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[硬盘] 当QLC遇见数据中心-第二集——Intel D5-P4320 7.68T评测

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发表于 2019-10-10 14:45:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
QLC双胞胎兄弟

      前不久我们为大家带来了Intel基于QLC的数据中心级固态硬盘D5-P4420的评测,但其实那并不是Intel真正的第一款DC级QLC SSD。第一款叫做D5-P4320

      从型号上来看,P4320定位比P4420要低一点。从官方给出的参数来看,两者唯一的区别是使用寿命P4420为P4320的两倍。其他性能相关的参数完全一致

38.png


01.jpg

      P4320在外观上和P4420一模一样,如果不是型号上面的细微区别,我们可能完全分不出来谁是谁

03.jpg

      Intel出于环保考虑基本上都没有对SATA和U.2 SSD外壳进行抛光,所以会给人看起来旧旧的感觉

02.jpg

      拆解方式也和P4420相同,贴纸下面两颗螺丝拧掉即可

05.jpg

      P4420和P4320有如双胞胎兄弟一样,PCB布局一模一样,都是双PCB结构,正反共24颗NAND和10颗DRAM。

08.jpg

      只不过P4320多了一层薄薄的白色镂空塑料皮

06.jpg

      主控和P4420一样,Spec Code都是SLLWY

07.jpg

      NAND编号是29F02T2AMCQH1,和P4420使用的29F02T2AMCQH2只差最后一位。容量等参数也和P4420一致

10.jpg

      DRAM方面也是仅有细微区别,都是10颗8Gb DDR4颗粒,经过ECC冗余之后剩余8G可用

09.jpg

      其他部分也和P4420一致,比如电源管理模块

11.jpg

      还有这个提供掉电保护的大电容

12.jpg
      
性能测试

      关于D5与QLC的话题,在上一篇中已经讲过。这里就不再重复,直接进入测试环节


      测试平台如下:


CPUIntel XEON W-3265
主板SuperMicro X11SPA-T
内存Micro DDR4-2933 RDIMM 16G*6
操作系统CentOS 7.6 1810 X86_64
测试软件FIO 3.14

      测试SSD信息如下:

品牌Intel
型号D5-P4320
容量7.68T
序列号BTLL82140F567P6BGN
固件版本3DV10116

      与P4420测试方法一样,在这里首先使用SNIA标准流程进行IOPS测试
  • 准备工作——关闭设备写入缓存,设置测试Queue Depth=32,Thread Count=4
  • 预热——执行Secure Erase,然后以Block Size=128KiB持续写入两倍SSD容量
  • 开始——随机读写比率分别设置为100/0,95/5,65/35,50/50,35/65,5/95,0/100共七种,每种读写比例均使用1024KiB,128KiB,64KiB,32KiB,16KiB,8KiB,4KiB,512B共八种不同尺寸的数据块。每种数据块执行一分钟,每轮测试总计7*8=56分钟。然后重复上述动作最多25轮
  • 记录——记录每个读写比例的每个数据块在一分钟内的平均IOPS,以4K 100%写入作为判定是否进入稳定态的依据,若连续5轮的4K 100%写入IOPS都未超过平均值的正负10%即视为进入稳定态

      D5-P4320一上来就让人跌破了眼镜,他的大哥P4420在前五轮就直接进入了稳定态,而P4320直到地9~13轮才连续五轮波动未超过正负10%

21.png

      这对于一个数据中心固态盘来说是有失水准的

22.png

      不仅如此,即使4K随机写入通过了验证,但在16k~64k这样较大数据块的随机写入稳定性上表现也并不算好

23.png

      虽然性能一致性方面表现的一般,但是性能方面倒是并不弱

24.png

25.png

      总体来讲P4320的混合读写IOPS和P4420相差无几,但由于P4320性能一致性相比P4420不够出色,所以会导致个别项目忽高忽低的情况发生,例如16k随机写入之类

34.png

      接下来是延迟测试,看看P4320表现如何

  • 准备工作——关闭设备写入缓存,设置测试Queue Depth=1,Thread Count=1
  • 预热——执行Secure Erase,然后以Block Size=128KiB持续写入两倍SSD容量
  • 开始——随机读写比例设置为100/0,65/35,0/100共三种每种读写比例都使用512B,4K,8K共三种不同大小数据块。每种数据块执行一分钟,每轮测试总计3*3=9分钟。然后重复上述动作最多25轮
  • 记录——每个读写比例每个数据块的平均延迟和最大延迟,以4K 100%写入平均延迟为作为是否进入稳定态的依据,若连续5轮的平均延迟均未超过平均值的正负10%即视为进入稳定态


      P4320在延迟测试中找回了作为一个数据中心固态盘的尊严,前五轮直接进入稳定态

26.png

      除了首轮的4K随机读取以外,其他数据块和写入比例也出现明显的波动

27.png

      D5-P4320在平均延迟方面表现不错,写入均在19微秒以内,读取也在100微秒上下。均比官方标称的参数要好

28.png

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      而且P4320还反超了P4420,特别是在读取方面大幅领先

35.png

      最大延迟方面P4320依旧保持了强有力的势头,全程没有超过10毫秒的


30.png

31.png

      更是血洗了自家大哥P4420

36.png

      接下来是吞吐量测试

  • 准备工作——关闭设备写入缓存,设置测试Queue Depth=32,Thread Count=1
  • 预热——执行Secure Erase,然后以Block Size=1024KiB持续写入两倍SSD容量
  • 执行——顺序读写比例设置为100/0,0/100共两种,每种读写比例都使用1024KiB数据块执行一分钟,每轮测试总计2*1=2分钟,然后重复上述动作至多25轮

      吞吐量测试对于没有SLC Cache机制的数据中心固态盘来说没有丝毫难度

32.png

      作为一个合格的数据中心固态盘,除非出现过热,否则很难在这种测试时候翻车

33.png

      相比于两项更偏向于主控和固件的测试项目,吞吐量更主要侧重闪存本身的素质。同为QLC基底的P4320和P4420表现基本一致

37.png

      P4320和P4420看起来并不是仅仅有官方参数中给出的只有寿命不同的区别。P4420为了保障更好的性能一致性和更长的使用寿命,主控需要分配更多资源来进行GC等操作,将数据整理的相对干净之后再写入NAND,这样做也导致了延迟的偏高。
      而P4320则相对简单,无论数据好坏先写了再说,有空再整理。这样的操作有利于削减延迟,但同样带来了一定的副作用,比如写入放大偏高,再比如在不恰当的时间做GC导致性能波动等等。
      对于这两款相同基底的不同产品来讲,如何分配有限的主控资源成为了两款产品最大的分歧点。

额外一点

      可能有些朋友看了我这两期测试会有这样的疑问,为什么D5-P4420和P4320官方标称的随机读取IOPS是40W+,而我这边测试只有不到10W?
      其实这和测试方法有关,SNIA PTS标准测试流程的队列纵深只有QD32,并且是读写混合测试。如果想要看到最好的写入效果就要换个方法了。比如我们常见的Crystal Disk Mark就提供更高的QD

39.png

      经过几个参数组合,最终发现Q64T8基本上是P4320随机读取的最佳状态。1689MB/S的速度换算成4K的IOPS差不多也要40万了

40.png

      用IOMETER验证结果也差不多,QD64T8下的4K随机读取IOPS大约是39万,基本达到官标参数

41.png

总结

      通过对P4320和P4420两款基于QLC NAND的数据中心级固态盘的测试,可以看到QLC并不是洪水猛兽。性能下限也有着可靠的保障,不存在家用级QLC产品那种Cache耗尽之后性能断崖式下滑的现象。Intel给了其D5的定位也是非常准确,相比于D3系列随机写入性能也并不弱的同时,还拥有着SATA接口永远无法企及的吞吐量和读取性能。

      P4320在性能方面和P4420相仿,甚至在延迟方面还拥有一定的优势。耐久度虽然只有后者的一半,但也是10PB级别。而且从以往的经验看来,定位稍低一点的P4320在价格上也会更加实惠。照这样的趋势下来,SSD彻底取代HDD的那一天也许真的不再遥远了











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发表于 2019-10-14 16:18:33 | 显示全部楼层
存储的性能是诸多因素综合的体现,即便是QLC在整体方案配合到位的情况下,性能上也能有保证。

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发表于 2019-10-14 16:20:15 | 显示全部楼层
这个算企业级吗?

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发表于 2019-10-14 17:17:21 | 显示全部楼层
把nand吹下来做成u盘,卖大发了

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不用说,价格美丽。

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我出货都是INTEL的SSD.看拆机图应该是INTEL自己的主控芯片.估计还是五年质保.希望长时间使用依然给力.

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家庭使用没必要,价格受不了

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INTEL的东西还是靠谱~!

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这个也要11000了~

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看不懂,这op空间这么大,还不如一开始就开成tlc,那也就是9216gb,做成8t不好吗。。

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再发展下去,固态快变成消耗品了,

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