從StorageReview橫評看PBlaze5 PCIe NVMe SSD

北美評測機構StorageReview新一輪的NVMe SSD橫向評測已經開啟，Memblaze的PBlaze5、Intel的P4510以及HGST、三星等國際主流儲存廠商的NVMe SSD都在此次評測之列。

StorageReview所有測試均在StorageReview Enterprise Test Lab中進行。測試環境中的工具、負載以及伺服器裝置都有統一的標準，以此保障測試的公平性。同時，在測試條件統一前提下，StorageReview將多款產品的結果會放在同一文章中進行對比分析。

StorageReview評測以全面的效能測試著稱，針對NVMe SSD的評測專案包括：

1. SQL Server 效能測試；
2. MySQL OLTP資料庫(Percona 的Sysbench)；
3. 視訊渲染類應用測試（SideFX 的Houdini）；
4. 儲存裝置效能測試。測試工具為VDBench，主要測試項包括4K隨機讀/寫IOPS、順序讀/寫頻寬；
5. SQL和Oracle負載；
6. VDI啟動、登入等操作測試；

每篇StorageReview的評測文章都會彙總多款同型別產品的測試結果，並對結果進行對比解讀。

此次參與評測的U.2介面，3.2TB版本的PBlaze5 900系列PCIe NVMe SSD,與PBlaze4（3.2TB）、Intel P4510（3.2TB）、東芝PX04（1.6TB）都進行了全面對比，結果反映在《Memblaze PBlaze5 NVMe SSD Review》和《Intel SSD DC P4510 Review》等報告中。





值得一提的是，StorageReview此次對PBlaze5的兩個韌體版本進行了評測（去年釋出的舊版本及上月剛剛升級的新版本），以評測新版本的效能提升幅度。本說明通用於下文所有的評測結果。

StorageReview測試的重點在於SSD的效能，下圖展示了4K隨機讀的效能。




4K隨機讀，主要測試隨著IOPS提升延遲的變化。可以看到PBlaze5在70萬IOPS的效能下仍能保持150μs延遲。





4K隨機寫同樣有著優異的成績，StorageReview在報告中指出PBlaze5在597,647 IOPS時，延遲達到最大值，為211μs，是參與測試幾個產品中不同IOPS效能下延遲最平穩的一個。



64K順序寫頻寬中，PBlaze5可以在近2.5GB/s的寫頻寬下仍能保持100μs的延遲。是頻寬從低到高過程中，低延遲體驗保持最久的一個。

MySQL、Oracle和SQL Server是最為主流的三大資料庫系統，同時也是對儲存裝置高效能有硬性要求的應用代表。StorageReview對三個資料庫場景中不同負載壓力下PBlaze5的表現做了全面測試。



15000個虛擬使用者的SQL Server延遲。PBlaze5延遲為7.5μs，排在Memblaze PBlaze4之後的第二位。



MySQL測試中使用了Percona ，測試工具為SysBench。




在4個虛擬機器並行壓測下， PBlaze5 保持了99%的I/O 延遲在29.4ms內，是參與測試產品中延遲最低的。

PBlaze5 VS Intel P4510

除以上品類的SSD橫評對比以外，StorageReview還單獨將Intel P4510與最新的PBlaze5的測試結果進行了比較，PBlaze5 同樣表現不俗。限於篇幅，以下摘錄了寫效能、資料庫應用和VDI效能對比，全文對比請參考文末的全文連結。



上圖是4K隨機寫測試結果，可見PBlaze5在60萬IOPS處才出現延遲峰值，而在此之前PBlaze5一直保持著低延遲，也是參與測試多款產品中唯一一個在50萬及更高IOPS效能下仍能保持低延遲的產品。



與4K隨機寫操作結果類似，在64K順序讀操作測試中，PBlaze5是唯一一款在1.5GB/s及更高頻寬下仍保持不足100μs的延遲，並且直到2.5GB/s寫頻寬時，延遲仍在可控範圍中。




上圖可以看到PBlaze5在Oracle場景中不同IOPS均能保障低延遲，延遲峰值為157μs，出現在277,100 IOPS處。此外，StorageReview還對Oracle-90-10和Oracle-80-20進行了測試，PBlaze5 表現出持續穩定的效能。



StorageReview對於VDI場景中啟動、登入等高I/O壓力下的SSD效能表現。



上圖可見VDI-FC-Init-Login場景下，PBlaze5在達到12萬IOPS的同時，保障VDI登入操作持續低延遲，效能達到其他產品的150%以上。



VDI另一個重要的高併發場景是啟動，在VDI-LC-Boot測試中，PBlaze5同樣能夠在IOPS效能提升過程中，保持延遲始終在200μs以內。


從StorageReview測試結果來看,不論是Oracle、MySQL、SQL Server三大資料庫還是VDI這樣的典型的高I/O壓力應用，PBlaze5都能保障高IOPS和低延遲，在效能平穩性也有著優異的表現。

背後核心技術解讀

無論是跟Intel P4510比較，還是跟其他友商產品比較，PBlaze5新版本效能表現搶眼，其背後是PBlaze5對於架構和核心演算法的優化。

在讀頻寬優化上，新FW充分利用Flash特性，採取短讀，Flash Cache命中，資料排布優化等多種優化方式，使Flash在同樣的時間/功耗下能提供更多的資料。直觀看，U.2 PCIe x4前端介面限制的情況下，PBlaze5達到3.5GB/s頻寬需要的功耗下降（Memblaze實測功耗15W），AIC PCIe x8的情況下，幾乎和舊FW同等的功耗下，實現6GB/s的頻寬（Memblaze實測功耗18W），一舉突破 PCIe x4 的瓶頸限制。

在寫頻寬優化方面，新FW優化了程式碼邏輯，也突破了之前的瓶頸。寫頻寬的提升沒有魔術，必然帶來功耗的一定上升，但仍在25W的限制以內。新FW在此方面同步優化了功耗控制程式碼，提供NVMe標準的功耗模式命令，能實現15/20/25三檔，需要多少，控制多少。

隨機訪問上，新FW首先優化了FW程式碼結構，使得程式碼效率更高，硬體路徑更短。直觀感受是IOPS提高，Latency縮短。另一方面，新FW使用新的Flash特性，能有效提升系統QoS的特性。




全文連結：

Memblaze PBlaze5 NVMe SSD Review

http://www.storagereview.com/memblaze_pblaze5_nvme_ssd_review

Intel SSD DC P4510 Review

http://www.storagereview.com/intel_ssd_dc_p4510_review

StorageReview Enterprise Test Lab

http://www.storagereview.com/storagereview_enterprise_test_lab