NetApp NVMe

Das NetApp AFF A250 ist ein End-to-End-NVMe-Enterprise-Array der Einstiegsklasse. Ausgestattet mit NVMe-SSDs am Back-End und NVMe-über-FC-Host-Konnektivität am Front-End ist der A250 eine unglaubliche Leistung zu einem Einstiegspreis. Dadurch können mittlere und kleine Unternehmen ihre Workloads am Edge optimal nutzen.

Das NetApp AFF A250 ist ein End-to-End-NVMe-Enterprise-Array der Einstiegsklasse. Ausgestattet mit NVMe-SSDs am Back-End und NVMe-über-FC-Host-Konnektivität am Front-End ist der A250 eine unglaubliche Leistung zu einem Einstiegspreis. Dadurch können mittlere und kleine Unternehmen ihre Workloads am Edge optimal nutzen.

Im Vergleich zum AFF A200 bietet es eine Leistungssteigerung von 45 % bei bis zu 33 % höherer Speichereffizienz, was in unserem ersten Test des AFF A250 deutlich gezeigt wurde. Unsere Benchmarking-Ergebnisse unterstreichen dies nur und zeigen einen enormen Fortschritt gegenüber dem Modell der letzten Generation. Dies ist sicherlich nicht verwunderlich, da mehrere der in der Vergangenheit von uns getesteten NetApp-Systeme unseren Editor's Choice Award mit nach Hause genommen haben.

Darüber hinaus ist NetApp eines der konsequentesten Unternehmen, wenn es darum geht, seine älteren Modelle durch Modelle zu ersetzen, die besser zur sich schnell verändernden IT-Landschaft passen. Wir freuen uns immer darauf, eines ihrer neuen Systeme in unseren Laboren zu bekommen und erwarten ein noch besseres Leistungsprofil mit NVMe over Fibre Channel (NVMe-oF), das wir in diesem Testbericht betrachten werden.

Um diese neue Leistungsgrenze zu erreichen, hat NetApp den AFF A250 mit 24-Core-CPUs und 128 GB Speicher pro HA-Paar sowie der NS224-Speicherregalarchitektur des Unternehmens ausgestattet. Der interne Speicher unterstützt bis zu 24 NVMe-SSDs, Benutzer können ihn jedoch mit Konfigurationen mit 8, 12 oder 24 Laufwerken einrichten.

Die internen SSDs können bis zu 15,3 TB pro Konfiguration oder 24 externe 30,2 TB SSDs pro Controller erreichen. Darüber hinaus ist der A250 mit zwei 25-Gbit-Ethernet-Ports für HA- und Cluster-Verbindungen, zwei 10Gbase-T-Ports für Host-Konnektivität und zwei Mezzanine-Steckplätzen für die I/O-Erweiterung ausgestattet. Der A250 unterstützt auch SAS-Laufwerke mit Unterstützung von bis zu 30,6 TB pro Laufwerk.

Für einen detaillierten Überblick über seine Fähigkeiten, potenziellen Anwendungsfälle und Vorteile empfehlen wir Ihnen, unseren vorherigen NetApp AFF A250-Test zu lesen.

Was die Software angeht, bietet NetApp jetzt den AFF A250 mit ONTAP 9.9.1 an. In unserem vorherigen Test des AFF A250 wurde Version 9.8 vorgestellt, ein Update, das sich auf die Vereinfachung des Benutzererlebnisses konzentriert. Die neueste Version konzentriert sich auf Verbesserungen und Ergänzungen zum Systemmanager, SAN, Datenschutz und mehr.

Zu den Highlights gehören:

Mit Version 9.9.1 gibt es eine Reihe weiterer Updates; Das Wichtigste für uns (zumindest in diesem Testbericht) ist jedoch, dass alle SAN-Arrays (ASA) jetzt NVMe over Fibre Channel (NVMe-oF) verwenden können.

Als wir uns zuvor den NetApp AFF A250 angesehen haben, haben wir das System im traditionellen FC-SAN-Modus mit 12 x 1,92 TB NVMe SSDs (RAID-DP mit zwei 3 TB Speicherpools) getestet. Für diesen Test betrachten wir das System daher im NVMe-oF-Modus.

NVMe-oF wurde entwickelt, um bestehende SAN-Workloads zu verbessern und ist sicherlich die beste Wahl für diejenigen, die die Vorteile von NVMe wirklich nutzen möchten, insbesondere wenn es um Gesamtleistung und Anwendungsreaktionszeiten geht.

Die 2016 eingeführte NVMe-oF-Protokollspezifikation erweitert im Wesentlichen die schnelle Leistung von NVMe von den Speicher-Array-Controllern auf die Fabric über Ethernet, Fibre Channel, RoCE oder InfiniBand. Dieses Protokoll nutzt Fabrics als Transportzuordnung anstelle des PCIe-Busses ohne gemeinsam genutzten Speicher zwischen Endpunkten. Für einen detaillierteren Blick haben wir uns letzten Sommer intensiv mit NVMe-oF befasst.

Unsere A250-Konfiguration umfasst 12x 1,92 TB NVMe SSDs und NetApp ONTAP 9.9.1. Das Array wurde von NetApp als RAID-DP mit zwei 3-TB-Speicherpools konfiguriert. Unsere Tests für diesen Test finden im NVMe-oF-Modus statt. Die Konnektivität wird über eine Dual-Switch-Fibre-Channel-Struktur über zwei Brocade G620 32-Gb-Switches bereitgestellt.

SQL Server-Leistung

Das Microsoft SQL Server OLTP-Testprotokoll von StorageReview verwendet den aktuellen Entwurf des Benchmark C (TPC-C) des Transaction Processing Performance Council, einen Online-Transaktionsverarbeitungs-Benchmark, der die Aktivitäten in komplexen Anwendungsumgebungen simuliert. Der TPC-C-Benchmark kommt der Messung der Leistungsstärken und Engpässe der Speicherinfrastruktur in Datenbankumgebungen näher als synthetische Leistungsbenchmarks.

Jede SQL Server-VM ist mit zwei vDisks konfiguriert: einem 100-GB-Volume für den Start und einem 500-GB-Volume für die Datenbank und Protokolldateien. Aus Sicht der Systemressourcen haben wir jede VM mit 16 vCPUs, 64 GB DRAM konfiguriert und den LSI Logic SAS SCSI-Controller genutzt. Während unsere zuvor getesteten Sysbench-Workloads die Plattform sowohl in Bezug auf Speicher-I/O als auch in Bezug auf die Kapazität ausgelastet haben, prüft der SQL-Test die Latenzleistung.

Dieser Test verwendet SQL Server 2014, das auf Windows Server 2012 R2-Gast-VMs ausgeführt wird, und wird durch Dells Benchmark Factory für Datenbanken belastet. Während wir diesen Benchmark traditionell dazu nutzen, große Datenbanken mit einer Größe von 3.000 auf lokalem oder gemeinsam genutztem Speicher zu testen, konzentrieren wir uns in dieser Iteration darauf, vier Datenbanken mit einer Größe von 1.500 gleichmäßig auf unseren Servern zu verteilen.

SQL Server-Testkonfiguration (pro VM)

Für die SQL Server-Latenz hatte der A250 (NVMe-oF) einen Gesamtwert von 3,5 ms für 4 VMs und 25,4 ms für 8 VMs. Im FCP-Modus erzielte der A250 einen Gesamtwert von 22,75 ms (8 VM) und 8,5 ms (4 VMs). Sie können eine enorme Verbesserung für beide Modi des A250 im Vergleich zur letzten Generation (A200) erkennen, die 25 ms bei 4 VMs maß.

Sysbench MySQL-Leistung

Unser nächster Speicheranwendungs-Benchmark besteht aus einer Percona MySQL OLTP-Datenbank, die über SysBench gemessen wird. Dieser Test misst die durchschnittliche TPS (Transaktionen pro Sekunde), die durchschnittliche Latenz und auch die durchschnittliche 99. Perzentil-Latenz.

Jede Sysbench-VM ist mit drei vDisks konfiguriert: eine für den Start (~92 GB), eine mit der vorgefertigten Datenbank (~447 GB) und die dritte für die zu testende Datenbank (270 GB). Aus Sicht der Systemressourcen haben wir jede VM mit 16 vCPUs und 60 GB DRAM konfiguriert und den LSI Logic SAS SCSI-Controller genutzt.

Sysbench-Testkonfiguration (pro VM)

Mit dem Sysbench OLTP erzielten die 8VMs A250 (NVMe-oF) einen Gesamtwert von 15.916 TPS, während die 16VMs 17.537 TPS verzeichneten. Im FCP-Modus wurde ein Gesamtwert von 13.135 TPS und 16.149 TPS für 8 bzw. 16 VMs erzielt. Der A200 verzeichnete die Hälfte der Leistung und erreichte 8,871 TPS bzw. 9.035 TPS für 8 VMs bzw. 16 VMs.

Bei der durchschnittlichen Sysbench-Latenz erreichte die 8VM A250 (NVMe-oF) einen Gesamtwert von 16,09 ms, während die 16VM 29,23 ms erreichte. Im FCP-Modus wurden insgesamt 19,49 ms und 31,72 ms für 8 VM bzw. 16 VM gemeldet. Wieder einmal waren die Leistungssteigerungen im Vergleich zum letzten Jahr erheblich, da der A200 28,86 ms (8 VMs) und 56,88 ms (16 VMs) erreichte.

Für die Latenz unseres Worst-Case-Szenarios (99. Perzentil) erreichte NVMe-oF eine Gesamtlatenz von 38,1 ms (8 VMs) und 72,78 ms (16 VMs), während FCP 51,61 ms (8 VMs) und 85,77 ms (16 VMs) anzeigte. Es überrascht nicht, dass dies eine enorme Verbesserung gegenüber dem A200 war, der 84,93 ms bzw. 152,91 ms für 8 VMs bzw. 16 VMs verzeichnete.

VDBench-Workload-Analyse

Wenn es um das Benchmarking von Speicher-Arrays geht, sind Anwendungstests am besten und synthetische Tests stehen an zweiter Stelle. Obwohl sie keine perfekte Darstellung der tatsächlichen Arbeitslasten darstellen, helfen synthetische Tests dabei, Speichergeräte mit einem Wiederholbarkeitsfaktor zu vergleichen, der es einfach macht, Konkurrenzlösungen direkt miteinander zu vergleichen.

Diese Workloads bieten eine Reihe unterschiedlicher Testprofile, die von „Vier-Ecken“-Tests über allgemeine Tests der Datenbankübertragungsgröße bis hin zu Trace-Erfassungen aus verschiedenen VDI-Umgebungen reichen. Alle diese Tests nutzen den gemeinsamen vdBench-Workload-Generator mit einer Skript-Engine, um Ergebnisse über einen großen Computing-Testcluster zu automatisieren und zu erfassen. Dadurch können wir dieselben Arbeitslasten auf einer Vielzahl von Speichergeräten wiederholen, einschließlich Flash-Arrays und einzelnen Speichergeräten.

Profile:

Beim zufälligen 4K-Lesevorgang zeigte der NetApp AFF A250 NVMe-oF eine deutliche Verbesserung gegenüber dem FCP-Modus und erreichte eine Latenz von unter einer Millisekunde bis über 700 KB, wobei der Spitzenwert bei 787.910 IOPS bei einer Latenz von 3,58 ms lag. Im FCP-Modus zeigte der A250 eine Latenz von unter einer Millisekunde bis über 500.000 und erreichte anschließend einen Spitzenwert von 594.388 IOPS und einer Latenz von 6,9 ms.

Beim zufälligen 4K-Schreiben waren die Ergebnisse etwas näher. Hier erzielte der A250 über NVMe-oF eine Spitzenleistung von 183.805 IOPS bei 10,9 ms, bevor er ganz am Ende einen leichten Einbruch erlitt. Im FCP-Modus wurden 169.543 IOPS und eine Latenz von 10,4 ms aufgezeichnet.

Bei der Umstellung auf sequentielle Arbeit, insbesondere bei unseren 64K-Workloads, konnten wir feststellen, dass der A250 NVMe-oF bis zu etwa 110.000 IOPS oder etwa 6,8 GB/s unter 1 ms blieb und einen Spitzenwert von 110.100 IOPS oder 6,9 GB/s bei einer Latenz von 3,25 ms erreichte. Obwohl der FCP-Modus mit 114.060 IOPS (7,13 GB/s) einen besseren Spitzendurchsatz zeigte, hatte er eine viel höhere Spitzenlatenz von 7,8 ms.

Bei 64.000 Schreibvorgängen erreichte der A250 NVMe-oF einen Spitzenwert von etwa 47.000 IOPS oder etwa 3,04 GB/s mit einer Latenz von 5,2 ms. Der FCP-Modus erreichte einen Spitzenwert von 41.000 IOPS oder etwa 2,6 GB/s mit einer viel höheren Latenz von 24 ms (bevor die Leistung etwas abnahm und die Latenz anstieg).

Als nächstes gehen wir zu unseren SQL-Tests SQL, SQL 90-10 und SQL 80-20 über, bei denen der AFF A250 im NVMe-oF-Modus erhebliche Verbesserungen gegenüber dem FCP-Modus zeigte. In SQL blieb der A250 (NVMe-oF) unter 1 ms, bis er 350.000 durchbrach und bei 2,10 ms einen Spitzenwert von 416.617 IOPS erreichte. Im FCP-Modus erreichte der Spitzenwert 348.403 IOPS mit einer Latenz von 2,4 ms, bevor es zu einem leichten Abfall kam.

In SQL 90-10 hatte der A250 (NVMe-oF) eine Latenzzeit von unter einer Millisekunde, bis er sich der 350-KB-Marke näherte und mit 388.589 IOPS bei 2,3 ms seinen Höhepunkt erreichte. Im FCP-Modus hatte der A250 eine Latenz von unter einer Millisekunde bis etwa 270.000 IOPS und erreichte anschließend einen Spitzenwert von 321.604 IOPS mit einer Latenz von knapp 3 ms.

In SQL 80-20 blieb der A250 (NVMe-oF) bis zu etwa 270.000 IOPS unter 1 ms und erreichte bei 2,96 ms einen Spitzenwert von 314.616 IOPS. Betrachtet man den A250 im FCP-Modus, blieb er bis zu etwa 200.000 IOPS unter 1 ms und erreichte anschließend mit 263.157 IOPS bei einer Latenz von 3,6 ms seinen Höhepunkt.

Die nächste Reihe von Tests sind unsere Oracle-Tests: Oracle, Oracle 90-10 und Oracle 80-20. Auch hier zeigte NVMe-oF durchgehend eine deutlich bessere Leistung. Im Oracle-Workload ergab sich eine Latenz von unter einer Millisekunde bis zu etwa 230.000 IOPS und der Spitzenwert lag bei 329.112 IOPS bei einer Latenz von knapp über 3 ms. Im FCP-Modus lieferte uns der A250 eine Latenz von unter einer Millisekunde bis etwa 200.000 IOPS und erreichte anschließend mit 263.802 IOPS einen Spitzenwert bei einer Latenz von etwas mehr als 4,5 ms.

Für Oracle 90-10 blieb der A250 bis zu etwa 370.000 IOPS unter 1 ms und erreichte anschließend mit 407.087 IOPS bei einer Latenz von 1,43 ms seinen Höhepunkt. Im FCP-Modus betrug die Leistung weniger als 1 ms, bis etwa 275.000 IOPS erreicht waren, und erreichte anschließend einen Spitzenwert von 333.108 IOPS mit einer Latenz von 1,8 ms.

Oracle 80-20 verzeichnete beim A250 (NVMe-oF) einen Spitzenwert von 335.577 IOPS mit einer Latenz von 1,75 ms, während der FCP-Modus einen Spitzenwert von 273.948 IOPS mit einer Latenz von 2,1 ms aufwies.

Als nächstes wechselten wir zu unserem VDI-Klontest „Full and Linked“. Beim VDI Full Clone (FC) Boot erreichte der NetApp AFF A250 (NVMe-oF) 240.000, ohne die Latenzzeit von 1 ms zu überschreiten, während er bei 3,23 ms einen Spitzenwert von 263.683 IOPS erreichte, bevor er ganz am Ende einen Leistungsanstieg erlebte. Im FCP-Modus erreichte der A250 200.000 IOPS mit einer Latenzzeit von weniger als 1 ms, erreichte dann mit einer Latenz von knapp über 3 ms einen Spitzenwert von 229.571 IOPS, bevor er etwas abfiel.

Bei der VDI FC-Erstanmeldung hatte der A250 (NVMe-oF) eine Latenzleistung von unter einer Millisekunde, nachdem er die 60.000-Marke überschritten hatte, und erreichte einen Spitzenwert von 98.897 IOPS mit einer Latenz von 8,42 ms (wobei die Leistung am Ende erneut anstieg). Im FCP-Modus erreichte der A250 55.000 IOPS, bevor er 1 ms überschritt, und erreichte anschließend einen Spitzenwert von 90.270 IOPS mit einer Latenz von 9,3 ms.

VDI FC Monday Login stellte fest, dass der A250 eine Latenz von unter 1 ms bis zu etwa 68.000 IOPS hatte und mit 103.184 IOPS einen Spitzenwert bei einer Latenz von knapp 5 ms erreichte, bevor er erneut einen Spitzenwert erreichte. Im FCP-Modus blieb der A250 unter 1 ms, bis wieder etwa 55.000 IOPS erreicht waren, und erreichte anschließend einen Spitzenwert von 93.574 IOPS und einer Latenz von 5,1 ms.

Jetzt gehen wir zum verknüpften Klon über. Beim VDI LC Boot zeigten beide Modi eine sehr ähnliche Leistung, wobei der FCP-Modus tatsächlich mit einem höheren IOPS von 151.953 IOPS (3,2 ms Latenz) seinen Höhepunkt erreichte. Im NVMe-oF erreichte der A250 einen Spitzenwert von 146.660 IOPS, allerdings mit einer besseren Latenz von 3,09 ms.

Mit VDI LC Initial Login hatte der A250 (NVMe-oF) eine Latenz von weniger als einer Millisekunde, bis er 50.000 IOPS überschritt und mit 76.386 IOPS bei 3,05 ms Latenz seinen Höhepunkt erreichte, bevor er am Ende einen leichten Leistungseinbruch hinnehmen musste. Im FCP hatte der A260 eine Latenz von unter einer Millisekunde bis etwa 40.000 IOPS und erreichte anschließend einen Spitzenwert von 67.557 IOPS und einer Latenz von 3,7 ms.

Schließlich erreichte der A250 mit VDI LC Monday Login etwa 48.000 IOPS, bevor die Latenzzeit 1 ms überschritt. Der Spitzenwert lag bei 75.259 IOPS bei einer Latenz von 6,67 ms, bevor es zu einem Leistungsabfall kam. Im FCP schaffte der A250 fast 40.000 IOPS, bevor er die 1-ms-Marke überschritt und einen Spitzenwert von 68.751 IOPS mit einer Latenz von 7,3 ms erreichte.

Das NetApp AFF A250 glänzt als Einstiegs-End-to-End-NVMe-System für mittelständische Unternehmen, die eine hervorragende Leistung und Konsolidierung ihrer Daten wünschen. Das System selbst kann mit NVMe-SSDs am Front-End und NVMe-über-FC-Host-Konnektivität am Back-End eingebettet werden, letzteres haben wir für diesen Test gemacht. Kunden erhalten mit Sicherheit einen Leistungsträger zum Einstiegspreis und eine enorme Verbesserung gegenüber ihrem Vorgängermodell, dem AFF A220. Dies ist nicht verwunderlich, da sich NetApp bekanntermaßen der aktuellen Bedürfnisse der IT-Branche bewusst ist. Dies ermöglicht es ihnen, fantastische System-Upgrades für die nachfolgenden Versionen ihrer Systeme anzubieten.

Aus Leistungsgründen haben wir sowohl unsere Anwendungs-Workload-Analyse als auch unsere VDBench-Workloads ausgeführt. Wie oben gezeigt, zeigte der NVMe-oF-Modus erhebliche Leistungssteigerungen gegenüber dem herkömmlichen SAN FCP-Modus (Fibre Channel Protocol).

In unserer Anwendungs-Workload-Analyse hatte der A250 (NVMe-oF) einen Gesamtwert von 3,5 ms für 4 VMs und 25,4 ms für 8 VMs. Im Vergleich dazu hatte der FCP-Modus einen Gesamtwert von 22,75 ms (8 VMs) und 8,5 ms (4 VMs).

Mit Sysbench war der A250 (NVMe-oF) gleichermaßen beeindruckend, mit einem Gesamt-TPS von 15.916 TPS für 8VM und 17.537 TPS für 16VM im Vergleich zu 13.135 TPS bzw. 16.149 TPS im FCP-Modus. Die durchschnittliche Latenz von Sysbench ergab Gesamtwerte von 16,09 ms in 8M und 29,23 ms in 16VM im Vergleich zu 19,49 ms und 31,72 ms im FCP-Modus. Im schlimmsten Fall der Latenz erreichten wir beim A250 Gesamtlatenzen von 38,1 ms bei 8 VMs und 72,78 ms bei 16 VMs, verglichen mit 51,61 ms (8 VMs) und 85,77 ms (16 VMs) beim FCP.

Mit VDBench glänzte der NetApp AFF A250 mit deutlichen Latenzeinbrüchen in unseren Leistungsprofilen. Zu den Highlights des NetApp AFF A250 (NVMe-oF) gehören 788.000 IOPS beim 4K-Lesen, 183.000 IOPS beim 4K-Schreiben, 6,8 GB/s beim 64K-Lesen und 3,04 GB/s beim 64K-Schreiben. In unseren SQL-Tests sahen wir Spitzenwerte von 417.000 IOPS, 389.000 IOPS in SQL 90–10 und 315.000 IOPS in SQL 80–20. Bei unseren Oracle-Tests haben wir Spitzenleistungen von 329.000 IOPS, 407.000 IOPS in Oracle 90-10 und 335.000 IOPS in Oracle 80-20 festgestellt. In unseren VDI-Klon-Tests sahen wir Full-Clone-Ergebnisse von 264.000 IOPS beim Booten, 99.000 IOPS bei der ersten Anmeldung und 103.000 IOPS bei der Montag-Anmeldung. Für Linked Clone sahen wir Spitzenwerte von 147.000 IOPS beim Booten, 76.000 IOPS beim ersten Login und 75.000 IOPS beim Montag-Login.

Die Nutzung von NVMe über Fibre Channel führt zu einer wesentlich besseren Leistung bei praktisch jeder Arbeitslast. Wenn Sie über die unterstützende Hardware verfügen, gibt es keinen Grund, sie nicht zu implementieren. NetApp verlangt nicht einmal eine Prämie für die Aktivierung dieser Funktionen. Letztendlich ist NVMe-oF ein kostenloser Leistungsbonus für NetApp-Kunden, was NVMe-oF zu einem gewaltigen Gewinn für ONTAP AFA-Benutzer macht.

NetApp AFF A-Serie

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Lyle ist Mitarbeiter bei StorageReview und deckt ein breites Spektrum an IT-Themen für Endbenutzer und Unternehmen ab.