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insoler網站Mac mini Intel Core i7 2.6GHz伺服器主機的SSD、網路磁碟的Benchmark效能測試

關於Mac mini (Late 2012) 伺服器主機的CPU性能,請先閱讀這篇文章:

insoler網站Mac mini Intel Core i7 2.6GHz伺服器主機的處理器效能測試報告,使用Geekbench 4

雖然Mac mini Intel Core i7 2.6GHz的CPU性能,在當年就比不上桌上型的Intel Core i7處理器,更比不上現在最頂級的Core i9處理器。不過整台Mac mini的性能依舊十分強悍,並不會輸給現代許多的Intel Core i7的桌上型電腦主機!請看以下的測試成績報告。

關於Apple Disk Image效能:寫入3047MB/s、讀取3548MB/s

首先是insoler網站目前所在的「Apple Disk Image」磁碟機的效能。你可以看到Disk Speed Test的測試成績是

  • 寫入速度高達3038.2MB/s。除以1024換算,大約是2.96GB/s。
  • 讀取速度高達3470.7MB/s。除以1024換算,大約是3.38GB/s。

我想1MB/s以下的誤差都可以忽略不計,這台磁碟機的讀寫效能絕對不輸給現在最新、速度最快的SSD固態硬碟!以今年的MacBook Pro搭載2.6GHz 6 核心Intel Core i7機種來說:

  • MacBook Pro 配備速度飛快的固態硬碟,循序讀取速度高達 3.2GB/s。15 吋機型最高提供 4TB SSD,具備觸控列的 13 吋 MacBook Pro 則最高提供 2TB SSD
  • 高達 2.2GB/s 循序寫入速度
  • 高達 3.2GB/s 循序讀取速度

雖然是6年前的Mac mini (Late 2012),至少「Apple Disk Image」磁碟機的效能並不會輸給現在最新的SSD!

使用另外一個著名的AmorphousDiskMark來測試看看。這是知名CrystalDiskMark for Windows的Mac專用版。雖然讀寫數字有很大的差異。我想可能是因為AmorphousDiskMark的版本比CrystalDiskMark老舊,目前最新的版本只有2016 年 10 月 22 日發表的1.0.3版,測試的精準度很可能遠不如Windows版。

雖然AmorphousDiskMark在測試的時候可以選擇不同的檔案大小,從50MB、100MB、500MB、1GB、2GB、4GB、8GB、16GB、32GB各種大小都有。但是Disk Speed Test只有1GB〜5GB可以選用,為了公平起見,兩個效能測試程式我都選用1GB檔案來進行測試。

雖然「Apple Disk Image」的容量比許多高速SSD固態硬碟都小很多。但是用來存放整個網站的PHP檔案、HTML檔案、上傳檔案,絕對沒問題!

事實上整個insoler網站的所有檔案也只不過使用了240MB左右。其他的剩餘可用空間,都保留給連續上傳許多「大型RAW檔」的時候,作為專用的暫存空間。等到RAW檔案上傳完畢,轉換成JPEG,與各種縮圖以後,就會搬移到2台6TB USB 3.0的外接式硬碟。畢竟是Mac mini,不可能像桌上型主機,或是機架式伺服器主機那樣,可以塞入3.5吋的大型硬碟。

反正就算是14TB的3.5吋硬碟,再加上RAID 0,讀寫速度還是低於USB 3.0,所以就算放在主機外面,再透過USB 3.0連接,性能也不會比主機內建硬碟要遜色!

今天Blackmagic推出更新版本到Disk Speed Test 3.2,以便對應更高速的SSD、SSD RAID等儲存設備。我重新測試多次以後,測試結果與舊版並沒有很大的差別,但至少舊版已經達到紅線的極限,新的3.2版的最高「極速」應該可以達到6000MB/s。

總之,我想要表達的重點是:

整個insoler網站是放在寫入3047MB/s、讀取3548MB/s的超高速「Apple Disk Image」磁碟上,性能絕對不輸給現在最新的SSD。

關於Apple 250GB SATA III SSD原廠效能:寫入457MB/s、讀取516MB/s

  • 寫入速度457.4MB/s。
  • 讀取速度516.7MB/s。

由於Mac mini (Late 2012) 當年的磁碟機介面只有SATA III 6Gb/s(6Gbit/s、600MB/s。8bit = 1Byte),沒有現代直接支援PCIe的SSD,所以不要說是Apple原廠的SSD,就算是今年買的頂級旗艦SSD,只要是SATA III介面,都會受限於傳輸速度是6Gbit/s的限制,所以最高的讀寫速度也只能達到600MB/s,實際只有550MB/s左右,絕對不可能超越SATA III的限制!

使用AmorphousDiskMark的話,可以看到更詳細的測試成績。你可以看到這是一個Apple SSD SM256E固態晶片的磁碟機。容量是250GB而不是256GB。

想要突破SATA的限制就必須使用直接支援PCIe NVMe的SSD,例如PLEXTOR M9PE系列 超高速3200/MB。但是Mac mini沒有提供PCIe擴充插槽,除了可以內建2個2.5吋硬碟以外,並沒有多少升級空間。

雖然Apple原廠250GB SSD的性能比不上現在的SATA SSD,但也沒有慢很多,雖然有些新的SATA SSD的寫入速度也可以達到550MB/s。但就算是這樣,我並不打算自己DIY動手更換Apple 250GB SSD!理由不是為了省錢,或是手上沒有預算。

主要的理由是,只要換裝他牌的SSD,全部都會有不支援「TRIM」的重大問題!

如果SSD沒有開啟「TRIM」或是老舊的作業系統不支援「TRIM」,比如Mac OS X 10.6.8、Windows XP。雖然也可以裝SSD上去使用,但是因為作業系統不支援「TRIM」,就會有越用越慢,SSD寫入效能越來越差的問題!

雖然在新的macOS版本,可以在終端機透過指令來開啟「TRIM」功能,但是Apple並不建議!因為SSD品牌眾多,很可能會有「TRIM」指令相容性的問題!也因此我在一開始訂購Mac mini Server的時候,就是選配Apple 250GB SSD,而不是傳統的2.5吋1TB硬碟。

那麼,如果一開始就只有傳統2.5吋硬碟,後來想要改裝SSD的話,不就一定會遇到「TRIM指令相容性」的問題?

沒錯!其實擔任BNW網站的Mac mini (Late 2009) Intel Core 2 Duo,當年就是連SSD都沒有的年代,只有內建2個2.5吋500GB硬碟,而且只支援第二代的SATA 3Gbps/s。更早的Mac mini (Late 2006) 1.66GHz Intel Core Duo也有同樣的問題,只有內建1個2.5吋80GB硬碟,而且只支援第一代的SATA 1.5Gbit/s。

當然,2009年的MacBook Pro Core 2 Duo 2.8GHz搭載2.5吋500GB硬碟,只支援第二代的SATA 3Gbps/s。2011年的MacBook Pro Core i7 2.5GHz搭載2.5吋1TB硬碟,支援第三代SATA III,想要自己動手DIY改裝他牌SSD(也沒有Apple原廠SSD可以買)也會有相同的「TRIM指令相容性」問題。

雖然Apple在macOS會提出警告訊息,但是我還是升級了3台Mac電腦,分別是:

  • 2009年的MacBook Pro Core 2 Duo 2.8GHz,從原廠2.5吋500GB硬碟,升級到120GB SSD。雖然容量是降級,但效能大幅提升。只是這台MacBook Pro當時只有第二代的SATA 3Gbps/s。裝上第三代SATA III 6Gbit/s的SSD,也只能跑到SATA II 3 Gbit/s, 300 MB/s的效能。不過300MB/s只是SATA II的理論值,雖然是SATA III的SSD實際上只能跑到250MB/s左右。
  • 2009年的Mac mini (Late 2009) Intel Core 2 Duo,原廠是搭載2個2.5吋500GB硬碟,同樣只支援第二代的SATA 3Gbps/s。換上一個256GB SATA III的SSD硬碟,繼續擔任BNW網站主機,執行Web Server與MySQL Server。
  • 2011年的MacBook Pro Core i7 2.5GHz,從原廠2.5吋1TB硬碟,直接升級到容量相同的1TB SATA III SSD。因為主機板已經支援第三代SATA III 6Gbit/s, 600MB/s,所以從硬碟換上SSD並沒有因為SATA支援問題而導致降速的問題。

剛開始換上SSD當然是看不出「TRIM指令相容性」問題,但是已經使用了幾年,到現在也沒有發現「TRIM指令相容性」問題,只能猜想早期的「TRIM指令相容性」的問題應該已經解決了。

話題回到insoler網站的2台Mac mini主機。雖然Apple原廠只有搭載250GB SSD,當年沒有500GB或是1TB的選購項目。

因為只是用來安裝Web Server與MySQL Server的主機,事實上連同macOS系統+各種應用程式,目前全部也才用掉31GB(Web Server的Mac mini主機)或是21GB(MySQL Server的Mac mini主機)。剩餘空間還有218GB〜226GB並沒有使用!換句話說,就算搭載內建1TB或是2TB,目前甚至有4TB的2.5吋硬碟,對於網站伺服器與資料庫伺服器主機來說,並沒有任何幫助!

想要了解更多「PCIe 與 SATA 固態硬碟」請閱讀這篇文章:

PCIe 與 SATA 固態硬碟除了速度還有哪些差異?實測給你看

Wiki SATA

結論:Apple 250GB SSD讀寫速度已經相當快,雖然寫入只有寫入457MB/s,距離SATA III的極限還有100MB/s的升級空間,但是因為目前只用掉30GB左右,剩餘空間還有220GB,似乎沒有升級的迫切性,可以不需要升級SSD。

關於10Gbps的Thunderbolt網路連線速度:寫入197MB/s、讀取816MB/s

在CPU效能測試的文章裡面提到的Acer Predator Orion 9000雖然搭載Intel® Core™ i7-8700K 處理器 6核心 3.70 GHz,甚至可以選購搭載多達 18 核心的 Intel® Core™ i9 極致版處理器,但是電腦主機本身的效能不管再怎樣高、再怎樣快,只要「連接到其他電腦」,就只有1Gbps、1000Mbps的RJ-45網路埠可用!

1000BASE-T Ethernet的1Gbps網路卡的傳輸速度只有1Gbit/s、1000Mbps,從SATA的速率來看,最高資料傳輸速度換算成Byte就是0.1GB/s或是100MB/s。但因為RJ-45網路埠也向下相容,所以連接100M的網路埠,或是Hinet的100M光纖網路,最高資料傳輸速度就會只有10MB/s。

簡單的說,就算是超強電競電腦,需要連接到其他電腦時,最高資料傳輸速度竟然只有100MB/s,甚至可能只有10MB/s!兩台或是多台電腦主機之間,竟然沒有高速的連接方式,也無法使用SATA III互相連接,雖然可以另外加裝10Gbps網路卡或是光纖網路卡,但是並不普及,主機板也不支援。

在Mac mini (Late 2012) 電腦上有2種方式可以讓2台Mac可以直接互相連接,而不使用低速的100MB/s的RJ-45網路埠。

  • FireWire 800:顧名思義,資料的傳輸速率是800Mbps,大約是80MB/s。雖然比1G網路卡還要慢一些,但是因為不需要透過Switch Hub,可以直接用FireWire連接線,直接連接2台電腦,不但不會佔用RJ-45網路埠資料頻寬與流量,也不會覺的太慢。
  • Thunderbolt:雖然是只有1.0版,但也有10Gbps的性能,換算成Byte的話,大約可以達到1GB/s、1000MB/s的傳輸效率。比USB 3.0的5Gbps與SATA III的6Gbps都還要更快!

我使用Apple Thunderbolt連接線,連接兩台Mac mini主機(一台擔任Web Server,一台擔任MySQL Server,而BNW主機則是同時安裝Web與MySQL,因此理論上insoler的性能會比BNW更好)。再透過AFP(這是Apple專用的網路上的芳鄰,也就是Apple的網路磁碟機)連接2台Mac電腦,你可以看到使用Disk Speed Test的測試結果,令人相當滿意!

  • 寫入速度197.3MB/s。
  • 讀取速度816.3MB/s。

雖然寫入速度異常緩慢,但是讀取速度達到816MB/s,甚至比任何一個最快的SATA III SSD固態硬碟,最高只有550MB/s(理論上限是600MB/s)都還要快很多!

使用AmorphousDiskMark的話,可以看到更詳細的測試成績。你可以看到這是一個Apple Filing Protocol: AFP的網路磁碟機。雖然讀寫速度都比較低,但是145MB/s的寫入速度,還是比使用1Gb網路卡最高只有100MB/s更快!

不知道是Apple Filing Protocol: AFP的問題,還是Thunderbolt連接線的問題,傳輸速度的效能測試結果,每一次都有很大的差異!

如果是Apple Filing Protocol: AFP的問題,換成SMB的話會不會好一點?SMB就是Windows的「網路上的芳鄰」。從Wiki上可以找到關於SMB的說明:

伺服器訊息區塊(Server Message Block,縮寫為SMB),又稱網路檔案分享系統(Common Internet File System,縮寫為CIFS, /ˈsɪfs/),一種應用層網路傳輸協定,由微軟開發,主要功能是使網路上的機器能夠共用電腦檔案、印表機、序列埠和通訊等資源。它也提供經認證的行程間通訊機能。它主要用在裝有Microsoft Windows的機器上,在這樣的機器上被稱為Microsoft Windows Network。

經過Unix伺服器廠商重新開發後,它可以用於連接Unix伺服器和Windows客戶機,執行列印和檔案分享等任務。

使用Disk Speed Test的測試結果,很明顯讀取速度大幅度降低,只剩下345.8MB/s。

但是改用AmorphousDiskMark來測試的話,讀取速度竟然還更快!可以達到923.5MB/s,但是相對的寫入速度就更低,竟然只有116.1MB/s。你可以看到我使用的是一台Server Message Block: SMB的網路磁碟機。

從SMB的表現來看,讀寫性能似乎比AFP更不穩定!畢竟在Apple上的SMB是使用開放原始碼的SMB程式,而不是微軟自己開發的網路磁碟機連線程式,所以SMB的表現會比Windows原版的網路磁碟機更差,也不如Apple原版的AFP網路磁碟機。

關於1Gbps、1000Mbps有線網路的連線速度:寫入102MB/s。讀取69MB/s

通常一台電腦想要直接連接到另外一台電腦,而且是24小時全天候不中斷連線的話,唯一的手段就是透過RJ-45有線網路或是Wi-Fi無線網路。雖然透過802.11ac最高的連線速度可以達到1300Mbps,甚至比1000Mbps的有線網路還要快。

不過無線網路畢竟是經過無線電波傳送,就算是把電腦主機放在Wi-Fi無線網路設備旁邊(意思是不到10cm),也會因為受到3G、4G的無線電話系統,或是附近公司、住家的其他相同Wi-Fi電波干擾,導致即使是放在旁邊的網路設備,傳輸速度有時候也會只有860Mbps左右!

這是使用Mac mini內建的1Gbps有線網路埠,目前最快的CAT.7網路線、傳輸速度為10G / 600MHz的雙遮蔽線材。雖然1000BASE-T的網路,只需要Cat.5e或是Cat.6的網路線就很夠用,但是為了避免因為網路線本身的問題,受到電波雜訊干擾等,讓已經很慢的1Gbps速度變的更慢,所以insoler網站目前全部都是使用傳輸速度可以達到10G最快的CAT.7網路線,雖然還是只能當普通的網路線來使用,並不會因為改用CAT.7,網路的速度就變的更快!

前面的測試結果可以得知,AFP的傳輸速度會比SMB更穩定(雖然不見得會更快),所以這裡就只測試AFP的部分,寫入速度比讀取速度更快!

  • 寫入速度102.5MB/s。
  • 讀取速度69.7MB/s。

其實1000BASE-T的傳送速度最大1Gbps、或是1000Mbps。但如果要換算成MB的Byte單位,應該要除以8,而不是除以10。所以1000Mbps的1000Mbit/s的有線網路的傳輸速度,實際上應該是相當於125MB/s。

改用AmorphousDiskMark來測試的話,竟然得到完全相反的測試結果!讀取速度比寫入速度更快!讀取速度是117.2MB/s、寫入速度是55.2MB/s。

我不知道Disk Speed Test還是AmorphousDiskMark,哪一個接近實際的讀寫速度?或許兩個的測試結果都不正確!不過可以確定的是,「1Gbps有線網路」的傳輸速度確實是比「Thunderbolt有線網路」還要慢非常多!

Thunderbolt網路(IP over Thunderbolt)在Disk Speed Test或是AmorphousDiskMark都可以跑出超越SATA III的讀取速度至少有730MB/s的傲人成績!

相對的,如果是在Windows 10,就算是使用Acer Predator Orion 9000搭載多達 18 核心的 Intel® Core™ i9 極致版處理器,但是電腦主機本身的效能不管再怎樣快,只要「連接到其他電腦」,就只有1Gbps、最高117MB/s的連線速度,對於用在Web Server或是SQL Server來說,電腦本身再快都沒任何意義!

對別人來說,或是對耐心看完這篇測試報告的讀者來說,也許會以為這只是「測試報告」而已。但其實這並不只是一份單純的「測試報告」,而是一份目前正在使用中的所有設備的速度測試報告!

也就是說,以上你看到的所有測試結果,全部都用在Mac mini的Web Server與MySQL Server主機上!而且是24小時全天候使用中,沒有一個是偶爾才會使用的設備!

唯一沒有測試,實際上也完全沒有用過的周邊,只有FireWire 800連接埠。雖然我有支援FireWire 800連接埠的3.5吋外接硬碟(也同時支援USB 2.0),手上也有FireWire 800連接線,但是相較於以上的各種設備的傳輸速度來看,只有800Mbps的FireWire 800,對很多人來說,其實已經沒有使用的必要性。

不過,如果考慮到3台Mac mini同時連線的場合,目前閒置沒有使用的FireWire 800連接埠,也是一個很不錯的選擇。

總結目前insoler網站Web Server的使用方式:

  • Apple Disk Image(寫入3038MB/s、讀取3470MB/s):存放整個網站的PHP檔案、上傳照片的RAW暫存檔、RAW轉JPEG後的暫存檔。
  • Thunderbolt 10Gbps高速網路:主要是連接MySQL資料庫伺服器主機。目前也負責處理上傳RAW轉JPEG檔案的工作。也就是說連接到第2台的Mac mini將同時負責MySQL與RAW轉JPEG兩個工作。
  • 1000bestT Ethernet有線網路:使用1000Mbps、1Gbps有線網路連接到外部100M/100M的光纖網路。這是Web Server對外的唯一網路。
  • 802.11n Wi-Fi無線網路:使用Remote Desktop管理伺服器主機時專用。
  • FireWire 800:目前不使用,保留給將來需要「RAW轉JPEG」時使用。如果有很多人常常上傳RAW檔案的話,勢必會影響MySQL的運作效能,這時候就另外改用FireWire 800連接到第3台Mac mini,專門負責處理「RAW轉JPEG」的工作,這樣也不會影響1Gbps Ethernet有線網路的頻寬流量。
  • Apple 250GB SATA III SSD:macOS系統的的主要開機磁碟。目前只有使用22GB〜32GB左右,還有許多剩餘的可用空間。
  • USB 3.0連接埠:連接2台6TB 3.5吋外接硬碟、1台120GB的SSD固態硬碟。

3台Mac mini (Late 2012) 擔任的工作:

  • 第1台Mac mini:負責Web Server網站伺服器與DNS(insoler內部網路專用)。使用的系統是OS X El Capitan 10.11.6。
  • 第2台Mac mini:負責MySQL 5.6.41 Server資料伺服器與RAW轉JPEG檔案。使用的系統是目前最新的macOS Mojave 10.14。
  • 第3台Mac mini:備用與實驗用電腦主機。將來可以擔任「RAW轉JPEG檔案」專用主機,將第2台Mac mini的RAW轉JPG工作轉到第3台。
蘇言霖 2018/10/13 4 777
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  •  ayaka: 
     

    其實多數時候我是用iSCSI來分享磁碟的

    會需要RAID的原因是為了資料安全,很擔心兩個6T硬碟什麼時候摔了

     
     2018/10/191 replies1 replies 
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蘇言霖
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2018/10/13 (717 days ago)
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