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打破存储效能瓶颈,Intel Virtual RAID功能实测
2017-10-24 12:54| 发布者: royalk| 查看: 34| 评论: 3|原作者: royalk
摘要: 在X299平台酷睿i9处理器上,英特尔给民用平台下放了一项服务器级的技术:Virtual RAID on Chip(VRoC),它可以利用处理器的PCIE 3.0 X16通道直连NVMe固态硬盘,并且在RAID0模式下工作,可以打破芯片组上RAID0的带宽 ...

如今高端电脑除了CPU计算能力要强大之外,用户对存储性能的要求也越来越高,英特尔也非常注重高性能领域的存储性能需求,随着NVMe高速固态硬盘的普及,芯片组原本和CPU相连的上行带宽DMI3.0总线已经严重成为瓶颈,制约固态硬盘速度再继续提升。

在X299平台酷睿i9处理器上,英特尔给民用平台下放了一项服务器级的技术:Virtual RAID on Chip(VRoC),它可以利用处理器的PCIE 3.0 X16通道直连NVMe固态硬盘,并且在RAID0模式下工作,可以打破芯片组上RAID0的带宽瓶颈,速度在NVMe固态硬盘的基础上再翻数倍。

虽然在X99时代,已经有厂商通过拿出CPU的PCIE通道直连M.2、U.2接口的设计,或PCIE转接M.2的形式加上软RAID实现类似的功能,但是一则需要占用主板上的很多接口,二则需要特定的主板才可以实现,并且这样的主板由于大量的PCIE通道被用作M.2和U.2,PCIE插槽的带宽必然要减少,因此再扩展到其它设备也有它自己的局限性。这次Intel VRoC可以用一张PCIE X16转接卡就能带4个盘RAID0,并且理论上最多支持20个盘。

但是英特尔也不是把原本属于服务器的VRoC技术完全开放给桌面平台,除了需要X299平台和Skylake-X处理器(所有Core i9、Core i7 7800X/7820X)之外,你还需要一张PCIE转多条M.2的转接卡,而且VRoC只支持英特尔自家的固态硬盘。此外,VRoC在免费使用的情况下只能使用RAID0功能,如要使用RAID1、5、10,则需要另外购买授权Key,把这个小小的芯片插在主板上,并且这个授权价格不菲,RAID1就需要99美元,RAID5则需要249美元,RAID10应该还要更贵,估计要400美元。
(图片来自PCWorld.com)

目前英特尔最强的民用级固态硬盘当属750系列。为了满足我们的测试需求,华硕也特别为我们生产并从台湾直邮过来一张Hyper M.2 X16转接卡,在此也特别感谢华硕的大力支持。今天我们就来试试一下4张Intel 750固态硬盘组建VRoC的性能表现。

华硕Hyper M.2 X16转接卡可以支持到22110规格的固态硬盘,把CPU的PCIE X16带宽拆分成4个X4,里边有一个小风扇辅助散热,M.2固态硬盘可以通过导热胶直接接触到外壳。这么大的散热面积加上风扇直吹,散热应该不成问题。

风扇和4条M.2插槽,右下方还有一个ICS时钟发生芯片。

由于Intel 750固态硬盘只有U.2和PCIE两种接口,我们先用M.2转接到U.2,再连接Intel 750固态硬盘。

安装上M.2转U.2转接器。

通过SFF8639 U.2线连接Intel 750固态硬盘。

我们使用Core i9 7900X和华硕X299-A主板安装这套存储设备。华硕X299-A总共有两条PCIE X16的插槽,第一条PCIEX16插显卡,第二条插Hyper M.2 X16转接卡,这样总共就要用掉32条PCIE通道,至少就得是Core i9 7900X起步才能满足PCIE通道的使用需求,如果是使用只有28条PCIE通道的Core i7 7820X和Core i7 7800X,想要保证Hyper M.2 X16的带宽,就只能委屈显卡了。

首先在BIOS里高级功能-CPU存储设置里选择对应的PCIEX16插槽开启VRoC功能。悄悄的说一句,华硕的Hyper M.2 X16卡,不仅能支持Intel的固态硬盘,还可以支持别家的,你只需要在BIOS里把下图这个选项选到HYPER M.2 X16(data)即可。

重启后在BIOS的Advanced界面可以看到多出的VRoC功能。

进去后,可以创建RAID0卷。卷名可以自定义。

组建RAID0卷,4个400GB的Intel 750固态硬盘,总共可用大约1.4TB的容量。

进系统之后,RST已经可以识别出VROC RAID0卷了。

这样一套存储方案跑起来速度有多快呢?让我们跑个分看看吧。

CrystalDiskMark持续读取8479MB/s,持续写入3875MB/s,基本达到单张Intel 750固态硬盘四倍的速度,由于存储带宽直通CPU,也不用再受PCH RAID的上行带宽瓶颈困扰。

TxBench,跑出来的结果也是类似。而X99组的软RAID,会出现各种跑分不正常的问题。

实际文件复制测试,复制一个43.1GB的SPEC测试文件夹只要24.1秒,这个速度相当可怕,并且我的主盘是OCZ RD400,最大读取速度比4个Intel 750组的VROC卷还慢,可能已经成为性能瓶颈。

跑分是上天了,但实际使用起来如何呢?我们以PhotoShop 2015 CC为例,可能你在使用PS时会经常遇到图片拖动、调色、缩放、变形等操作出现“读条”的现象,这些都是由于PS需要对画面进行实时演算,需要占用大量的内存,在内存不够用的时候,PS会在硬盘上生成缓存,并对这些缓存进行存取操作,由于硬盘的读写速度比内存慢得多,从而产生需要等待的时间,因此用于存放缓存的硬盘持续读写性能就尤为重要。

事实上,随着图片像素量和色深的增大,缓存的数据量可以无限制增长。例如处理一张2亿像素16bit色深的图片,32GB的内存都未必够用,我们正常处理一张这样的图片,除了内存占用量可达到25GB以上,另外还会在缓存盘里生成20GB以上的文件。如果你的物理内存越小,相应磁盘里生成的缓存文件就越大、读写操作就越频繁。

在PhotoShop 2015 CC的测试中,我们使用相机拍摄拼接出来的2.3亿像素TIF图片,以人为操作的形式对其进行后期处理,同时把操作录成动作脚本,再用PS动作回放,这样测试的实际上是除去人为操作的时间之外总共需要等待电脑处理的时间,这些“等待时间”是我们所不愿意看到的,是影响使用体验的,因此这个时间越短越好。

如果是主流高端的电脑配置,如i7 6700K、16G DDR4内存、SATA MLC固态硬盘这样的配置,跑完这个测试需要大约2分钟,如果是机械硬盘,则需要大约3分钟,某些TLC固态硬盘,速度还会更慢。

以前我认为Core i7 6950X加上3个英特尔750固态硬盘组建的软RAID0已经很快了,在处理大像素的图片时,各种操作几乎不用等读条,运行我们的测试脚本,总共用时62秒就可以完成。然而让我感到意外的是,用Core i9 7900X和Intel VRoC平台运行这个脚本,竟然还可以更快,46秒就可以完成!

英特尔VRoC功能进入桌面之后,HEDT平台众多的PCIE通道又有新的用法了,一个4盘RAID0就可以吃掉16x的带宽,如果你上两个转接卡插在PCIE16X插槽,通过VRoC组8个盘的RAID0,容量和性能都可以再翻倍,Intel曾经演示过8个600P的RAID0就能达到接近12GB/s的读取速度和4500MB/s的写入速度。这样一来哪怕使用Core i9处理器,显卡都得让位插到第三条插槽,带宽可能就只有8x了。




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sfdm 2017-11-10 21:19
这种玩法。。。太豪了   

成本可以上新的那个900p了
applelovekula 2017-11-10 23:56
虽然是直连CPU的RAID0,但是依旧对4K没有任何帮助啊,

看来提升4K还得靠3D Xpoint这种玩意儿了.
royalk 2017-11-11 10:50
sfdm 发表于 2017-11-10 21:19
这种玩法。。。太豪了   

成本可以上新的那个900p了

当时评测还没有900p,现在上4个900p更好玩

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