Fusion ioMemory SX300 是第三代 PCIe 應用加速器，強調耐用性和性價比。 SX300 和 其更高性能的 PX600 兄弟 包括 Fusion 的新“Atomic 系列”，它本質上是一個硬件平台，具有兩種不同的 NAND 過度配置方案，這會導致兩個驅動器的性能配置文件不同。
Fusion ioMemory SX300 是第三代 PCIe 應用加速器，強調耐用性和性價比。 SX300 和 其更高性能的 PX600 兄弟 包括 Fusion 的新“Atomic 系列”，它本質上是一個硬件平台，具有兩種不同的 NAND 過度配置方案，這會導致兩個驅動器的性能配置文件不同。
PX600 和 SX300 使用相同的控制器平台和相同的原始 NAND，兩者之間的核心區別在於 NAND 配置。 SX300 針對容量和更好的成本指標進行了調整，而 PX600 針對耐用性進行了調整。 兩種驅動器都提供相似的性能配置文件。 SX300 具有 1.25TB、1.6TB 和 3.2TB 的薄型外形規格以及 6.4TB 全高半長外形。 這篇評論以 SX3.2 的 300TB 版本為特色。 所有卡均提供 PCIe 2.0 x8 接口。
Fusion-io ioMemory SX300 提供五年保修，最高可達每張卡使用的最大耐用度。 我們的評測單元是3.2TB容量的卡。
Fusion ioMemory SX300 規格
- 可用容量：
- 1.25TB（型號：1300）
- 讀取帶寬 (GB/s)：2.6
- 寫入帶寬 (GB/s)：1.1
- 跑了。 讀取 IOPS (4K)：195,000
- 跑了。 寫入 IOPS (4K)：285,000
- 耐力（PBW）：4
- 1.6TB（型號： 1600）
- 讀取帶寬 (GB/s)：2.6
- 寫入帶寬 (GB/s)：1.1
- 跑了。 讀取 IOPS (4K)：195,000
- 跑了。 寫入 IOPS (4K)：285,000
- 耐力（PBW）：5.5
- 3.2TB（型號：3200）
- 讀取帶寬 (GB/s)：2.6
- 寫入帶寬 (GB/s)：1.2
- 跑了。 讀取 IOPS (4K)：215,000
- 跑了。 寫入 IOPS (4K)：300,000
- 耐力（PBW）：11
- 6.4TB（型號：6400）
- 讀取帶寬 (GB/s)：2.6
- 寫入帶寬 (GB/s)：1.2
- 跑了。 讀取 IOPS (4K)：180,000
- 跑了。 寫入 IOPS (4K)：285,000
- 耐力（PBW）：22
- 1.25TB（型號：1300）
- NAND 類型：MLC（多級單元）
- 讀取訪問延遲：92μs
- 寫訪問延遲：15μs
- 總線接口：PCI-Express 2.0 x8
- 重量 5.2 盎司 7.25 盎司
- 外形：薄型標準高度（1.25TB， 1.6TB、3.2TB） 半長 (6.4TB)
- 操作系統
- 微軟：Windows Server 2012 R2、2012、2008 R2 SP1
- Linux：RHEL 5/6、SLES 11、OEL 5/6、CentOS 5/6、Debian Squeeze、Ubuntu 12/13
- Unix：Solaris 11.1/11 x64、Solaris 10 U11 x64
- 管理程序：VMware ESXi 5.0/5.1/5.5、Windows Server 2012 Hyper-V、2012 R2 Hyper-V
- 功率要求：25W
- 溫度
- 操作：0°C – 55°C
- 非運行時：-40°C – 70°C
- 氣流：300 (LFM)2
- 濕度：非冷凝 5-95%
- 海拔
- 運行：-1,000 英尺至 10,000 英尺
- 非運行：-1,000 英尺至 30,000 英尺
- 保修期：3 年或最長使用期限
設計和建造
Fusion-io Atomic Series SX300 是一款單控制器 PCIe 應用加速器，具有 HHHL 和 FHHL 外形規格。 對於 1.2-3.2TB 版本，該卡具有更小的 HHHL 外形尺寸，這使其幾乎可以普遍適用於市場上的服務器。 更大容量的 6.4TB 型號需要更大的高度來安裝額外的 NAND，儘管它仍然適合市場上的大多數服務器，只是不是所有插槽。
新的 Atomic 系列 SX300 卡類似於 Fusion-io 之前的應用加速器，利用 FPGA 控制器，能夠利用主機資源，他們聲稱提供更低的延遲性能，更接近 CPU。 與 ioDrive2 系列相比的一個小區別是，最新型號都沒有使用兩個控制器（以前在 Duo SLC 和 MLC 產品中發現過）。 這有助於節省功耗，更不用說它為用戶提供了一個單一的存儲池，而不是兩個他們需要一起條帶化的存儲池。
Fusion-io 還取消了 SX300 卡上的任何外部電源連接，這在第一代和第二代型號上都可以看到。 原因是舊型號可能在更高性能模式下消耗更多功率，並且某些服務器無法在高於最低 PCIe 功率規格的情況下安全運行。 然而，目前市場上的服務器支持更高的功率需求，因此 Fusion-io 包括通過插槽本身啟用更高功率模式的能力。
測試背景和比較
Fusion-io ioMemory SX300 是單個 FPGA 控制器和帶有 PCIe 2.0 x8 接口的 Intel MLC NAND。
本次審查的可比性：
- 融合-io PX600 （2.6TB，1x FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x8）
- Fusion-io ioDrive2 （1.2TB，1x FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x4）
- Fusion-io ioDrive2 雙核 （2.4TB，2 個 FPGA 控制器，MLC NAND，PCle 2.0 x8）
- Fusion-io ioDrive2 雙核 （1.2TB，2 個 FPGA 控制器，SLC NAND，PCle 2.0 x8）
- Fusion-io ioScale （3.2TB，1x FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x4）
- 華為Tecal ES3000 （2.4TB，3 個 FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x8）
- 英特爾SSD 910 （800GB，4 個英特爾 EW29AA31AA1 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x8）
- LSI Nytro WarpDrive（800GB，4 個 LSI SandForce SF-2500 控制器，MLC NAND，PCle 2.0 x8）
- 記憶 PBlaze3H （2.4TB，2 個 FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.1 x8）
- 記憶 PBlaze3L （1.2TB，1x FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.1 x8）
- 美光P320h （700GB，1 個 IDT 控制器，SLC NAND，PCIe 2.0 x8）
- 美光P420m （1.6TB，1x IDT 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x8）
- OCZ ZD-XL 閃光燈 （1.6TB，8 個 LSI SandForce SF-2500 控制器，MLC NAND，PCle 2.0 x8）
- Virident FlashMAX II （2.2TB，2x FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x8）
所有 PCIe 應用加速器都在我們的第二代企業測試平台上進行了基準測試，該平台基於 聯想ThinkServer RD630. 對於綜合基準，我們利用 菲奧 Linux 版本 2.0.10 和 Windows 版本 2.0.12.2。 在我們的綜合測試環境中，我們使用時鐘速度為 2.0GHz 的主流服務器配置，儘管具有更強大處理器的服務器配置可以產生更高的性能。
- 2 x Intel Xeon E5-2620（2.0GHz，15MB 緩存，6 核）
- 英特爾 C602 芯片組
- 內存 – 16GB (2 x 8GB) 1333Mhz DDR3 Registered RDIMM
- Windows Server 2008 R2 SP1 64 位或 CentOS 6.3 64 位
- 100GB 美光 P400e 啟動固態硬盤
- LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA（用於啟動 SSD）
- LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA（用於基準測試 SSD 或 HDD）
應用性能分析
為了了解企業存儲設備的性能特徵，必須對實時生產環境中的基礎架構和應用程序工作負載進行建模。 因此，我們對 ioMemory SX300 的前三個基準測試是 MarkLogic NoSQL 數據庫存儲基準, 通過 SysBench 的 MySQL OLTP 性能 Microsoft SQL Server OLTP 性能 具有模擬的 TCP-C 工作負載。
我們的 MarkLogic NoSQL 數據庫環境需要四個一組的 SSD，可用容量至少為 200GB，因為 NoSQL 數據庫的四個數據庫節點需要大約 650GB 的空間。 我們的協議使用 SCST 主機並在 JBOD 中呈現每個 SSD，每個數據庫節點分配一個。 測試在 24 個間隔內重複進行，總共需要 30-36 小時。 MarkLogic 記錄每個 SSD 的總平均延遲以及間隔延遲。
ioMemory SX300 在 NoSQL 基準測試中為獲得最佳性能而過度配置時的平均延遲為 1.527 毫秒，與其兄弟 PX600 相當。 兩個 Atomic 驅動器都在這個大型數據集中獲得了最好的加速器。
在 NoSQL 基準測試期間，ioMemory SX300 在協議早期的合併讀取操作期間經歷了高達 13.79 毫秒的延遲峰值，在合併寫入操作期間出現了 11.84 毫秒的較小峰值。 這兩個峰值都不足以顯著影響基準測試期間的整體性能。
我們的 通過 SysBench 進行 Percona MySQL 數據庫測試 衡量 OLTP 活動的性能。 在此測試配置中，我們使用一組 聯想 ThinkServer RD630s 並將數據庫環境加載到單個 SATA、SAS 或 PCIe 驅動器上。 該測試測量平均 TPS（每秒事務數）、平均延遲以及 99 到 2 個線程範圍內的平均 32% 延遲。 Percona 和 MariaDB 可以在其數據庫的最新版本中使用 Fusion-io 閃存感知應用程序加速 API，儘管出於比較的目的，我們在“傳統”塊存儲模式下測試了每個設備。
Memblaze PBlaze3 平台在我們迄今為止針對 MySQL 工作負載進行基準測試的 PCIe 閃存驅動器中名列前茅。 在多達 16 個線程時，兩個 Atomic ioMemory 驅動器的性能都優於 PBlaze3 同類產品。 在 16 個線程以上，PX600 和 SX300 僅略微被 PBlaze3H 領先。
MySQL 基準測試期間平均延遲的比較結果相似，PX600 和 SX300 幾乎在所有工作負載下都優於 PBlaze3 驅動器。
Fusion 驅動器比 PBlaze3 平台更好地處理最壞情況下的延遲情況。
StorageReview 的 Microsoft SQL Server OLTP 測試協議 採用事務處理性能委員會基準 C (TPC-C) 的當前草案，這是一種在線事務處理基準，模擬複雜應用程序環境中的活動。 TPC-C 基準比綜合性能基準更接近於衡量數據庫環境中存儲基礎設施的性能優勢和瓶頸。 我們的 SQL Server 協議使用 685GB（3,000 規模）的 SQL Server 數據庫，並測量 30,000 個虛擬用戶負載下的事務性能和延遲。
就每秒事務數而言，SX300 能夠與我們的 Microsoft SQL 基準測試中的同類驅動器保持同步。 吞吐量通常不是具有 30,000 個用戶 SQL Server 基準的當前一代 PCIe 存儲的限制因素。
Microsoft SQL Server 基準測試中用於評估性能的更重要指標是平均延遲。 在 30,000 個虛擬用戶的工作負載下，ioMemory SX300 展示了其 Fusion-io 顏色，作為 Fusion 驅動器隊列的一部分，這些驅動器在 SQL Server 基準測試中擁有迄今為止最好的 PCIe 性能。
企業綜合工作負載分析
閃存性能在每個存儲設備的整個預處理階段各不相同。 我們的綜合企業存儲基準流程從分析驅動器在徹底的預處理階段的運行方式開始。 每個可比較的驅動器都使用供應商的工具進行安全擦除，在 16 個線程的重負載下使用相同的工作負載預處理到穩定狀態，每個線程有 16 個未完成隊列，然後按設定的時間間隔進行測試在多個線程/隊列深度配置文件中顯示輕度和重度使用情況下的性能。
- 預處理和初級穩態測試：
- 吞吐量（讀+寫 IOPS 聚合）
- 平均延遲（讀+寫延遲一起平均）
- 最大延遲（峰值讀取或寫入延遲）
- 延遲標準偏差（讀+寫標準偏差一起平均）
我們的企業綜合工作負載分析包括兩個基於實際任務的配置文件。 開發這些配置文件是為了更容易與我們過去的基準測試以及廣泛發布的值（例如最大 4k 讀寫速度和 8k 70/30，通常用於企業硬件）進行比較。
- 4k
- 100% 讀取或 100% 寫入
- 100% 4k
- 8k 70/30
- 70% 讀取，30% 寫入
- 100% 8k
在 Linux 中 4% 寫入操作的 100k 預處理工作負載下，具有高性能預留空間的 SX300 經歷了競爭激烈的爆發期。 否則，兩種 SX300 過度配置方案在接近穩態時都會出現性能下降。
在 Windows 環境下，SX300 的 4k 寫入吞吐量在 Windows 中處於最佳狀態，比 Linux 性能略有優勢。
股票 SX4 超額配置方案的平均 300k 寫入延遲最終上升到 Linux 中同類驅動器中最高的，但高性能超額配置將 SX300 推向了中間位置。
在 Windows 中，高性能超額配置還發現 SX300 在 4k 預處理期間寫入操作的平均延遲方面處於中間位置。
儘管出現了短暫的性能問題，例如在 20k 預調節期間測量到 4 毫秒的延遲以及庫存過度配置，但 SX300 在 Linux 測試平台的平均延遲方面表現出色。
ioMemory SX300 在 4k 寫入預處理期間的最大延遲結果在 Windows 中更為顯著。 庫存配置的最大延遲經常超過 200 毫秒，而高性能超額配置仍然經常超過 150 毫秒以達到最大測量延遲。
繪製標準偏差計算圖提供了一種更清晰的方法來比較基準測試期間收集的各個延遲數據點之間的變化量。 在 Linux 中 300k 基準測試的寫入預處理期間，SX4 的標準偏差結果使其處於可比較組的中間位置。
在 Windows 中，情況大同小異。 SX300 在 4k 預處理期間取得了可觀的標準偏差結果，但沒有華為 ES3000 或美光 P430m 令人印象深刻。 SX300 也落後於其更注重寫入性能的 Atomic 兄弟 PX600。
完成預處理後，ioMemory SX300 在為 4k Linux 基準測試中的高性能過度配置時達到第四好的寫入性能。 高性能過度配置對讀取性能的影響較小，這使 SX300 處於或接近兩種配置的底部。
SX300 在讀取性能方面略勝 PX600，在 Windows 的 4k 基準測試中，兩個驅動器都為高性能而過度配置。 高性能配置的寫入性能競爭力較弱，為 138,897IOPS。
SX4 在 Linux 中的 300k 基準平均延遲結果處於或接近同類產品中的最高水平，無論驅動器是否為額外性能而過度配置。
Windows 中的平均延遲對於 SX300 來說更具競爭力，尤其是在高性能過度配置的情況下。
在 Linux 的 300k 基準測試期間，高性能超額配置僅對 ioMemory SX4 的寫入操作有顯著影響。 啟用高性能配置可將最大延遲從 15.36 毫秒減少到 12.96 毫秒。
在 Windows 中，SX300 和 PX600 都遇到了比 Linux 4k 基準測試期間更大的延遲峰值。
標準偏差計算繼續顯示 SX300 在 4k Linux 基準測試期間的可比驅動器中是可靠但表現平平的。
在 Windows 中，SX300 在延遲結果的一致性方面處於中間位置； 不管數百毫秒的瞬時峰值，SX300 的整體延遲性能在 Windows 中比在 Linux 中的同類產品更具競爭力。
我們的下一個工作負載使用 8k 傳輸，讀取操作佔 70%，寫入操作佔 30%。 第一組圖表顯示了在預處理過程中進行的測量。 在 Linux 中，SX300 的突發吞吐量性能處於同類產品的前半部分。 爆發期過後，為高性能而過度配置的 SX300 在接近 140,000IOPS 附近的穩定狀態時能夠保持競爭地位。
在 8k 70/30 基準測試的 Windows 預處理期間，SX300 在兩種配置的突發期間的吞吐量方面也表現良好。 當驅動器接近穩定狀態時，高性能配置保持了第三名的成績。
在平均延遲方面，高性能 SX300 配置在 Linux 預調節期間落後於兩個 ioMemory PX600 配置和華為 ES3000。
在 Windows 中，高性能 SX300 配置超越了普通 PX600 的平均延遲結果，接近穩定狀態，位居第三。
兩種 SX8 配置在 Linux 中記錄的 300k 最大延遲，與我們也進行基準測試的兩種 PX600 配置非常相似，優於除華為 ES3000 和美光 P420m 之外的所有其他同類產品。
8k 基準測試的 Windows 預處理測量表明，與 Atomic ioMemory 平台在 Linux 中的性能相比，SX300 和 PX600 在處理最大延遲方面存在困難。 兩種 SX300 配置都經歷了 235 毫秒以上的峰值。
在 8k 預處理期間在 Linux 中測量的延遲的標準偏差計算將 SX300 置於可比驅動器之間的一致性方面的中間位置，SX300 庫存超額配置方案以及超額配置以實現高性能。
SX300 的 Windows 標準偏差結果顯示比 Linux 中的值循環更多，但就其延遲結果的一致性而言，SX300 也處於中間位置。
通過在 Linux 測試台上完成 8k 70/30 預處理，高性能 SX300 超額配置幾乎可以反映普通 PX600 的性能，在每個工作負載變化中排名第三。
在 Windows 中，SX300 在為更高性能進行過度配置時也表現良好。 在 16 個線程的最大負載和 16 個隊列深度下，高性能 SX300 配置以 129,852IOPS 位居第三。
在 8k 70/30 基準測試期間，Linux 的平均延遲結果使 SX300 處於有利地位，特別是配置了高性能預留空間。 如此配置後，它僅次於 PX600，是我們在此類中進行基準測試的最佳驅動器。
對於 SX8，70k 30/300 基準測試在 Windows 中的競爭力較弱，其中庫存過度配置僅始終優於同類產品中的庫存 ioDrive Duo MLC 配置。
我們 Linux 平台上 8k 70/30 基準測試的最大延遲測量結果令人印象深刻，沒有明顯的峰值，總體最大延遲結果與 PX600 非常相似。
在 Windows 中，SX300 和 PX600 都在與延遲峰值作鬥爭，這給 8k 70/30 基準測試的最大延遲圖錶帶來了戲劇性。 具有庫存超額配置的 SX300 配置在 249.35 個線程和 16 個隊列深度下達到 4 毫秒的延遲。
Linux 8k 基準測試的標準偏差結果顯示高性能 SX300 過度配置與庫存 PX600 配置同步移動。
Windows 最大延遲圖表中顯示的延遲尖峰消失在標準偏差結果的平均值中，SX300 為 8k 70/30 工作負載提供一致的延遲性能，即使不是值得注意的延遲性能，而不管最大延遲結果中偶爾出現的尖峰。
結論
Fusion-io (SanDisk) ioMemory SX300 旨在成為新的、簡化的 ioMemory Atomic 系列產品線的高容量產品。 它的性能在一系列企業存儲基準測試中即使不是值得注意的，也是一致的。 對於專為更多讀取密集型工作負載和適度耐用性而設計的驅動器，其寫入性能可能比預期更具競爭力。 Fusion-io 主要基於過度配置來區分 PX600 和 SX300，這會影響耐用性和容量，以及某些情況下的性能。 得益於出廠時較重的超額配置水平，PX600 能夠在放棄部分容量的同時保持更高的寫入性能和耐用性。 SX300 獲得了更多的容量和更好的成本/GB 概況，但放棄了耐用性，在某些情況下放棄了性能，使其成為 PX600 兄弟。
在 4k 和 8k 70/30 測試等綜合基準測試中，測試了驅動器的全部容量。 在庫存設置中，SX3.2 為 300TB，PX2.6 為 600TB。 PX600 在寫入性能方面具有優勢，因為該驅動器有更多 NAND 可用於處理後台活動。 如果使用 ioSphere 降低 SX300 的容量以匹配 PX600，結果將幾乎相同。
在被測數據集有限且所有被測產品大小相同的應用程序測試中，兩種 Atomic 系列驅動器的性能幾乎相同。 在 MarkLogic NoSQL 測試中，兩個驅動器在 0.003 多個小時的測試中相隔 30 毫秒。 在 Microsoft SQL Server TPC-C 測試中，兩個驅動器均記錄了 3 毫秒的平均延遲，SX300 略微領先 TPS。 在 Sysbench 測試中，我們看到了同樣的事情，兩個驅動器的性能相互重疊，儘管 PX600 保持了另一個微弱的領先優勢。
當需要做出購買決定時，卡之間的差異實際上歸結為每個卡都保證的耐用水平，而不是性能。 PX600 提供 12、16、32 和 64PB 四種容量的寫入耐久性，而 SX300 的額定值為 4、5.5、11 和 22PB。 在較小的卡上，這是 4 倍的差異，而對於最大的型號，差異縮小到略低於 3 倍。 對於那些具有更多讀取密集型工作負載並且無需額外耐用性即可完成工作的用戶，SX300 為市場帶來了更大的容量和更高的每 GB 價值。
優點
- 儘管 NAND 芯片縮小面臨挑戰，但性能與上一代產品相當
- 優秀的驅動管理軟件
- 針對應用程序性能和合理的耐用性進行了調整
缺點
- Windows 與 Linux 中的一些峰值延遲問題
底線
Fusion ioMemory SX300 為往往更以讀取為中心的延遲敏感型工作負載提供出色的性能配置文件。 由於 PX600 的容量增加，客戶可以享受更優惠的每 GB 定價，同時幾乎不犧牲性能。
