Cuando QLC se encuentra con el centro de datos: revisión de Intel D5-P4420 7.68T

D5 vs QLC

Hace casi una década, Intel rediseñó el esquema de nombres de sus productos de CPU, y I3, I5 e I7 alguna vez ocuparon nuestra vida diaria. Este método de denominación amigable ayuda enormemente a los consumidores, especialmente a los usuarios no profesionales. La gente sólo necesita saber que I7 es mejor que I5 y que I5 es mejor que I3, sin tener que diferenciar entre combinaciones complejas de números como el QX9650.

El año pasado, Intel trasladó silenciosamente esta regla de nomenclatura a la línea de productos SSD. Los nuevos productos de centros de datos lanzados a partir de la segunda mitad de 2018 se denominarán D3, D5, D7, etc.

Después de años de desarrollo, NAND se ha desarrollado desde SLC, MLC y TLC plano hasta el 3D TLC convencional actual, y la próxima generación de QLC ha entrado gradualmente en escena. Esta evolución ha hecho que NAND sea cada vez más eficaz y menos costosa. Pero el efecto secundario es que se reduce el número de borrados y el rendimiento de escritura.

Intel también lanzó un producto de consumo 660P basado en QLC NAND a principios de año. Aunque el rendimiento no es satisfactorio, el precio es realmente económico y la garantía de cinco años de las grandes marcas sí. También se ganó el favor de algunos usuarios. Por lo tanto, siempre que el posicionamiento sea correcto, se pueden obtener buenos resultados prácticos incluso si el rendimiento no es tan bueno.

Intel clasifica los SSD QLC NVME como P4420/P4320 como D5. En términos de CPU, estos son productos de gama media que Intel les ha dado Large (gran capacidad) and Affordable (económico) y Reliable (confiable). posicionamiento.

No cualquier SSD puede denominarse SSD de grado de centro de datos.

No cualquier unidad de estado sólido puede considerarse una unidad de estado sólido a nivel de centro de datos. Intel debe haber pasado por muchas dificultades para llevar un producto QLC de este tipo al centro de datos. QLC se considera un flagelo, pero bajo la guía de gigantes de la industria como Intel, ¿cuánta energía puede generar? Hoy lo probaré

Gran capacidad y alta redundancia

Esta vez. , probamos el SSD D5-P4420 del centro de datos de Intel basado en 3D QLC NAND. --Esta vez, probamos la unidad de estado sólido del centro de datos D5-P4420 de Intel basada en 3D QLC NAND. Por supuesto, también tiene un hermano D5-P4320. Según los parámetros oficiales, la diferencia es casi solo en la vida útil de la escritura. Pero proporcionaremos más información sobre esto en un futuro próximo

Actualmente, el Intel D5-P4420 solo está disponible en una capacidad: 7,68T

La interfaz es U.2, que es muy útil en centros de datos más común en centros de datos

En la parte posterior, es igual que la otra interfaz de almacenamiento U.2 de Intel, que es más común en centros de datos

El D5 -P4420 también ofrece una nueva capacidad de 7,68T.

La parte posterior utiliza un diseño sobresaliente como otros discos Intel U.2 para aumentar el área de disipación de calor

También hay una pegatina del modelo en el lateral

Allí Hay dos tornillos en el exterior del disco, ambos ocultos debajo de la pegatina en el frente

Después de retirar el disco, puede ver que el D5-P4420 adopta un diseño de PCB dual, que tiene el ventaja de poder acomodar más PCB en un espacio limitado. La desventaja es que las ventajas de refrigeración del chasis no se pueden obtener en los dos lados del medio

El código de especificación del controlador principal es SLLWY y actualmente no hay información detallada sobre el controlador

El número de memoria flash es 29F02T2AMCQH2, que es una partícula QLC 3D única de 4 TB (512 GB). Hay 24 discos en total, con una capacidad total de 12288 GB. El producto final tiene una capacidad de sólo 7,68T, lo que significa que hay bastante espacio OP, por lo que es un lujo.

La caché utiliza chips DDR4 de Micron, con un único chip de 8Gb (1GB) y un total de 10 chips en todo el disco. Según la lógica general del producto, cada 1 TB de NAND se combinará con 1 GB de DRAM para caché, y el D5-P4420 usa 10, que deben ser redundantes como la memoria ECC en DRAM. 98T

Estado de fábrica y estado estable

La Asociación Global de la Industria de Redes de Almacenamiento (SNIA) divide el estado de rendimiento de escritura de SSD en tres etapas

FOB: Estado de fábrica Batería de salida (FOB). Este estado es la etapa más poderosa del rendimiento de SSD y una de las optimizaciones más importantes para los SSD de consumo es cómo maximizar el rendimiento del estado de fábrica y cómo extender la duración del estado de fábrica.

Estado estable. Esto se refiere a un estado en el que la escritura de datos y la recolección de basura alcanzan un estado relativamente equilibrado después de que el SSD ha estado cargado durante mucho tiempo. Este es el rendimiento más realista de las unidades de estado sólido y también es el foco de los productos de nivel empresarial.

Transición: La transición del estado de fábrica al estado estable. Esto se refiere a la etapa de transición del estado de fábrica al estado estable. Cómo realizar una transición suave desde el estado de fábrica es el enfoque de esta etapa.

Y el AS SSD y CDM que generalmente vemos como las primeras herramientas de prueba. son para pruebas de rendimiento de fábrica de SSD, adecuadas para fabricantes domésticos, pero no reflejan el rendimiento real de los SSD de clase empresarial (clase de centro de datos)

Podemos ver que el P4420 se probó en ambas pruebas. En estas dos pruebas, el P4420 tiene un rendimiento peor que los SSD NVME de gama media y alta actuales. Esto se debe a diferentes estrategias de optimización para los SSD de clase empresarial (clase de centro de datos).

Utilizamos pruebas como. IOMETER Escrituras sostenidas e intensas en el SSD para ver qué sucede en estado estable

Podemos ver que el P4420 funciona mejor con el sistema de archivos NTFS utilizando QD32, el sistema de archivos más potente del mercado. tipos.

Como puede ver, el P4420 se estabilizó después de aproximadamente 13.000 segundos de escrituras aleatorias QD32 4K en el sistema de archivos NTFS. La fluctuación de rendimiento en el estado de fábrica es muy grande, pero la fluctuación se reduce significativamente después de entrar en un estado estable, lo que también muestra la dirección de optimización del P4420 como SSD de centro de datos

Dispersión de escritura continua de 128K

Prueba estándar SNIA

Para explorar el rendimiento real de SSD empresarial (centro de datos), SNIA desarrolló la prueba estándar SNIA basada en el estándar SNIA para P4420. Para explorar el verdadero rendimiento de los SSD empresariales (centros de datos), el PTS de SNIA desarrolló un proceso de prueba estandarizado para nosotros. También seguí estrictamente el proceso estandarizado para esta prueba. A continuación se probarán los IOPS, el rendimiento y la latencia del D5-P4420.

La plataforma de prueba es la siguiente:

CPU Placa base Intel XEON W-3265 Memoria SuperMicro X11SPA-T Micro DDR4-2933 RDIMM 16G*6 Sistema operativo CentOS 7.6 1810 X86_64 Software de prueba FIO 3.14

La información del SSD de prueba es la siguiente:

Marca Intel Modelo D5-P4420 Capacidad 7.68T Número de serie BTLL9051069B7P6FGN Versión de firmware 3DV10110

Prueba de IOPS

Adhiriéndose a Intel Como es habitual en los productos de calidad para centros de datos, el D5-P4420 tomó la delantera en la primera ronda de pruebas. P4420 entra en un estado estable en la primera ronda.

Aún así, puedes ver que la primera y tercera ronda fluctúan bastante, casi llegando a la línea de paso, pero al menos pasó

Los IOPS para otros tamaños de bloque tienden a estabilizarse

IOPS gráfico de resultados

El objetivo de esta prueba es simular el entorno más exigente, para que el rendimiento de este SSD pueda reflejarse y los usuarios puedan optar por ahorrar unos años más. Esta prueba está diseñada para simular el entorno más exigente, encontrar el punto más bajo del rendimiento de SSD y brindar a los usuarios una opción de referencia garantizada. En otras palabras, no tiene que preocuparse por obtener un rendimiento inferior al de esta prueba en el uso diario.

El IOPS de escritura aleatoria QD32 4K de Intel P4420 7.68T en estado estable es de aproximadamente 58919, que es mucho más alto que el oficial 35000. Este estándar virtual inverso también refleja el enfoque cauteloso de Intel hacia su primer producto QLC de nivel empresarial.

El IOPS de lectura aleatoria 4K del QD32 es de solo 67172, lo cual no es alto y es aproximadamente equivalente al nivel de los discos duros SATA de clase empresarial de rango medio. La razón es que esta prueba utilizó diferentes bloques de datos y diferentes proporciones de escritura bajo alta presión continua, lo que agotó el control principal para hacer frente a solicitudes tan aleatorias, y los recursos de control principal casi se agotaron. En este momento, el cuello de botella en el rendimiento ya no es QLC, sino el control principal. En este entorno extremo, la forma de asignar razonablemente recursos de lectura y escritura depende del firmware. Aparentemente, el firmware del P4420 ha optado por priorizar las escrituras en este punto, sacrificando así el rendimiento de lectura hasta cierto punto.

Prueba de rendimiento

La estabilidad de P4420 en lectura y escritura secuencial es obviamente mejor que la lectura y escritura aleatoria, casi sin fluctuaciones durante cinco rondas consecutivas.

Secuencial leyendo El rendimiento alcanzó 2977 MB/S, alcanzando el nivel de NVME convencional, que también es el parámetro básico marcado por el funcionario. El rendimiento de escritura secuencial ha alcanzado 1036 MB/S, lo que es aproximadamente equivalente al nivel de TLC 3D de pequeña y mediana capacidad. Este es un buen resultado para QLC SSD. Después de todo, la escritura es una deficiencia importante de QLC.

Prueba de latencia

En la prueba de retardo, el P4420 también entró en un estado estable en la primera ronda, con fluctuaciones de retardo muy pequeñas. Solo la cuarta ronda superó el -5%, y el resto estuvo dentro del 5%

Este es el efecto de convergencia de retardo de otras relaciones de lectura/escritura de bloques de datos

Resultados de la prueba de retardo promedio P4420

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En la prueba de latencia promedio, la latencia de escritura del D5-P4420 es excelente, siendo la latencia promedio de escritura 4K 100% de solo 19,02 microsegundos, que es inferior a los 30 microsegundos oficiales. . 30 microsegundos. Sin embargo, la latencia de lectura es un poco decepcionante, ya que la latencia de lectura promedio 4K 100% alcanza los 163,84 microsegundos, 130 microsegundos más que los datos oficiales. Esto también muestra desde otro lado que D5-P4420 está optimizado para escritura

Prueba de latencia máxima

En términos de latencia máxima, la latencia máxima de lectura/escritura 4K es básicamente de 17 milisegundos. y bien, los resultados no son ideales

La clave es encontrar la posición correcta

Desde el día en que se lanzó QLC, el D5-P4420 no ha mostrado su mejor rendimiento durante mucho tiempo tiempo. QLC ha sido visto a través de lentes color de rosa desde su lanzamiento. Es un sombrero grande, uno al que le dan una palmada en la cabeza por un desempeño deficiente y días de mal desempeño. Pero, ¿cuántas personas han mirado realmente los productos QLC?

Desde una perspectiva de rendimiento, el QLC previamente desconocido no es tan malo. La mayor parte del rendimiento del P4420 es comparable al de los discos SATA de clase empresarial de gama media y alta, y tiene ventajas en capacidad y rendimiento. . obvio. Intel lo posiciona como D5 en lugar de D3-S4610, lo que parece tener sentido.

En términos de durabilidad, después de tantos días de abuso y más de 150 T de escrituras, la vida útil esperada sigue siendo del 99 %.

Según esta estimación conservadora de 7,68T, el D5-P4420 también puede transportar al menos 15 PB de volumen de escritura, alcanzando básicamente el 2DWPD oficial de Intel.

Con la tecnología de almacenamiento actual, la velocidad y la capacidad no pueden tener ambas. Después de probar el P4420, el autor cree que es muy adecuado para sistemas de almacenamiento con funciones escalonadas, como CEPH, que se puede utilizar como caché en la capa superior del disco duro para almacenar datos calientes. Intel también está posicionada para reemplazar TLC en sistemas de almacenamiento por niveles y almacenar en caché más datos importantes al mismo costo.

Por supuesto que el QLC debería tener un precio QLC, no creo que sea apropiado obligarlo a venderse al mismo precio MSRP que el TLC.

Todo en el mundo tiene su propio significado. Siempre que puedas encontrarle una posición adecuada, QLC marcará el comienzo de su propia primavera.

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