Vor einigen Monaten hatte das Unternehmen Reydyks die Möglichkeit, mit neuen Seagate EXOS-Laufwerken zu arbeiten, die für Aufgaben der Enterprise-Klasse entwickelt wurden. Ihre Besonderheit liegt im Hybridgerät des Laufwerks - es kombiniert die Technologie herkömmlicher Festplatten (für den Hauptspeicher) und Solid-State-Laufwerke (zum Zwischenspeichern heißer Daten).
Wir haben bereits positive Erfahrungen mit der Verwendung von Seagate-Hybridantrieben als Teil unserer Systeme gemacht. Vor einigen Jahren haben wir zusammen mit einem Partner aus Südkorea eine Lösung für ein privates Rechenzentrum implementiert. Bei den Tests wurde dann der Oracle Orion-Benchmark verwendet, und die Ergebnisse waren All-Flash-Arrays nicht unterlegen.
In diesem Artikel werden wir uns ansehen, wie Seagate EXOS-Laufwerke mit TurboBoost-Technologie angeordnet sind, ihre Fähigkeiten für die Aufgaben des Unternehmenssegments bewerten und die Leistung bei gemischter Last überprüfen.
Unternehmensziele
Es gibt einen mehr oder weniger stabilen Aufgabenbereich, der als Datenspeicheraufgaben im Unternehmens- (oder Unternehmens-) Segment bezeichnet werden kann. Dazu gehören traditionell: die Funktionsweise von CRM-Anwendungen und ERP-Systemen, der Betrieb von Mail- und Dateiservern sowie Sicherungs- und Virtualisierungsvorgänge. Unter dem Gesichtspunkt der Speicherung ist die Implementierung solcher Funktionen durch einen gemischten Laststrom gekennzeichnet, bei dem zufällige Anforderungen eindeutig überwiegen.
Darüber hinaus entwickeln sich im Unternehmenssegment ressourcenintensive Bereiche wie die mehrdimensionale Analyse OLAP (Online Analytical Processing) und die Transaktionsverarbeitung in Echtzeit (OLTP, Online Transaction Processing) aktiv. Ihre Besonderheit liegt in der Tatsache, dass sie sich mehr auf Leseoperationen als auf Schreiboperationen verlassen. Die von ihnen erzeugte Last - intensive Datenströme mit einer kleinen Blockgröße - erfordert eine hohe Systemleistung.
Die Rolle all dieser Funktionen wächst rasant. Sie hören auf, Hilfseinheiten bei der Wertschöpfung zu sein, und gehen in den Bereich der Schlüsselkomponenten des Produkts über. Für viele Geschäftsformen wird dies zu einer wichtigen Komponente beim Aufbau von Wettbewerbsvorteilen und Marktnachhaltigkeit. Dies wiederum erhöht die Anforderungen an die IT-Infrastruktur von Unternehmen erheblich: Technische Geräte sollten einen maximalen Durchsatz und eine minimale Reaktionszeit gewährleisten. Um in solchen Situationen die erforderliche Leistung sicherzustellen, wählen Sie All-Flash-Systeme oder Hybridspeichersysteme mit der Funktion
SSD-Caching oder Rissing.
Darüber hinaus ergibt sich ein weiteres für das Unternehmenssegment charakteristisches Merkmal - strenge Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit. Es liegt auf der Hand, dass sich nicht alle Unternehmensstrukturen den Erwerb und die Wartung von All-Flash-Arrays leisten können. Daher müssen viele Unternehmen etwas weniger Leistung erbringen, sondern Lösungen kaufen, die wesentlich kostengünstiger sind. Diese Bedingungen verlagern den Marktfokus stark auf Hybridlösungen.
Hybridprinzip oder TurboBoost-Technologie
Das Prinzip des Einsatzes von Hybridtechnologien ist mittlerweile einem breiten Publikum bekannt. Er spricht über die Möglichkeit, verschiedene Technologien einzusetzen, um im Endergebnis zusätzliche Vorteile zu erzielen. Hybridspeicher kombiniert die Stärken von Solid-State-Laufwerken und klassischen Festplatten. Am Ausgang erhalten wir eine optimierte Lösung, bei der jede Komponente mit ihrer eigenen Aufgabe arbeitet: Auf der Festplatte wird der Großteil der Daten gespeichert, und auf der SSD werden vorübergehend „heiße Daten“ gespeichert.
Laut
IDC entfallen in der EMEA-Region rund 45,3% des Marktes auf Hybridspeicher. Diese Popularität wird durch die Tatsache bestimmt, dass bei vergleichbarer Leistung die Kosten solcher Systeme erheblich niedriger sind als die von SSD-basierten Lösungen, und der Preis für jedes IOps mehrere Größenordnungen dahinter liegt.
Das gleiche Hybridprinzip kann direkt auf Antriebsebene implementiert werden. Seagate war das erste Unternehmen, das diese Idee in Form von SSHD-Medien (Solid State Hybrid Drive) umsetzte. Solche Discs haben auf dem Verbrauchermarkt eine relative Popularität erlangt, sind jedoch im B2B-Segment nicht so verbreitet.
Die aktuelle Generation dieser Technologie von Seagate trägt den Handelsnamen TurboBoost. Für das Unternehmenssegment verwendet das Unternehmen die TurboBoost-Technologie in der Seagate EXOS-Laufwerksreihe, die eine erhöhte Zuverlässigkeit und die optimale Kombination aus Leistung und Effizienz aufweist. Das auf der Basis solcher Festplatten zusammengestellte Speichersystem entspricht der Hybridkonfiguration gemäß den endgültigen Eigenschaften, während das Zwischenspeichern von "heißen" Daten auf Laufwerksebene erfolgt und aufgrund der Firmware-Funktionen durchgeführt wird.
Seagate EXOS-Laufwerke verwenden den integrierten eMLC-16-GB-NAND-Speicher (Enterpise Multi-Level Cell) für den lokalen SSD-Cache, der durch eine erheblich größere Umschreiberessource als der MLC des Verbrauchersegments gekennzeichnet ist.
Gemeinsames Dienstprogramm
Nachdem wir 8 Seagate EXOS 10E24000-Laufwerke mit einer Kapazität von 1,2 TB zur Verfügung hatten, beschlossen wir, deren Leistung als Teil unseres auf RAIDIX 4.7 basierenden Systems zu überprüfen.
Äußerlich sieht eine solche Festplatte wie eine Standardfestplatte aus: ein Metallgehäuse im 2,5-Zoll-Format mit einem Firmenetikett und Standardbefestigungslöchern.
Das Laufwerk ist mit einer SAS3 12 Gbit / s-Schnittstelle ausgestattet, über die Sie effektiv mit zwei Speichersystem-Controllern arbeiten können. Es ist auch erwähnenswert, dass diese Schnittstelle eine größere Warteschlangentiefe als SATA3 hat.
Beachten Sie, dass aus Sicht der Verwaltung eine solche Festplatte in einem Speichersystem ein einzelnes Medium zu sein scheint, in dem der Speicherplatz nicht in Bereiche von Festplatte und SSD unterteilt ist. Dies macht einen Software-SSD-Cache überflüssig und vereinfacht die Systemkonfiguration.
Als Anwendungsszenario für eine vorgefertigte Lösung wurde die Arbeit mit einer Last aus typischen Unternehmensanwendungen in Betracht gezogen.
Der erwartete Hauptvorteil des erstellten Speichersystems ist die Effizienz der Arbeit an gemischten Lasten mit einem überwiegenden Anteil an Lesevorgängen. Von der RAIDIX-Software definierte Speichersysteme bieten eine hohe Leistung für sequentielle Workloads, während Seagate-Laufwerke mit TurboBoost-Technologie dazu beitragen, die Leistung bei zufälligen Anforderungen zu optimieren.
Für das ausgewählte Szenario sieht es folgendermaßen aus: Die Effizienz der Arbeit mit dem zufälligen Laden aus Datenbanken und anderen Anwendungen wird durch SSD-Elemente garantiert, und die Besonderheiten der Software ermöglichen die Aufrechterhaltung einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit eines sequentiellen Ladevorgangs durch Wiederherstellen einer Datenbank oder Laden von Daten.
Gleichzeitig sieht das gesamte System in Bezug auf Preis und Leistung attraktiv aus: Preiswerte (im Vergleich zu All-Flash) Hybridlaufwerke lassen sich gut mit der Flexibilität und Kosteneffizienz von softwaredefiniertem Speicher kombinieren, der auf Standard-Serverhardware basiert.
Leistungstests
Die Tests wurden mit dem Dienstprogramm fio v3.1 durchgeführt.
Die Folge von winzigen Fio-Tests für 32 Threads mit einer Warteschlangentiefe von 1.
Mischlast: 70% lesen und 30% schreiben.
Blockgröße von 4 KB bis 1 MB.
Die Belastung der Zonengröße beträgt 130 GB.
Testergebnisse
Ein RAIDIX 4.7-basiertes System mit 8 Seagate EXOS 10e2400-Laufwerken zeigt eine Gesamtleistung von bis zu 220.000 IOps beim Lesen / Schreiben im 4k-Block.
Fazit
TurboBoost-Speicherlaufwerke eröffnen Speicherbenutzern und -herstellern neue Möglichkeiten. Die Verwendung eines lokalen SSD-Cache verbessert die Systemleistung erheblich, wobei die Kosten für den Kauf von Laufwerken vernachlässigbar steigen.
Die Tests von Seagate-Laufwerken in
RAIDIX-basierten Speichersystemen zeigten ein sicher hohes Leistungsniveau bei einem gemischten
Lastmuster (70/30), das die ungefähren Anforderungen von Anwendungsaufgaben im Unternehmenssegment simuliert. Gleichzeitig wurde eine Leistung erzielt, die 150-mal höher war als die Grenzwerte von Festplattenlaufwerken. Es ist anzumerken, dass die Kosten für den Erwerb von Speicher in dieser Konfiguration etwa 60% der Kosten einer vergleichbaren All-Flash-Lösung betragen.
Schlüsselindikatoren
- Die jährliche Festplattenausfallrate beträgt weniger als 0,44%
- 40% günstigere All-Flash-Lösungen
- 150 mal schneller als HDD
- Bis zu 220.000 IOps auf 8 Laufwerken