Test solution RAID NVMe avec le nouveau Mac Pro (fin 2019)

  • Par J-P MARIANI
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  • le 17/04/2020




Nous avons décidé de tester dans le Mac Pro de notre labo les dernières générations de cartes PCIe RAID NVMe.
Etant donné les performances intrinsèques du Mac Pro en matière de processeur et de cartes graphiques, il convient de ne pas négliger un point essentiel à savoir le stockage. Et à ce titre, on peut presque regretter que le Thunderbolt 3 ne soit pas à la hauteur en raison de sa limitation théorique de 2800 Mo/s, mais dans la pratique, on obtient dans le meilleur des cas du 2500 Mo/s avec les derniers disques NVMe Thunderbolt 3 de LaCie (Rugged Pro SSD) ou G-Technology (G-DRIVE Mobile Pro) par exemple.

Fort heureusement, le Mac Pro propose de nombreux slots PCIe d'extension (ce qui manquait cruellement à la génération précédente) et permet donc l'installation de cartes PCIe permettant d'accueillir soit des disques SSD (2,5", interface SATA 6G), soit des barrettes de stockage Flash NVMe (format M.2, interface PCIe x4).

Dans le premier cas de figure, les coût est avantageux avec des capacités de SSD de 4 To mais limité en performance. Un RAID niveau 0 avec deux SSD permettra d'obtenir 1100 Mo/s. Donc, pas vraiment d'intérêt par rapport à un stockage RAID SSD externe avec connectivité Thunderbolt 3 (plus de capacité et plus de performances).

Dans le deuxième cas de figure, la capacité sera actuellement limitée à 8 To maximum (les barrettes de stockage Flash M.2 sont disponibles au plus en capacité de 2 To), mais la performance sera toute autre étant donné que le stockage n'est plus du tout bridé par un interface SATA et qu'il donne sa pleine mesure via l'interface PCI Express sur 4 voies (PCIe 4x). Rien n'empêche toutefois d'installer deux cartes PCIe dans la même machine et ainsi doubler la capacité, mais qu'en sera-t-il des performances ? Peut-on espérer le double ? Résultats à suivre.

Pour information, rappelons au passage que le stockage flash PCIe est présent dans les différents modèles de Mac depuis quelques années déjà et on avait pour le coup constaté un bond en avant sur les performances par rapport aux disques SSD 2,5" limités par nature à 550 Mo/s là oui stockage flash M.2 en PCIe x4 dépasse généralement les 3000 Mo/s. Alors nous sommes en droit d'attendre des performances très élevées en regroupant 4 barrettes de stockage NVMe sur une même carte. Encore faut-il que le contrôleur RAID soit optimisé et permette d'en tirer le meilleur parti.

Afin de s'affranchir d'éventuels problèmes liés à l'utilisation d'un RAID géré par le logiciel, en l'occurrence Utilitaire de disque sous macOS, nous avons préféré utiliser une carte PCIe avec RAID matériel intégré (niveaux RAID pris en charge 0,1 et 10). Nous avons donc essayé le RAID matériel avec une seule carte PCIe, le RAID matériel réparti sur deux cartes PCIe mais aussi le RAID logiciel réparti sur deux cartes PCIe. Comparons maintenant les résultats obtenus. Précisons que nous avons décidé d'utiliser l'excellent logiciel ATTO Disk Benchmark pour macOS modèle de précision et de rigueur pour les tests de performances sur tout type de stockage.

Configuration 1 : Installation d'une carte PCIe x16

Dans ce premier scénario d'utilisation qui devrait être celui adopté par la majorité des utilisateurs de Mac Pro à la recherche de performances exceptionnelles, nous avons installé une carte PCIe x16 dans un slot approprié dans le Mac Pro avec création d'une matrice RAID niveau 0 dans l'interface Web de gestion/configuration (nous passons sur les étapes de création du RAID, elles sont très bien documentées dans le guide d'utilisation de la carte).

Comme on pouvait s'y attendre, les performances sont bien là et l'agrégation de 4 barrettes NVMe est à la hauteur des attentes. En moyenne 12000 Mo/s en lecture comme en écriture. C'est remarquable et ce niveau de performances sera fortement apprécié des étalonneurs qui travaillent sur des suites d'images DPX par exemple. Les performances sont linéaires au fur et à la mesure que la taille des blocs de données est plus élevée.

Configuration 2 : Installation de deux cartes PCIe x16 (RAID géré par le matériel)

Dans ce deuxième scénario, nous avons décidé d'installer une deuxième carte PCIe x16 et de configurer un RAID matériel (toujours en niveau 0) réparti sur les deux cartes, c'est à dire en utilisant les 8 barrettes de stockage flash NVMe au sein d'une seule et même matrice RAID. Ce qui veut dire (avec la technologie actuelle) une capacité de stockage maximale de 16 To (avec 8 barrettes M.2 de 2 To) et des performances encore plus élevées. Ceci est rendu possible par la fonction Cross-Sync disponible lorsque deux cartes sont installées dans la même machine.

A noter toutefois que dans ce cas de figure, on va utiliser 100% des capacités de bande passante du bus PCIe disponible sur le nouveau Mac Pro, c'est à dire que bien que des slots PCIe soient encore disponibles dans la machine, ils ne pourront pas être exploités de manière optimale sauf à sacrifier de la bande passante sur les slots qui hébergent la (ou les) carte(s) graphiques et la (ou les) carte(s) de stockage flash PCIe. Cela n'est vraiment pas recommandé.

En matières de performances, le gain est d'environ 60% avec un débit maximum en lecture qui approche les 20000 Mo/s, soit quasiment 20 Go/s. Fini les goulets d'étranglement.


Configuration 3 : Installation de deux cartes PCIe x16 (RAID géré par le logiciel Utilitaire de disque)

Dans ce dernier test, nous conservons la configuration avec deux cartes PCIe x16. Chaque carte est configurée avec une matrice RAID niveau 0 (géré par le matériel), donc deux ensembles RAID composés de 4 barrettes NVMe. Ensuite, avec le logiciel Utilitaire de disque (sous macOS), nous utilisons l'assistant RAID afin d'agréger les deux matrices RAID sous la forme d'un volume RAID logiciel.

Comme prévu, les performances sont légèrement meilleures qu'une seule carte PCI x16 avec des pointes jusqu'à 15000 Mo/s en lecture (une modeste augmentation de 15%), donc cette configuration n'est pas recommandée au regard de ce qui est obtenu avec une configuration via le RAID matériel (fonction Cross Sync utilisée dans la configuration 2).

Conclusion

A la lecture de ces tests, il est facile d'en arriver à la conclusion que le stockage RAID NVMe est la solution de stockage à privilégier sur le dernier Mac Pro. Soit comme stockage primaire si vous manipulez des (petits) volumes de données, soit comme volume de cache ultra rapide pour les logiciels qui offrent des fonctions avancées de cache afin d'améliorer de manière significative le fonctionnement de ces logiciels (After Effects, Cinema 4D, DaVinci Resolve, etc).

Compte tenu des performances des cartes graphiques disponibles dans le Mac Pro (Vega Pro II, Vega Pro II Duo, Radeon Pro W5700X) et le gain qu'elles procurent avec les logiciels qui sont parfaitement optimisés pour le GPU, le stockage devient rapidement le goulet d'étranglement. Le stockage flash NVMe devient alors incontournable pour exploiter au mieux l'investissement souvent significatif de votre station de travail Mac Pro. Dans le configurateur Mac Pro sur notre site web, vous pouvez sélectionner les différentes options de stockage flash RAID (100% logiciel ou matériel, cette dernière option étant largement recommandée).



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