面向数据中心的傲腾
自从2017年问世以来，Intel Optane SSD产品在消费级一直是超神级别的存在。Optane SSD 900P/905P与其他产品完全不在一个次元上。莫说是超越，哪怕是能够接近于他的对手也没有出现过。然而Optane SSD的数据中心级产品P4800X是否依然具有强大的统治力呢？今天我们就来看一下
Intel 的P4800X系列目前有两大类，其中后面带有Intel® Optane™ SSD DCP4800X Series with Intel® Memory Drive Technology字样的SKU开头为MDT，在使用IMDT技术（通俗来说就是一种把傲腾SSD当做内存来使用的技术）时不需要在购买额外授权。而普通版本的P4800X的SKU开头为SSD，在使用IMDT的时候需要单独购买License才可以
这次我们收到的是普通版的P4800X，容量为750GB。官方给出的参考性能为顺序读写2500和2200 MB/S，随机读写均为550000 IOPS，读写延迟也均为10微秒
P4800X从接口上分为2.5英寸U.2版和PCI-E AIC版本，这次是我们收到的是PCI-E AIC版，采用PCI-E 3.0 X4接口的HHHL板型
后面并没有背板，可以看到颗粒裸露在外
标签被贴在了顶部，标签上除了型号容量以外，右侧还可以看到“Engineering Sample”，说明这是一片工程样品
散热片的形状和家用级的900P/905P略有不同
PCB的背面还可以看到Intel的LOGO
PCB构造与900P/905P完全相同
主控编号是QSCJ，这是一个工程样板的编号。正式版为SLL3D，也与家用级的900P/905P一致
3D XPoint颗粒，正反面各14枚，总计28枚。编号全部是29P32B1BMDNF2，单颗容量为32GB，总计约890GB。实际可用750GB，预留了大约20%的冗余空间
PCB上的电源管理模块
角落里的空焊。在905P上被补为RGB灯的接口，而在P4800X和900P则是空焊位
性能测试
测试平台如下：
CPU Intel XEON W-3265主板SuperMicro X11SPA-T内存Micron DDR4-2933 RDIMM 16G*6操作系统CentOS 7.6 1810 X86_64测试软件FIO 3.17
测试SSD信息如下：
品牌 Intel型号Optane SSD DC P4800X容量750G序列号PHKS7174001T750BGN固件版本E2010311
在Windows操作系统正常识别
格式化之后实际可用空间约为698GB
使用常见的测试工具Crystal Disk Mark进行测试，1GB的数据块和32GB的数据块测试成绩没有什么区别
Intel的Optane SSD和普通SSD有一处显著不同，Optane SSD无法通过我们常见的方法进行Secure Erase，比如我们使用常见的PartedMagic对P4800X进行擦除的话会出现下面的错误
虽然Optane不需要通过Secure Erase来恢复性能，那么我们还是想要做这种操作那该如何呢？此时Intel为我们提供了官方工具Intel® Solid State Drive DataCenter Tool（ISDCT）
ISDCT兼容目前Windows和Linux等主流操作系统，我这里使用的是基于Linux发行版CentOS的版本。Intel提供了rpm包，直接rpm -ivh进行安装即可
ISDCT功能十分强大，我这里只做Secure Erase，其他的就不再过多介绍了
首先要运行isdct show -intelssd 看一下要Erase的盘的Index是多少。由于我这测试机上当前只有P4800X这一块Intel 数据中心级SSD，所以他的Index也理所当然的是0了
然后执行 isdct start -intelssd 0 -nvmeformat 执行擦除。在-nvmeformat后面还可以加入SecureEraseSetting=(0|1|2)，这里的0代表No Secure Erase，1代表UserData Erase，2代表Crypto Erase。如果不加SecureEraseSetting参数，那么默认SecureEraseSetting=2
执行过程需要数分钟，请耐心等待
差强人意的峰值表现
在很多人眼里，傲腾应该是天下无敌的。那么我们这次换个思路，先看看傲腾的短板。在以往对于家用级Optane SSD 900P/905P的测试中我们发现持续读写吞吐量是他们的一个短板，那么在P4800X之中有什么改变吗？
在128K和1024K两种不同大小数据块的测试中，P4800X的持续读写吞吐量依然不是那么顶尖。持续读取距离PCI-E 3.0 X4的带宽上限仍有较大距离。而持续写入虽然不错，但在数据中心级固态硬盘中并不突出
相比于自家的高端TLC产品P4610还有一定的差距
出厂态随机读写峰值上的表现也比较一般，4K随机读取峰值在56万IOPS左右，随机写入峰值在53万IOPS左右，并不如P4610在出厂态下的表现
但是在上面的图表中我们也能看得到，P4800X在Q4T2时就基本达到峰值，后续并没有更多长进。P4800X在低队列纵深下相对于P4610有着很大的优势，只不过这种优势随着队列纵深的提高而逐渐被蚕食甚至反超，这有点让我想到了那则著名的寓言——龟兔赛跑。不过这种低队列纵深的性能表现同时也让P4800X有着更广泛的应用适配环境
近乎完美的混合负载
作为数据中心级SSD最重要的性能指标，稳定态混合负载下的IOPS是我们要重点考察的项目。纵使峰值能可以上天，但3分钟真男人这种玩法在数据中心环境是混不下去的
上面那个图，想必大家看过很多次了。那是SNIA为我们绘制的SSD从出厂态逐渐进入稳定态的IOPS变化曲线，许多的SSD评测中也都做过引用。然而这些曲线所对应的SSD都是基于NAND为存储介质的，而今天的主角3D XPoint是下面这样的
几乎是一条直线，仿佛不存在什么出厂态和稳定态。这源于3D XPoint和NAND写入上的根本区别。NAND在写入的时候需要将存储器内的原有状态擦除后再进行写入，而3D XPoint可以无需擦除直接写入。这样使得Optane SSD不需要什么缓存，也不需要任何任何GC算法。这样可以使得主控的全部性能用来进行IO操作，而不必分心垃圾回收
这样的稳定性在SNIA标准测试下依然得到了延续
不仅4K，几乎所有的数据块大小都是直线无波动。5轮直接判定为稳定态
在稳定态下4K随机读写的IOPS均超过50万，和官方标称的双55万相差无几
Optane SSD P4800X在混合负载测试中表现是压倒性的，以数倍的优势领先于自家的高端TLC NAND产品P4610
不知道大家有没有注意到，在之前的几个DC级别SSD测试中，随机写入性能和官方标称参数都差不多，但是读取性能却相差很大，而P4800X的读取性能却几乎没差呢？
这是好几个原因共同构成的结果：
1. 许多数据中心级SSD针对高深度队列进行优化，测试的QD32队列深度无法使其达到最佳性能
2. 这又回到了上面的问题，基于NAND的SSD需要分配资源进行垃圾回收，而SNIA标准测试的压力巨大，垃圾回收几乎一刻不停。这样侵占了主控资源也导致读取性能有所降低
尚需优化的延迟
傲腾还有一个重要卖点便是低延迟，官方标称的读写延迟均为10微秒，下面我们来看一下实际的表现
与IOPS的表现类似，P4800X在延迟上的稳定性表现依旧出色，在各个数据块大小下几乎是直线状态，5轮即判定进入稳定态
P4800X的4K随机写入延迟大约为20.21微秒，距离官方标称参数有一定差距，相比P4610还要稍微高一点
4K随机读取延迟约为19.17毫秒，虽然依然没有达到官方参数，但相比P4610的74毫秒却好了数倍
在偶然性相对较高的最大延迟测试中，则是大幅领先于P4610了。这也再一次印证了P4800X的稳定性，没有大幅波动
P4800X在延迟上的表现其实已经挺好了，但是官方参考数值给的太高导致我们产生了一定的错觉
总结
P4800X整体上性能和家用级别的900P/905P相仿，不过由于对手的变强，基于3D XPoint的Optane SSD没有表现出消费级那样一骑绝尘的优势。但其在稳定性上表现依旧无与伦比，几乎可以说P4800X没有出厂态，没有过渡态，只有稳定态，出厂态即是稳定态。无论采用何种的数据块，怎样的严酷摧残，只要在散热得到保障的情况下，任何测试无法动摇其性能。坚若磐石的稳定性正是数据中心环境下最需要的品格
低队列即可达到最佳性能更是目前任何NAND SSD无法比拟的。毫不夸张地讲，在钱包允许的前提下P4800X可以适应当今数据中心中任何应用场景
通过对900P/905P/P4800X的测试，我可以深切地体会到3D XPoint的强大。但也从中发现目前Intel的Optane SSD系列产品还并不完美。无论是顺序读写还是随机读写Optane SSD的上限距离PCI-E 3.0 X4的理论极限还有较大差距，而且不同容量的Optane SSD性能几乎没有什么区别。所以我认为当前Intel Optane SSD所采用的这颗编号为SLL3D的主控有些拖了存储介质3D XPoint的后腿。希望在下一代的产品中能够看到一个更加完美的Optane SSD
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