淺談NVMe SSD雙端口（2）：可靠性和性能

上篇說了雙端口的一些概念和實現(xiàn)，這篇將進一步通過測試介紹NVMe SSD雙端口特性的可靠性和性能的驗證。（測試均使用雙路超微服務器，每路有兩個Intel（R） Xeon（R） CPU E5-2650 v4 @ 2.20GHz以及64GB內(nèi)存，以及一個PLX 9797 PCIe Switch，每個Switch有20個端口，可同時掛載20個PBlaze5。）

雙端口可靠性測試

鏈路冗余：

雙端口NVMe SSD可以在鏈路斷開或者端口失敗的情況下提供冗余。如下圖所示：

圖1：鏈路冗余模式

Server可以看到2個NVMe設備，可以對2個NVMe設備進行讀寫等操作；

如果中斷一條到NVMe設備的鏈接，另一個鏈接仍然可以保持連接并且存活，server可以正常訪問NVMe設備。

雙活模式：

雙端口NVMe設備連接到不同的server A和server B，如下：

圖2：雙活模式

Server A與server B同時做正常關機、異常關機、nvme reset或者pcie reset，2個server 都可以正常操作并且彼此不受影響。Server A與server B彼此做不同操作，對于NVMe設備來說也是不受影響的，兩個server也能做到互不干擾。

Server A與server B間隔一段時間分別做正常關機、異常關機、nvme reset或者pcie reset，2個server 均斷電成功并且開機正常，互相不受影響，啟動后也可以正常加載NVMe設備；

Server A跑IO workload，server B觸發(fā)正?；蛘弋惓ｊP機，server A不會受到影響，包括數(shù)據(jù)完整性和I/O吞吐量以及延遲等方面；反之亦然；

雙端口模式下NVMe SSD的性能：

以雙活的配置模式為例，在性能方面，主要展示2個server同時進行順序?qū)?、順序讀，隨機寫，隨機讀，以及一個server 讀，另一個 server 寫等模式，并與單端口模式做對比。

主要特點如下：

兩個端口同時IO，檢查并對比帶寬：

兩個端口的性能基本保持一致；兩個端口的性能之和與單端口模式的性能保持一致

兩個端口同時進行不同IO模式：

例如，一個server進行順序讀，另一個server進行順序?qū)?，其性能表現(xiàn)明顯優(yōu)于相同模式的性能

圖3：128K seq write BW on different workload on pblaze5 DualPort SSD

上圖展示的是server A與server B分別進行128K的順序?qū)憰r的性能。上面的圖中紅色的性能曲線是SSD的總帶寬，達到2300MB/s ；下圖是2個server的帶寬，可以看出帶寬基本一致，均達到了1150MB/s。

圖4：128K seq read BW on different workload on pblaze5 DualPort SSD

上圖展示的是server A與server B分別進行128K的順序讀時的性能。上面的圖中紅色的性能曲線是SSD的總帶寬，達到3135MB/s ；下圖是2個server的帶寬，可以看出帶寬基本一致，均達到了1566MB/s左右。

圖5：4K random write IOPS on different workload on pblaze5 DualPort SSD

上圖展示的是server A與server B分別進行4K的隨機寫時的性能。上面的圖中紅色的性能曲線是SSD的總IOPS，達到230k；下圖是2個server的IOPS，可以看出基本一致，均達到了115k左右。

圖6：4K random read IOPS on different workload on pblaze5 DualPort SSD

上圖展示的是server A與server B分別進行4K的隨機讀時的性能。上面的圖中紅色的性能曲線是SSD的總IOPS，達到782k；下圖是2個server的IOPS，可以看出基本一致，均達到了391k左右。

圖7：one host seq write & one host seq read on different workload on pblaze5 DualPort SSD

上圖展示的是server A在進行順序?qū)懀瑫rserver B進行順序讀時的性能。上面的圖中紅色的性能曲線是SSD的總帶寬，達到2790MB/s；下圖是2個server的帶寬，寫帶寬在1390MB/s左右，讀帶寬達到1400MB/s。

圖8 one host random write & the other random read on pblaze5 DualPort SSD

上圖展示的是server A在進行隨機寫，同時server B進行隨機讀時的性能。上面的圖中紅色的性能曲線是SSD的總IOPS，達到450k左右；下圖是2個server的IOPS，分別是230k 和220k左右。

結論：

本文通過介紹雙端口在企業(yè)級存儲中的應用，逐一展示了雙端口SSD的特性以及性能，很好的說明了雙端口NVMe SSD的實用價值。隨著陣列，系統(tǒng)，服務器等諸多技術環(huán)節(jié)的完善和成熟，雙端口NVMe SSD將在企業(yè)級存儲系統(tǒng)中發(fā)揮更大的優(yōu)勢。