Улучшенная производительность NVMe-хранилища в Microsoft Windows Server 2025
Microsoft начала поставки Windows Server 2025, предлагая расширенную безопасность, улучшенную производительность, гибкость работы с облаком. Соответственно требованиям времени новая ОС приспособлена под самые сложные рабочие нагрузки, включая ИИ и машинное обучение. В частности, заявлено о радикально улучшенной производительности NVMe-хранилища: Windows Server 2025 обеспечивает до 60% большую производительность хранилища в IOPs по сравнению с Windows Server 2022 на идентичных системах.
Согласно тезисам Microsoft модернизированная поддержка NVMe включает:
• Переработанный низкоуровневый стек хранилища Windows для оптимизации высокопроизводительного хранения данных с несколькими очередями и использованием особенностей технологии NVMe (StorMQ)
• Расширенную модель драйвера Windows Storport для поддержки существующих минипортов и новых минипортов StorMQ
• Новую архитектуру, значительно улучшающую использование ЦП, производительность и масштабируемость производительности по сравнению с существующим стеком.
Проверяем собственноручно
Хранилища формируются средствами Storage Spaces – технологии Microsoft для управления пространствами хранения данных. Подробно – здесь .
Выбор носителей оказывает существенное влияние на производительность сервера. Самый высокий потенциал среди всех типов накопителей имеют NVMe SSD, благодаря прямому подключению к шине PCIe и центральным процессорам, без контроллеров-посредников. NVMe SSD всегда будут быстрее, чем SAS и SATA SSD, несмотря на то, что все они сделаны на одной памяти NAND. А еще они самые дешевые.
Изучим влияние выбора ОС на производительность хранилищ Storage Spaces на NVMe SSD. Прирост 60% за счет переписанного программного стека кажется слишком оптимистичным.
Конфигурация нашего тестового стенда:
ASUS RS500A-E12-RS12U / 1 х AMD EPYC 9174F / 4 x 32ГБ DDR4-4800 RDIMM / 2 x 480GB M.2 NVMe SSD Kingston DC1000B / 2 x 1.6ТБ U.3 Micron 7400 Max / Windows Server Standard 2022 + Windows Server Standard 2025.
Ограничимся несколькими тестами зеркала из двух NVMe (two-way mirror), простейшего из защищенных пространств хранения.
На один из загрузочных NVMe был установлен экземпляр Windows Server 2022 (21H2, build 20348.2849), на другой – Windows Server 2025 (24H2, build 26100.2314).
Чем мерили, что мерили
Для создания нагрузки на дисковую подсистему и измерения ее производительности Microsoft рекомендует использовать утилиту DiskSpd (https://aka.ms/diskspd). Она может совершать операции I/O в несколько потоков с указанным таргетом. Утилита не требует установки, для x64 битной системы используем версию diskspd.exe из каталога amd64.
Команда для тестирования диска:
diskspd.exe -c50G -d300 -t16 -o32 -b4k -r -w30 -Sh -LE:io > testdata.txt
- c50G – генерируем тестовый файл размером 50ГБ;
• -d300 – продолжительность теста в секунды;
• -t16 – количество потоков (взято равно количеству ядер ЦБ);
• -o32 – длина очереди;
• -b4k – размер блока (используем значения 4К и 64К);
• -r – произвольное чтение/запись;
• -w30 – соотношение операций записи к операциям чтения 30%/70%;
• -Sh – не используем кэширование.
Тест DISKSPD дает результаты, сопоставимые с реальной рабочей нагрузкой. Однако необходимо обратить внимание на заданные параметры и их соответствие реальному сценарию. Важно понимать, что искусственные рабочие нагрузки никогда не будут идеально представлять реальную рабочую нагрузку программы во время развертывания.
Измеряли производительность в IOPS в трех тестах: запись коротким блоком 4К, тест «базы данных» (70% чтения, 30% записи коротким блоком), тест «базы данных» (70% чтения, 30% записи блоком 64К). Итоги на диаграммах.
Скупо
Прирост производительности есть, до заявленного далеко. Надеемся, с выходом обновленных драйверов разница будет больше. В любом случае новые серверы следует разворачивать с новой ОС, поэтому сравнение имеет скорее академический интерес. Важно уже то, что Microsoft уделяет особое внимание производительности NVMe-хранилища, все идет к тому, что других носителей в серверах скоро не будет.