在Principled Technologies实验室中，我们在类似于OLTP TPC的工作负载条 件下测试了两台运行Oracle Database 12c的Dell PowerEdge 郑州戴尔服务器R920服务器，其

中第一台服务器采用标准的串行连接SCSI  (SAS)硬盘，第二台服务器则采用

NVMe Express Flash PCIe固态硬盘。与采用标准硬盘的服务器相比 ， 采用

PCIe固态硬盘进行了升级的配置所提供的数据库性能是其14.9倍。虽然基础 配置提供的性能已十分出色，但若采用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘进 行升级，性能会进一步大幅提升，因而对于希望更好地满足Oracle数据库用 户需求的任何企业而言，这种升级都是极为明智的投资。

升级后数据库性能将扶摇直上

Dell PowerEdge 郑州戴尔服务器R920采用新的英特尔至强处理器E7 v2系列，是戴尔最快的 四路4U服务器。戴尔设计这款服务器的宗旨是满足要求极为严苛的任务关键 型工作负载之需，例如企业资源规划(ERP)、电子商务、大规模虚拟化以及非 常庞大的数据库。这款服务器采用标准配置时，拥有24个2.5英寸磁盘托架， 最多可支持24个SAS硬盘。Dell PowerEdge 郑州戴尔服务器R920采用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘配置时，最多可支持八个PCIe固态硬盘，并且通过其余的托架 最多可支持16个SAS硬盘。得益于此，八个高性能磁盘可产生极致速度，16 个SAS磁盘托架则可带来可靠的存储容量。

虽然采用标准配置的Dell PowerEdge 郑州戴尔服务器R920也能很好地支持Oracle数据库， 但我们还是希望了解在采用配备NVMe Express Flash PCIe固态硬盘的配置时， 性能将有怎样的提升。为此，我们采用了一款可测试很多领先数据库的性能 的基准测试工具。如图表1所示，采用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘的第 二种配置在Oracle数据库性能方面有巨大提升——与采用SAS硬盘的标准配 置相比，采用PCIe固态硬盘的Dell PowerEdge 郑州戴尔服务器R920所能完成的工作量几乎 是其15倍。需注意的是，升级后的配置在实现这种巨大性能优势的同时，所 用的磁盘数量仅仅是基础配置的三分之一（只用了八个固态硬盘，相比之下， 基础配置则使用了24个SAS磁盘）。

图表1：我们发现这 两种服务器配置之 间存在的显著性能 提升。

我们以基础配置为标准将性能数据换算成了相对倍数。不过，这款服务器即 使在采用基础配置时，也能提供非常强劲的性能。

图表2显示了我们在多种不同的I/O工作负载条件下使用HammerDB基准测试 工具进行测试时所观察到的性能提升。为了表现出在多种I/O工作负载条件 下的性能优势，我们修改了Oracle中的fast_start_mttr_target参数以使其采 用三种不同的设置（60秒、120秒和180秒），然后每次执行测试时均采用 新设置。通过fast_start_mttr_target设置，可以设定数据库执行崩溃恢复所 用的目标秒数。Oracle实例的恢复速度越快，数据库就能越快地恢复正常供 用户使用。

当fast_start_mttr_target为较短的目标恢复时间（例如60秒）时，数据库实 例在处理工作负载期间必须更频繁地将修改后的缓冲页面刷新到磁盘，从而 会给底层的存储子系统带来更繁重的I/O负荷。当fast_start_mttr_target为较 长的目标恢复时间（例如180秒或更长）时，存储子系统上产生的I/O负荷就 更少。

如图表2所示，在所有三种fast_start_mttr_target配置条件下，采用PCIe固态 硬盘配置的Dell PowerEdge R郑州戴尔服务器R920都能更好地满足更高的I/O要求。通过减小 fast_start_mttr_target设置来设定更短的恢复周期时，NVMe Express Flash PCIe固态硬盘相对于SAS磁盘的性能优势便会增大。虽然采用SAS驱动器的 PowerEdge R郑州戴尔服务器R920配置也能提供可靠的性能，但要求更高的数据库活动在NVMe Express Flash PCIe固态硬盘配置条件下则可以表现出更优异的性能。

图表2：使用HammerDB进行基准测试时PCIe固态硬盘配置相对于标准配置的优势

在这两种测试配置中，我们均采用Oracle推荐的存储管理方法，即自动存储 管理(ASM)。在每台服务器上，我们均对底层存储进行了冗余配置，就像在 几乎所有环境中都需要的那样。Oracle ASM提供了三种冗余级别：第一种级 别为“正常”，适用于双向镜像；第二种级别为“高”，适用于三向镜像；第三种 级别为“外部”，该级别不提供镜像，而是通过硬件RAID控制器来使用冗余。 在包含Dell PowerEdge RAID控制器(PERC) H730P的基础配置中，我们采用

RAID 1磁盘组，将这些磁盘组呈现给Oracle ASM，并采用“外部”冗余。在PCIe 固态硬盘配置中，固态硬盘设备不使用RAID控制器，因此我们使用Oracle ASM“正常”冗余进行双向镜像。1

更快I/O的价值

使用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘升级Oracle数据库服务器后，所提升 的存储性能可以给您公司带来多方面的好处：

缩短数据库响应时间并/或支持更多用户，从而可更好地满足服 务级别协议 在数据库崩溃的情况下加快重建速度 缩短数据库维护时间 提高用户满意度

让您不再有性能欠佳的硬件，从而降低成本

原始I/O性能也会扶摇直上

数据库性能包括由应 用程序、查询和软件 层产生的开销； 与其 不同的是， I / O 性能 则是一种衡量存储子 系统数据处理能力的 原始指标， 往往比应 用程序所能体验到的 性能快很多倍。

除了数据库性能之外，我们还研究了NVMe Express Flash PCIe固态硬盘与SAS

磁盘的原始I/O性能对比情况。为了衡量这两种服务器配置下的I/O，我们使 用了Flexible I/O基准测试工具，也称作Fio。图表3显示了我们得到的结果： 在我们执行的两场Fio测试中，采用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘的Dell PowerEdge R郑州戴尔服务器R920在性能上均显著优于采用SAS硬盘的基准配置。

请注意，固态硬盘配置的随机写入数据313,687 IOPS反映的是镜像配置的近似 值。组合后的设备所产生的累计原始磁盘输出是这一数值的两倍，我们将其 除以二，以反映我们在数据库测试过程中使用的ASM“正常”双向镜像配置。

由于PCIe总线不具备RAID功能，因此我们在非镜像配置下运行Fio测试。我们 将实际结果627,374 IOPS除以二，以得出RAID1镜像写入操作的近似值。有关 我们所用配置的更多详情，请参见附录B。

图表3：Fio基准测试结果。IOPS数目越高越好。*NVMe的总写入IOPs为627,374 IOPS，我们通过将结果除以二来从数学上 得出近似的镜像结果。

关于我们测试的组件

关于Dell PowerEdge R郑州戴尔服务器R920

Dell PowerEdge R郑州戴尔服务器R920是戴尔出品的最快四路4U服务器。这款服务器旨在为 大型企业提供可扩展的性能，最多可支持

96个内存DIMM

24个内部磁盘

8个NVMe Express Flash磁盘（带可选的PCIe背板） 10个PCIe第3代/第2代插槽

12Gb/s SAS磁盘

它还提供双PERC选项、PERC9 (H730P)、Fluid Cache for SAN功能，以及多项 可实现高可靠性的内置RAS功能，例如容错适障内存和英特尔可靠运行技术。

采用英特尔至强处理器E7 v2系列

PowerEdge R郑州戴尔服务器R920采用新的英特尔至强处理器E7 v2系列；英特尔设计该系列的 宗旨是，通过增加最多50%的核数/线程数以及25%的高速缓存，在以前版本的 基础上大幅提升性能，从而支持任务关键型高性能工作负载。英特尔至强处理 器E7 v2系列最多可提供6TB DDR3内存，每路最多可支持24个DDR3 DIMM，

此外最高可支持1,600MHz DDR3速度，从而提升了性能和可扩展性。

英特尔至强处理器E7 v2系列支持以前的处理器版本的所有可靠性、可用性和 可维护性功能，因而可满足关键工作负载的要求。借助英特尔可靠运行技术， 这些处理器增加了新的RAS功能，包括第1代eMCA、MCA恢复执行路径、

MCA I/O以及PCIe实时错误恢复。

满足要求严苛的工作负载之需

PowerEdge R郑州戴尔服务器R920可以满足要求极为严苛的任务关键型工作负载之需，例如企 业资源规划(ERP)、电子商务、大规模虚拟化以及非常庞大的数据库。它尤 其适合以下工作负载和环境：

加快大型企业级应用程序（ERP、CRM、商业智能）的运行速度 实施非常庞大的传统数据库或内存数据库 通过大规模虚拟化整合企业工作负载

从昂贵而过时的RISC硬件迁移到可适应未来发展需要的数据中心