您的應用程式執行什麼讀寫混合? 區塊大小為何? 這些簡單的問題在執行 AI 訓練、關聯式及 NoSQL 資料庫、虛擬化/容器化堆疊等的資料中心都有非常複雜的答案。資料中心 SSD 規格表通常顯示 4KB 100% 隨機讀寫效能、佇列深度(QD)256 的 70/30 工作負載效能,以及 128KB 循序讀寫效能。但如果是 16KB 80/20 的工作負載呢? 如果您的應用程式未達到硬碟上 256 的佇列深度,會發生什麼情況? 最重要的是,SSD 廠商如何比較更加實際的區塊大小?將延遲納入考慮呢?
在本部落格中,我們將探討美光全新 7500 NVMe™ SSD 的效能資料,這款 SSD 是我們以前沿實際需求效能打造的主流硬碟。我們將檢視 4KB、8KB 和 16KB 區塊大小下的混合工作負載效能,並深入瞭解在 16KB 區塊大小、80/20 工作負載下的 6x9s QoS 延遲。我們將效能資料與美光上一代主流 NVMe SSD 和兩個競爭對手的資料中心 NVMe SSD 作比較。
結果證明,美光打造的 7500,不僅達到了規格表最大的 4KB,而且在當今資料中心常見的混合工作負載類型(讀取/寫入混合和區塊大小)中屬同級最佳。
全面提升混合工作負載效能
讓我們來看看 4KB 隨機工作負載、佇列深度為 32,即硬碟以正常壓力等級運作的情況。相關範圍涵蓋寫入繁重型(50% 的讀取/50% 的寫入)到讀取密集型(90% 的讀取/10% 的寫入)。
這裡可以看到美光 7500 SSD 相比上一代產品略勝一籌,且明顯優於兩個競爭對手。
這是好消息,但這對於 7500 改進並不大;當我們改用 8KB、16KB 等更大的區塊大小時,會發生什麼?
在 8KB 時,7500 具有優於上一代的明顯領先優勢,且相比競爭對手遙遙領先。
在 16KB 時,這個差距又稍為擴大,顯然使 7500 成為同級最佳的主流混合工作負載 NVMe SSD。
品質與數量
儲存裝置的另一個關鍵效能指標是服務品質(QoS)。您的 SSD 需要多久才能傳回請求? QoS 以百分位數來衡量,例如 99% 的百分位數延遲為 1 毫秒,表示 1% 的 IO 耗時超過 1 毫秒。在擁有數千部硬碟的大型資料中心,每秒要提供數百萬次 IO,6x9s 延遲變得極為重要。
網上交易處理、推薦引擎、即時分析、人工智慧、內容發佈和金融交易都是受惠於低延遲的工作負載範例,這不只適用於超大規模企業,執行資料庫的傳統企業資料中心也是如此,他們都必須和客戶達成服務層級協議(SLA),所以低延遲很重要。
我們來看看對於 80% 的讀取/20% 的寫入工作負載,佇列深度介於 1 到 32 時 16KB IO 的效能。
此圖分別在 Y 軸和 X 軸上顯示 6x9s 讀取延遲和 IOPS。較高的效能特徵是 Y 軸數值較低,且偏向 X 軸右側分佈。線上的每個點代表從 1 到 32 的佇列深度。我們將圖上的最大延遲設定為 4 毫秒,以增加比較結果的清晰度。這使競爭者 B 的 QD32 指標(8 毫秒)超出了圖示範圍。
這裡我們可以看到,從美光上一代 SSD 到 7500,6x9s 延遲顯著降低。此外,在每個佇列深度上,7500 現在都超越了上一代同級最佳的硬碟。
競爭者 B 在 QD 為 8 以下時延遲略低,但這是在效能極低時的現象。當 QD 高於 8,競爭者 B 的 QoS 延遲大幅增加。
滿足實際需求的主流 NVMe
美光 7500 SSD 是最先進的主流 PCIe® Gen4 資料中心 SSD,率先採用 200 層以上 NAND,提供比競爭產品更優異的 QoS 與效能1。
美光 7500 NVMe 資料中心 SSD
建立低於 1 毫秒的全新硬碟類別
美光 7500 NVMe SSD 是首款採用 200 層以上 NAND 的主流資料中心 SSD,這項領先技術有助於為廣泛的混合工作負載和 IO 大小提供卓越效能與 QoS。
美光採用現今全球最先進的量產 232 層 NAND 打造 7500 SSD,並整合了美光自有的進階控制器和韌體,實現驚人的效能結果。
美光 7500 SSD 在 99.9999% (6x9s) 4K 讀取密集型工作負載下,可以低於 1 毫秒延遲的業界領先水準滿足 QoS 需求,同時提供超過 100 萬次的 IOPS。
美光 7500 也在一般、混合、隨機工作負載中表現優異,可助推提升 Oracle、MySQL、RocksDB 和 Microsoft SQL Server 等常見資料庫的效能。所有資料庫都是多執行緒的,這意味著會出現多佇列排隊,等候傳送結果前最慢的那個操作。這種情況下持續延遲會對使用者產生巨大影響。
請造訪 7500 產品頁面瞭解更多資訊,並聯絡您的銷售代表,將產品送到您的實驗室,然後投入生產!
其他資訊:
註 1:根據 Forward Insights 《第二季/第三季 SSD 供應商狀況》分析師報告,截至 2023 年 8 月,Gen4 U.2/U.3 主流競品 SSD 供應商在資料中心 SSD 的市佔率至少為 10%。
註 2:佇列深度(QD)即每個執行緒每個目標的未完成 I/O 請求數。在此情況下,競品硬碟之間的通用可比 QD 為 QD 128。例如,Microsoft 通常以 QD 128 進行基準效能分析,並對測試中的系統 CPU 施加更高的 IOPS 壓力,如需詳細資訊,請參閱:https://learn.microsoft.com/en-us/azure/virtual-machines/disks-benchmarks
註 3:美光資料中心工作負載工程(DCWE)實驗室內部測試的所有結果。