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轻松破5000MB/s!NVMe U.2+PCIe SSD三盘RAID 0系统实测

2016年09月09日 硬件 评论 2 条 阅读 1,289 次

不知道各位读者现在用的是什么硬盘,或许对PC有所关注的早已换上了SSD,那传输速度又能达到多少呢?是500MB/s,还是1000MB/s?其实这样的速度并不算什么,我们组建了一套传输速度超过5000MB/s的存储系统,让大家感受一下真正的速度。

 

 

双U.2配置,组建高性能存储的关键

主板方面我们采用了技嘉X99 Designare EX,作为一块X99芯片组主板,它的CPU插槽为LGA2011-3,支持至强E5系列以及酷睿Haswell-E架构的处理器。高性能必然带来高功耗,所以技嘉X99 Designare EX采用了8+1相供电,供电元件均为服务器级别,能够保证供电充足稳定。

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▲8+1相供电元件

 

扩展插槽方面,该主板配有5个PCIe x16插槽,支持PCIe3.0。最特别的是,这款块主板拥有双U.2接口,而一般新的主板产品往往只有一个U.2接口。再加上技嘉X99 Designare EX支持NVMe协议的板载PCIe插槽,与传统的SATA接口相比极限速度从6Gbps提高到了32Gbps,为我们组建多路NVMe SSD阵列创造了条件。此外,技嘉X99 Designare EX还配备了采用NVMe协议的M.2接口,该接口隐藏在PCIe插槽之间,支持最大为22110的SSD,大大提高了该主板存储选择的丰富性。

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▲LGA2011-3处理器插槽

 

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▲PCIe接口间的M.2接口

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组建该存储系统的另一核心要素就是SSD,我们这次采用3块1.2TB的英特尔750 SSD进行组建,其中两块采用U.2板型,一块采用PCIe板型。英特尔750的主控芯片型号为CH29AE41AB0,该芯片读写通道高达18个。闪存方面则是采用自家20nm工艺的MLC颗粒。值得一提的是英特尔750的缓存容量也高达1.25GB。

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▲双U.2接口

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解析U.2,组建RAID 0

所谓的U.2接口,最初称为SFF-8639,它支持NVMe协议,SSD在这种协议下速度快延迟低功耗也小,带宽走PCIe 3.0。U.2的目标市场是标准桌面级用户、服务器或工作站。虽然目前采用U.2接口的SSD比较稀少,但速度一直是SSD发展的一个重要方向,而U.2就是迈出的坚实一步。

 

组建RAID 0阵列这一做法早已活跃在机械硬盘用户群体中了,因为传统SATA机械硬盘的传输速度实在有限,组建RAID 0阵列有助于提高其连续读写速度。但需要注意的是,组建RAID 0阵列的硬盘因为数据的分散存储,一旦遭遇硬盘故障,其中的数据很难恢复。接下来我们将采用支持U.2接口的英特尔750系列SSD来组建RAID 0阵列,看看高性能的SSD在RAID0阵列的加持下能不能取得速度上的突破。那么怎样组建RAID 0阵列呢?我们是这样操作的:

 

1
将3块SSD与主板进行连接,下载对应的NVMe驱动并安装。

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▲连接主板的U.2接口

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▲U.2连接线

2
将三块硬盘进行安全擦除使其处于未分配状态,然后在磁盘管理选项中选中一个硬盘,右键单击选择新建带区卷。

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▲在磁盘管理界面进行操作

 

3
与新盘分区类似,直到出现选择磁盘时,将另外两个硬盘选择进去。

 

4
进行4K对齐,再执行快速格式化。

 

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▲三块SSD连接完成

一系列操作完成之后,组建三个SSD的RAID 0软阵列就算完成了。接下来看一下组建RAID 0阵列之后在性能上会有怎样的表现。

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基准性能测试

这个磁盘阵列能带来怎样的性能呢?除了英特尔750系列RAID 0阵列之外,我们还选择了两块硬盘作为对比参照。一块是采用M.2接口(测试时以PCIe转接板连接)的三星950 pro系列SSD,容量为256GB,主控芯片为三星自家新一代的UBX控制器,闪存也是自家第二代MLC V-NANO。三星950 pro也采用了NVMe协议,是中高端产品的代表。

 

另一块参与测试的SSD是SATA接口的闪迪Extreme pro系列SSD,它拥有Marvell 88S9187-BLD2双通道主控芯片,闪存芯片为自家19nm eX2 ABL MLC芯片,共8颗,总容量为480GB。它是采用AHCI协议的SATA高端硬盘。我们这次选择了Anvil’s Storage Utility、AS SSD以及TXbench三款软件来进行测试。

 

AS SSD测试结果

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▲英特尔750 RAID 0阵列

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▲三星950 pro

 

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▲闪迪Extreme pro

 

TXbench测试结果

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▲英特尔750 RAID 0阵列

 

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▲三星950 pro

 

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▲闪迪Extreme pro

 

Anvil's Storage Utility测试结果

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▲英特尔750 RAID 0阵列

 

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▲三星950 pro

 

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▲闪迪Extreme pro

测试点评:从测试结果中可以明显看出,英特尔750 RAID 0阵列在连续读写性能上有着惊人的成绩,同样受益的还有高队列深度QD4、QD16、QD64的IOPS结果。而在随机4K读写上RAID 0阵列并没有优势可言,甚至部分结果英特尔750 RAID 0阵列还不如三星950 pro。另外我们也可以从中看出与采用AHCI协议SATA接口的SSD相比,使用PCIe通道的SSD在NVMe协议加持下存在的巨大优势。

 

应用测试

服务器环境:PerformanceTest测试结果

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测试点评:这项测试主要是体现SSD的在服务器上应用的性能,Performance Test软件根据四个类型的设置,通过分配不同的读写比例和连续/随机数据比例来进行模拟。我们看到在文件服务器、网页服务器和数据库三项上,英特尔750RAID 0阵列都存在非常明显的优势,因为这三项模拟存在一些共同点,一是都属于高队列深度操作,二是随机读取都占有极大比例,三是都属于同步式线程。而且我们观察发现,数据的随机性越强,英特尔750 RAID 0阵列的优势就越明显。而在模拟工作站这一项上,应用环境以低队列深度操作任务居多,这使得英特尔750 RAID 0阵列的优势无法得到发挥,所以结果上反而不如三星950 pro。

 

文件传输测试结果

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测试点评:在此测试中我们大文件是采用两部总计容量为17049.0MB的电影,零碎文件则是采用《英雄联盟》游戏文件夹,总容量为7791.4MB。配合测试的东芝饥饿鲨RD400 SSD为M.2接口,采用NVMe协议,使用PCIe3.0 x4通道,带宽为32Gb/s。我们利用软件Fastcopy来进行传输并记录时间,测试中我们发现英特尔750 RAID 0在大文件读写上结果并没有达到预期结果,猜想是受到RD400性能限制,于是接着利用Rawdisk将20GB内存作为虚拟硬盘验证了我们的猜想。

从结果中我们不难看出,在体现连续读写能力的大文件传输上,英特尔750 RAID 0阵列发挥非常出色,但是在零碎文件较多的情况下,因为这考验SSD的4k随机读写能力,组建RAID 0阵列对此没有什么帮助,所以我们看到三星950 pro反而在速度上超越了英特尔750 RAID 0阵列。而用内存作为虚拟硬盘进行测试时,英特尔750 RAID 0阵列则是将连续读写速度发挥得淋漓尽致,4500MB/s的速度即使和内存相比也是不遑多让。而基于内存的零碎文件读写因为组建RAID 0阵列无法提升低队列深度的随机4K性能,所以测试结果与之前RD400作配合时相差不大。

 

消费级应用测试结果

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测试点评:在三款游戏加载上,只有在《英雄联盟》这一项出现英特尔750 RAID 0阵列比三星950 pro慢的情况,也许是因为《英雄联盟》随机文件所占比例较大。转码测试则会涉及到处理器性能和硬盘读写能力,在结果上差距不是很明显,而在用AE做压缩时间的渲染输出测试上也是同理,它会涉及处理器、内存以及硬盘等多个因素,即使是在相同平台,因为各自的影响占有一定比重,所以在结果上不如文件对传的结果来得那么直接。但即使如此,我们仍能看到英特尔750 RAID 0阵列带来的部分提升。

 

有话说

在测试结果中,我们既看到了英特尔750 RAID0阵列在连续读写的爆炸性能,同时也发现RAID 0阵列对于低队列深度随机4K方面没有作为。毕竟消费级应用多数更依赖于随机4K低队列的读写性能,组建NVME SSD RAID 0阵列的意义更大地体现还是在服务器应用、视频工作站方面,而在这些领域,NVMe SSD RAID 0将大有用武之地。

 

2 条留言  访客:2 条  博主:0 条

  1. RoDi_SVK    European Union 谷歌浏览器 Windows 10

    什么是最高温度在试验期间 ?

    • 菜青虫    这家伙可能用了美佬的代理 谷歌浏览器 Windows 7  →[博主]

      没有测试温度啊?

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