Esta etapa é multiencadeada.
  5. (Não executado) Grave os blocos agrupados de volta no disco.

O Intel SSD 660p registrou uma pontuação de 4,070.6 segundos, colocando-o próximo ao final da tabela de classificação.

Desempenho do SQL Server

Usamos uma instância leve e virtualizada do SQL Server para representar adequadamente o que um desenvolvedor de aplicativos usaria em uma estação de trabalho local. O teste é semelhante ao que executamos em storage arrays e unidades corporativas, apenas reduzido para ser uma aproximação melhor dos comportamentos empregados pelo usuário final. A carga de trabalho 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.

A VM leve do SQL Server é configurada com três vDisks: volume de 100 GB para inicialização, um volume de 350 GB para o banco de dados e arquivos de log e um volume de 150 GB usado para o backup do banco de dados que recuperamos após cada execução. Do ponto de vista dos recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 32 GB de DRAM e aproveitamos o controlador LSI Logic SAS SCSI. Este teste usa o SQL Server 2014 em execução em VMs convidadas do Windows Server 2012 R2 e é reforçado pelo Benchmark Factory da Dell para bancos de dados.

Configuração de teste do SQL Server (por VM)

  • Windows Server 2012 R2
  • Ocupação de armazenamento: 600 GB alocados, 500 GB usados
  • SQL Server 2014
    • Tamanho do banco de dados: escala 1,500
    • Carga de cliente virtual: 15,000
    • Memória RAM: 24 GB
  • Duração do teste: 3 horas
    • 2.5 horas de pré-condicionamento
    • período de amostra de 30 minutos

Ao olhar para a saída do SQL Server, o Intel SSD 660p ficou bem atrás do resto do pacote com uma pontuação de 2,613.3 TPS.

Na latência média, o novo drive da Intel apresentou 998.0ms muito altos.

Análise de Carga de Trabalho do VDBench

O pico de desempenho 4K da unidade Intel 660p foi de 60,604 IOPS com uma latência de 2,095 μs, o que a colocou bem atrás até mesmo da unidade mais lenta.

O desempenho de gravação contou uma história semelhante, pois a unidade atingiu o pico de apenas 26,456 IOPS com uma latência muito alta de 4.824 ms.

Mudar para o trabalho sequencial com testes de 64K não mostrou nenhuma melhoria. Aqui, a nova unidade Intel teve um desempenho de último lugar de 3,605 IOPS ou 225 MB/s com uma latência de 4.44 ms.

Observar as gravações sequenciais de 64K mostra resultados muito desiguais, como fica claro nos gráficos abaixo. Aqui, o Intel 660p fica bem atrás novamente com um desempenho máximo de 1235.4 IOPS ou 77.21 MB/s com uma latência de 12.9 ms.

Em seguida, analisamos nossos benchmarks de VDI, que são projetados para sobrecarregar ainda mais as unidades. Esses testes incluem Boot, Initial Login e Monday Login. Olhando para o teste de inicialização, o Intel 660p teve desempenho máximo de 24,164 IOPS com uma latência de 1346.1 μs, que novamente ficou bem atrás de todas as outras unidades testadas.

Em nosso VDI Initial Login, a unidade Intel 660p vem em último lugar com desempenho mais desigual, chegando a 8404 IOPS e 3.04 ms de latência.

A unidade Intel 660p seguiu o mesmo caminho de desempenho em nosso último teste, VDI Monday Login, com desempenho máximo de 10,403 IOPS e latência de 1534μs.

Conclusão

O novo SSD orientado a valor da Intel faz parte de um portfólio maior que consiste em unidades muito mais rápidas; no entanto, o 660p foi projetado especificamente para substituir HDDs e SSDs SATA como a opção mais viável e menos dispendiosa para sistemas baseados em cliente. Com seu preço atual, certamente faz esse caso, embora o desempenho do 660p seja baixo o suficiente para atender apenas àqueles que procuram uma atualização mínima de uma estação de trabalho baseada em HDD. A nova linha da Intel também oferece alguns recursos de confiabilidade bastante decentes, com números de resistência cotados em 100 TBW para a unidade de 512 TB (~ 400 TBW para a capacidade de 2 TB) com garantia de 5 anos. Os usuários também podem aproveitar um modo de reforço usando o software Intel Toolbox, que libera manualmente o cache do SLC para que as cargas de trabalho de entrada sejam priorizadas.

Observar o desempenho da unidade não mostrou surpresas, pois estava bem atrás das unidades mais caras com as quais comparamos. No teste de Houdini, a unidade registrou 4,070.6 segundos, colocando-a perto da parte inferior. No SQL Server, a unidade tinha 2,613.3 TPS e uma latência média de 998 ms, ficando bem atrás do resto do pacote, enquanto nossas análises de carga de trabalho VDI mostraram mais ou menos os mesmos resultados econômicos. Ele foi capaz de atingir picos de 4K de 26,456 IOPS de gravação e 60,604 IOPS de leitura, com pontuações de 64K de 225 MB/s de leitura e 77.21 MB/s de gravação. Em nossos testes de VDI, a unidade atingiu 24,164 IOPS de inicialização, 8404 IOPS de login inicial e 10,403 IOPS de login na segunda-feira.

Tudo bem, contra outros SSDs, o 660p não parece tão bom, mas isso era de se esperar. Os SSDs QLC, pelo menos inicialmente, não serão escolhidos pelo desempenho. Eles serão selecionados para uma reprodução de valor em dólar/GB, bem como todos os benefícios inerentes do flash sobre o armazenamento magnético do HDD, como menor consumo de energia, resistência a danos físicos como quedas e menos produção de calor. Faz muito tempo desde que analisamos um novo disco rígido de 2.5 ″ do cliente, mas da última vez que o fizemos, a unidade de 2 TB postou 4K IOPS de leitura aleatória de pouco menos de 100, onde estamos olhando para 60,000 com o 660p. E embora os testes sequenciais que executamos hoje não sejam exatamente os mesmos que eram com os HDDs, o 660p coloca leituras sequenciais de blocos grandes de 225 MB/s e gravações de 77 MB/s, onde o HDD viu cerca de 115 MB/s e 110 MB /s respectivamente. Portanto, em termos de mercado que a Intel está procurando abordar com o 660p, eles atingiram a meta com sucesso. O 660p foi projetado para atender a uma necessidade no extremo de armazenamento em massa móvel do espectro e continua o ataque aos HDDs de 2.5 ″, cujos dias estão claramente contados.

Intel

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