• nav


Aquantia AQtion AQC107 против Intel X550-T2 - сравниваем 10G интерфейсы в файловых операциях iSCSI и CIFS

Молодая компания Aquantia ещё 2-3 года назад никому не была известна, а сегодня её сетевые контроллеры стали пропуском в мир 10-гигабитных сетей для тысяч геймеров по всему миру. Этот бренд вышел на рынок с интересной идеей: «не у всех есть кабели 6-й категории, которые могут потянуть скорость в 10 Гигабит в секунду, поэтому там где дорогие сетевые карты умеют либо 10G либо 1G, наши соединяются и на 2.5G и на 5G, а ещё они дешёвые и почти не греются. Да, мы не будем вам говорить, что для соединения на 2.5G/5G с противоположной стороны провода тоже должен быть чип, поддерживающий стандарт NBASE-T, но кому это важно вообще? У нас же 10G сетевуха за 150$ в розницу!».

Конечно, этот продукт рассчитан в первую очередь на энтузиастов-геймеров, но из-за своей низкой стоимости, чипы Aquantia получили распространение и в настольных NAS-ах сегмента SmB, и в рабочих станциях Dell Optiplex 7050, их выбрала Nvidia, Asus, Gigabyte, ASRock и многие другие.

На своём сайте компания с гордостью пишет, что её сетевые контроллеры предназначены для клиентских компьютеров Enterprise-сегмента, то есть как раз для тех самых рабочих станций, которым нужен быстрый файлообмен с сервером. Недавно мы тестировали игровую материнскую плату ASrock Taichi X470 Ultimate, на которой был установлен установлен сетевой контроллер Aquantia AQC107, и мы как-то обошли стороной сетевую производительность устройства. В этой статье я исправляю это упущение, чтобы показать вам, пошатнулись ли позиции Intel и Mellanox в сегменте 10G сетей, или эти гиганты и дальше могут спать спокойно.

Конфигурация тестового стенда:

Сервер:

  • Intel Xeon E5-2603 v4
  • 32 Gb RAM ECC DDR4-2400 RDIMM
  • Материнская плата Asrock Rack EPC612D4U-2T8R
  • Гипервизор VMware ESXi 6.7
  • Сетевая карта - встроенная Intel X540-T2 в режиме PCIe Passthrough
  • Жёсткие диски - 3 x 10k SAS Seagate Savvio 10K6. Стенд настроен таким образом, что они в тестировании не участвуют и на скорость не влияют.
  • Операционные системы:
    • FreeNAS 11.2 для Samba доступа (16 Gb RAM для LARC), RAID Z1, LZ4 off, Dedupe off.
    • Windows Server 2016 (8Gb iSCSI LUN на RAMDISK)

Клиент:

  • AMD Ryzen 5 1600
  • 16 Gb RAM DDR4 3000 MHz
  • ASRock X470 Taichi Ultimate
  • Сетевая карта - встроенная Aquantia AQtion AQC 107
  • Дискретная Intel X550-T2
  • Программное обеспечение:
    • Windows 10 x64 Корпоративная
    • IOmeter для iSCSI
    • CrystalDisk Benchmark для CIFS

На сервере установлена 10-гигабитная плата Intel X540-T2, которая в режиме PCIe Passthrough презентовалась гостевой операционной системе под её родные драйверы. На клиенте - 2 сетевых карты: встроенная Aquantia AQC107 и дискретная Intel X550-T2. Они по очереди подключались одним и тем же кабелем к одному и тому же порту сервера, чей софт был настроен таким образом, чтобы не использовать дисковую подсистему, а работать из памяти.

Intel-овская карта рассчитана на виртуализацию. Она поддерживает режим аппаратного разделения ресурсов SR-IOV, имеет алгоритмы снижения нагрузки на CPU при использовании в виртуальных средах, на уровне драйвера можно настроить объединение портов в режиме 802.3ad. В контроллере от Aquantia ничего этого нет, даже нет модного софта для ускорения игр, которым щеголяют некоторые производители премиальных материнских плат. Даже аппаратного мониторинга, чтобы глянуть, как там поживает сетевой контроллер, в драйверах под Windows нет, а у Intel-а - есть.

Сказать по-правде, я ожидал, что мы упрёмся в гигабайт в секунду и будем подсчитывая крохи, смотреть на сотые доли процента в разнице по скорости, но я ошибся. В современных серверных сетевых картах уже мало кто обращает внимание на встроенные движки Offload, считая, что процессор справится с любым трафиком iSCSI и NFS, но базовый принцип разгрузки самих TCP-пакетов применяется во всех платах, даже в самых дешёвых интегрированных Intel i350. Ни у Intel X550-T2, ни у AQtion AQC-107 не заявлена ни разгрузка iSCSI, ни NFS, а по спецификациям чипы имеют следующие алгоритмы offload-а:

  • Aquantia AQC107: MSI, MSI-X, LSO, RSS, контрольные суммы IPv4/IPv6
  • Intel X550-T2: MSI, MSI-X, Tx/Rx, IPSec, LSO контрольные суммы IPv4/IPv6.

Но конечно, никто не говорит о производительности самого процессора сетевой карты, а ведь здесь всё очень и очень просто: на скоростях выше 1 Гбит/с уже имеет значение количество сетевых пакетов, которые формируют файловый трафик. Чем больше пакетов передаётся в секунду, тем тяжелее сетевой карте, и тем мощнее должен быть её процессор. Отчасти задача мощности сетевой карты решается поддержкой больших кадров Jumbo Frame, которая по умолчанию отключена на любом сетевом оборудовании в угоду совместимости. Увеличиваем размер пакета - и на тот же объём трафика снижаем их количество, облегчая работу сетевому интерфейсу и повышая его скорость. Если не настраивать размер пакета, то и в Windows, и в Linux и в FreeBSD он составляет 1500 байт, а это - огромная нагрузка на сетевую карту в режиме файлового сервера.

Тестирование

Первый тест - с настройками операционных систем по умолчанию (MTU=1500). Мы будем использовать простой и наглядный Crystaldisk Benchmark с минимальным тестовым файлом в 50 Мб, который полностью поместится в кэш FreeNAS.

Разница в скорости чтения - колоссальная. За счёт более быстрого процессора и хороших драйверов Intel X550-T2 не оставляет ни единого шанса малоизвестному интегрированному чипу.

Тесты iSCSI подтверждают увиденное - если в вашей сети параметр MTU запрещено менять по соображениям совместимости, никакая Aquantia вам не заменит проверенный годами Intel. Дорогая серверная X550-T2 даёт почти трекратный перевес по скорости, но вообще-то для 10G эти цифры - не скорость, а позор. Поэтому увеличим значение MTU на всех трёх сетевых картах сначала до 9014 байт. Кстати, это значение - максимум, что позволяют выставить драйверы Intel под Windows 10. У Aquantia AQtion здесь максимум - 16 Кб, так что для неё выставим оба значения.

Ситуация не просто выправляется, но позволяет тёмной лошадке вырваться вперёд на операциях чтения с обоими значениями MTU.

В iSCSI тесте мы смогли выставить MTU только на уровне 9014 из-за ограничений драйвера под Windows, и в этом тесте снова победу одержал чип от Aquantia.

Что касается загрузки процессора, то в обоих случаях и сами значения этого параметра, и разница между чипами не существенны. Напомню, что для клиента мы использовали десктопный AMD Ryzen 5 1600 с 12 потоками.

Цена вопроса

В среднем, 1-портовая сетевая карта на чипе Aquantia AQC107 стоит 155$, в России можно искать платы производства Asus или GIgabyte, созданные для геймеров. Intel X550-T1 с одним сетевым портом в России стоит примерно 300$, двухпортовая - в районе 330-350$. На Ebay можно купить X550 вдвое дешевле, но велик риск нарваться на подделку, а как отличить оригинальную сетевую карту Intel от перепаянной китайскими умельцами, читайте в нашей статье.

Поддержка со стороны операционных систем

У Intel-а значительно лучше дела с драйверами. Сетевые карты X550-T2 стоят так дорого в том числе и потому, что из коробки поддерживаются гипервизорами VSphere 6.7, всеми Linux-ами и любым другим софтом. Aquantia требует ручной установки драйверов, которые нужно скачивать с сайта производителя, а о поддержке ESXi 6.7 не идёт и речи.

Выводы

Мы рассмотрели вполне типичную ситуацию, в которой СХД работает в виртуальной среде под управлением FreeBSD или Windows и предоставляет блочный или файловый доступ рабочей станции. Со стороны клиентской машины, Aquantia AQC107 выигрывает по скорости и по цене и единственное, что требуется от сисадмина - это выставить MTU на 9K или ещё больше.

В то же время, для серверной части сетевые карты типа Intel X550/X540/X710 сохраняют за собой два существенных преимущества, которых нет у Aquantia - это поддержка со стороны любой операционной системы и технология SR-IOV, которая, в общем-то, мало где востребована.

В любом случае, посмотрев на результаты дисковых операций с большой очередью команд, все сомнения отпадают - AQTion AQC107 - победитель нашего сравнения.

P.S. я не могу сказать, почему в наших тестах мы не достигли максимальной пропускной способности 10-гигабитного канала. Теоретически тест "память-сеть-память" должен был уйти выше 1 Гб/с, но мы с трудом вышли на 700 мегабайт в секунду. Возможно, это как-то связано с поддержкой Intel X540-T2 на сервере, или с высоким overhead-ом гипервизора.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
29/09.2018




ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

Решения для корпоративных WLAN сетей от Huawei

У крупных компаний есть готовые решения, созданные для работы с большим числом пользователей. Для оркестрации, как правило, применяется программный или аппаратный Wi-Fi контроллер, в задачи которого входит не только управление парк...

Технологии телеметрии Mellanox WJH для выявления проблем с сетью и хранилищем

Поскольку сеть позволяет получать доступ к приложениям, обмениваться данными и подключаться к хранилищу, хорошая потоковая телеметрия позволяет обнаружить даже ошибки приложений. Компания Mellanox решила, что её ASIC-и достаточно х...

Обзор решения для малого офиса от Zyxel: VPN шлюз ZyWall VPN2S и точка доступа NWA1123-ACv2

Простое устройство, которым вы можете отключить вашим сотрудникам доступ к развлекательным сайтам, блокировать доступ в интернет целыми категориями веб-сайтов, настроить быстрый VPN и отказоустойчивую работу двух провайдеров.

...

Как SmartNIC платы меняют концепцию безопасности сервера в частности и облака в целом

SmartNIC использует скорость DMA для быстрого доступа к памяти, работает в изолированном окружении, все вычисления происходят на ARM-процессоре сетевой карты, все вычислительные ресурсы сервера остаются доступными для пользователей...

Asic-процессор Microsoft Project Corsica: 100-гигабитная компрессия для облачных сред

Для таких сервисов, как Microsoft Azure, сокращение хранимых данных на несколько процентов означает экономию миллионов долларов. Microsoft анонсировала проект Corsica на этой неделе как кульминацию разработки своего стандарта сжати...


НА ФОРУМЕ ГОВОРЯТ



НОВЫЕ СТАТЬИ
ADATA XPG Gammix S11 Pro – тестируем быстрый NVMe накопитель

Сегодня на тесте – свежая новинка - NVMe накопитель ADATA XPG Gammix S11 Pro объёмом 512 Гб. Он имеет стандартный формфактор M.2 2280, имеет интерфейс PCIe Gen3 x4, 3D NAND TLC память, оснащён радиатором, а из самых...

HIPER TWS Smart 2 – гарнитура с сенсорным управлением

Недавно мы с вами познакомились с полностью беспроводными гарнитурами HIPER TWS Beat, HIPER TWS Sport, сравнивали их с другими TWS гарнитурами. А сегодня речь пойдёт о более новой модели - HIPER TWS Smart 2, которая имеет...