Dua dalam satu: Intel Optane Memory H10 (bagian 2)

Bagian 1 >> Bagian 2

AnandTech Drive Test - The Destroyer

Destroyer adalah tes yang sangat panjang yang mereplikasi pola akses aplikasi dengan I / O dalam jumlah besar. Seperti ketika digunakan dalam kondisi nyata, drive kadang-kadang mendapatkan istirahat pendek, yang memungkinkan penggunaan pengumpulan sampah latar belakang dan pembersihan cache, tetapi waktu henti ini dibatasi hingga 25 ms, sehingga tidak perlu menghabiskan satu minggu penuh untuk melakukan satu tes. Tes AnandTech Storage Bench (ATSB) tidak termasuk meluncurkan aplikasi nyata yang menghasilkan beban kerja, sehingga perkiraan tidak terlalu sensitif terhadap perubahan kinerja CPU dan RAM dari bangku tes baru kami, tetapi transisi ke versi Windows yang lebih baru dan driver baru dapat memiliki efek yang nyata.



Kami mengevaluasi hasil tes ini dengan melaporkan rata-rata throughput disk, rata-rata latensi I / O, dan total energi yang dikonsumsi oleh drive selama pengujian.



Intel Optane Memory H10 benar-benar berkinerja lebih baik di The Destroyer dengan caching dinonaktifkan, dengan Optane sepenuhnya tidak aktif. Tes ini tidak menyisakan banyak waktu untuk optimasi latar belakang penempatan data, dan jumlah total data yang dipindahkan jauh lebih besar daripada cache Optane 32 GB. QLC NAND 512 GB tidak memiliki kinerja untuk pembersihan cache yang tepat waktu.





Sisi QLC dari Optane Memory H10 sendiri memiliki skor latensi rata-rata yang buruk dari persentil ke-99, dan kurangnya memori cache hanya memperburuk situasi. Bahkan hard drive 7200RPM berkinerja lebih baik.





Latensi baca rata-rata untuk Optane Memory H10 lebih buruk daripada semua drive berbasis TLC, tetapi jauh lebih baik daripada HDD dengan atau tanpa cache Optane di depannya. Dalam hal perekaman QLC H10, SSD dikirim ke tempat terakhir saat cache SLC berakhir.





Cache Optane memiliki efek positif pada persentil ke-99 dari latensi baca H10, membawa drive lebih dekat ke SSD MX500 Krusial, dan secara signifikan mengungguli model QLC 1LC 660p yang lebih besar. Latensi tulis dalam persentil ke-99 mengerikan, tetapi bahkan dengan limpahan cache yang menyebabkan penulisan berlebihan, H10 tidak seburuk DRAMless Toshiba RC100.

Tes Drive AnandTech - Berat

Pengujian kami untuk beban berat "Berat" memberikan beban perekaman yang lebih besar secara proporsional daripada "Penghancur", tetapi membutuhkan waktu lebih sedikit. Jumlah total data yang direkam dalam uji Berat tidak cukup untuk mengisi disk, sehingga kinerja tidak pernah turun ke kondisi kerja yang stabil. Tes ini jauh lebih berlaku untuk indikator konsumsi energi harian, dan kinerja puncaknya dipengaruhi secara signifikan oleh kinerja puncak drive. Data terperinci tentang Uji Berat dapat ditemukan di artikel terkait di AnandTech. Tes ini berjalan dua kali, sekali pada disk yang terhapus sepenuhnya, dan satu kali setelah mengisi disk dengan perekaman kontinu.



Dalam pengujian Heavy, caching secara gamblang mempercepat Intel Optane Memory H10, membawa laju data rata-rata ke kisaran NVMe SSD berbasis TLC yang baik jika pengujian dilakukan pada disk kosong. Performa four-wheel drive masih lebih baik dengan cache daripada tanpa cache, tetapi akhirnya perilaku QLC NAND setelah mengisi SLC tidak dapat disembunyikan oleh Optane. Tidak ada drive berbasis TLC melambat ketika penuh seperti drive QLC.





Latensi rata-rata dan 99 persen untuk H10 kira-kira sama dengan drive TLC lainnya, hanya ketika tes dijalankan pada disk kosong. Ketika Uji Berat berjalan pada drive penuh, dengan cache SLC penuh dan cache Optane yang menganggur, latensi bahkan lebih buruk daripada hard drive cache Optane. Rata-rata keterlambatan H10 dalam hal all-wheel drive masih jauh lebih baik daripada bila hanya menggunakan bagian QLC, tetapi cache Optane sama sekali tidak meningkatkan persentil ke-99 dari penundaan.





Latensi baca rata-rata H10 secara signifikan lebih buruk ketika tes Berat dijalankan pada drive penuh, tetapi masih sedikit lebih baik daripada SSD SATA. Penundaan penulisan rata-rata adalah di mana QLC terlihat sangat buruk, dengan H10 integer lebih buruk daripada HDD, dan dengan caching Optane dinonaktifkan, penundaan penulisan sepuluh kali lebih tinggi daripada SSD TLC.





Persentil latensi 99-baca untuk H10 tanpa caching Optane adalah masalah serius selama pengujian disk penuh, tetapi menggunakan cache Optane membawa QoS yang terbaca kembali ke kisaran yang layak untuk SSD. 99 - Persentil dari penundaan perekaman terlihat buruk tanpa cache Optane, dan bahkan lebih buruk dengan itu.

AnandTech Drive Test - Light

Tes drive ringan kami memiliki sesi yang relatif lebih berurutan dan kedalaman antrian yang lebih rendah daripada tes Destroyer atau Heavy, dan sejauh ini merupakan tes terpendek keseluruhan. Ini terutama didasarkan pada aplikasi yang tidak terlalu tergantung pada kinerja drive, sehingga hasil tes lebih cenderung menunjukkan waktu peluncuran aplikasi dan unduhan file. Tes ini dapat dianggap sebagai jumlah dari semua penundaan kecil dalam penggunaan sehari-hari, tetapi jika waktu henti dikurangi hingga 25 ms, dibutuhkan waktu kurang dari setengah jam untuk menyelesaikannya. Informasi terperinci tentang uji Cahaya dapat ditemukan di artikel terkait di AnandTech. Seperti halnya pada uji ATSB Heavy, tes ini dijalankan dua kali: pada drive yang telah sepenuhnya dibersihkan, dan setelah mengisi disk dengan rekaman berurutan.



Intel Optane Memory H10 bersaing dengan drive low-end NVMe ketika tes Cahaya berjalan pada drive kosong. Meskipun kinerja yang lebih tinggi dari satu bagian QLC itu sendiri menunjukkan bahwa evaluasi keseluruhan H10 mungkin agak diremehkan. Kinerja disk penuh lebih buruk daripada semua SSD berbasis TLC, tetapi masih secara signifikan mengungguli HDD tanpa cache Optane.





Latensi rata-rata dan 99 persen Memori Optane H10 kompetitif dibandingkan dengan TLC NAND, ketika tes dilakukan pada disk kosong, dan bahkan dengan disk penuh, indikator latensi tetap lebih baik daripada hard disk mekanis.





Penundaan penulisan rata-rata dengan drive penuh adalah satu-satunya hal yang mengisolasi dan mengidentifikasi H10 sebagai drive NVMe di atas level entri. Toshiba RC100 berbasis DRAMless TAM ternyata lebih buruk dalam skenario ini.





Berbeda dengan keterlambatan rata-rata, keterlambatan 99 persen dari kedua membaca dan menulis di Optane H10 menunjukkan bahwa ia mengalami kesulitan yang signifikan ketika mengisi. Cache Optane tidak cukup untuk menebus kekurangan SLC cache.

Kinerja baca acak

Uji kinerja baca acak pertama menggunakan kumpulan operasi yang sangat singkat yang dilakukan satu per satu dan tanpa antrian. Disk mendapat cukup waktu henti antar paket sehingga siklus kerja keseluruhannya adalah 20%, sehingga pengaturan termal tidak memungkinkan. Setiap paket terdiri dari 32 MB pembacaan acak 4 KB, dari 16 GB data pada disk. Jumlah total data yang dibaca adalah 1 GB.



Saat menguji pembacaan acak paket pendek, data dengan mudah ditempatkan dalam cache Optane pada Optane Memory H10, sehingga melampaui semua solid state drive berbasis flash, tetapi jauh lebih lambat daripada perangkat penyimpanan dengan Optane murni.

Kinerja baca acak yang panjang

Tes kinerja pembacaan acak kontinu mirip dengan tes dari test suite kami tahun 2015: kedalaman antrian dari 1 hingga 32 diperiksa, dan produktivitas rata-rata dan efisiensi energi oleh QD1, QD2 dan QD4 diindikasikan sebagai indikator utama. Setiap kedalaman antrian diperiksa untuk satu menit atau 32 GB data yang ditransfer, yang lebih cepat. Setelah memeriksa kedalaman setiap antrian, drive diberikan satu menit untuk mendinginkan, sehingga akumulasi panas tidak akan mempengaruhi kedalaman antrian yang lebih tinggi. Operasi baca terpisah masih 4 KB dan menempati disk 64 GB.



Dengan uji baca acak yang panjang yang mencakup rentang disk yang lebih besar daripada yang bisa ditangani cache Optane, kinerja H10 setara dengan SSD berbasis TLC.


Cache Optane memberikan keuntungan kecil dibandingkan dengan penyimpanan QLC bersih pada kedalaman antrian rendah, tetapi pada kedalaman yang lebih tinggi H10 dengan caching yang diaktifkan mulai mengambil keuntungan nyata atas bagian QLC. Sayangnya, kinerjanya masih cukup rendah, dan SSD flash melebihi keterbacaan acak H10.

Kinerja Tulisan Acak

Tes kinerja pertama untuk penulisan acak paket pendek disusun serupa dengan tes baca, tetapi setiap paket hanya membutuhkan 4 MB dan total panjang pengujian adalah 128 MB. Operasi tulis acak 4 KB didistribusikan melalui disk 16 GB, dan dilakukan satu per satu, tanpa antrian.



Kinerja perekaman acak dari paket H10 pendek dengan caching yang diaktifkan lebih tinggi daripada setengah dari disk yang dapat ditangani secara individual, tetapi jauh lebih sedikit daripada jumlah kedua bagiannya. Cache SLC yang memadai pada drive TLC masih lebih baik daripada cache Optane di atas QLC.

Seperti halnya uji baca acak kontinu, uji tulis acak 4 KB kami yang stabil berjalan hingga satu menit atau hingga 32 GB per kedalaman antrian, yang mencakup 64 GB disk dan memberikan waktu henti disk hingga 1 menit antara kedalaman antrian untuk memastikan cache flushing. dan mendinginkan disk.



Dengan tes tulis acak panjang yang mencakup rentang yang jauh lebih luas daripada yang bisa ditangani cache Optane, Optane Memory H10 tertinggal di belakang semua pesaing berdasarkan memori flash. Perangkat lunak caching akhirnya menciptakan beban tambahan yang memberikan kinerja jauh lebih rendah daripada bagian QLC itu sendiri, hanya menggunakan cache SLC.


Kinerja penulisan acak pada Optane Memory H10 tidak stabil, tetapi cenderung menurun dengan meningkatnya kedalaman antrian. Dua lapisan caching, berpotongan satu sama lain, bukanlah resep terbaik untuk operasi yang stabil.

Kinerja membaca berurutan

Tes kinerja baca sekuensial pertama menggunakan paket data pendek 128 MB yang dikeluarkan oleh 128 KB dari operasi belokan. Tes rata-rata kinerja lebih dari delapan paket, untuk total 1 GB data yang ditransfer dari disk yang berisi 16 GB data. Di antara setiap paket, drive diberikan waktu henti yang cukup untuk mempertahankan siklus tugas keseluruhan sebesar 20%.



Kinerja baca berurutan dari Optane Memory H10 jauh lebih rendah daripada drive berbasis TLC berkinerja tinggi, tetapi sebanding dengan drive NVMe tingkat rendah yang terbatas pada PCIe3 x2. Memori cache Optane hanya memberikan peningkatan kecepatan sekitar 10% dari kecepatan QLC murni, jadi ini jelas bukan kasus ketika driver cache dapat secara efektif berbagi akses antara Optane dan NAND.

Tes kedua - pembacaan berurutan kontinu - menggunakan kedalaman antrian dari 1 hingga 32, sementara kinerja dan daya dihitung sebagai rata-rata QD1, QD2 dan QD4. Setiap kedalaman antrian diuji selama satu menit atau hingga 32 GB data yang diterima dari disk yang berisi 64 GB data. Tes ini dijalankan dua kali: sekali dari drive yang disiapkan oleh perekaman data tes berurutan, dan sekali lagi setelah tes perekaman acak menggabungkan semuanya, yang menyebabkan fragmentasi di dalam SSD tidak terlihat oleh OS. Kedua perkiraan ini mewakili dua ekstrem dari penggunaan disk nyata, di mana distribusi keausan dan modifikasi data yang ada akan menciptakan beberapa fragmentasi internal yang akan memengaruhi kinerja secara negatif, tetapi biasanya tidak sampai batas ekstrem yang ditunjukkan di sini.



Dalam uji baca sekuensial yang lebih lama, caching Optane masih tidak secara efektif menggabungkan kinerja bagian Optane dan NAND H10. Namun, ketika membaca data yang belum ditulis secara berurutan, cache Optane sangat membantu.


Dalam tes ini, cache Optane sedikit mengganggu gangguan membaca berurutan pada kedalaman antrian yang dangkal. Tetapi pada level QD8 ke atas, ini memberikan beberapa keuntungan dibandingkan hanya menggunakan QLC.

Kinerja Penulisan Berurutan

Paket data untuk tes tulis sekuensial pertama disusun secara identik dengan tes baca sekuensial, dengan pengecualian arah transfer data. Setiap paket menulis 128 MB sebagai operasi 128 KB yang dilakukan di QD1. Total 1 GB data ditulis ke disk yang berisi 16 GB data.



Kecepatan tulis berurutan dari paket pendek di bagian Optane itu sendiri sangat rendah, jadi ini adalah kasus ketika sisi QLC NAND sangat membantu Optane H10. Oleh karena itu, QLC H10 bersaing dengan drive berbasis TLC, tetapi ketika perangkat lunak caching mengganggu H10, kinerja tingkat SATA diperoleh.

Tes tulis berurutan berkelanjutan disusun secara identik dengan tes baca yang sama, kecuali untuk arah transfer data. Kedalaman antrian bervariasi dari 1 hingga 32, dan setiap kedalaman antrian diperiksa untuk satu menit atau hingga 32 GB data yang ditransfer, dan kemudian downtime hingga satu menit ketika disk didinginkan dan mengumpulkan sampah. Tes dibatasi oleh kapasitas disk 64 GB.



Situasi ini umumnya mirip dengan tes sebelumnya, meskipun di sini beberapa NVMe tingkat rendah turun sangat rendah sehingga skor Optane Memory H10 tidak lagi terlihat begitu mengerikan. Namun, bagian QLC itu sendiri masih lebih baik dalam menulis berurutan berkelanjutan daripada konfigurasi cache.


Tidak ada tren yang jelas dalam kinerja H10 selama tes tulis berurutan berkelanjutan. Ini terutama bekerja antara QLC dan lapisan Optane, yang berarti bahwa perangkat lunak caching mengganggu dan tidak memungkinkan kedua bagian untuk bekerja bersama dan memberikan kinerja yang lebih baik daripada masing-masing secara individual. Ada kemungkinan bahwa dengan memberikan lebih banyak waktu untuk menghapus cache Optane dan SLC, kita akan melihat perilaku yang sama sekali berbeda.

Kinerja Beban Acak Campuran

Tes membaca dan menulis acak campuran meliputi campuran mulai dari membaca murni hingga menulis murni dengan kenaikan 10%. Setiap campuran diuji selama 1 menit atau 32 GB data yang ditransfer. Pengujian dilakukan dengan kedalaman antrian 4 dan dibatasi oleh kapasitas disk 64 GB. Dalam interval antara masing-masing campuran, drive diberikan waktu idle hingga satu menit, sehingga total siklus tugas adalah 50%.



Kinerja Optane Memory H10 dalam uji I / O acak campuran lebih buruk daripada setengah dari drive. Pengujian ini mencakup jangkauan yang lebih luas daripada yang dapat ditahan oleh cache Optane 32 GB, sehingga upaya caching perangkat lunak pada akhirnya akan merugikan.


Q10 H10 itu sendiri bekerja mirip dengan konfigurasi cache Optane selama setengah dari tes, meskipun caching membuat kinerja tidak konsisten. Selama menulis load, konfigurasi QLC murni memiliki kecepatan yang signifikan dibandingkan dengan perangkat H10 penuh, sampai cache SLC habis pada akhir.

Kinerja beban sekuensial campuran

Tes baca dan tulis berurutan campuran berbeda dari tes campuran dengan melakukan akses berurutan 128 KB dan bukannya 4 KB di tempat acak. Pengujian berurutan juga dilakukan pada kedalaman garis 1. Kisaran campuran yang diuji adalah sama, waktu dan batasan transfer data juga sama seperti yang dijelaskan di atas.



Dalam uji campuran I / O serial, Optane Memory H10 rata-rata sedikit lebih baik daripada SSD SATA, tetapi masih ada kesenjangan yang signifikan antara H10 dan drive TLC berkinerja tinggi. Ini adalah skenario lain di mana perangkat lunak caching Optane tidak dapat membantu sepanjang waktu, dan kinerja H10 keseluruhan sedikit lebih rendah daripada QLC NAND murni dengan cache SLC sendiri.


Perangkat lunak caching menyebabkan kinerja Optane Memory H10 tidak stabil. Tetapi tren umum adalah untuk menurunkan kinerja ketika beban kerja menjadi lebih dan lebih melelahkan saat merekam. QLC , .

Kesimpulan

Gagasan di balik Optane Memory H10 cukup menarik. QLC NAND membutuhkan peningkatan kinerja agar dapat bersaing dengan SSD berbasis TLC, dan memori Intel 3D XPoint masih merupakan sistem penyimpanan non-volatil tercepat di pasar. Sayangnya, terlalu banyak faktor mengurangi potensi H10. Ini adalah dua SSD terpisah pada kartu yang sama, sehingga di sisi NAND drive, sejumlah RAM masih diperlukan, yang meningkatkan biaya. Caching sepenuhnya dikontrol perangkat lunak, sehingga pengontrol SSD NAND dan pengontrol Optane tidak dapat saling cocok, dan perangkat lunak caching Intel terkadang berjuang untuk menggunakan kedua bagian disk secara bersamaan.

Beberapa masalah ini diperparah oleh kondisi pengujian; Rangkaian pengujian kami dirancang dengan mengingat cache SLC, tetapi tidak dengan cache dua tingkat, yang terkadang berfungsi lebih seperti RAID-0. Tidak satu pun dari pengujian sintetik kami yang berhasil memicu agregasi bandwidth antara bagian Optane dan NAND H10. Intel memperingatkan bahwa mereka hanya mengoptimalkan algoritma caching mereka untuk pola penyimpanan nyata, dan mudah untuk melihat bagaimana beberapa pengujian kami menunjukkan perbedaan yang bisa sangat signifikan. (Secara khusus, banyak dari pengujian kami hanya memberikan kemampuan pada sistem untuk menggunakan caching level-blok saja, tetapi perangkat lunak Intel juga dapat melakukan caching level file.) Tetapi ini hanya menekankan bahwa Optane Memory H10 bukan solusi universal untuk semua sistem penyimpanan.

Untuk beban kerja terberat dan paling intens, menempatkan cache kecil Optane di depan QLC NAND hanya menunda penurunan kinerja yang tak terhindarkan. Dalam beberapa kasus, mencoba menyimpan data yang benar dalam cache menyebabkan lebih banyak masalah kinerja daripada kebaikan. Namun, aplikasi nyata yang menghasilkan sejumlah besar operasi I / O tidak mungkin bekerja dengan baik pada prosesor laptop 15-watt. Menambahkan cache Optane tidak bisa secara ajaib mengubah solid state drive tingkat rendah menjadi juara, dan Optane Memory H10 mungkin tidak pernah merupakan pilihan yang baik untuk PC desktop yang dapat dengan mudah mengakomodasi berbagai pilihan penyimpanan yang lebih luas daripada ultrabook tipis.

Pada beban yang lebih rendah, yang lebih khas untuk ultrabook, Optane Memory H10, sebagai aturan, bersaing dengan NVMe anggaran lainnya dan dalam kondisi yang baik dapat lebih responsif daripada NAND flash drive. Untuk penggunaan sehari-hari, H10 tentu lebih baik daripada drive QLC saja, tetapi dibandingkan dengan drive berbasis TLC, itu terlihat agak lemah. Kami tidak memiliki kesempatan untuk melakukan pengukuran terperinci dari konsumsi daya Optane Memory H10, tetapi tidak mungkin hal itu akan mampu memberikan daya tahan baterai yang lebih baik daripada solid state drive top-of-the-line yang berbasis pada TLC.

Jika Intel serius tentang caching QLC + Optane, dan ingin memberikan pesaing serius untuk drive TLC, mereka harus melakukan sesuatu yang lebih baik daripada Optane Memory H10. SSD TLC hampir selalu memiliki profil kinerja yang lebih stabil daripada perangkat berjenjang. Cache Optane pada H10 tidak cukup efisien untuk kinerja yang baik di bawah beban kerja yang berat, dan pada beban rendah itu tidak dapat meningkatkan kinerja yang cukup untuk memberikan H10 keuntungan yang nyata atas drive TLC terbaik. Dalam kondisi ideal, kinerja puncak bahkan QLC murni terlihat sangat cepat karena caching SLC. Dan, jelas, Intel harus fokus pada peningkatan kinerja dalam skenario terburuk, daripada mengoptimalkan kasus penggunaan yang tampaknya hampir seketika.

Optane telah mencapai sukses besar di beberapa segmen pasar data warehouse, tetapi di pasar konsumen masih mencari ceruk yang cocok. QLC NAND juga masih relatif muda dan tidak dapat dipahami, meskipun baru-baru ini janji penurunan harga yang signifikan akhirnya mulai dipenuhi. Kombinasi QLC dan Optane mungkin masih dapat menciptakan produk konsumen yang mengesankan, tetapi Intel akan membutuhkan lebih banyak pekerjaan daripada SSD ini, yang kelihatannya dilakukan dengan tergesa-gesa.

Terima kasih telah tinggal bersama kami. Apakah Anda suka artikel kami? Ingin melihat materi yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikannya kepada teman-teman Anda, diskon 30% untuk pengguna Habr pada analog unik dari server entry-level yang kami temukan untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps dari $ 20 atau bagaimana membagi server? (opsi tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).

VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps hingga musim panas gratis ketika membayar untuk jangka waktu enam bulan, Anda dapat memesan di sini .

Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya kami yang memiliki 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV dari $ 199 di Belanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mulai dari $ 99! Baca tentang Cara Membangun Infrastruktur Bldg. kelas menggunakan server Dell R730xd E5-2650 v4 seharga 9.000 euro untuk satu sen?