كما تتذكر ، فقد تم استثمار NRE منذ فترة طويلة في موضوع الأنواع الجديدة من مستودعات البيانات (بالطبع ،
The Machine ) وفي تحسين الوصول إلى التخزين (عضويتنا في
اتحاد Gen-Z ).
الهدف من هذه الحركة هو تسريع عمل تطبيقات عملائنا. علاوة على ذلك ، فإن هذه الحركة متعددة المستويات: في حين أن البنية الجديدة تمامًا لأنظمة الحوسبة The Machine (ما يسمى بالعمارة المتمحورة حول الذاكرة) قد تم تشكيلها ، فإننا نفهم أننا بحاجة إلى التعجيل الآن. دعونا نرى ما يمكن القيام به اليوم وما سيظهر في HPE غدا. تلميح - سنتحدث عن التسارع القوي لتخزين 3PAR و Nimble باستخدام التخزين المؤقت الذكي والمنخفض التكلفة نسبيًا على ذاكرة فئة التخزين (SCM) في شكل Intel Optane.
أولاً ، نضع حدود المشكلة قيد الدراسة. في هذا المنشور ، نحن لسنا مهتمين بالحوسبة عالية الأداء بتفاصيلها الخاصة ، كما أننا لسنا مهتمين بالمهام التي تتطلب تخزينًا سريعًا داخل الخادم حصريًا. لا شك أن هذا الأخير يعد أيضًا موضوعًا لشركة Intel Optane و SCM بشكل عام ، ولكن هذه المهام غالبًا ما تكون محددة ، وغير قابلة للظهور بشكل افتراضي ، وبالتالي ، يتم دمجها. سنتحدث عن المهام والتطبيقات التي تتوافق مع أنظمة التخزين الخارجية من فئة 3PAR أو Nimble أو MSA (على الرغم من أننا لن نلمس MSA أيضًا).
لذلك ، كيف يمكنك تحسين أداء تطبيق ظاهري يعمل مع البيانات الموجودة على نظام تخزين خارجي:
- نرى ما يعيق التطبيق الآن. قد لا تكون هذه مسألة تخزين على الإطلاق ، ولكن انتظار المعالج ، في المنطق الداخلي للعمل مع البيانات ، في الطلبات المكتوبة دون المستوى الأمثل ؛
- إذا كانت التأخيرات كبيرة من حيث انتظار البيانات (IO) ، فعليك أولاً التحقق مما إذا كانت جميع التوصيات الخاصة بتكوين حزمة التطبيقات - نظام التشغيل (SCSI ، HBA ، إلخ) قد استوفيت
- ربما الحالة في SAN (Ethernet، FC)؛
- ربما لا يزال في نظام التخزين. أين في التخزين؟ في جهاز التحكم (بما في ذلك ذاكرة التخزين المؤقت ، ما هو حمل المعالج) ، في نظام التشغيل وجهاز التحكم ، في ناقل البيانات ، في الأقراص ...
قطار ممكن للفكر: أوه ، بالتأكيد - العجلات! كل شيء آخر معقد ولا أريد أن أتطرق إليه ، ولكن مع الأقراص التي سنحاولها. ما لدينا ، الهجين - حسنا ، ثم نحن بحاجة إلى كل فلاش. هل لدينا بالفعل كل فلاش؟ وما هو الأفضل؟ نشاهد الإعلان عن العلامات التجارية ذات السمعة الطيبة:
كل شيء واضح ، نأخذ التخزين مع "أقراص NVMe." الانتظار ،
كم هو ؟ وتحتاج إلى شراء نظام تخزين
جديد ، لا أستطيع ترقية حالي؟ حسنًا ، عليك ...
ولكن هل من الممكن بطريقة أخرى؟ نحن في NRE نعتقد أنه ليس ممكنًا فحسب ، بل ضروري أيضًا. وهنا السبب:
والحقيقة هي أن معظم محركات أقراص الحالة الصلبة NVMe الموجودة في السوق الآن هي نفس النوع من الوسائط ، NAND-flash ، المتصلة فقط بوحدة التحكم وليس عبر بروتوكول SCSI Attached SCSI (SAS) ، ولكن وفقًا لبروتوكول NVMe الجديد. لا شك أن البروتوكول الجديد جميل ، وهنا بعض الحقائق:
- 64000 قائمة انتظار متوفرة مع 64000 المواضيع لكل - IOPS فوق السطح
- تحكم مباشرة إلى وحدة المعالجة المركزية - انخفاض تحميل وحدة المعالجة المركزية
- يرى كل نواة المعالج كل SSD مباشرة - زمن انتقال منخفض
من خلال استبدال بروتوكول SCSI تمامًا من التطبيق إلى الأقراص ، من الممكن تقليل زمن الوصول بشكل كبير. ولكن ماذا يقدم لنا المسوقين اليوم؟ "أقراص NVMe." أي السلسلة بأكملها إلى وحدة تحكم التخزين نفسه لا يزال هو نفسه - SCSI. ثم تقوم وحدة التحكم ببساطة بإعادة حزم SCSI في NVMe وتتواصل مع محركات أقراص SAND الصلبة المتصلة.
النتيجة على الرسم البياني أعلاه هي الحد الأدنى للربح في التأخير. على الرغم من أن المكسب في ذروة IOPS يمكن أن يكون حقا ملحوظ جدا. القياس التقليدي: هل تحتاج إلى سيارة يمكن أن تتسارع بسرعة لتتجاوزها خلال 5 ثوان ، أو سيارة ، في ظل ظروف مثالية ، يمكن أن تتسارع خلال 10 دقائق إلى 300 كم / ساعة؟ كلا الخيارين جيدان ، لكن في أغلب الأحيان يختاران الخيار الأول.
والحقيقة هي أن المكسب من NVMe NAND بالكاد يُلاحظ اليوم بالنسبة للتطبيقات الحقيقية ، وفي رأينا ، لا يستحق الفرق على الإطلاق في السعر والخسارة في السعة المتوفرة مقارنة مع محركات أقراص SAS SSD.
ما تقدمه HPE بدلاً من استبدال "الميل الأخير" من SAS إلى NVMe هو استخدام محركات Intel Optane الجديدة تمامًا والمتصلة عبر NVMe كذاكرة تخزين مؤقت للقراءة في وحدات التحكم في التخزين 3PAR و Nimble الخاصة بنا.
(يُطلق على كل من مقياس الحساب والمشرف في الصورة اسم Felix ، لكن الفرق كبير!)لماذا قررنا المضي بهذه الطريقة:
- حتى نتمكن من تقديم لعملائنا لتحديث أنظمة التخزين التي تم شراؤها بالفعل (وتحديداً 3PAR 9450 و 20450 و 20850 و Nimble AF60 و AF80 - كل ذلك على الإطلاق)
- بهذه الطريقة البسيطة جدًا (عن طريق إضافة بطاقة توسعة مع Optane على متن الطائرة إلى كل وحدة تحكم) نقوم بتقليل التأخير الأقصى بحوالي 15 مرة والمعدل بنسبة 30-40٪ (تزداد IOPS أيضًا ، حسنًا ، حسنًا). والأهم من ذلك ، التأخير لا يقفز من التسويق " من 0.2 مللي ثانية!" لانهائي (التسويق ليس لنا ، أنا أقتبس فقط) ، لكنه يصبح أكثر استقرارًا:
(قيم التأخير تعتمد على اختبارات HPE الداخلية) - وبشكل أكثر تحديدًا ، ما الذي يمكن توقعه من مثل هذا الخفض في زمن انتقال الصفيف لـ Oracle المفضل لديك ، على سبيل المثال: وفقًا لاختباراتنا الداخلية ، يتم تقليل انتظار IO بمعدل 37٪ ، ويتم تسريع تحديدات SQL بنسبة 27٪.
- لماذا يتم قراءة ذاكرة التخزين المؤقت وليس الكتابة؟ لأنه في كل من 3PAR و Nimble ، منذ سنوات عديدة ، تم استخدام DRAM كذاكرة تخزين مؤقت للكتابة (NVRAM غير متطايرة لـ Nimble). إنه ، بدوره ، أسرع عدة مرات من أجهزة NVMe ، وحتى ظهور Gen-Z أو بروتوكولات جديدة مماثلة ستبقى كذلك. أي تسجيل ليست ضرورية لتسريع من خلال NVMe.
- لماذا إنتل Optane؟ لأن هذا هو أحدث نوع من الوسائط ، على الرغم من أنه لا يزال وراء NAND من حيث الكثافة ، ولكن ترتيب حجم أسرع في الاستجابة. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي Optane على مورد لا ينضب تقريبًا لإعادة كتابته. بشكل عام ، بالنسبة للأنظمة المحملة ، تكون تكاليف المعاملات على Optane أقل بكثير من تكلفة NAND NVMe. وذاكرة التخزين المؤقت طبقة محملة للغاية من جميع الجوانب. يتم نسخ البيانات الساخنة إليها من طبقة أبطأ (وبالتالي ، هناك حاجة إلى مورد) ، تتم قراءتها منه إذا لم يتم العثور على البيانات في ذاكرة التخزين المؤقت NVRAM في وحدة التحكم (وبالتالي ، مطلوب استجابة سريعة حتى لا يتجاوز الذهاب إلى ذاكرة التخزين المؤقت NVRAM مثل رحلة إلى السوبر ماركت مقارنة مع رحلة إلى المتجر بالقرب من المنزل).
- لماذا لا تضع أقراص NVMe بعد كل شيء؟ تأكد من وضعه! على سبيل المثال ، يسمح هيكل Nimble بتثبيت هذه الأقراص الآن (اللوحة الخلفية جاهزة لهذا) ، لكننا لا نبيع هذه الأقراص لـ Nimble بعد ، لأنه مبكر. SCM- ذاكرة التخزين المؤقت الآن يعطي زيادة متعددة في أداء البنسات النسبية. لذلك دعونا نستخدمها بينما لا تزال NVMe NAND أرخص ، لا يزال بروتوكول NVMe نفسه قيد التطوير (ظهرت المسارات المتعددة في المعيار فقط في مارس 2018 ، ولا تزال متأخرة كثيراً عن استقرار SCSI) ، وبشكل عام ، لا يزال النظام البيئي NVMe من التطبيق إلى القرص لم يتم تطويره (ذهبت NVMe over fabric إلى رياض الأطفال ، حيث يجادل المصنعون حول الشكل الذي يجب أن يكون عليه الأمر ، والسائقين لديهم وظائف قليلة بحيث لا يكتبون كثيرًا عندما يستقر كل شيء).
- وكذلك لأننا نحب حقًا تخزين كل شيء. فيما يلي مثال عن Nimble:
نعم ، بالمناسبة ، هل أنت على دراية بـ
HPE InfoSight ؟ باستخدام هذه الأداة ، تعرف دائمًا مكان البحث عن التأخير. على سبيل المثال ، مثل هذا:
(إذا وجدت تأخيرًا ، فيرجى الاتصال بإيماننا.)لقد حان الوقت للتلخيص: إذا كنت المالك الفخور لـ 3PAR 9000 أو 20000 ، فيمكنك طلب 3PAR 3D Cache على أساس Intel Optane الآن. إذا نظرت عن كثب إلى مجموعة Nimble All-flash - خذها ، لأن إنها قاعدة موثوقة لحماية الاستثمارات في المستقبل. ابدأ بـ SAS NAND SSD الآن ، قم بتوصيل ذاكرة التخزين المؤقت All Flash Turbo Cache المستندة إلى SCM لاحقًا ، ثم قم بتغيير محركات الأقراص إلى NVMe.
للرجوع اليها: