VMware SCSI 控制器和 NVMe 控制器性能比较

分类：vmware作者：allway2

如今，越来越多的工作负载在虚拟机 (VM) 中运行，包括在来宾操作系统中需要更多 IO 的工作负载。在 VMware vSphere 上的 VM 中，所有虚拟磁盘 (VMDK) 都连接到默认配置中的 LSI 逻辑 SAS SCSI 适配器。此适配器无需安装额外驱动程序即可被所有操作系统识别，但并不总是提供最佳性能，尤其是在使用 SSD RAID 或 NVMe 存储时。在本文中，我们比较了虚拟存储控制器LSI Logical SAS、VMware Paravirtual和NVMe Controller。

控制器型号

几乎每个 VM 中的标准控制器都是LSI 逻辑 SAS SCSI 控制器。每个客户操作系统都识别并支持此控制器，无需额外的驱动程序。它适用于几乎所有没有大量 I/O 要求的工作负载。Microsoft Server Cluster Service (MSCS)的配置也是必需的。

从 ESXi 4.0 和虚拟硬件版本 7 开始，VMware 准虚拟控制器可用。该控制器是为高性能存储系统开发的，因为它可以处理更高的 I/O 并降低 CPU 负载。为了让来宾操作系统使用控制器，必须安装VMware Tools。

从 ESXi 6.5 和虚拟硬件版本 13 开始，还可以将NVMe 控制器添加到 VM。该控制器进一步优化了 SSD RAID、NVMe 和 PMEM 存储的性能。此控制器是 vSphere 7.0 中 Windows 虚拟机的默认控制器。

正确控制器的选择取决于 VM 中的应用程序。例如，如果是办公室虚拟机，则对性能的要求相对较低，可以使用标准的 LSI Logical SAS SCSI 控制器。如果 VM 内需要更高的存储性能，并且其背后的存储系统也提供更高的性能，则 VMware 准虚拟控制器通常更合适。对于使用 SSD RAID、NVMe 或 PMEM 存储时的绝对高端性能以及 VM 中非常高的性能要求，NVMe 控制器是最佳选择。

性能测试

我们针对不同的场景进行了各种性能测试。测试场景仅为示例，应根据自己的工作负载单独调整各个值，以实现真实的结果。所用测试系统的详细信息：

硬件软件：

  • 超微主板 X11DPi-NT
  • 2 个英特尔至强金牌 5222（3.80GHz，4 核，16.5MB）
  • 256GB ECC 寄存 (RDIMM) DDR4 2666 RAM 4 列
  • 3.2 TB 三星 SSD NVMe PCI-E 3.0 (PM1725b)
  • ESXi 6.7.0 更新 2（内部版本 13981272）

测试虚拟机

  • Windows 10 专业版 (18362)
  • 2个CPU插槽
  • 8 个 vCPU
  • 8GB 内存
  • VMware 半虚拟化
  • LSI 逻辑 SAS
  • NVMe 控制器
  • 厚置备快速置零 VMDK

  • LSI 逻辑 SAS

  • VMware 半虚拟化

  • NVMe 控制器

性能比较

数据库服务器

数据库服务器（8K 随机；70% 读取；8 个线程；16 个未完成的 IO）
IOPS 兆字节/秒 延迟（毫秒） 中央处理器 （％）
LSI 逻辑 SAS 78210.16 611.02 1.633 24.81
VMware 半虚拟化 153723.45 1200.96 0,832 31.27
NVMe 控制器 203612.54 1590.72 0,628 48.03

电子邮件服务器

电子邮件服务器（4K 随机；60% 读取；8 个线程；16 个未完成的 IO）
IOPS 兆字节/秒 延迟（毫秒） 中央处理器 （％）
LSI 逻辑 SAS 83403.47 325,79 1.506 23.52
VMware 半虚拟化 157624.97 615.72 0,811 31.46
NVMe 控制器 236622.59 924.31 0,540 52.11

文件服务器

文件服务器（64K 顺序；90% 读取；8 个线程；16 个未完成的 IO）
IOPS 兆字节/秒 延迟（毫秒） 中央处理器 （％）
LSI 逻辑 SAS 44739.43 2796.21 2.860 12.29
VMware 半虚拟化 53717.26 3357.33 2.382 16.87
NVMe 控制器 48929.05 3058.07 2.615 14.14

流媒体服务器

流媒体服务器（5120K 随机；80% 读取；8 个线程；16 个未完成的 IO）
IOPS 兆字节/秒 延迟（毫秒） 中央处理器 （％）
LSI 逻辑 SAS 458.16 2290.81 279.607 2.18
VMware 半虚拟化 504.22 2521.10 253.949 12.26
NVMe 控制器 505.14 2525.68 253.659 1.56

VDI-工作负载

VDI-工作负载（4K 随机；20% 读取；8 个线程；8 个未完成的 IO）
IOPS 兆字节/秒 延迟（毫秒） 中央处理器 （％）
LSI 逻辑 SAS 140155.89 547.48 0,456 35.69
VMware 半虚拟化 163073.26 637.00 0,392 37,98
NVMe 控制器 203464.89 794.78 0.314 49.55

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