Intel lanserade P5510 NVMe SSD i december förra året, den första företags-SSD på marknaden med 144-lagers TLC NAND. Vi har sett diskarna i vårt labb mycket sedan dess, de är oerhört populära på grund av deras aggressiva pris/prestanda-förhållande. Vid nästan samma exakta tidpunkt lanserade Samsung sin PM9A3 SSD. Baserad på en mindre genomskinlig 1xx-lagers NAND, är PM9A3, liksom Intel, ett flaggskepp vertikalt integrerad SSD-lösning. Eftersom båda företagen i stor utsträckning levererar den populära U.2-formfaktorn i kapaciteten på 7.68 TB, bestämde vi oss för att sätta dessa giganter head-to-head för att se vem som har försprånget i företagens SSD-krig.
Intel lanserade P5510 NVMe SSD i december förra året, den första företags-SSD på marknaden med 144-lagers TLC NAND. Vi har sett diskarna i vårt labb mycket sedan dess, de är oerhört populära på grund av deras aggressiva pris/prestanda-förhållande. Vid nästan samma exakta tidpunkt lanserade Samsung sin PM9A3 SSD. Baserad på en mindre genomskinlig 1xx-lagers NAND, är PM9A3, liksom Intel, ett flaggskepp vertikalt integrerad SSD-lösning. Eftersom båda företagen i stor utsträckning levererar den populära U.2-formfaktorn i kapaciteten på 7.68 TB, bestämde vi oss för att sätta dessa giganter head-to-head för att se vem som har försprånget i företagens SSD-krig.
intel P5510
Problemet med att jämföra SSD:er är att leverantörerna betonar specifikationer som inte alltid återspeglar verkliga scenarier. Till exempel är nästan alla specifikationer gjorda för en enda enhet, under mycket goda driftsförhållanden.
I det här fallet ser vi statistik på hög nivå som 900,000 6,500 slumpmässigt lästa IOPS och sekventiell läsning upp till 9 3 MB/s från PM5510A930,000. När det gäller Intel, hävdar P7000 XNUMX XNUMX IOPS och XNUMX XNUMX MB/s i bandbredd. Även om de är flashiga, ger dessa siffror oss inte en fullständig bild.
Samsung PM9A3
Vad vi har gjort för att försöka få en djupare titt på prestanda är att ta åtta SSD-enheter från varje och placera dem i en branschledande server för mer djupgående analys. Vår testvikt är centrerad på blandade arbetsbelastningar, eftersom SSD:er för företag sällan bara slänger en enda arbetsbelastning. Vi utvärderade också ett bullrigt grannscenario med flera namnutrymmen och tittade slutligen på hur enheterna presterar under allvarligt skrivtryck.
Innan vi går för långt dock, låt oss sätta scenen i termer av var dessa enheter sitter. Båda erbjuds i vanliga U.2-formfaktorer. Samsung erbjuder PM9A3 dessutom som E1.S, E1.L och U.3. PM9A3 kommer också i en M.2-formfaktor, om än med en mycket reducerad prestandaprofil då M.2-formfaktorn har ett mycket lägre effektomslag. Intel erbjuder P4510 i formfaktorn för kort linjal, det är rimligt att de kommer att erbjuda P5510 på det sättet också.
När man tittar på kapaciteten har Intel gått med vanliga 3.84 TB och 7.68 TB kapacitet. Samsung har tagit ett bredare tillvägagångssätt genom att lägga till 960 GB, 1.92 TB och 15.36 TB kapacitet, även om inte alla är tillgängliga i alla formfaktorer.
Den sista viktiga faktorn att tänka på är uthållighet. Både P5510 och PM9A3 är betygsatta till en enhetsskrivning per dag, vilket placerar dessa i vad som har blivit den vanliga kategorin för blandad arbetsbelastning. När det kommer till garanti erbjuder Intel fem års garanti medan Samsung erbjuder tre års garanti. Detta är faktiskt väldigt viktigt eftersom det betyder att Intel har en högre effektiv uthållighet, eftersom de levererar 1DWPD under ytterligare två år.
Intel P5510 vs Samsung PM9A3 Performance
För denna jämförelse valde vi en Dell PowerEdge R750, som stöder åtta NVMe SSD-enheter i den här konfigurationen. Båda partierna av SSD:er testades på ett identiskt sätt på samma server.
Specifikationer på hög nivå inkluderar:
- 2 x Intel Scalable Gen3 8380
- 32 x 32 GB DDR4 3200MHz
- Ubuntu 20.04.2 Live Server (syntetiska arbetsbelastningar)
- VMware ESXi 7.0u2 (applikationsarbetsbelastningar)
- 8 x PCI Gen4 U.2 NVMe-fack
Benchmarks utfördes med VDbench och FIO för syntetiska benchmarks, samt Percona Sysbench och Benchmark Factory för SQL Server.
VDbench: Varje grupp av 8 NVMe SSD-enheter raderas säkert, sedan skrivs hela diskytan till med en 64K-skrivoperation, följt av en timmes 64K-sekventiell förkonditioneringsarbetsbelastning. När det är klart får varje enhet en partition på 25% av diskytan (2TB partition för en 8TB SSD).
Vi fokuserade sedan på en grupp vanliga arbetsbelastningsprofiler, bestående av slumpmässiga läs- och skrivbelastningar, samt vanliga blandade arbetsbelastningar. Vi använde också våra I/O-mönster utformade för att replikera SQL-, Oracle- och VDI-arbetsbelastningar. Innan de slumpmässiga I/O-mönstren startade utförde vi ytterligare 1 timmes 4K slumpmässig skrivaktivitet.
Arbetsbelastningsprofiler
- 4K slumpmässig läsning och skrivning
- 4K slumpmässigt 70/30
- 8K slumpmässigt 70/30
- 16K slumpmässigt 70/30
- Syntetisk databas: SQL och Oracle
- VDI Full Clone och Linked Clone Traces
Vi började med en 4K slumpmässig läsarbetsbelastning och mätte prestandan för gruppen av åtta Intel P5510 SSD:er från 669K IOPS vid en latens på 70 mikrosekunder, upp till en topp på 6.67M IOPS vid 151 mikrosekunder. Som jämförelse gick Samsung PM9A3 efter när den mätte 581K IOPS vid 75 mikrosekunder vid starten, innan den nådde en topp på 5.76M IOPS vid 173 mikrosekunder.
I den slumpmässiga skriv-4K-arbetsbelastningen hade Samsung PM9A3 fördelen i skrivprestanda, med den mätte 404K IOPS vid 16 mikrosekunders latens och toppade på 4.03M IOPS vid 239 mikrosekunder. Intel P5510 kom med 362K IOPS vid 18 mikrosekunder i början och skalade upp till 3.5M IOPS vid 235 mikrosekunders latens när arbetsbelastningen ökade.
Rena läs- eller skrivbelastningar visar i allmänhet inte hela bilden av en SSD, vilket är där blandade arbetsbelastningar hjälper till att visa en bättre bild under mer realistiska förhållanden. I denna 4K-arbetsbelastning med en läsmix på 70 %, skalade Intel P5510-prestanda från 392K IOPS vid 57 mikrosekunder vid starten innan den maxade vid 4M IOPS vid 116 mikrosekunder. Samsung PM9A3 startade vid 393K IOPS vid 60 mikrosekunder och skalade upp till 3.91M IOPS vid 129 mikrosekunder.
Genom att öka blockstorleken till 8K med samma 70% läsblandning visade Intel P5510 en större spridning från Samsung PM9A3. Här mätte Intel P5510 247K IOPS vid 70 mikrosekunder vid starten, och skalade upp till 2.57M IOPS vid 188 mikrosekunder. Samsung PM9A3 startade vid 215K IOPS vid 68 mikrosekunder och rampade upp till 2.18M IOPS vid 216 mikrosekunder.
När vi flyttade till en ännu större 16K slumpmässig 70 % läsarbetsbelastning fortsatte spridningen att växa mellan Intel- och Samsung-diskarna. Intel startade en hårstörning med högre latens vid 142K IOPS på 87 mikrosekunder, innan den steg upp till 1.49M IOPS vid 312 mikrosekunder. Samsung PM9A3 som jämförelse började vid 115K IOPS vid 76 mikrosekunder, innan den toppade vid 1.17M IOPS vid 359 mikrosekunder.
I vår syntetiska SQL-arbetsbelastning övergår vi återigen till en blandad dataprofil. Intel P5510 skalade från 225K IOPS 79 mikrosekunder upp till 2.30M IOPS vid 110 mikrosekunder. Samsung PM9A3 sträckte sig från 230K IOPS vid 80 mikrosekunder upp till 2.25M IOPS vid 109 mikrosekunder.
Med SQL-arbetsbelastningen i en 80 % läsprofil såg vi Intel P5510 variera från 214K IOPS vid 69 mikrosekunder upp till 2.14M IOPS vid 117 mikrosekunder som topp. Samsung PM9A3 startade vid 207K IOPS vid 71 mikrosekunder och rampade upp till 2.04M IOPS vid 117 mikrosekunder.
Vår senaste SQL-arbetsbelastning flyttas till en 90 % läsprofil med mindre skrivaktivitet. Här startade Intel P5510 vid 220K IOPS på 74 mikrosekunder och skalade upp till 2.27M IOPS på 111 mikrosekunder. Samsung PM9A3 sträckte sig från 226K IOPS på 76 mikrosekunder och toppade med 2.20M IOPS på 109 mikrosekunder, ett hårstrå under Intel SSD.
I Oracles syntetiska arbetsbelastning behöll Intel P5510 fortfarande en liten ledning över Samsung PM9A3. Här såg vi Intel P5510 starta på 210K IOPS på 69 mikrosekunder och toppa ut på 2.08M IOPS vid 120 mikrosekunder. Samsung PM9A3, som jämförelse, varierade från 191K IOPS på 71 mikrosekunder och rampade upp till 1.91M IOPS på 121 mikrosekunder.
Med en tyngre skrivmix i vår syntetiska Oracle-databasprofil med 80 % läsblandning såg vi ytterligare en korsning mellan de två SSD-modellerna. Intel P5510 skalade från 175K IOPS vid 67 mikrosekunder upp till 1.76M IOPS vid 98 mikrosekunder. Samsung PM9A3 startade vid 179K IOPS vid 70 mikrosekunder och gick upp till 1.76M IOPS vid 96 mikrosekunder.
Vår senaste Oracle syntetiska databasprofil flyttas till en 90 % läsblandning. Här börjar Intel P5510 vid 180K IOPS på 72 mikrosekunder och skalar upp till 1.81M IOPS på 96 mikrosekunder. Samsung PM9A3 som var het i Intels svans startade på 183K IOPS på 75 mikrosekunder och toppade på 1.80M IOPS vid 95 mikrosekunder.
När vi går mot slutet av våra Vdbench-arbetsbelastningar, kretsar våra senaste sex profiler kring VDI-profiler som täcker Boot, Initial Login och Monday Login för både Full Clone och Linked clone scenarier.
I vår Full Clone Boot-profil skalade Intel P5510 från 169K IOPS vid 85 mikrosekunder upp till 1.72M IOPS vid 147 mikrosekunder. Samsung PM9A3 startade vid 163K IOPS vid 82 mikrosekunder och rampade upp till 1.62M IOPS vid 143 mikrosekunder.
Vår nästa fullklonade profil täcker ett användningsfall för Initial Login. Här skalade Intel P5510 från 90K IOPS vid 50 mikrosekunder upp till 900K IOPS vid 176 mikrosekunder. Som jämförelse startade Samsung PM9A3 vid 88K IOPS vid 47 mikrosekunder och toppade på 879K IOPS vid 208 mikrosekunder.
Vår senaste fullklonade VDI-profil täcker ett scenario för inloggning på måndag. Här började Intel P5510 med en högre latens än Samsung med 66K IOPS på 77 mikrosekunder och toppade på 677K IOPS på 147 mikrosekunder. Samsung PM9A3 varierade från 59K IOPS vid 65 mikrosekunder upp till 597K IOPS vid 161 mikrosekunder.
Genom att byta över till våra länkade klon VDI-profiler är vår första Boot. Samsung PM9A3 hade en klar fördel i detta test, där den skalade från 78K IOPS på 102 mikrosekunder innan den toppade vid 757K IOPS på 137 mikrosekunder. Intel P5510 sträckte sig från 59K IOPS vid 147 mikrosekunder upp till 584K IOPS vid 181 mikrosekunder.
I den länkade klonen Initial Login-arbetsbelastningen krympte gapet mellan de två SSD:erna. Samsung PM9A3 startade vid 36K IOPS vid 74 mikrosekunder och toppade vid 362K IOPS vid 129 mikrosekunder. Intel P5510 startade vid 36K IOPS vid 87 mikrosekunder och skalade upp till 339K IOPS vid 139 mikrosekunder.
Vår senaste Vdbench-arbetsbelastningsprofil täcker den länkade klonade VDI Monday Login-profilen. Intel P5510 började med 50.4K IOPS vid 91 mikrosekunder och toppade med 506K IOPS vid 194 mikrosekunder. Samsung PM9A3 började med 44.4K IOPS vid 76 mikrosekunder och toppade vid 464K IOPS vid 208 mikrosekunder.
FIO Skriv trycktest
Lagringsarbetsbelastningar blir mer komplexa eftersom SSD:er hänger med i samtidiga läs-/skrivförfrågningar på en toppanvändningsnivå. Möjligheten att betjäna en IO under samtidig skrivtryck blir mer intressant än att göra läsningar där det inte finns några skrivningar. Leverantörer kan hålla bakgrundsaktiviteten tillräckligt låg för att visa ett "riktmärke" som lässvar under oladdade förhållanden. Men det är inte så verklig IO fungerar.
Den här arbetsbelastningen visar också hur SSD:n på sin kärnfasta programvara och NAND-komponentnivå kan pausa eller scenskriva och prioritera läsning. Read Priority kan driva SLA-kravet för vissa applikationserbjudanden. Så motivationen för ett skrivtryckstest drivs av behovet av att testa både samtidig IO och motståndskraften och QoS för en SSD-produkt.
I vårt skrivtryckstest körde vi arbetsbelastningen över åtta enheter i testgrupperna Intel P5510 och Samsung PM9A3. När vi testar flash-enheter har vi i många fall sett att individuella enhetstester inte alltid speglar hur den enheten kan reagera i ett mer aktivt system. För att visa hur prestandan speglades drog vi resultat från två körningar i varje grupp, vilket i det här fallet motsvarar körningar ett och fem i varje testgrupp.
Det första måttet vi tittar på i det här fallet är hur den genomsnittliga slutfördröjningen jämförs mellan Intel P5510 och Samsung PM9A3 med en skrivtrycksbelastning som tillämpas från en nivå av 10MB/s till 700MB/s. De två Intel SSD-proverna startade med en slutförande latens (CLAT) på 78 mikrosekunder och ökade till 211 mikrosekunder på en nivå av 700MB/s. Samsung PM9A3 som jämförelse startade på 82 mikrosekunder och rampade upp till 251 mikrosekunder vid 700MB/s. Vid 800 MB/s hade P5510 en ledning på 108 mikrosekunder över PM9A3.
Nästa fokus flyttas till 99:e percentilens latens, vilket ger en bättre bild av den övre kanten av svarstider. Vi ser att Intel P5510 har en något högre svarstid, startar 388 mikrosekunder vid 10MB/s, men som sjunker och faller under Samsung PM9A3 vid 110MB/s, fortsätter upp till 709 mikrosekunder vid en begärd datahastighet på 700MB/s. Samsung PM9A3 startar på 151 mikrosekunder vid 10MB/s och skalar upp till 930 mikrosekunder vid 700MB/s begärt. Vid 800 MB/s erbjöd P5510 en förbättring på 196 mikrosekunder jämfört med PM9A3.
FIO Noisy Neighbour Test
Traditionellt, för att se hur SSD-enheter fungerar under varierande samtidiga arbetsbelastningar, applicerar du läs- och skrivbelastningar på enheten samtidigt. Dessa arbetsbelastningar kan också inkludera varierande blockstorlekar och andra element. NVMe SSD:er tog med ett nytt koncept i mixen där de kan erbjuda namnutrymmesprovisionering med flera innehavare, kontra vanlig partitionering.
I en situation där flera hyresgäster alla använder sina etablerade namnutrymmen med olika arbetsbelastningar, är det viktigt att latensen inte ökar så att lagringen inte längre svarar för varje hyresgäst. I det bullriga granntestet tillämpar vi blandade skrivarbetsbelastningar på tre av sex tillhandahållna namnutrymmen och spårar läsfördröjningen från de återstående tre namnområdena för att se hur varje enhet hanterar den samtidiga skriv- och läsaktiviteten.
Jämför vi Intel P5510 med Samsung PM9A3 ser vi att Intel SSD har fördelen jämfört med Samsung SSD när det gäller latens från genomsnittlig slutförande upp till 4 9:or av latenssvarstider. När vi jämför slutförda latenser för läsarbetsbelastningarna NS4, NS5 och NS6, ser vi att Intel P5510 mäter 132, 141 respektive 162 mikrosekunder. Detta i motsats till Samsung PM9A3 som mätte 136, 145 och 168 mikrosekunder för sina respektive namnutrymmesarbetsbelastningar.
När vi går upp till 99:e plats mäter vi Intel P5510 på 469, 482 och 502 mikrosekunder för NS4, NS5 och NS6, jämfört med Samsung PM9A3 på 523, 545 och 594 mikrosekunder. På 99.9:e mäter Intel P5510 652, 660 och 685 mikrosekunder, mot Samsung PM9A3 på 816, 832 och 881 mikrosekunder. Vid 99.99:e har Intel fortfarande en stark ledning med 816, 832 och 848 mikrosekunder mot Samsung PM9A3 med 1020, 1037 och 1090 mikrosekunder.
SQL Server prestanda
StorageReviews Microsoft SQL Server OLTP-testprotokoll använder det aktuella utkastet till Transaction Processing Performance Councils Benchmark C (TPC-C), ett riktmärke för onlinetransaktionsbearbetning som simulerar de aktiviteter som finns i komplexa applikationsmiljöer. TPC-C-riktmärket kommer närmare än syntetiska prestandariktmärken att mäta prestandastyrkorna och flaskhalsarna hos lagringsinfrastruktur i databasmiljöer.
Varje SQL Server VM är konfigurerad med två vDisks: 100 GB volym för uppstart och en 500 GB volym för databasen och loggfiler. Ur ett systemresursperspektiv konfigurerade vi varje virtuell dator med 16 vCPU:er, 64 GB DRAM och utnyttjade LSI Logic SAS SCSI-kontrollern. Medan våra Sysbench-arbetsbelastningar som tidigare testats mättade plattformen i både lagrings-I/O och kapacitet, letar SQL-testet efter latensprestanda.
SQL Server-testkonfiguration (per virtuell dator)
- Windows Server 2012 R2
- Lagringsutrymme: 600 GB tilldelat, 500 GB använt
- SQL Server 2014
- Databasstorlek: 1,500 XNUMX skala
- Virtuell klientbelastning: 15,000 XNUMX
- RAM-buffert: 48GB
- Testlängd: 3 timmar
- 2.5 timmars förkonditionering
- 30 minuters provperiod
När vi fokuserar på genomsnittlig läsfördröjning i vår SQL Server TPC-C-arbetsbelastning över en 8VM-belastning (1 VM per SSD) maximerade både Intel P5510 och Samsung PM9A3 arbetsbelastningen med en svarstid på 1.0 ms.
Sysbench MySQL Performance
Vårt Sysbench-test använder en Percona för att driva I/O till en MySQL OLTP-databas. Detta test mäter också genomsnittlig TPS (Transactions Per Second), genomsnittlig latens och genomsnittlig 99:e percentil latens.
Varje Sysbench VM är konfigurerad med tre vDisks: en för uppstart (~92GB), en med den förbyggda databasen (~447GB) och den tredje för databasen som testas (270GB). Ur ett systemresursperspektiv konfigurerade vi varje virtuell dator med 16 vCPU:er, 60 GB DRAM och utnyttjade LSI Logic SAS SCSI-kontrollern.
Sysbench-testkonfiguration (per virtuell dator)
- CentOS 6.3 64-bitars
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Databastabeller: 100
- Databasstorlek: 10,000,000 XNUMX XNUMX
- Databastrådar: 32
- RAM-buffert: 24GB
- Testlängd: 3 timmar
- 2 timmar förkonditionering 32 trådar
- 1 timme 32 trådar
Med en belastning på 16VM (2VM per SSD) mätte vi 38,838 5510 TPS från gruppen av åtta Intel P9 SSD:er, medan Samsung PM3A38,717-gruppen mätte 8 1 TPS. Denna arbetsbelastning mättade också processorerna på testplattformen. Genom att sänka belastningen till 5510VMs eller 30,337 per SSD, mätte Intel P9-gruppen 3 29,438 TPS medan Samsung PMXNUMXAXNUMX-gruppen mätte XNUMX XNUMX TPS.
Genom att jämföra genomsnittlig latens för varje grupp av 8 NVMe SSD-enheter, mätte vi Intel P5510 16VM-arbetsbelastningen vid 13.18 ms och 8VM-arbetsbelastningen vid 8.44 ms. Samsung PM9A3-gruppen mätte 13.23 ms vid 16 VM och 8.69 ms vid 8 VM.
I vår slutliga arbetsbelastning med fokus på 99:e percentilens latens i Sysbench, mätte vi gruppen Intel P5510 SSD:er på 25.35 ms med 16 VM och 14.50 ms med en arbetsbelastning på 8 VM. Detta var i motsats till Samsung PM9A3 SSD:er som mätte 26.21ms vid 16VM och 14.74ms vid 8VMs.
Slutsats
Den här övningen är ganska intressant. Utgångspunkten där vi började var att specifikationer för en enda företags-SSD inte är särskilt användbara. De fokuserar ofta på toppprestanda för en mycket liten och specifik arbetsbelastning. I företaget dock utanför en blad som kör två enheter, system utnyttjar många SSD:er och även om bandbredd är relevant, är latens kung. När vi går igenom denna långa, och ibland extremt intensiva, testplan, blir effekten av latens uppenbar. Rent praktiskt kan detta vara skillnaden i hur många virtuella datorer ett värdsystem kan stödja eller hur lyhörd en applikation kan vara för slutanvändare.
Om man tittar på faktiska prestanda över hela linjen målar Intel P5510 och Samsung PM9A3 upp en intressant bild. I syntetiska benchmarks hade Intel P5510 fördelen i de flesta arbetsbelastningar som fokuserade på blandade dataprofiler, med ett ökande gap när arbetsbelastningen skev mer skrivbaserad. Det hade också en fördel att flytta upp i blockstorlekar, där vi ser att dess växande försprång flyttas från 4K till 8K till 16K överföringsstorlekar.
Även om fokus på rå prestanda är en sak, är latens en annan del av historien. Det var här vi tittade på latens under ett skrivtryckstest. Här visade Intel P5510 en fördel med avseende på latens då en tillämpad skrivarbetsbelastning ökade i steg om 10MB/s upp till 850MB/s. Mot det övre intervallet av det testet vid 800 MB/s, hade Intel P5510 en 108 mikrosekunders ledning över Samsung PM9A3 i slutförande latens och en 196.5 mikrosekunders avledning i 99:e percentilens latens.
Vårt senaste test mätte hur SSD:erna presterade under en bullrig grannarbetsbelastning, med tre namnområden under en skrivbelastning och tre med läsbelastningar. P5510 fortsatte att upprätthålla lägre läslatens, med ett ökande gap när du såg upp till fyra 9:or av latensrespons.
När vi flyttade till vår applikationsarbetsbelastning i gruppen av 8 Intel P5510 och Samsung PM9A3 SSD:er kunde båda enheterna mätta vårt SQL Server-test ner till 1 ms total svarstid. Men i Sysbench, medan CPU:erna utnyttjades fullt ut, höll P5510 fördelen över PM9A3 i både 8VM och 16VM arbetsbelastningar.
Sammantaget är det ganska striden mellan de två enheterna. Och när du bara tittar på specifikationens nummer är enheterna ganska lika. Men i det här testet visade Intel-enheterna konsekvent bättre latens under de mest krävande situationerna. Kombinera det med de extra två års garanti och P5510 erbjuder ett ganska attraktivt paket.
Denna rapport är sponsrad av Intel Corporation. Alla åsikter och åsikter som uttrycks i denna rapport är baserade på vår opartiska syn på produkten/de produkter som övervägs.
Engagera dig med StorageReview
Nyhetsbrev | Youtube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | Facebook | Rssflöde
