ioXtreme PCI Express SATA SSDs Antecipe 6 Gb / s de desempenho

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por Patrick Schmid e Achim Roos

traduzido pelo google

Nós olhamos Fusion-io ioDrive's no início de 2009. As fichas de dispositivo em um slot PCI Express e oferece 80, 160, ou 320 GB de armazenamento a níveis de desempenho formidável. Infelizmente, o ioDrive é bastante caro, o que significa ainda muito além da marca de US $ 1.000. Fusion-io, mas tem algo de novo que visa a alta do mercado entusiasta final sem sacrificar o desempenho muito. O ioXtreme é limitado a 80GB para agora, mas você pode ligar vários ioXtremes se você ir para a versão Pro. Amazon vende o modelo base de 80GB por US $ 895.

Flash SSD de Desenvolvimento

Flash SSD baseado ter visto uma evolução bastante notável em um tempo relativamente curto. Apesar de as gerações primeira unidade já foram mais rápidos que discos rígidos na maioria das operações de leitura, o desempenho de gravação era lento. Muitos produtos não corresponderam às suas expectativas de eficiência de energia. Na verdade, muitos SSD necessários ainda mais poder do que os discos rígidos (não perca o nosso artigo de atualização sobre este ponto, também). No entanto, marcos, como Intel X25-M e PB22 Samsung-J, junto com muitas unidades baseadas em controladores Indilinx (todas as quais utilizam cache e Command Queuing), redefiniu armazenamento SSD, oferecendo maior desempenho e mais constante.

Realizamos uma forma de análise de carga de trabalho em abril, e as nossas mais recentes flash SSD roundup prova que existe agora uma variedade de produtos rápidos e eficientes disponíveis. A geração mais recente produto também suporta o recurso TRIM agora suportados no Windows 7. TRIM não é uma característica fundamental, mas nós ainda altamente recomendável que se pretende maximizar o desempenho do SSD. TRIM faz com que o conhecimento SSD de blocos apagados, reduzindo a necessidade de chamar entediante escrever processos se apenas pequenos blocos de dados precisa de modificação. SSDs sempre tem que executar o ciclo completo de ler, apagar, modificar e escrever para operações de gravação. Isto tem de ser feito em pedaços grandes, apesar de uma escrita só pode afetar 4KB. Cada vez mais vendedores SSD oferecem atualizações de firmware para habilitar essa capacidade TRIM.

Profissional SSDs são diferentes

Isto resume o mercado consumidor SSD orientada, mas o mercado profissional é completamente diferente. Aqui, é importante falar sobre as diferenças entre flash MLC e SLC. MLC significa multi-level cell; SLC significa single-level cell. SLC armazena um bit por célula, enquanto flash MLC pode armazenar vários bits. MLC oferece maior densidade de armazenamento e, consequentemente, menor custo. Mas isso requer muito mais tempo para escreve. Como resultado, os SSDs classe empresarial são, normalmente, a SLC, enquanto todos os SSDs de consumidores acima mencionados utilizam mais acessíveis flash MLC. SLC dispositivos tais como o Intel X25-E mostra o meio mais rápido e as latências mais alto desempenho de gravação. Dispositivos MLC tendem a ficar um pouco atrás em operações de gravação.

Fusion-io teve sua ioDrive destinadas a aplicações empresariais, mas a empresa considera que a procura de um entusiasta da classe SSD adequado para computadores e mídias digitais ou estações de trabalho de criação de conteúdo. Assim, a empresa tomou a sua comprovada tecnologia (servidores MySpace usá-lo, entre outros) e entrada de produtos de nível criado com base em memória flash MLC. Este produto de entrada ainda é suficientemente rápido para permanecer fora do alcance de até 6 SATA Gb / s hard drives.

 

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ioXtreme E ioXtreme Pro


A unidade ioXtreme é um slot único, low-profile PCI Express x4 cartão que inclui um controlador poderoso e 80GB de estado-da-arte da memória flash MLC. Fusion-io especifica produção de até 700 MB / s de leitura e até a 280 MB / s para 64KB escreve no tamanho do bloco. Nós corremos um grande número de referência, inclusive streaming de leitura / escrita e um benchmark 4K dedicado, olhar para os números de desempenho da vida real. Fusion-io promessas realmente não estão muito longe dos resultados que observamos. É importante sublinhar que não Fusion-io produtos são de arranque, o que significa que você só pode usá-los como unidades de aplicativo para executar arquivos de troca e os dados temporários. Isso desqualifica o produto para muitos usuários, mas tenha em mente que um 80GB, produto de alta velocidade que pode servir como uma extensão para a memória principal é uma excelente (apesar de caro) alternativa à compra de lotes de memória RAM.

Existem dois modelos muito semelhantes ioXtreme. Uma diferença entre a normal ea versão Pro é a capacidade deste último de agregar várias unidades ioXtreme via PCI Express, a fim de proporcionar maior capacidade de armazenamento. Fusion-io utiliza uma tecnologia proprietária chamada X-Link, que apenas exige uma disposição x4 slot PCI Express por cartão ioXtreme. Você tem que comprar discos ioXtreme Pro para tirar proveito do recurso de agregação. Isso efetivamente cria uma matriz através de unidades disponíveis ioXtreme. No entanto, é possível usar um não-Pro ioXtreme unidade em cenários de agregação.

A segunda diferença entre o ioXtreme regular ea versão Pro é a opção de usar os perfis de desempenho que nós vimos no ioDrive profissional. O ioXtreme Pro também suporta Capacidade Máxima, Escrever Melhor Desempenho e modos máximo desempenho de gravação. Melhorar o desempenho de gravação vem ao preço de capacidade reduzida, embora, com unidades limitado a 56GB para o modo de melhorar e 40GB para o máximo desempenho de gravação. O espaço disponível é tornada acessível ao controlador para que ele possa equilibrar o acesso de escrita de forma mais eficaz, em um esforço para maximizar o desempenho de gravação em todos os momentos.

Drivers, Interface, Consumo de Energia

unidades ioXtreme exigir um driver para funcionar, e Fusion-io apoio é actualmente limitado a sistemas 64-bit. Linux e todas as versões do Windows desde o Windows XP x64 são suportados. Todas as unidades Fusion-io ECC utilizar para manter a integridade dos dados. Os cartões são classificados em um consumo de potência nominal de 7,5 W, que é um pouco mais do que o nível de potência de um RPM 7.200, rígido de 3,5 ". Dado este desempenho, acreditamos que isso é aceitável.

O ioXtreme unidades vêm com alguns LEDs que fornecem informações detalhadas de status, também.

 

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Requisitos de hardware

unidades ioXtreme não exigem PCI Express 2.0, como a interface é baseada em PCIe 1.1. Assim, Bandwitdh por cartão é fisicamente limitado a 1 GB / s. Desde que o produto não chegar perto deste máximo, não há nenhum problema com a interface antiga ainda.

Você tem que ter certeza que a temperatura ambiente em torno de unidades ioXtreme não exceda 50 ° C. Ainda mais importante do que isso é ter RAM suficiente, porque o motorista utiliza as partes da memória do sistema para o equilíbrio de desempenho. Tamanho do bloco Ram Uso
8 KB 400MB
4 KB 800MB
2 KB 1.500 MB
1 KB 2.900 MB
512 Bytes 5.600 MB



Esta tabela refere-se ao tamanho do arquivo de bloco do sistema (por exemplo, em NTFS) e se aplica a cada 80GB de armazenamento. Adicionando um segundo ioXtreme (Pro cartão) irá duplicar a requirments memória. A razão para esta exigência de alta capacidade de memória é que a placa PCI Express utiliza, em vez de SATA e assim não pode tirar partido da Native Command Queuing (NCQ). Esta característica permite que os SSDs para otimizar suas operações de escrita ao nível do controlador.

Obviamente, o motorista vai querer evitar reais as operações de gravação, tanto quanto possível, ou pelo menos até blocos flash completo pode ser escrito. Consequentemente, o motorista tem que cuidar da manutenção de um inventário completo dos blocos de dados utilizados no sistema de arquivos e igualá-lo aos blocos flash física. Utilização de blocos menores no nível do sistema de arquivos traduzir em maior nível de esforços para tarefas domésticas bloco, portanto, o uso de memória significativa. O tamanho do bloco recomendado no nível do sistema de arquivos é 4KB.

Tenha em mente que flash SSDs não deve ser desfragmentado. Sistemas operacionais como o Windows Vista e Windows 7 exigir que o usuário alternar desativar o recurso de desfragmentação automática. Só vai degradar produtos SSD, devido à sua reorganização intensivo de blocos que desencadeia um grande número de gravações. Isto é o que você quer evitar por causa do SSD desempenho e longevidade.

 

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ioManager

Fusion-io ioManager é o instrumento central para gerenciar unidades ioXtreme. O relatório dispositivo fornece informações de status detalhadas.

Ao escolher um formato de nível baixo, você verá esta janela de opções em unidades ioXtreme Pro. Ele permite que você selecione uma opção de desempenho, o que influencia na capacidade de volta. Melhorou o desempenho de gravação diminuirá a capacidade líquida de 30 por cento. Máximo escrever cortes desempenho fora 50% da capacidade, mas tem um efeito muito positivo na velocidade. Você encontrará detalhes na seção de referência deste artigo.

No máximo o desempenho de gravação, recebemos apenas 40GB de capacidade líquida.

 

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Detalhes de Teste e Configuração

Corremos o ciclo seguinte nas unidades ioXtreme:
Completamente teste h2benchw (throughput)
Drive com formato NTFS
Teste PCMark Vantage
Iometer (database, servidor de arquivos, servidor web, estação de trabalho, 4K teste, streaming de teste)
30 minutos ocioso
Teste PCMark Vantage
Iometer (database, servidor de arquivos, servidor web, estação de trabalho, 4K teste, streaming de teste)
Apagar volume NTFS
Completamente teste h2benchw (throughput)


Levamos os resultados dos grupos de resultados, primeiro e segundo. Você vai encontrar esses nas cartas de referência marcada como "fresco" (run benchmark primeiro) e "used." Este último representa a execução de benchmark segundo, e significa que a unidade pode mostrar desempenho degradado. Sistema de Hardware
Hardware Detalhes
CPU Intel Core i7-920 (45nm, 2.66 GHz, 8MB de cache L2)
Motherboard (Socket 1366) Supermicro X8SAX
Revisão: 1.0, Chipset Intel X58 + ICH10R, BIOS: 1.0B
RAM 6 x 1 GB DDR3-1333 Corsair CM3X1024-1333C9DHX
HDD Seagate NL35 400GB
ST3400832NS, 7.200 RPM, SATA/150, 8MB Cache
Power Supply OCZ EliteXStream 800W
OCZ800EXS-UE
Benchmarks
Medidas de Desempenho h2benchw 3,13
PCMark Vantage 1,0
I / O Performance Iometer 2008/08/18
Fileserver-Benchmark
Webserver-Benchmark
Banco de dados de Benchmark
Workstation-Benchmark
Streaming Lê
Streaming Grava
Leituras aleatórias de 4k
4k Random Grava
Sistema de Software e Drivers
Drivers Detalhes
Sistema Operacional Windows 7 Ultimate

 

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Resultados do Benchmark: PCMark Vantage

PCMark Vantage é um benchmark de consumo e, portanto, não uma combinação perfeita para as unidades ioXtreme. No entanto, ainda é muito valiosa para descobrir as diferenças de desempenho comparado com outros SSDs populares, tais como a movimentação da Intel X25.

Há uma queda significativa de desempenho no segundo PCMark Vantage executado (linhas marcadas "usado"). O ioDrives, SLC que utilizam memória flash, são muito mais rápidos, mas as unidades ioXtreme ainda fazer muito bem. Desde que esta referência não chamar muitas escreve, não há vantagem para o acelerado escrever configurações. Capacidade máxima de melhor desempenho neste teste.

Novamente, a definição de capacidade máxima oferece a mais alta performance, desta vez no ensaio do jogo.

Inicialização do Vista é um teste teórico, como as unidades ioXtreme ainda não são de arranque. No entanto, a queda de desempenho em cargas diferentes é muito pesado.

Na primeira corrida, as três configurações de desempenho diferentes produzir resultados semelhantes. O quadro muda, porém, quando o estresse ioXtremes com várias cargas de trabalho. O segundo é executado PCMark Vantage foram significativamente mais lento, especialmente quando configurado para melhorar ou máximo desempenho de gravação.

 

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Resultados do Desempenho: tempo de acesso e de I / O Performance

Embora você provavelmente não iria comprar este tipo de produtos flash SSD para o seu tempo de acesso, podemos confirmar que ele é rápido. Uma média de 70 microsegundos é difícil de vencer.

Desempenho de I / O é um dos fatores mais importantes na compra de um SSD. Obviamente, a SLC ioDrive base continua a ser a solução mais rápida, mas o novo ioXtreme ainda bate mais recente da Intel X25-M G2 com a função TRIM habilitado. A Melhor Performance Escreve configuração oferece o que eu pico mais alto desempenho de E / S, enquanto a máxima de gravação execute o Performance assegura um maior nível de desempenho mínimo.

Os mesmos resultados se aplicam ao servidor de arquivos I / O teste de desempenho. Você precisa da máxima de gravação de desempenho para garantir o máximo desempenho na extremidade inferior do espectro.

Os servidores Web não exigem muitas operações de escrita, razão pela qual o modo de capacidade máxima proporciona o melhor desempenho. Neste cenário, também faz muito sentido para organizar duas unidades ioXtreme em modo RAID 0. Como você pode ver, o efeito é significativo.

Workstation I / O desempenho ainda é de até 100% mais rápido que um Intel X25-M G2, mas se você quiser grave I / O cavalo-vapor, você não tem opção, você precisa de um ioDrive SLC com memória flash.

 

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Resultados do Benchmark: Throughput

A taxa de transferência máxima de 630 MB / s para as unidades ioXtreme é bastante impressionante, e é igual à taxa de transferência máxima do ioDrives.

Em termos de rendimento, as unidades ioXtreme são aproximadamente 2,5 vezes mais rápido que um Intel X25-M G2. No entanto, o rendimento mínimo a ioXtreme é sustentada pode realmente ser menor. Você tem que levar isso em conta, apesar dos excelentes números de desempenho médio.

Desempenho de gravação é o lugar onde as unidades ioXtreme brilhar, mesmo que eles não representam uma concorrência séria ao ioDrives profissional. Você pode ver aqui porque Escrever Melhor Desempenho e configurações máxima de gravação de Desempenho fazer sentido. Eles realmente ajudam a manter determinados números de rendimento mínimo. O ioXtreme Pro na máxima de gravação de Desempenho sustenta 270 MB / s, que é quase 4x tanto como um Intel X25-M G2 com o firmware mais recente e TRIM.

 

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Resultados do Benchmark: streaming e 4KB Random Access

Na máxima constante streaming lê, as novas unidades ioXtreme não são muito mais lento que o ioDrives, mas o mínimo de desempenho pode cair.

Depois de selecionar um dos dois modos que melhoram o desempenho de gravação, você receberá resultados consistentes. Apenas o ioXtreme's Maximim Capacidade Mode vê um impacto negativo no desempenho em muitas gravações seqüenciais.

4KB leituras são uma força da Intel X25-M unidade G2, e as ioXtreme é, de fato, mais lento. O ioDrive continua invicto aqui.

Random escreve em 4KB são executadas muitas vezes mais rápido no Fusion-io unidades versus o Intel X25-M G2.

 

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Conclusão


Fusion-io mais recente produto, a família ioXtreme, traz para baixo o ponto do preço para a classe profissional, PCI Express-based flash SSDs para bem abaixo de US $ 1.000. ioXtreme oferece uma capacidade de 80GB hoje, que você pode ampliar através da agregação de várias unidades ioXtreme em seu sistema. Você precisa ter as versões mais caras Pro para aproveitar esse recurso, embora.

O ioXtreme não é inicializável, o que significa que você não pode executar o seu sistema operacional fora dela. Ao contrário, é concebido como uma unidade de aplicação, ou, mais precisamente, como um acelerador de aplicação. Tudo o que você pode funcionar fora do ioXtreme receberá um aumento de performance maciça, o que é comparável ao que você pode obter através da instalação de mais memória RAM. As possíveis aplicações para o Windows ioXtreme estão descarregando arquivo de troca, bancos de dados, partições do sistema virtualizado, executando os arquivos temporários para o Adobe Photoshop, ou o fornecimento de espaço de memória adicional para aplicativos. Na 80GB, estamos falando de memória que seria inviável se instalado através de memória RAM convencional.

O novo ioXtremes são claramente mais rápido do que da Intel X25-M unidades G2 sem fornecer maior capacidade. ioXtreme oferece até o dobro do que o desempenho de E / S, muito melhor taxa de transferência máxima, taxa inferior mínimo ler e escrever os níveis de desempenho que são marcadamente superior à unidade da Intel. Gostaríamos de ter de usar uma X25-E para a comparação direta, mas não estava disponível para nós no momento em que fizemos esta revisão. Fusion-io também apresenta modos de otimização de performance, que ajudam a manter alto o desempenho da escrita em detrimento da capacidade.

Afinal a comparação com a unidade da Intel X25, que tem de ser dito que o ioXtreme não foi projetado para substituir estes produtos. Idealmente, os dois iriam trabalhar juntos em um sistema rodando uma X25-M G2, mas utilizando a ioXtreme de dados da aplicação e descarregar o arquivo de troca do Windows. Se você estiver configurando um PC high-end com um processador Extreme Edition, multi-GPU, os lotes de RAM e um SSD, o ioXtreme é atraente enquanto você executar aplicações profissionais que realmente podem tirar vantagem disso.