Há alguns meses, a empresa Reydyks teve a oportunidade de trabalhar com novas unidades Seagate EXOS projetadas para tarefas de classe empresarial. Sua característica distintiva reside no dispositivo híbrido da unidade - combina a tecnologia de discos rígidos convencionais (para armazenamento principal) e unidades de estado sólido (para armazenamento em cache de dados quentes).
Já tínhamos experiência positiva com o uso de unidades híbridas da Seagate como parte de nossos sistemas - há alguns anos, implementamos uma solução para um data center privado em conjunto com um parceiro da Coréia do Sul. Em seguida, os testes usaram o benchmark Oracle Orion e os resultados não foram inferiores aos arrays All-Flash.
Neste artigo, veremos como os discos Seagate EXOS com tecnologia TurboBoost são organizados, avaliaremos seus recursos para as tarefas do segmento corporativo e verificaremos o desempenho em carga mista.
Objetivos do segmento corporativo
Há uma gama mais ou menos estável de tarefas que podem ser descritas como tarefas de armazenamento de dados no segmento corporativo (ou corporativo). Tradicionalmente, incluem: o funcionamento de aplicativos de CRM e sistemas ERP, a operação de servidores de correio e arquivos, operações de backup e virtualização. Do ponto de vista do armazenamento, a implementação de tais funções é caracterizada por um fluxo de carga misto, com uma clara predominância de solicitações aleatórias.
Além disso, áreas com muitos recursos, como análise multidimensional OLAP (Online Analytical Processing) e processamento de transações em tempo real (OLTP, Online Transaction Processing), estão se desenvolvendo ativamente no segmento corporativo. Sua peculiaridade reside no fato de confiar mais em operações de leitura do que em operações de gravação. A carga que eles criam - fluxos de dados intensos com um tamanho pequeno de bloco - requer alto desempenho do sistema.
O papel de todas essas funções está crescendo rapidamente. Eles deixam de ser unidades auxiliares nos processos de criação de valor e passam para a seção dos principais componentes do produto. Para muitas formas de negócios, isso está se tornando um componente importante na construção de vantagem competitiva e sustentabilidade do mercado. Por sua vez, isso aumenta significativamente os requisitos para a infra-estrutura de TI das empresas: o equipamento técnico deve garantir produtividade máxima e tempo de resposta mínimo. Para garantir o desempenho necessário em tais situações, escolha sistemas All-Flash ou sistemas de armazenamento híbridos com a função de
armazenamento em cache ou rasgo do
SSD .
Além disso, surge outra característica característica do segmento empresarial - requisitos rigorosos de eficiência econômica. É óbvio que nem todas as estruturas corporativas podem permitir a aquisição e manutenção de matrizes All-Flash, portanto, muitas empresas precisam render um pouco menos de desempenho, mas compram soluções que são muito mais econômicas. Essas condições mudam fortemente o foco do mercado em direção a soluções híbridas.
Princípio híbrido ou tecnologia TurboBoost
O princípio do uso de tecnologias híbridas agora é bem conhecido por um amplo público. Ele fala sobre a possibilidade de usar diferentes tecnologias para obter benefícios adicionais no resultado final. O armazenamento híbrido combina os pontos fortes das unidades de estado sólido e dos discos rígidos clássicos. Na saída, obtemos uma solução otimizada em que cada componente trabalha com sua própria tarefa: o HDD é usado para armazenar a maior parte dos dados e o SSD é usado para armazenar temporariamente os "dados quentes".
Segundo a
IDC , na região da EMEA cerca de 45,3% do mercado é de armazenamento híbrido. Essa popularidade é determinada pelo fato de que, com desempenho comparativo, o custo de tais sistemas é significativamente menor do que o das soluções baseadas em SSD, e o preço de cada IOps está atrasado em várias ordens de magnitude.
O mesmo princípio híbrido pode ser implementado diretamente no nível do inversor. A Seagate foi a primeira a implementar essa idéia na forma de mídia SSHD (Solid State Hybrid Drive). Esses discos ganharam popularidade relativa no mercado consumidor, mas não são tão comuns no segmento b2b.
A atual geração da Seagate dessa tecnologia vem com o nome comercial de TurboBoost. Para o segmento corporativo, a empresa usa a tecnologia TurboBoost na linha de unidades Seagate EXOS, que aumentam a confiabilidade e a combinação ideal de desempenho e eficiência. O sistema de armazenamento montado com base nesses discos corresponderá à configuração híbrida de acordo com as características finais, enquanto o armazenamento em cache de dados "quentes" ocorre no nível da unidade e é realizado devido aos recursos do firmware.
As unidades Seagate EXOS usam a memória NAND eMLC (Enterpise Multi-Level Cell) de 16 GB para o cache SSD local, caracterizado por um recurso de reescrita significativamente maior que o MLC do segmento consumidor.
Utilitário compartilhado
Tendo à nossa disposição 8 unidades Seagate EXOS 10E24000 com capacidade de 1,2 TB, decidimos verificar o desempenho delas como parte de nosso sistema com base no RAIDIX 4.7.
Externamente, esse disco se parece com um HDD padrão: uma caixa de metal no formato de 2,5 polegadas com uma etiqueta da empresa e orifícios de montagem padrão.
A unidade está equipada com uma interface SAS3 de 12 Gb / s, que permite trabalhar com eficiência com dois controladores de sistema de armazenamento. Também é importante notar que essa interface possui uma profundidade de fila maior que a SATA3.
Observe que, do ponto de vista do gerenciamento, esse disco em um sistema de armazenamento parece ser um meio único no qual o espaço de armazenamento não é dividido em áreas de HDD e SSD. Isso elimina a necessidade de um cache SSD de software e simplifica a configuração do sistema.
Como cenário de aplicativo para uma solução pronta, foi considerado o trabalho com uma carga de aplicativos corporativos típicos.
O principal benefício esperado do sistema de armazenamento criado é a eficiência do trabalho em cargas mistas, com predominância de operações de leitura. Os sistemas de armazenamento definido pelo software RAIDIX oferecem alto desempenho para cargas de trabalho sequenciais, enquanto as unidades Seagate com tecnologia TurboBoost ajudam a otimizar o desempenho com solicitações aleatórias.
Para o cenário selecionado, fica assim: a eficiência de trabalhar com carga aleatória de bancos de dados e outros aplicativos será garantida por elementos SSD, e as especificidades do software permitirão manter uma alta velocidade de processamento de uma carga sequencial ao restaurar um banco de dados ou carregar dados.
Ao mesmo tempo, todo o sistema parece atraente em termos de preço e desempenho: unidades híbridas baratas (em relação ao All-Flash) são bem combinadas com a flexibilidade e a relação custo-benefício do armazenamento definido por software, construído em hardware de servidor padrão.
Teste de desempenho
O teste foi realizado usando o utilitário fio v3.1.
A sequência de minuciosos testes de fio para 32 threads com uma profundidade de fila de 1.
Carga mista: 70% de leitura e 30% de gravação.
Tamanho do bloco de 4k a 1MB.
A carga no tamanho da zona de 130 GB.
Resultados do teste
Um sistema RAIDIX 4.7 com 8 unidades Seagate EXOS 10e2400 mostra um desempenho total de até 220.000 IOps de leitura / gravação em bloco de 4k.
Conclusão
As unidades de armazenamento TurboBoost abrem novas possibilidades para usuários e fabricantes de armazenamento. O uso de um cache SSD local melhora significativamente o desempenho do sistema, com um aumento insignificante no custo de compra de unidades.
Os testes das unidades da Seagate em
armazenamento sob controle RAIDIX mostraram um alto nível de desempenho com confiança em um padrão de carga mista (70/30), que simula os requisitos aproximados das tarefas de aplicativos no segmento corporativo. Ao mesmo tempo, o desempenho foi alcançado 150 vezes mais alto que os valores limite dos discos rígidos. Vale ressaltar que o custo de aquisição de armazenamento nessa configuração é de cerca de 60% do custo de uma solução All-Flash comparável.
Indicadores chave
- A taxa anual de falha do disco é inferior a 0,44%
- Soluções All-Flash 40% mais baratas
- 150 vezes mais rápido que o HDD
- Até 220.000 IOps em 8 unidades