Optane 900P SSD评测(1):当工作站热插拔遇上Cache软件

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前不久有朋友问我想不想测测Intel Optene SSD 900P,如果单从硬件的角度,由于之前详细测试过定位数据中心的Optane P4800X——900P的性能参数几乎如出一辙。但我还是同意了,因为这次测试的角度完全不同,针对的应用领域和用户人群都不同了。

前作参考《SPDK__实战、QoS延时验证:Intel Optane P4800X评测(5)》(这是最后一篇,里面有整个系列测试的链接)

本次系列评测特别推荐给工作站用户。基于3D XPoint Memory新介质的傲腾SSD,能给图形设计、视频编辑/制作等方面存储性能带来多大提高?这些都是我希望通过测试和分析来向大家阐述的。

性能指标所不能反映出的…

2.5英寸U.2(SFF-8639)规格的Optene SSD 900P,支持热插拔。

OpteneSSD 900P目前发布了280GB和480GB两个容量点,据说后续还有960GB。外形尺寸分为半高半长PCIe扩展卡和上图中本次测试的U.2两种,均为通用的NVMe SSD接口。

做企业级产品的朋友对热插拔盘肯定都熟悉——主要是为了方便维护,在服务器和存储上更多用于带有容错的RAID组中,还有就是现在软件定义存储中多副本/纠删码保护的场景。

最新一代XeonSP服务器普遍增强了对NVMe SSD的支持,比如2U支持24个U.2盘位都很正常(参见《Dell PowerEdge R740xd解析:服务器只看参数那就错了》)。那么工作站有热插拔的需求吗?如果不配RAID热插拔是否还有意义?后文中我会给大家解释的。

我们有时会看到一些消费级SSD的写IOPS指标,比不少企业级SSD还要高。这里面有容易被忽视的一点——闪存SSD如果限制测试LBA范围,其随机写性能通常比全盘测试高许多。于是在一些盘的规格资料小字中就可能看到“8GB Span”的备注。由于3D XPoint Memory属于类似PRAM相变内存的介质,不需要GC垃圾回收,所以8GB Span和100% Span性能完全一致。

Optane 900P的性能指标我再熟悉不过了,面向Client客户端桌面应用与企业级看重IOPS不同,对带宽(MB/s)往往更为敏感。传统NAND闪存介质SSD也有一些高端型号可达2GB/s以上的读写带宽,但容量点往往比这个要大不少,当然也会价格不菲的。

同样标称2GB/s的传统SSD和Optane 900P,它们在应用中的表现都是一样吗?不知大家是否还记得Optane在低队列深度下的优势,这对于工作站用户有多大价值?我将在后续2篇性能测试中为大家揭晓。

Optane900P 280GB 375美金的参考价格,与之前的P4800X相比还是比较有吸引力的,对普通桌面PC用户可能还是贵了点,但工作站还好了,只要发挥出性能价值。另外,从不同渠道购买的价格也可能不同,比如整机厂商还要包含例如3年上门服务等增值成本。

我还想提一下寿命:之前Optane SSD P4800X的DWPD=30(每天可承受的全盘写入容量倍数);900P的DWPD=10,同样是5年质保的标准。由于目前的消费级SSD的寿命普遍在DWPD=3以下甚至更低,我相信900P在工作站应用中几乎不会出现被“写坏”的情况。

上面是PCIe扩展卡形态Optane 900P的正面照片,控制器和3D XPoint Memory颗粒应该都和P4800X差不多,下面我们来看看 http://www.hkepc.com/15999/%E…\_Xpoint%E6%8A%80%E8%A1%93\_Intel\_Optane\_SSD\_900\_%E6%80%A7%E8%83%BD%E8%A9%95%E6%B8%AC 网站评测中有价值的一个对比:

Optane900P与P4800X都是7个通道,同时OP(容量超配)的比例也都差不多,这就是它们性能一致的基础吧。

扩展阅读:《不用闪存了,Optane SSD为何还要28%的OP?

工作站前置热插拔的另一个意义:数据安全

现在有哪些主机官方支持/认证了Optane 900P?

本次实测使用了Dell Precision 5820和7820 Tower两款工作站(机箱可立/卧放置),我曾在《双Xeon SP工作站,我却没找到第二个CPU插槽?》一文中介绍过。

之前我介绍过,Dell最新一代塔式工作站开始支持热插拔硬盘/SSD驱动器,Precision 5820和7820都提供4个前置3.5英寸热插拔位,默认情况下它们也能兼容2.5寸SAS/SATA盘。其中我用红圈标明的2个盘位还可以选配M.2或者U.2 NVMe SSD——后者就是位Optane 900P量身定制的。

在这台Precision5820样机上配有一个512GB M.2 NVMe热插拔SSD,如上面照片,模组上有一个往里按后弹出的拉杆,以此便能轻松拔出。

在M.2 SSD两侧与铝质外壳接触的部分,都有专门导热的材料,这样增大散热面积就不需要提高后面的机箱风扇转速,保持静音。

看到这个1 to1转接的拆解图,大家不难看懂Dell工作站是怎么实现M.2热插拔了吧?记得一年前我写过一篇《M.2 SSD热插拔:Facebook和微软的两种方案》,与企业级应用考虑高密度不同,在客户端产品上除了可维护性之外还看重的一点是易用性。

工作站上的U.2 SSD背板——支持前置热插拔安装Optane 900P的前提。(注:技术上应该也兼容其它U.2 NVMe SSD)

从机箱内部看U.2背板与主板之间的连接,可以注意到这2个x4 PCIe线缆——对应2个NVMe盘位,无论M.2还是U.2都是Xeon CPU直通的完整带宽NVMe接口。定位最高的Precision 7920 Tower工作站,可以支持到4个前置NVMe热插拔SSD。

兼容3.5/2.5英寸HDD/SSD的驱动器托架

接着聊下工作站支持热插拔的意义。除了不用开机箱更换易于维护那样,我们知道工作站对于可用性即停机时间的要求没有服务器那么高,而Dell工作站就这种设计则提出了另外一点考虑——数据安全,关机后用户把盘带走,在一些工作场所可以杜绝非授权访问和数据泄露。

VROC NVMe RAID和CAS缓存加速软件

Intel新一代Xeon平台可以支持VROC(软)RAID功能,在Dell工作站上还需要选购一个“Key”才能激活。我们的测试样机不带所以就先不测这个了,而在下一篇中我们会拿4个M.2 NVMe SSD组建Windows带区卷(软RAID0)与Optane 900P对比,是不是值得期待呢?

位于主板上的“VROC KEY”安装位置

如果您看过《服务器SSD RAID性能速查手册》,应该能理解传统RAID卡技术由于带宽设计(如PCIe Gen3 x8)和处理能力的瓶颈,很难充分发挥NVMe SSD的性能。而服务器本地软RAID不具备专用的NVRAM写缓存,于是许多产品不推荐或者干脆不支持软RAID 5(奇偶校验)配置。我们意识到Optane 900P 280GB单盘容量不算大,选择它的用户绝大多数还是要搭配机械硬盘或者传统SSD使用,那么配合缓存软件作为加速盘或许是个不错的选择。

相比16/32GB的Optane Memory,以及58/118GB的Optane 800P,900P不仅容量更大,性能也更强,我们对它Cache加速HDD后的表现也有着更高的期待——很快在下一篇评测中就会给出答案。

本次我们选择使用Intel Cache Acceleration Software Workstation进行测试,也就是针对Windows工作站的CAS-W。如上图,在初始运行的向导中可以选择用于加速的SSD——可以是Optane也可以是普通SSD。可选的3种缓存模式Write-Through和Write-Back用过传统RAID卡的应该都不陌生了,后者可以加速写操作,关于Write-Around稍后我会结合示意图解释。

IncludeList(默认设置为”*”)和Exclude List用于指定当前文件系统中被加速或者被排除的对象,可以设置到盘符/目录的级别,接下来我们看看高级选项。

在选择缓存盘用于加速的分区时,CAS也有3个选项——格式化整盘、使用剩余空间(适用Optane被划成1个C盘装了系统这种情况),以及覆盖当前的一个分区。

我们这次是用280GB整盘来加速2TB的HDD,所以会生成用于CAS的260GiB的RAW裸分区。

上图只是代表CAS在Write-Through设置时的工作原理,所有写入的数据都会同时写到Cache和后端存储,这样对刚写入的数据再读取也会有加速加速作用。Write-Back是数据先写入SSD再延后落盘。Write-Around(写绕过)则是在有写入时查看该数据块是否存在于CAS的读缓存区,如果有的话就用新数据替换之,没有则只写后端存储。这样能减少Cache设备的写入开销,适用于刚写入的数据很少被重复读取的场景。

本文到此先告一段落,接下来我想尽快把测试的过程和结果分享给大家。以笔者对存储和工作站技术的理解,希望能给大家带来参考吧:)

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