Mangstor MX6300 NVMe SSD 評測

Mangstor MX6300 是一款採用 NVMe 接口的全高半長 SSD。 MX6300 提供三種容量：2.0TB、2.7TB 和 5.4TB。該驅動器利用企業級 MLC NAND，可以放置在 x86 服務器 PCIe 插槽中。使用 NVMe 和 MLC NAND 為 MX6300 帶來了巨大的性能優勢。 Mangstor 聲稱該驅動器可以達到 900K IOPS 的隨機讀取性能和 3.7GB/s 的順序讀取以及每天 6300 次完整的驅動器寫入耐久性。 Mangstor MXXNUMX 利用 Toshiba NAND 和 Mangstor 使用 Altera FPGA 開發的軟件定義閃存控制器。

MX6300 的性能和低延遲使我非常適合用於實時分析、在線事務處理 (OLTP) 和服務器虛擬化。 MX6300 通過將熱數據定位在靠近主機 CPU 的位置來加速應用程序。通過這種方式，MX6300 可作為一個存儲層，為關鍵任務數據提供高容量、低延遲和高性能。借助 NVMe，MX6300 能夠充分利用 SATA 或 SAS 接口閃存的優勢。

將 MX6300 與競爭對手區分開來的一大優勢是其可配置性。驅動器的控制器可以在前端和後端進行軟件配置，以優化 NAND 的使用並降低系統功耗。 Mangstor 軟件不僅允許用戶配置其控制器，他們還可以進行系統內現場更新，而無需不必要的停機時間。這也允許將內存從 DRAM 擴展到 MX6300 以實現數據持久性。

Mangstor MX6300 提供 5 年保修，市場價約為 15,000 美元。在我們的評測中，我們將查看 2.7TB 型號。

Mangstor MX6300 NVMe SSD 規格：

外形：FHHL
容量：2.7TB
與非：eMLC
接口：NVMe PCIe Gen3 x8 (8GT/s)
性能：
順序讀取性能（最高）：3,700MB/s
順序寫入性能（最高）：2,400MB/s
隨機 4KB 讀取（最多）：900,000 IOPS
隨機 4KB 寫入（最多）：600,000 IOPS
持續 4KB 寫入（高達）：300,000 IOPS
隨機 70/30 讀/寫（最多）：700,000 IOPs
延遲讀取/寫入 (QD 1)：90/15 毫秒
耐力：
DWPD：7
數據保留：在 90° C 和 EOL 條件下保留 40 天
MTBF：1.8 萬小時
環境：
功耗 70/30 讀/寫：45W
工作溫度：0 至 55 °C 環境溫度，建議氣流
非工作溫度：-40° 至 70° C
氣流（最小值）：300 LFM
操作系統：
Windows Server 2012 R2（收件箱）
Windows Server 2008 R2 SP1（OFA NVME）
Linux 內核 3.3 或更高版本
RHEL 6
5年保修

設計和建造

Mangstor MX6300 是一款全高半長卡。更高的高度為 NAND 和控制器提供了更多空間，但確實限制了插槽，因此服務器和卡適合。卡的頂部有散熱片，與卡的長度相同。右上角是 Mangstor 品牌。

將卡翻轉過來，我們會看到帶有更多額外 NAND 的裸露電路板。卡的底部是 x8 PCIe 3.0 接口。

測試背景和比較

Mangstor MX6300 具有 Coherent Logix HyperX 處理器、Mangstor 使用 Altera FPGA 和東芝 eMLC NAND 開發的軟件定義閃存控制器。

融合-io PX600 （2.6TB，1x FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x8）
融合-io SX300 （3.2TB，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）
美光P420m （1.6TB，1x IDT 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x8）
華為Tecal ES3000 （2.4TB，3 個 FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 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。我們使用 CentOS 6300 測試了 Mangstor MX7.0 的綜合性能。 Sysbench 目前使用 CentOS 6.6 環境，而我們的 Windows SQL Server 測試使用 Server 2012 R2。整個過程中都使用了原生 NVMe 驅動程序。

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 Mangstor MX6300 的前兩個基準測試是通過 SysBench 的 MySQL OLTP 性能 Microsoft SQL Server OLTP 性能具有模擬的 TCP-C 工作負載。

我們的通過 SysBench 進行 Percona MySQL 數據庫測試衡量 OLTP 活動的性能。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。

在我們的 SysBench 測試中，CentOS 6300 中的 MX6.6 開始時低於該組中的其他產品，並且隨著負載的增加保持較慢的性能。 MX6300 達到 2520 TPS 的峰值。 Mangstor 告訴我們，CentOS 6.6 中的 NVMe 驅動程序可能是罪魁禍首，CentOS 7+ 提供了更好的性能和穩定性。

SysBench 平均延遲與 MX6300 的表現大致相同，從 6.83 毫秒開始，一直到 12.7 毫秒達到峰值，其延遲始終高於超驅動。

在我們的 SysBench 測試中比較第 99 個百分位數的延遲時，MX6300 再次始終處於最後面，這次差距略大，峰值為 25.9 毫秒，而第二接近的峰值為 19.71 毫秒。

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。

將 MX6300 與 PX600 進行比較，我們發現它以 6315.4 TPS 的速度略高於 PX600 的 6311.8 TPS。

我們看到同樣的事情存在於平均延遲中，MX6300 比 PX600 快 2 毫秒，為 3 毫秒到 XNUMX 毫秒。

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

我們的第一個測試測量 100% 4k 隨機寫入性能，負載為 16T/16Q。在這種情況下，MX6300 從性能最強者開始，然後穩步下降到第二，徘徊在 225K IOPS 標記附近。

查看平均延遲描繪了類似的畫面，MX6300 起步強勁，結束時穩定在 1 毫秒到 1.2 毫秒之間，位居榜首。

在最大延遲下，MX6300 再次開始強勁，並在穩定狀態下從大約 6 毫秒緩慢上升到略低於 8 毫秒，總體排名第二。它確實有一些尖峰，一個在早期高達 13.54 毫秒，另一個較大的尖峰接近尾聲，9.92 毫秒。

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。通過我們的標準偏差測試，MX6300 啟動並始終保持強勁，在大部分測試中以 5 毫秒的速度運行。雖然華為的延遲較低，但它的一致性不如 MX6300。

在驅動器完成預處理後，我們將查看主要的綜合基準測試。在 4K 吞吐量中，我們看到 MX6300 毫無問題地佔據了最高讀取位置。 MX6300 放棄了 904,747 IOPS 讀取，超過其下一個最接近的競爭對手 150K IOPS。雖然它沒有在寫入性能方面名列前茅，但它確實以 218,348 IOPS 位居第二。

我們看到具有平均延遲的相同位置。 MX6300 在讀取方面表現最佳，為 0.28 毫秒，在寫入方面排名第二，為 1.17 毫秒。

談到最大延遲，MX6300 並沒有那麼強烈。在讀取延遲方面，它以 17.7 毫秒的結果跌至墊底三分之一，而在寫入延遲方面，它以 8.13 毫秒排在第三位。

考慮到標準偏差，MX6300 再次成為最佳表現者，寫入延遲僅次於讀取，讀取延遲為 0.205 毫秒，寫入延遲為 0.496 毫秒。

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%。 MX6300又一次表現強勁。儘管它從低端開始，但它確實達到了大約 18,000 IOPS 的穩定狀態，位居第二。

MX6300 的平均延遲剛好超過 1 毫秒，一直保持在 1.5 毫秒以下。

在最大延遲基準測試中，MX6300 始終保持在 20 毫秒以下，與其他一些驅動器相比，再次提供了相當一致的性能。

8k 70/30 預處理的標準偏差計算將最大延遲異常置於接近穩定狀態期間在其他方面一致且不顯著的延遲配置文件的上下文中。 MX6300 始終在 1 毫秒左右徘徊，開始和結束時都略有不足。

驅動器經過預處理後，8k 70/30 吞吐量基準測試會改變工作負載強度，從 2 個線程和 2 個隊列到 16 個線程和 16 個隊列。MX6300 以 246,371 的峰值 IOPS 位居第二。

平均延遲為我們提供了與延遲不高於 6300 毫秒的 MX1.03 相似的位置。

MX6300 在最大延遲基準測試中表現稍好，始終保持一貫的低延遲。

以標準偏差衡量，MX6300 排在前三分之一。

結論

Mangstor MX6300 是一款全高、半長 NVMe SSD。 MX6300 提供三種容量，其中最高容量為 5.4TB。 MX6300 利用板載處理器、軟件可配置控制器和東芝 eMLC NAND 來大幅提升性能。 MX6300 是實時分析、OLTP 和服務器虛擬化的理想選擇。該驅動器聲稱具有高性能和低延遲以及 7 DWPD 耐用性，並提供 5 年保修。

在性能方面，MX6300 在我們的 SQL Server 和 FIO 合成 4K 讀取測試中表現出色。在我們的 SQL Server TPC-C 測試中，MX6300 在我們擁有 2 個虛擬用戶的 3,000 規模工作負載中提供了令人印象深刻的 30,000 毫秒延遲。在我們的綜合基準測試中，MX6300 的表現要好得多，在多項測試中名列前茅。在兩組或預處理測試中，MX6300 都提供了強勁、穩定的性能，在大多數測試中名列前三。在我們的主要 4K 測試中，MX6300 的讀取吞吐量為 904,747 IOPS，高於其聲稱的性能。我們看到平均 4K 讀取延遲為 0.28 毫秒。在我們的 8K 70/30 測試中，MX6300 為我們提供了 246,371 IOPS 的吞吐量。在我們的 8K 70/30 延遲測試中，MX6300 在所有三項測試中都表現出色。總體而言，唯一需要注意的薄弱環節是我們的 Sysbench 工作負載，其中 MX6300 墊底，儘管其中一些可能與 CentOS 6.6 中較弱的 NVMe 驅動程序支持有關，而 CentOS 7.0 中我們測量了 FIO 結果和Server 2012 R2，我們用 SQL 部署了它。

優點