Hi ha un 2,5 polzades NVMe SSD?

Aquest DfD és un article informatiu que pretén educar els lectors sobre les intencions inicials al voltant de la L' estàndard de la interfície U.3, com va procedir a caure en el desenvolupament curt, i per què els usuaris del servidor poden voler continuar usant U.2 SSD per al seu magatzem del servidor.

En el nostre món de la tecnologia esperem veure múltiples generacions de dispositius i estàndards, amb cada generació amb èxit és més ràpida i més ric que l'anterior. Hem vist aquest patró tan sovint que esperem que la versió N+1 de qualsevol cosa sigui millor que la versió N en gairebé tots els aspectes.

I què passa amb el nou estàndard de la interfície U.3 comparat amb U.2? Sorprenentment, U.3 no és la propera generació ja que no estava previst substituir U.2. Va ser concebut originalment com a substituta de la NVMe de baix cost per al SATD. Han canviat moltes coses des de l'incepació dels EUA3 i, finalment, l'estàndard requerit U.3 SSD per ser compatibles amb x4 U.2 SSD. Aquest requisit obliga els venedors de SSD a desenvolupar el controlador flash amb 6 variables PCIe o afegir xips mix per tal de dirigir els carrils PCIe existents a les SSD. Fent-ho, els EUA tenen els següents desavantatges:

U.3 SSD no colpeja el mateix cost que SA SSD
Els EUA3 de la SS no tenen cap avantatge sobre els EUA.2 SSD (i poden acabar essent més cars)
U.3 SSDs van perdre la seva habilitat per diferenciar-se de U.2 SSD

L'U.3 s'ha fet una manera d'utilitzar un avió de tri-mode que donarà suport al SAT i a la NVMe per treballar en diversos casos d'ús. La reclamació del tri-mode era reduir els costos del sistema, mentre proporcionava un camí d'actualització per tal que els usuaris puguin substituir més tard la seva SAS i SAT amb un major rendiment de NVMe SSDs. Mentre que un avió de tri-mode pot ajudar tècnicament a SA, SAAA i NVMe discs, barrejant discs virtuals i SAT (SA) al darrera d'un únic controlador rarament es fa. Afegir NVM a la mescla té encara menys sentit perquè NVMe SSD és molt més alt que les unitats SA o SAT.

Fins i tot un camí d'actualització de SA o SAAA fins a totes les SSVMe SSD està greument limitat pel controlador de tri-mode. Un controlador d' alt rendiment té 16 carrils que poden suportar, per exemple, 16 x1 dispositius. El substitut de 16 x1 SATD amb 16 x1 NVMe SSD com a originalment envisionat per U.3 tindrà sentit. No obstant això, perquè U.3 coincideix amb U.2 i amb el suport d'un enllaç x4, els clients segurament no volen donar més rendiment als carrils addicionals proporcionen. Un controlador de 16 anys, que només podria donar suport a 4 x4 U.3 SSDs, no gaire per a un controlador tan car.

Un expander SAS normalment s'utilitzaria per augmentar el nombre de dispositius SAS, però no pot donar suport a PCIe ja que no hi ha expanders tri- mode. A més, un commutador PCIe normalment s'utilitzaria per augmentar el nombre de dispositius NVMe, però no pot donar suport als dispositius SA o SAT. El resultat és que el sistema també pateix pobres.

L'actuació U.3 o l'ha d'incurir el cost dels controladors de dos modes addicionals. D'aquesta manera, perquè U.3 combina els carrils SA i SATA amb els carrils NVMe, és molt més difícil i car escalar la solució de trimode per assolir un rendiment elevat. L' argument que U.3 permet als dissenyadors del sistema desenvolupar un conjunt comú de avions de retorn que treballen a través de múltiples casos d' ús, ja que la diferència en l' amplada d' enllaços i la incapacitat d' escala farà que els usuaris continuï ampliant les seves necessitats específiques.

U.2 manté les vies SA i SATA separades dels carrers NVME, permetent als dissenyadors del sistema d'escalar les solucions independentment de les que estiguin disponibles i els interruptors PCIe. Del Technologies reconeix un ampli abast de requeriments de clients i proporciona solucions que s'han adaptat a cada mercat en lloc d'una solució de mida única. Fins a aquest final, en Dell Technologies ha desenvolupat una gran forma de suport, les plataformes universals x4 que s'han enviat als servidors Del PowerEdge per a les dues últimes generacions. En Dell Technlogies també ofereix solucions SA i SAA per reduir el cost en sistemes de nivell d'entrada. La propera generació va permetre a NVMe HWRAID que es connecta a 8 NVMe SSDs a PCIe Gen4 x2. Les solucions de connexió directa segueixen a PCIe Gen4 x4.

U.3 habilita un avió de trimode que permet actualitzacions simples de SA o SAA a NVMe, però incrementa el cost base d'una solució SA o SAAT. A més, a menys que el sistema estigui dissenyat per camins suficients per a les SS NVMe, el rendiment serà pobre. El maquinari addicional que es requereix per obtenir tot el rendiment de la NVMe es nega a qualsevol benefici del sistema de l'arquitectura dels EUA.3.

En Dell Technlogies ha demostrat que l'ample abast dels requeriments de clients es pot conèixer amb SAS, SA i U.2 unitats, utilitzant dissenys objectius individualment per a l'actuació o el cost. En Dell quotes universals U.2 hidroplano s'aprofitarà de la separació de SA i SAANVMA per tal de maximitzar el rendiment de NVMe, mentre manté la compatibilitat SA i SAA en una badia universal. Aquest avió universal U.2 evita la confusió i la complexitat portat per U.3. No obstant això, és important recordar que la clau és l'arquitectura del retroplano, no del tipus de disc. Els d'en Dell Umbrellos treballaran amb els U.3 SSD, així com les SS d'U.2D, des que es necessiten SS3D per ser compatibles. El Dell també ha dissenyat els avions de generació per habilitar NVMe HWRAID que es connecta a 8 NVMe SSDs a PCIe Gen4 x2. Totes les solucions directes de Dell equivalent són a PCIe Gen4 x4.

El propòsit d'aquest DfD és educar els lectors del nostre nou centre de dades de la NVMe ofereix, incloent-hi una breu història sobre la tecnologia, una comparació de dades de rendiment a SA i SATA, i la seva proposta de valor en el mercat actual. Amb aquest coneixement esperem que els nostres clients puguin fer la millor decisió d'inversió d'emmagatzematge per optimitzar els seus servidors d'energia.

Posició de mercat NVM

La interfície de controlador de la màquina NVMe ha estat evolucionada ràpidament des de la seva inevitació menys d'una dècada. En incloure l'alta seguretat, les tecnologies escalables absentes de les interfícies SA i SAA, com ara la memòria no-volat (pers) i el bus PCIe d'alta velocitat, NVM estava originalment dissenyat Només Com una oferta d'emmagatzematge prima i va ser preuat per reflectir-ho durant diversos anys. No obstant això, aquesta tecnologia de novetat ha esdevingut convencional. Els proveïdors de desplaçament inclinats per optimitzar els seus processos per crear punts de preu més competitius. Ara que el Centre de dades del Gen4 NVMe s'ha introduït amb l'alta rendiment i un preu més raonable és el moment d'iniciar la transició del tot a NVMe?

Figura 1 rwell U. 2 PCIe Gen4 NVMe SSD

Enterprise contra el Centre de dades NVM

Hi ha dues classes de dispositius NVMe utilitzat en servidors Argentina Enterprise NVM i Centre de dades NVMe SSD . Enterprise NVMe és la millor unitat feta per entorns d'empresa que corren 24 hores. Això va ser discutit, ja que les seves característiques de rendiment i la seva empresa condueixen el preu massa alt per competir amb SAS i SA en aquest moment.

En comptes d'això, ens centrarem en el Centre de dades NVMe SSD. Aquest motor vSAN- certificat NVMe està basat en entorns d' escala/ hihper d' amplada on característiques empresarials, com ara la implementació dual del port i FIPS, no són necessaris pel Centre de dades. Aquest conjunt de funcionalitats, juntament amb un controlador de vuit canals més baix, permet un preu més atractiu comparant-se amb SAT. Aquest alt rendiment (mireu la figura 2) i el punt inferior del preu creen una proposta de valor clar i distintiu per a aquesta classe de dispositiu NVMe.

Quan es comparen les capacitats idèntiques de l'empresa i el centre de dades NVMe, podem veure que la majoria de les lectures de rendiment són molt similars a una altra, al voltant de ±10%. Sembla que hi ha més camins, però afavoreixen les dues parts. Això indica que el NVMe SSD no sacrifica cap quantitat significatiu de rendiment per a la seva etiqueta de preu d'entrada de l'Ebtoni, però principalment les seves característiques empreses. Així doncs, el Gen4 DC NVMe és una opció excel·lent per a usuaris que no requereixen les funcionalitats de l'empresa.

Aquí és on es posa molt interessant . Contactar per a dispositius NVMe idèntics segueix sent relativament constant amb cada nova generació. En aquest cas, tant PCIe Gen3 com PCIe Gen4 DC NVMe són preuades gairebé un a- u, tot i que veure un rendiment significatiu guanya amb suport a PCIe Gen4. Això demana alguna diligència que pugui justificar encara usant SA o SAAA en els vostres servidors de PowerEdge?

Per respondre a aquesta pregunta, primer hem d'anàlisiar les dades de rendiment. A sota, la figura 3 mostra com puja la pila de lectura de l'actuació i ens ajuda a entendre les variància (marcat en Taronjacolor ).

Gen4 DC NVMe outperforms els seus competidors per un longshotCity name (optional, probably does not need a translation) per a cada mètric, amb un augment de multiplicador de rendiment des de:

1. 7x - 5. 8x quan es compara amb SAS
2. 2x - 13. 3x quan es compara amb SAA

Els números de lectura seqüencial i aleatoris per al Gen4 DC NVMe són excel·lents com s'esperava, i l'escriptura IOP ha millorat significativament i fins i tot s'acosten a l'Enterprise (MU) NVMeOPs. A més, la resistència també ha doblat de 0, 5 a 1 DWPD (Rrisos Per dia).

Les comparacions per fer comparacions són una mica més complexes per discutir amb precisió perquè sempre estan canviant i molt sensibles. Per tant, en aquest exercici determinarem els percentatges de fixació de preus relatius per als models agnòstics del venedor de la nostra llista de preus Q4 2021. Si el Gen4 DC NVMe discs és el punt base (1. 0x), aleshores per a la mateixa capacitat de veure un multiplicador de cost mitjà de:

1, 44x per SAS
77x per SAT

Basant-nos en aquest rendiment i fixació de preus podem concloure que No hi ha cap benefici per triar SA sobre el Gen4 DC NVM , perquè les dues coses són més cares i Té molt més baix rendiment.

Tot el que queda per determinar és la proposta de valor de SAA. Com ja s'ha dit abans, els dispositius SAT són encara la forma més accessible del suport d'emmagatzematge en el mercat, al voltant de 0.7x el preu del Gen4 DC NVMe. No obstant això, encara hi ha una imatge més gran a la nau quan les dades es analitzen a un nivell més profund. Per a calcular el dòlar de rendiment (IOPs/$) per a cada capacitat del Gen4 DC NVMe i SAT, podem aconseguir una millor comprensió sobre com es gasta de veritat cada dòlar. Vegeu la figura 4 a sota:

Quan les dades s' analitzen en aquest nivell, es converteix en molt evident que cada dòlar es va gastar en el Gen4 DC NVM manera Més lluny del que fa amb SAA. En el cas de l'actuació de lectura a l'atzar, cada dòlar gastat a SAT produirà 0.2x com molts IOP com a Gen4 DC NVMe. En termes de l'home (#02), això vol dir que cada dòlar gastat a SAAA és gairebé una ordre de magnitud menys efectiva que el Gen4 DC NVMe!

Ara que les dades han estat presentades i analitzades podem tornar a la pregunta original -- És hora de començar a transició completament a NVMe? Basant-nos en l'alt rendiment i molt atractiu punt de preu, creiem que el Centre de dades NVMe conduir té una proposta de valor clara i convincent per als clients de PowerEdge que intenten invertir en un mitjà d'emmagatzematge escalable, cap al futur. Tanmateix, els clients que prioritzen el preu més baix possible també trobaran que SAT sigui una solució valuosa.

PCIe Gen4 Data Center NVMe és recomanable per a la majoria dels casos d'usuari de clients. Els clients amb el pressupost també haurien de considerar que es pot aconseguir un major rendiment a un Un preu més baix que el SAT només escalant el nombre total de unitats del Gen4 DC NVMe. Amb una sortida de rendiment de dalt a 13. 3x Més que SAA mentre només estar al voltant 1, 3x Més car, els clients poden escalar la quantitat de dispositius NVMe per a la solució més efectiu del cost.
SATA és recomanable als clients on el preu més baix és més important. Mentre SAT tingui un preu extremadament baix, sempre hi haurà un públic objectiu per a aquest tipus d'emmagatzematge. Els clients que ni la intenció d'escalar, ni requereixen d'alta forma, segurament troben que aquesta és la millor solució per a les seves necessitats.

En conclusió, mentre que la tecnologia SAT encara porta valor al mercat a través d'un preu extremadament baix, PCIe Gen4 Data Center NVM ha demostrat que, sens dubte, és la solució d'emmagatzematge més útil d'un preu performància. Els clients també tenen més flexibilitat amb l' opció d' incrementar el preu de rendiment i inferior escalant el nombre total de dispositius NVMe! Independentment de tot, PCIe Gen4 Data Center NVMe ha demostrat que, en aquest moment, ofereix valor sense parella als servidors PowerEdge.

Amb el suport per a NVMe hardware RAID ara disponible al front PEPRC11 H755N, H75MX i H755 adaptador de factors de forma de formulari, estàvem ansiosos de quant de gran augment d'un rendiment els servidors de la següent generació de maquinari amb ARID. El Dell Technlogies va encarregar el P principis de Technologies per executar diversos estudis que compararien els servidors NVMe Input/ sortida per segon (IOPS), de banda de disc i de lectura de l'energia de la següent xarxa (15G) amb la implementació del maquinari NVM RAID en la implementació anterior de la generació d' energia (G14) sense funcionament per a l' ARFIID de la NVM.

Dos servidors s'han utilitzat per aquest estudi. La primera va ser un servidor de PowerEdge R650 poblat amb 2 3r Gen Intel· ® Xeon® Scalable processadors, 1024GB de memòria, 3.2TB de l'emmagatzematge NVMe i un controlador d'emmagatzematge Dell PATH755N. El segon va ser un servidor de PowerEdge R640 poblat amb dos processadors d'alta Intel·ligència ® Xeon® Gold Scalon, 128GB de memòria, 1,9TB de l'emmagatzematge SSD i un controlador d'emmagatzematge Dell PPH730P.

Una eina anomenada Provador d' entrada flexible/ sortida (FIO) s' utilitza per crear els carregadors de treball I/O en proves. FO invoca la producció dels fils o processos a fer una acció I/O especificada per l' usuari. Aquesta prova es va escollir específicament perquè injecta el sistema més petit de totes les eines de referència I/O. En canvi, això permet proporcionar prou dades al subsistema d'emmagatzematge per arribar al 100% d'ús. Amb l'eina, cinc carregadors de treball s'executen en diferents comptadors de fils i profunditats de cua a RID 10, RAID 6, RAID i ARID 5 nivells del servidor R650 amb controladors RIC H755n RAID i NVM i el servidor RIFEdge R640 amb un controlador PPH5P i SAD SAD.

Els problemes de treball de lectura indiquen com de ràpid poden recuperar informació dels seus discs, mentre que els carregadors de treball pesats indiquen com de ràpid poden publicar els servidors o desar dades al disc. A més, l' atzar i seqüencial en les descripcions dels treballs es refereixen als patrons d' accés a la lectura o a l' escriptura de dades. Els accessos a l' atzar requereixen el servidor per a recuperar dades de múltiples discs d' una manera no visible (p. ex., visitant múltiples llocs web), mentre que els accessos seqüencials requereixen que el servidor aconsegueixi les dades d' un únic flux continu (és a dir, corrent d' un vídeo).

Comparacions de rendiment

IOPESConstellation name (optional)

IOPS indica el nivell de peticions d' usuari que un servidor pot manejar. Basat en la sortida IOPS que es veu durant la prova, actualització de la anterior generació de l' EC PowerEdge R640 per a l' última generació del servidor IMC PowerEdge R650 podria proporcionar beneficis de rendiment per a les aplicacions d'i/O-ctualització. En totes tres configuracions ARID a prova, el canal d'abans de la generació de l'energia. Figura 1, 2 i 3 mostra quanta mitjana IOPS cada configuració gestionada durant la prova:

Figura 1: IOPES comparació amb les configuracions ARID 10

Figura 2: IOPS comparació amb les configuracions ARID 6

Figura 3: IOPES comparació amb les configuracions ARID 5

Amplada de banda del disc

L' amplada de banda del disc indica que el volum de dades d' un sistema pot llegir o escriure. Un servidor amb amplada de disc pot processar més dades per a peticions de dades grans, com ara el flux de vídeo o grans aplicacions de dades. A tots tres nivells d'RAID, l'última generació del servidor R650 amb l'emmagatzematge NVMe transferida significativament més MB per segon que el servidor anterior de generació. Figura 4 mostra la banda de banda del disc que cada un dels dos servidors acceptats per a cada nivell RAID:

LatènciaCity name (optional, probably does not need a translation)

La tardència indica com de ràpid pot respondre el sistema a una sol·licitud per a una operació I/O. La tardència llarga pot afectar la fluïdesa de l' aplicació i pot contribuir a una experiència negativa d' usuari. A més d'una banda de discs més gran, el servidor Dell EMCEdge R650 va portar una mica de retard a cada un dels tres nivells d'RAID que el servidor anterior de generació. La figura 5 mostra la expectativa que cada servidor ha lliurat mentre s' executava una càrrega a cada nivell d'RAID.

Figura 5: Comparació de la RAID 10, 6 i 5 configuracions

La següent generació d'energia PowerEdge R650 servidor amb la implementació de NVMe HW RAID augmentava el 15.7x, de banda del disc fins a 15.5x, i ha disminuït la retardació fins al 93%. Amb la inclusió de NVMe HW RAID de suport a Del Technlogies new PEPRC11, ara és un gran moment per als clients de PowerEdge per migrar el seu suport d'emmagatzematge a les unitats NVMe i donar la major forma de forma!