淺析U.2介面NVMe SSD雙埠模式（下）——可靠性及效能測試

上篇說了雙埠的一些概念和實現，《淺析U.2介面NVMe SSD雙埠模式（上）——應用模式與設計實現》這篇將進一步通過測試介紹NVMe SSD雙埠特性的可靠性和效能的驗證。（測試均使用雙路超微伺服器，每路有兩個Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650 v4 @ 2.20GHz core以及64GB記憶體，以及一個PLX 9797 PCIe Switch，每個Switch有20個埠，可同時掛載20個PBlaze5。）

雙埠可靠性測試

鏈路冗餘:

雙埠NVMe SSD可以在鏈路斷開或者埠失敗的情況下提供冗餘。如下圖所示：

• Server可以看到2個NVMe裝置，可以對2個NVMe裝置進行讀寫等操作；
• 如果中斷一條到NVMe裝置的連結，另一個連結仍然可以保持連線並且存活，server可以正常訪問NVMe裝置。

雙活模式：

雙埠NVMe裝置連線到不同的server A和server B，如下：

Server A與server B同時做正常關機、異常關機、nvme reset或者pcie reset，2個server 都可以正常操作並且彼此不受影響。Server A與server B彼此做不同操作，對於NVMe裝置來說也是不受影響的，兩個server也能做到互不干擾；
Server A與server B間隔一段時間分別做正常關機、異常關機、nvme reset或者pcie reset，2個server 均斷電成功並且開機正常，互相不受影響，啟動後也可以正常載入NVMe裝置；
Server A跑IO workload， server B觸發正常或者異常關機，server A不會受到影響，包括資料完整性和I/O吞吐量以及延遲等方面；反之亦然；

雙埠模式下NVMe SSD的效能

以雙活的配置模式為例，在效能方面，主要展示2個server同時進行順序寫、順序讀，隨機寫，隨機讀，以及一個server 讀，另一個server 寫等模式，並與單埠模式做對比。
主要特點如下：

• 兩個埠同時IO，檢查並對比頻寬。兩個埠的效能基本保持一致；兩個埠的效能之和與單埠模式的效能保持一致；
• 一個埠進行IO：與兩個埠同時IO的效能無明顯差異，基本保持一致；
• 兩個埠同時進行不同IO模式：例如，一個server進行順序讀，另一個server進行順序寫，其效能表現明顯優於相同模式的效能

上圖展示的是server A與server B分別進行128K的順序寫時的效能。上面的圖中紅色的效能曲線是SSD的總頻寬，達到2300MB/s ；下圖是2個server的頻寬，可以看出頻寬基本一致，均達到了1150MB/s。
上圖展示的是server A與server B分別進行128K的順序讀時的效能。上面的圖中紅色的效能曲線是SSD的總頻寬，達到3135MB/s ；下圖是2個server的頻寬，可以看出頻寬基本一致，均達到了1566MB/s左右。
上圖展示的是server A與server B分別進行4K的隨機寫時的效能。上面的圖中紅色的效能曲線是SSD的總IOPS，達到230k ；下圖是2個server的IOPS，可以看出基本一致，均達到了115k左右。
上圖展示的是server A與server B分別進行4K的隨機讀時的效能。上面的圖中紅色的效能曲線是SSD的總IOPS，達到782k；下圖是2個server的IOPS，可以看出基本一致，均達到了391k左右。
上圖展示的是server A在進行順序寫，同時server B進行順序讀時的效能。上面的圖中紅色的效能曲線是SSD的總頻寬，達到2790MB/s；下圖是2個server的頻寬，寫頻寬在1390MB/s左右，讀頻寬達到1400MB/s。

上圖展示的是server A在進行隨機寫，同時server B進行隨機讀時的效能。上面的圖中紅色的效能曲線是SSD的總IOPS，達到450k左右；下圖是2個server的IOPS，分別是230k 和220k左右。

結論

本文通過介紹雙埠在企業級儲存中的應用，逐一展示了雙埠SSD的特性以及效能，很好的說明了雙埠NVMe SSD的實用價值。隨著陣列，系統，伺服器等諸多技術環節的完善和成熟，雙埠NVMe SSD將在企業級儲存系統中發揮更大的優勢。

本文作者：汪洋

本文作者汪洋是Memblaze測試開發工程師。