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Análise do SSD Mangstor MX6300 NVMe

by Adam Armstrong

O Mangstor MX6300 é um SSD de altura total e meio comprimento que usa a interface NVMe. O MX6300 vem em três capacidades: 2.0 TB, 2.7 TB e 5.4 TB. A unidade utiliza MLC NAND empresarial e pode ser colocada em slots PCIe de servidor x86. O uso de NVMe e MLC NAND oferece ao MX6300 enormes benefícios de desempenho. Mangstor afirma que a unidade pode atingir 900 IOPS em desempenho de leitura aleatória e leitura sequencial de 3.7 GB/s e com sete gravações completas de unidade por dia. O Mangstor MX6300 aproveita Toshiba NAND e um controlador de flash definido por software desenvolvido pela Mangstor usando Altera FPGAs.


O Mangstor MX6300 é um SSD de altura total e meio comprimento que usa a interface NVMe. O MX6300 vem em três capacidades: 2.0 TB, 2.7 TB e 5.4 TB. A unidade utiliza MLC NAND empresarial e pode ser colocada em slots PCIe de servidor x86. O uso de NVMe e MLC NAND oferece ao MX6300 enormes benefícios de desempenho. Mangstor afirma que a unidade pode atingir 900 IOPS em desempenho de leitura aleatória e leitura sequencial de 3.7 GB/s e com sete gravações completas de unidade por dia. O Mangstor MX6300 aproveita Toshiba NAND e um controlador de flash definido por software desenvolvido pela Mangstor usando Altera FPGAs.

O desempenho e a baixa latência do MX6300 o tornam ideal para uso em análises em tempo real, processamento de transações online (OLTP) e virtualização de servidores. O MX6300 acelera os aplicativos localizando dados dinâmicos bem perto da CPU do host. Dessa forma, o MX6300 atua como uma camada de armazenamento com alta capacidade, baixa latência e alto desempenho para dados de missão crítica. Com NVMe, o MX6300 é capaz de utilizar todo o potencial dos benefícios do flash sobre a interface SATA ou SAS.

Um grande benefício que separa o MX6300 de seus concorrentes é sua configurabilidade. O controlador da unidade pode ser configurado por software, tanto no front-end quanto no back-end, para otimizar o uso de NAND e reduzir a energia do sistema. O software Mangstor não apenas permite que os usuários configurem seu controlador, mas também podem fazer atualizações de campo no sistema sem tempo de inatividade desnecessário. Isso também permite que a memória seja estendida de DRAM para o MX6300 para persistência de dados.

O Mangstor MX6300 vem com uma garantia de 5 anos e um preço de venda de cerca de $ 15,000. Para nossa análise, veremos o modelo de 2.7 TB.

Especificações do Mangstor MX6300 NVMe SSD:

  • Fator de forma: FHHL
  • Capacidade: 2.7TB
  • NAND: eMLC
  • Interface: NVMe PCIe Gen3 x8 (8GT/s)
  • Desempenho:
  • Desempenho de leitura sequencial (até): 3,700 MB/s
  • Desempenho de gravação sequencial (até): 2,400 MB/s
  • Leitura aleatória de 4 KB (até): 900,000 IOPS
  • Gravação aleatória de 4 KB (até): 600,000 IOPS
  • Gravação sustentada de 4 KB (até): 300,000 IOPS
  • Leitura/gravação aleatória 70/30 (até): 700,000 IOPs
  • Latência de leitura/gravação (QD 1): 90/15ms
  • Endurance:
  • DWDP: 7
  • Retenção de dados: retenção de 90 dias a 40° C no EOL
  • MTBF: 1.8 milhões de horas
  • Meio Ambiente:
  • Consumo de energia 70/30 Leitura/gravação: 45W
  • Temperatura de operação: 0 a 55 °C de temperatura ambiente com fluxo de ar sugerido
  • Temperatura fora de operação: -40° a 70° C
  • Fluxo de ar (min): 300 LFM
  • Sistemas operacionais:
  • Windows Server 2012 R2 (Caixa de entrada)
  • Windows Server 2008 R2 SP1 (OFA NVME)
  • Kernel Linux 3.3 ou posterior
  • RHEL 6
  • 5 anos de garantia

Concepção e construção

O Mangstor MX6300 é um cartão Full-Height, Half-Length. A altura mais alta oferece mais espaço para NAND e controladores, mas limita os slots e, portanto, os servidores, o cartão se encaixa. A parte superior do cartão tem dissipadores de calor que percorrem o comprimento do cartão. No canto superior direito está a marca Mangstor.

Virando o cartão, vemos uma placa exposta com mais NAND adicional. Na parte inferior da placa está a interface x8 PCIe 3.0.

Histórico de testes e comparáveis

O Mangstor MX6300 possui um processador Coherent Logix HyperX, um controlador de flash definido por software desenvolvido pela Mangstor usando Altera FPGAs e Toshiba eMLC NAND.

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. Testamos o desempenho sintético do Mangstor MX6300 usando o CentOS 7.0. Atualmente, o Sysbench usa um ambiente CentOS 6.6, enquanto nossos testes do Windows SQL Server usam o Server 2012 R2. Drivers NVMe nativos foram usados ​​por toda parte.

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 dois primeiros benchmarks do Mangstor MX6300 são, portanto, os Desempenho OLTP do MySQL via SysBench e Desempenho OLTP do Microsoft SQL Server com uma carga de trabalho TCP-C simulada.

Nossa Teste de banco de dados Percona MySQL via SysBench mede o desempenho da atividade OLTP. 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. Percona e MariaDB podem usar APIs de aceleração de aplicativos com reconhecimento de flash Fusion-io em versões recentes de seus bancos de dados, embora, para fins de comparação, testemos cada dispositivo em um modo de armazenamento em bloco "legado".

Em nosso teste SysBench, o MX6300 no CentOS 6.6 começou abaixo dos outros neste grupo e manteve um desempenho mais lento à medida que a carga aumentava. O MX6300 atingiu um pico de 2520 TPS. Mangstor nos disse que os drivers NVMe no CentOS 6.6 podem ser os culpados, com o CentOS 7+ oferecendo melhor desempenho e estabilidade.

A latência média do SysBench mostra mais do mesmo com o MX6300 tendo latência consistentemente mais alta do que os overdrives começando em 6.83 ms e atingindo um pico de 12.7 ms.

Ao comparar a latência do 99º percentil em nosso teste SysBench, o MX6300 mais uma vez teve um desempenho na parte de trás do pacote, desta vez por uma margem um pouco maior, com pico de 25.9 ms, enquanto o próximo mais próximo atingiu o pico de 19.71 ms.

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 MX6300 com o PX600, vemos que ele avança apenas um pouco com 6315.4 TPS em comparação com os 600 TPS do PX6311.8.

Vemos a mesma coisa presente na latência média com o MX6300 sendo um ms mais rápido que o PX600, com 2ms a 3ms.

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

Nosso primeiro teste mede 100% de desempenho de gravação aleatória de 4k com uma carga de 16T/16Q. Nesse cenário, o MX6300 começou com o desempenho mais forte antes de cair para o segundo lugar em um estado estável, pairando em torno da marca de 225 IOPS.

Observando a latência média, mostra uma imagem semelhante, o MX6300 começou forte e terminou em um estado estável entre 1 ms e 1.2 ms, colocando-o próximo ao topo do pacote.

Com latência máxima, o MX6300 começou forte novamente e ficou em segundo lugar geral subindo lentamente de cerca de 6 ms para pouco menos de 8 ms em um estado estável. Ele teve alguns picos, um de 13.54ms no início e outro maior perto do final, 9.92ms.

A plotagem de cálculos de desvio padrão fornece uma maneira mais clara de comparar a quantidade de variação entre pontos de dados de latência individuais coletados durante um benchmark. Com nosso teste de desvio padrão, o MX6300 começou e permaneceu forte o tempo todo, rodando a 5ms na maior parte do teste. Embora o Huawei tivesse latências mais baixas, era menos consistente que o MX6300.

Depois que as unidades terminam o pré-condicionamento, examinamos os benchmarks sintéticos primários. Na taxa de transferência de 4K, vimos o MX6300 ocupar o primeiro lugar de leitura sem problemas. O MX6300 desistiu de 904,747 IOPS lidos, 150K IOPS sobre seu próximo concorrente mais próximo. Embora não tenha ficado em primeiro lugar em desempenho de gravação, ficou em segundo lugar com 218,348 IOPS.

Vemos o mesmo posicionamento com latência média. O MX6300 teve o melhor desempenho em leitura com 0.28ms e o segundo em gravação com 1.17ms.

Passando para a latência máxima, o MX6300 não se posiciona tão fortemente. Na latência de leitura caiu para o terço inferior do pacote com resultados de 17.7ms e com latência de gravação ficou em terceiro com 8.13ms.

Com desvio padrão, o MX6300 mais uma vez se destaca como o melhor desempenho, em latência de gravação em segundo lugar em leitura, com latência de leitura de 0.205ms e latência de gravação de 0.496ms.

Nossa próxima carga de trabalho usa transferências de 8k com uma proporção de 70% de operações de leitura e 30% de operações de gravação. O MX6300 apresentou outro forte desempenho. Embora tenha começado na extremidade inferior, atingiu um estado estacionário em torno de 18,000 IOPS, ficando em segundo lugar.

Com latência média, o MX6300 começou com pouco mais de 1 ms e permaneceu abaixo de 1.5 ms.

No benchmark de latência máxima, o MX6300 estava prestes a ficar abaixo de 20 ms, novamente oferecendo um desempenho bastante consistente em comparação com algumas das outras unidades.

Os cálculos de desvio padrão para o pré-condicionamento 8k 70/30 colocam essa anomalia de latência máxima no contexto de um perfil de latência consistente e normal durante a aproximação do estado estacionário. O MX6300 pairou por volta de 1ms, começando e terminando um pouco abaixo.

Depois que as unidades são pré-condicionadas, o benchmark de taxa de transferência de 8k 70/30 varia a intensidade da carga de trabalho de 2 threads e 2 filas até 16 threads e fila de 16. O MX6300 ficou em segundo lugar com um pico de IOPS de 246,371.

A latência média nos dá uma colocação semelhante com o MX6300 não tendo uma latência superior a 1.03ms.

O MX6300 teve um desempenho um pouco melhor no benchmark de latência máxima, mantendo uma latência consistentemente baixa.

Medido em termos de desvio padrão, o MX6300 ficou no terço superior.

Conclusão

O Mangstor MX6300 é um SSD NVMe de altura total e meio comprimento. O MX6300 vem em três capacidades, sendo 5.4 TB a mais alta. O MX6300 utiliza um processador integrado, um controlador configurável por software e Toshiba eMLC NAND para oferecer um grande aumento de desempenho. O MX6300 é ideal para análises em tempo real, OLTP e virtualização de servidores. A unidade reivindica alto desempenho e baixa latência, além de resistência 7 DWPD e vem com garantia de 5 anos.

Olhando para o desempenho, o MX6300 foi o melhor em nossos testes de leitura 4K sintéticos SQL Server e FIO. Em nosso teste SQL Server TPC-C, o MX6300 ofereceu uma latência impressionante de 2 ms em nossa carga de trabalho de escala de 3,000 com 30,000 usuários virtuais. Em nossos benchmarks sintéticos, o MX6300 se saiu muito melhor, ficando no topo em vários testes. Em ambos os conjuntos ou testes de pré-condicionamento, o MX6300 apresentou desempenho forte e estável, ficando entre os três primeiros na maioria dos testes. Em nosso teste primário de 4K, o MX6300 teve uma taxa de transferência de 904,747 IOPS lidas, maior do que o desempenho declarado. Vimos uma latência média de leitura de 4K de 0.28 ms. Em nossos testes 8K 70/30, o MX6300 nos deu uma taxa de transferência de 246,371 IOPS. Em nossos testes de latência 8K 70/30, o MX6300 se classificou fortemente em todos os três testes. No geral, a única área fraca a ser observada foi em nossa carga de trabalho Sysbench, onde o MX6300 chegou ao final do pacote, embora parte disso possa estar relacionado ao suporte mais fraco do driver NVMe no CentOS 6.6, em comparação com o CentOS 7.0, onde medimos os resultados FIO e Server 2012 R2 onde o implantamos com SQL.

Vantagens

  • Controlador configurável por software
  • Capacidade máxima de 5.4 TB
  • Mais de 900 IOPS em desempenho de leitura 4K
  • Fantástico desempenho do SQL Server

Desvantagens

  • Menor desempenho do SysBench no CentOS 6.6

Concluindo!

O Mangstor MX6300 é um SSD FHHL NVMe que oferece um incrível desempenho de leitura de 900k+ IOP 4K, projetado para acelerar aplicativos e oferece aos administradores a capacidade de estender sua DRAM descarregando a carga de trabalho em flash.

Página do produto Mangstor MX6300

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