我們將強(qiáng)調(diào)這款產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和工藝上的某些關(guān)鍵要點(diǎn),但是由于我們已經(jīng)在SLC Duo評(píng)測(cè)中花了相當(dāng)多的時(shí)間來(lái)討論那些內(nèi)容,因此我們將在本文中跳過(guò)那些內(nèi)容,而將重點(diǎn)放在性能上面。Fusion-io利用一款FPGA作為NAND控制器,這一點(diǎn)很重要,因?yàn)樗o它們提供了更多編程上的控制,并且允許更大程度的持續(xù)定制。 或者,ASIC固件是可以升級(jí)的,但是硅片的核心邏輯件是不能升級(jí)的。磁盤(pán)還配備了Adaptive FlashBack技術(shù),可以讓磁盤(pán)在出現(xiàn)NAND故障時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或停機(jī)。 最后,F(xiàn)usion-io還升級(jí)了它們的VSL軟件以提高小數(shù)據(jù)塊性能,另外它還提供了市面上最實(shí)用的磁盤(pán)管理軟件和ioSphere。
Fusion-io提供的配備MLC NAND的ioDrive 2單卡產(chǎn)品在HHHL外形尺寸下的容量為365GB、785GB和1.2TB,在FHHL PCB外形尺寸下的容量為3TB。所有版本的磁盤(pán)的保修期都為5年。 我們?cè)u(píng)測(cè)的產(chǎn)品型號(hào)為1.2TB容量、HHHL外形尺寸的版本。
Fusion-io ioDrive 2規(guī)格
•性能
o讀帶寬(1MB):1.5GB/s(3TB,1.2TB,785GB);910MB/s(365GB)
o寫(xiě)帶寬(1MB):1.3GB/s(3TB、1.2TB);1.1GB/s(785GB);590MB/s(365GB)
o隨機(jī)讀數(shù)據(jù)IOPS(512B):143000(3TB);275000(1.2TB);270000(785GB);137000(365GB)
o隨機(jī)寫(xiě)數(shù)據(jù)IOPS(512B);535000(3TB,365GB);800000(1.2TB,765GB)
o隨機(jī)讀數(shù)據(jù)IOPS(4k);136000(3TB);245000(1.2TB);215000(785GB);110000(365GB)
o隨機(jī)寫(xiě)數(shù)據(jù)IOPS(4k):242000(3TB);250000(1.2TB);230000(785GB);140000(365GB)
o讀數(shù)據(jù)延時(shí):68µs(所有型號(hào))
o寫(xiě)數(shù)據(jù)延時(shí):15µs(所有型號(hào))
•2x納米MLC NAND閃存
•總線接口:PCI-Express 2.0×4
•重量:FHHL 9盎司,HHHL 6.6盎司
•外形尺寸:半標(biāo)高,半標(biāo)長(zhǎng)(HHHL)
•保修期:5年或最大使用壽命
•耐用性:16.26PB
•支持的操作系統(tǒng)
o微軟Windows系統(tǒng):64位Windows Server 2012,Windows Server 2008R2,Windows Server 2008,Windows Server 2003
oLinux:RHEL 5/6;SLES 10/11;OEL 5/6;CentOS 5/6;Debian Squeeze;Fedora 16/17;openSUSE 12;Ubuntu 10/11/12
oUNIX:Solaris 10/11×64;OpenSolaris 2009.06×64;OSX 10.6/10.7/10.8
oHypervisors:VMware ESX 4.0/4.1/ESXi 4.1/5.0/5.1,Windows 2008R2 with Hyper-V,Hyper-V Server 2008R2
設(shè)計(jì)和工藝
Fusion-io ioDrive 2 1.2TB MLC是一款半標(biāo)高半標(biāo)長(zhǎng)(HHHL)x4 PCIe 2.0存儲(chǔ)卡,它在設(shè)計(jì)上與我們?cè)u(píng)測(cè)過(guò)的ioDrive 2 Duo SLC非常相似,只是外形尺寸減少了一半。(如需了解更多關(guān)于設(shè)計(jì)的信息,請(qǐng)參見(jiàn)Duo的評(píng)測(cè)文章。) 與Duo不同的是,這款產(chǎn)品的NAND是通過(guò)一個(gè)基于單個(gè)控制器的NAND池連接的。它的控制器與Duo的控制器是一樣的,都是40納米Xilinx Virtex-6 FPGA。
我們?cè)u(píng)測(cè)的ioDrive 2的容量為1.2TB,運(yùn)行在通過(guò)PCIe連接的4個(gè)局域網(wǎng)上。ioDrive 2使用的是MLC NAND,它是由24個(gè)64GB的NAND單元組成的。 按照那個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算,它的超額預(yù)備率為22%。與ioDrive 2 Duo一樣,它支持標(biāo)準(zhǔn)的NAND,我們測(cè)試的型號(hào)使用的是英特爾的MLC NAND。
測(cè)試背景和可比參數(shù)
Fusion-io ioDrive 2 MLC使用了一款40納米Xilinx Virtex-6 FPGA控制器和基于PCIe 2.0×4接口的英特爾的MLC NAND。
這篇評(píng)測(cè)中的可比參數(shù):
•Intel SSD 910(800GB,4x Intel EW 29AA31AA1控制器,eMLC NAND,PCIe 2.0×8)
•LSI Nytro WarpDrive BLP4-400(400GB,SandForce SF-2500控制器,東芝eMLC NAND,PCIe 2.0×8)
所有的SAS/SATA企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(pán)都在我們基于聯(lián)想ThinkServer RD630的第二代企業(yè)測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試.這個(gè)基于Linux的新測(cè)試平臺(tái)包括了一些最新的互聯(lián)硬件,比如LSI9207-8i HBA以及為實(shí)現(xiàn)最佳閃存性能而設(shè)計(jì)的I/O規(guī)劃優(yōu)化設(shè)備。在進(jìn)行假想標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試時(shí),我們使用了FIO version 2.0.10 for Linux和version 2.0.12.2 for Windows。由于Fusion-io ioDrive 2使用了主機(jī)側(cè)資源,更快的服務(wù)器時(shí)鐘速度可以讓它提供更高的性能。在我們的假想測(cè)試環(huán)境中,我們使用了一款主流服務(wù)器配置,時(shí)鐘速度為2.0GHz,但是配備更強(qiáng)處理器的服務(wù)器配置可以得到更強(qiáng)的性能。
•2x Intel Xeon E5-2620(2.0GHz,15MB高速緩存,6核心)
•英特爾C602芯片組
•內(nèi)存:16GB(2x8GB) 1333MHz DDR 3注冊(cè)RDIMMs
•Windows Server 2008R2 SP1 64位,Windows Server 2012標(biāo)準(zhǔn)版,CentOS 6.3 64位
o100GB美光科技RealSSD P400e Boot SSD
•LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA(適用于啟動(dòng)SSD)
•LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA(適用于標(biāo)準(zhǔn)檢查程序固態(tài)硬盤(pán)或硬盤(pán))
應(yīng)用性能分析
在企業(yè)市場(chǎng)上,產(chǎn)品在理論上的性能和它們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的性能存在這巨大的差異。我們知道,評(píng)估大型系統(tǒng)中的存儲(chǔ)組件是非常重要的,尤其是與關(guān)鍵企業(yè)應(yīng)用互動(dòng)時(shí),存儲(chǔ)組件如何回應(yīng)的重要性。 為此,我們進(jìn)行了第一次應(yīng)用測(cè)試,包括我們通過(guò)SysBench進(jìn)行的版權(quán)MarkLogic NoSQL Database Storage Benchmark和MySQL性能測(cè)試。
在我們的MarkLogic NoSQL Database環(huán)境中,我們測(cè)試了幾組由4塊SATA或SAS 固態(tài)硬盤(pán)組成、有效存儲(chǔ)容量在200GB以上的設(shè)備。我們的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)需要650GB的空閑空間,平均分在4個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)上。 在我們的測(cè)試環(huán)境中,我們使用了一臺(tái)SCST主機(jī)以及以JBOD模式連接的固態(tài)硬盤(pán),每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)分配一塊固態(tài)硬盤(pán)。測(cè)試本身重復(fù)了24次,要求在30到36小時(shí)內(nèi)完成。 在測(cè)量MarkLogic軟件監(jiān)控的內(nèi)部延時(shí)的時(shí)候,我們記錄下總平均延時(shí)和每塊固態(tài)硬盤(pán)的間隔延時(shí)。
在我們的MarkLogic NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)的總平均延時(shí)排名中,F(xiàn)usion-io ioDrive 2 MLC的延時(shí)為4.685毫秒,略微落后于延時(shí)為4.286毫秒的英特爾SSD 910。
Fusion-io ioDrive 2 MLC的延時(shí)與英特爾SSD 910的延時(shí)相似,在6至50毫秒之間。然而,ioDrive 2在大多數(shù)測(cè)試中都保持著較低的寫(xiě)數(shù)據(jù)延時(shí)。
英特爾SSD910的測(cè)試結(jié)果與Fusion-io ioDrive 2相似,最大延時(shí)在6毫秒至50毫秒之間。雖然它節(jié)省的寫(xiě)數(shù)據(jù)和合并讀寫(xiě)測(cè)試結(jié)果相差無(wú)幾,但是它的順序?qū)懶阅茉诖蠖鄶?shù)測(cè)試中的得分都比較高。 總的來(lái)說(shuō),英特爾SSD910在我們的NoSQL測(cè)試中略勝于Fusion-io ioDrive 2 MLC。
我們隨后進(jìn)行的應(yīng)用測(cè)試包括通過(guò)SysBench進(jìn)行的Percona MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)試,這項(xiàng)測(cè)試的目標(biāo)是OLTP活動(dòng)的性能。在這項(xiàng)測(cè)試配置中,我們使用了一組聯(lián)想ThinkServer RD 630,將數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境加載到一塊SATA、SAS或PCIe硬盤(pán)上。 這項(xiàng)測(cè)試檢測(cè)了平均TPS(每秒交易數(shù))、平均延時(shí)以及從2到32線程范圍內(nèi)的平均99%的延時(shí)。Percona和MariaDB將在最近發(fā)布的大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中使用Fusion-io閃存感知的應(yīng)用API,為了便于對(duì)比,我們?cè)诿靠钤O(shè)備的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)模式下對(duì)它們進(jìn)行了測(cè)試。
在我們的SysBench測(cè)試中,F(xiàn)usion-io ioDrive 2 1.2TB在LSI Nytro WarpDrive 400GB前面,ioDrive 2的平均TPS可以在2線程305TPS至32線程2354TPS之間進(jìn)行調(diào)整。
在SysBench測(cè)試中,F(xiàn)usion-io ioDrive 2 1.2TB的平均延時(shí)可以在2線程6.55毫秒和32線程13.59毫秒之間進(jìn)行調(diào)整。
在我們的SysBench測(cè)試中對(duì)比99%的延時(shí),F(xiàn)usion-io ioDrive 2 1.2TB的延遲性能再一次超過(guò)了LSI Nytro WarpDrive,它的延遲為29.35毫秒,而WarpDrive的延遲為39.30毫秒。
企業(yè)綜合工作負(fù)載分析
每臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備的不同準(zhǔn)備階段的閃存性能是不同的。在整個(gè)準(zhǔn)備階段,我們的綜合企業(yè)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試是從分析磁盤(pán)運(yùn)行方式開(kāi)始的。 每一款可比硬盤(pán)都利用廠商提供的工具進(jìn)行了安全清除處理,以設(shè)備能夠在承載與測(cè)試負(fù)載相同的16線程負(fù)載時(shí)能夠進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)做準(zhǔn)備,然后在多線程/隊(duì)列深度剖面的固定區(qū)間進(jìn)行測(cè)試,以顯示不同負(fù)載下的性能表現(xiàn)。
前提和初步穩(wěn)態(tài)測(cè)試:
•處理能力(讀+寫(xiě)IOPS總數(shù))
•平均延時(shí)(讀+寫(xiě)延時(shí)平均總數(shù))
•最大延時(shí)(最大讀或?qū)懷訒r(shí))
•延時(shí)標(biāo)準(zhǔn)偏差(讀+寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)偏差平均總數(shù))
我們的企業(yè)綜合工作負(fù)載分析包括基于現(xiàn)實(shí)任務(wù)的兩個(gè)案例。這些案例已經(jīng)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,目的是讓它可以更容易與我們過(guò)去的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)程序以及廣泛發(fā)布的價(jià)值比如最大4k讀寫(xiě)速度和8k 70/30進(jìn)行對(duì)比。
•4k
o100%讀或100%寫(xiě)
o100%4k
•8k 70/30
o70%讀,30%寫(xiě)
o100%8k
在這項(xiàng)測(cè)試中,我們將LSI Nytro WarpDrive、英特爾SSD910和Fusion-io ioDrive 2等3款設(shè)備放在Linux和Windows平臺(tái)上進(jìn)行了對(duì)比。另外,在測(cè)試ioDrive 2的時(shí)候,我們還利用其超額準(zhǔn)備功能在高性能測(cè)試模式下進(jìn)行了測(cè)試。
第一項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容是在16T/16Q的負(fù)載條件下測(cè)試100%4k隨機(jī)寫(xiě)性能。在這種配置下,F(xiàn)usion-io ioDrive 2 MLC HP在Windows平臺(tái)上的測(cè)試結(jié)果為253000,在Linux平臺(tái)上的測(cè)試結(jié)果為293000,進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)態(tài)后,它在這兩個(gè)平臺(tái)上的測(cè)試結(jié)果分別為113000IOPS和118000IOPS。 Bursting HP的測(cè)試結(jié)果與Bursting存貨的測(cè)試結(jié)果類似。在穩(wěn)態(tài)下,英特爾SSD 910的測(cè)試結(jié)果勝過(guò)了ioDrive 2在Windows和Linux平臺(tái)上的測(cè)試結(jié)果。
在16T/16Q超負(fù)荷工作負(fù)載下,F(xiàn)usion-io ioDrive 2 HP在爆發(fā)模式下的延時(shí)為0.87-1毫秒,在接近穩(wěn)態(tài)模式下的延時(shí)在2.16-2.24毫秒。延時(shí)數(shù)據(jù)在爆發(fā)模式下的測(cè)試結(jié)果差不多,但是在穩(wěn)態(tài)模式下稍高一些,再次被英特爾SSD910超越。
對(duì)比最大延時(shí),F(xiàn)usion-io ioDrive 2 MLC在Linux平臺(tái)上的最大響應(yīng)時(shí)間表現(xiàn)明顯優(yōu)于它在Windows平臺(tái)上的表現(xiàn)。另外,它的Windows HP最大延時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。 總體而言,測(cè)試結(jié)果最好的是英特爾SSD910在Linux平臺(tái)上的表現(xiàn)和ioDrive 2在Linux HP模式下的表現(xiàn),延時(shí)分別為26毫秒和15毫秒。
在4k隨機(jī)寫(xiě)負(fù)載測(cè)試環(huán)境中,F(xiàn)usion-io ioDrive 2 Linux和Windows HP在延時(shí)一致性上的表現(xiàn)也不如英特爾SSD910,英特爾SSD910在Linux平臺(tái)上的最高分為2.38毫秒,在Windows平臺(tái)上的最高得分為2.72毫秒。
經(jīng)過(guò)6個(gè)小時(shí)的準(zhǔn)備,F(xiàn)usion-io ioDrive 2 Windows stock和HP在4k隨機(jī)寫(xiě)數(shù)據(jù)測(cè)試中的性能表現(xiàn)達(dá)到了驚人的252000IOPS,HP的寫(xiě)速度為111597IOPS,stock的寫(xiě)速度為61847IOPS。英特爾SSD910可以提供更大的寫(xiě)數(shù)據(jù)處理能力。
在16T/16Q負(fù)載下,F(xiàn)usion-io ioDrive 2 Windows(HP和stock)提供的平均4k隨機(jī)寫(xiě)延時(shí)最優(yōu),為1.013毫秒;英特爾SSD910 Windows的最佳寫(xiě)延時(shí)性能最優(yōu),寫(xiě)延時(shí)為2.097毫秒。
Fusion-io ioDrive 2 Windows stock的最大延時(shí)在讀活動(dòng)中的測(cè)試結(jié)果是最優(yōu)的,只有7.98毫秒;但它的寫(xiě)活動(dòng)最大延時(shí)是3款產(chǎn)品中最高的,達(dá)到了1030.50毫秒。
在延時(shí)一致性方面,F(xiàn)usion-io ioDrive 2 MLC與它在4k隨機(jī)讀和寫(xiě)一致性測(cè)試中的結(jié)果很相近。
在我們的下一項(xiàng)負(fù)載測(cè)試中,我們檢測(cè)了8k應(yīng)用下70/30 讀/寫(xiě)混合處理的性能。在這種測(cè)試情況下,F(xiàn)usion-io ioDrive 2在最低爆破測(cè)試結(jié)果為210000+IOPS,穩(wěn)態(tài)stock性能為70000IOPS,高負(fù)荷HP性能為88000IOPS。 爆破性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他兩款產(chǎn)品,穩(wěn)態(tài)性能接近于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品的爆破性能,只有Nytro WarpDrive Windows是個(gè)例外。
在我們的8k70/30準(zhǔn)備測(cè)試中,F(xiàn)usion-io ioDrive 2在各種模式下的平均延時(shí)為1.2毫秒。在接近穩(wěn)態(tài)模式下,HP高負(fù)荷狀態(tài)的平均延時(shí)為2.88毫秒,stock空閑狀態(tài)的平均延時(shí)為3.65毫秒。這些測(cè)試結(jié)果超過(guò)了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的性能得分。
在8k70/30測(cè)試的過(guò)程中,F(xiàn)usion-io ioDrive 2 Linux HP的最大響應(yīng)時(shí)間性能最優(yōu),最大延時(shí)都在25毫秒以內(nèi)。ioDrive 2 Windows HP的最大延時(shí)最高。Fusion-io ioDrive 2 HP Linux和Windows延時(shí)一致性是所有測(cè)試結(jié)果中最低的,分別只有2.5毫秒和2.55毫秒。
與固定16線程相比,我們?cè)?00%4k寫(xiě)測(cè)試中加載了16隊(duì)列最大負(fù)載,我們?cè)诓煌?fù)載條件下測(cè)試的結(jié)果在線程/隊(duì)列的不同組合都有關(guān)系。在這些測(cè)試中,我們采用的負(fù)載強(qiáng)度最低為2線程和2隊(duì)列,最高為16線程和16隊(duì)列。 在擴(kuò)展8k 70/30測(cè)試中,F(xiàn)usion-io ioDrive 2 HP for Linux和Windows的最高性能大約為88000IOPS,是這幾款產(chǎn)品的同類測(cè)試結(jié)果中最高的。
Fusion-io ioDrive 2 HP Linux和Windows的平均延時(shí)是同類產(chǎn)品中最高的,空閑模式下的測(cè)試結(jié)果也是同類產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果中最高的。
在變動(dòng)負(fù)載8k 70/30測(cè)試的過(guò)程中,F(xiàn)usion-io ioDrive 2在各種環(huán)境下的最大延時(shí)結(jié)果仍然比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品高出很多。高負(fù)荷狀態(tài)下的最高延時(shí)仍然低于110毫秒,空閑狀態(tài)下最大的最高延時(shí)可以達(dá)到將近300毫秒。
在我們的測(cè)試環(huán)境中,F(xiàn)usion-io ioDrive 2 HP的標(biāo)準(zhǔn)偏差為同類產(chǎn)品中最優(yōu)的,ioDrive 2 stock的標(biāo)準(zhǔn)偏差與英特爾SSD910的標(biāo)準(zhǔn)偏差大致一樣。
結(jié)論
Fusion-io ioDrive 2 MLC應(yīng)用加速器在HHHL外形尺寸下的最大容量為1.2TB,在FHHL外形尺寸下的最大容量為3TB。ioDrive 2旗艦Duo SLC與我們最近評(píng)測(cè)的同類產(chǎn)品一樣,它可以用其SLC NAND和雙控制器配置來(lái)滿足需求性最強(qiáng)的應(yīng)用的需求,ioDrive 2單磁盤(pán)MLC仍然支持需要超低延時(shí)和高處理能力的高端負(fù)載。 MLC NAND還意味著Fusion-io可以以低于SLC版機(jī)型的價(jià)格提供更大容量的機(jī)型。
我們?cè)诓痪弥皠倓倻y(cè)試了ioDrive 2 Duo SLC,因此有一個(gè)很好的參照物來(lái)判斷ioDrive 2 Single的性能。然而,這次我們的測(cè)試環(huán)境已經(jīng)進(jìn)行了升級(jí),因?yàn)槲覀冎鸩綋Q掉了一些老舊的綜合測(cè)試程序,以便支持MarkLogic和SysBench MySQL現(xiàn)實(shí)測(cè)試環(huán)境。 我們開(kāi)始進(jìn)行測(cè)試,ioDrive 2的測(cè)試結(jié)果比較好。雖然在MarkLogic測(cè)試中,ioDrive 2的總體平均延時(shí)略低于英特爾SSD910,但是它的性能還是很有競(jìng)爭(zhēng)力的,它的最大journal寫(xiě)延時(shí)也顯著低于英特爾SSD910的測(cè)試結(jié)果。 在我們的SysBench測(cè)試中,ioDrive 2與LSI Nytro WarpDrive的測(cè)試結(jié)果比較相近,雖然延時(shí)稍微低一些,但是TPS測(cè)試結(jié)果要高出數(shù)百分。
然后我們將ioDrive 2與英特爾SSD910和LSI Nytro WarpDrive進(jìn)行了對(duì)比,我們將所有產(chǎn)品放在Linux和Windows平臺(tái)上進(jìn)行了測(cè)試。在通用處理能力方面,ioDrive 2的表現(xiàn)是最佳的。 它的HP模式的總體處理能力性能得分最高,在4k隨機(jī)測(cè)試中的得分超過(guò)了250000。ioDrive 2在延時(shí)測(cè)試中的結(jié)果也很好,只有在Windows平臺(tái)上進(jìn)行最大延時(shí)測(cè)試時(shí)是個(gè)例外,我們?cè)跍y(cè)試時(shí)還對(duì)ioDrive 2 Duo SLC進(jìn)行了同樣的測(cè)試。 除了那項(xiàng)測(cè)試外,ioDrive 2的表現(xiàn)也非常好。
優(yōu)勢(shì)
•高級(jí)管理軟件包
•在4k和8k負(fù)載下,它提供的處理能力是所有入門(mén)級(jí)企業(yè)產(chǎn)品中最高的。
•在Sysbench和MarkLogic現(xiàn)實(shí)世界測(cè)試中的延時(shí)和處理能力與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相當(dāng)或更高。
不足
•在Windows和Linux平臺(tái)上都存在最大延時(shí)問(wèn)題
結(jié)論
Fusion-io ioDrive 2 MLC可以加速系統(tǒng),利用高處理能力滿足大多數(shù)增強(qiáng)型工作負(fù)載的需求,它的表現(xiàn)是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的軟件管理套裝中最好的。