Před pár měsíci měl Radix příležitost pracovat s nejnovějšími disky Seagate EXOS určenými pro úkoly podnikové třídy. Jejich charakteristický rys spočívá v hybridním pohonném zařízení – kombinuje technologie konvenčních pevných disků (pro hlavní úložiště) a SSD (pro ukládání horkých dat do mezipaměti).
S využitím hybridních disků od Seagate v rámci našich systémů již máme pozitivní zkušenosti – před pár lety jsme spolu s partnerem z Jižní Koreje implementovali řešení pro soukromé datové centrum. Poté byl v testech použit benchmark Oracle Orion a získané výsledky nebyly horší než All-Flash pole.
V tomto článku se podíváme na to, jak jsou navrženy disky Seagate EXOS s technologií TurboBoost, vyhodnotíme jejich možnosti pro úkoly ve firemním segmentu a otestujeme výkon při smíšené zátěži.
Úkoly podnikového segmentu
Existuje víceméně stabilní řada úloh, které lze označit jako úlohy ukládání dat v korporátním (nebo enterprise) segmentu. Mezi ně tradičně patří: fungování CRM aplikací a ERP systémů, provoz poštovních a souborových serverů, zálohovací a virtualizační operace. Z hlediska úložného systému je implementace takových funkcí charakterizována smíšeným tokem zátěže s jasnou převahou náhodných požadavků.
Kromě toho se v podnikovém segmentu aktivně rozvíjejí oblasti náročné na zdroje, jako je multidimenzionální analytika OLAP (Online Analytical Processing) a zpracování transakcí v reálném čase (OLTP, Online Transaction Processing). Jejich zvláštností je, že se více spoléhají na operace čtení než na operace zápisu. Pracovní zátěž, kterou vytvářejí – intenzivní datové toky s malými velikostmi bloků – vyžaduje od systému vysoký výkon.
Role všech těchto funkcí rychle roste. Přestávají být pomocnými bloky v procesech tvorby hodnoty a přesouvají se do sekce klíčových komponent produktu. Pro mnoho forem podnikání se to stává důležitou součástí budování konkurenční výhody a udržitelnosti trhu. To zase výrazně zvyšuje požadavky na firemní IT infrastrukturu: technické vybavení musí poskytovat maximální propustnost a minimální dobu odezvy. Chcete-li v takových situacích zajistit požadovaný výkon, zvolte systémy All-Flash nebo hybridní úložné systémy s nebo únavné.
Kromě toho existuje další faktor charakteristický pro podnikový segment – přísné požadavky na ekonomickou efektivitu. Je zcela zřejmé, že ne všechny podnikové struktury si mohou dovolit nákup a údržbu All-Flash polí, takže mnoho společností musí trochu ubrat na výkonu, ale pořídit si mnohem levnější řešení. Tyto podmínky silně posouvají zaměření trhu na hybridní řešení.
Hybridní princip nebo technologie TurboBoost
Princip využití hybridních technologií je dnes dobře znám širokému publiku. Hovoří o možnosti využití různých technologií k získání dalších výhod v konečném výsledku. Hybridní úložné systémy kombinují přednosti pevných disků a klasických pevných disků. Výsledkem je optimalizované řešení, kde každá komponenta pracuje se svým vlastním úkolem: HDD se používá k ukládání hlavního množství dat a SSD se používá k dočasnému ukládání „horkých dat“.
Podle , v regionu EMEA asi 45.3 % trhu tvoří hybridní úložné systémy. Tato popularita je dána skutečností, že navzdory srovnatelnému výkonu jsou náklady na takové systémy výrazně nižší než náklady na řešení na bázi SSD a cena za každý IOps zaostává o několik řádů.
Stejný hybridní princip lze implementovat přímo na úrovni pohonu. Seagate byl první, kdo tuto myšlenku realizoval v podobě média SSHD (Solid State Hybrid Drive). Takové disky si získaly relativní oblibu na spotřebitelském trhu, ale v segmentu b2b nejsou tak běžné.
Současná generace této technologie u Seagate jde pod komerčním názvem TurboBoost. Pro firemní segment společnost využívá technologii TurboBoost v řadě disků Seagate EXOS, které mají zvýšenou spolehlivost a optimální kombinaci výkonu a účinnosti. Úložný systém sestavený na základě takovýchto disků bude svými konečnými charakteristikami odpovídat hybridní konfiguraci, přičemž ke cachování „horkých“ dat dochází na úrovni disku a je prováděno pomocí možností firmwaru.
Disky Seagate EXOS využívají 16 GB vestavěné paměti eMLC (Enterpise Multi-Level Cell) NAND pro místní mezipaměť SSD, která má výrazně vyšší zdroje přepisu než MLC pro spotřebitelský segment.
Sdílená utilita
Poté, co jsme dostali k dispozici 8 disků Seagate EXOS 10E24000 1.2 TB, rozhodli jsme se otestovat jejich výkon v rámci našeho systému založeného na RAIDIX 4.7.
Externě taková jednotka vypadá jako standardní pevný disk: 2,5palcový kovový kryt se značkovým štítkem a standardními otvory pro upevňovací prvky.
Disk je vybaven rozhraním SAS3 12 Gb/s, což mu umožňuje efektivně pracovat se dvěma řadiči úložného systému. Za zmínku také stojí, že toto rozhraní má větší hloubku fronty než SATA3.
Všimněte si, že z pohledu správy se takový disk v úložném systému jeví jako jediné médium, ve kterém není úložný prostor rozdělen na oblasti HDD a SSD. To eliminuje potřebu softwarové mezipaměti SSD a zjednodušuje konfiguraci systému.
Jako aplikační scénář pro hotové řešení byla uvažována práce se zátěží z typických podnikových aplikací.
Hlavním očekávaným přínosem z vytvořeného úložného systému je efektivita práce na smíšených zátěžích s převahou operací čtení. Softwarově definované úložné systémy RAIDIX poskytují vysoký výkon pro sekvenční pracovní zatížení, zatímco disky Seagate s technologií TurboBoost pomáhají optimalizovat výkon pro náhodná pracovní zatížení.
Pro vybraný scénář to vypadá takto: efektivitu práce s náhodnými zátěžemi z databází a dalšími aplikačními úlohami zaručí SSD prvky a specifika softwaru umožní zachovat vysokou rychlost zpracování sekvenčních zátěží z obnovy databáze resp. načítání dat.
Celý systém zároveň vypadá atraktivně z hlediska ceny a výkonu: levné (ve srovnání s All-Flash) hybridní disky se dobře kombinují s flexibilitou a hospodárností softwarově definovaných úložných systémů postavených na standardním serverovém hardwaru.
Testování výkonu
Testování bylo provedeno pomocí nástroje fio v3.1.
Sekvence minutových fio testů 32 vláken s hloubkou fronty 1.
Smíšené pracovní zatížení: 70 % čtení a 30 % zápis.
Velikost bloku od 4k do 1MB.
Načtěte zónu 130 GB.
Serverová platforma
AIC HA201-TP (1 kus)
procesor
Intel Xeon E5-2620v2 (2 ks.)
RAM
128GB
adaptér SAS
LSI SAS3008
Úložná zařízení
Seagate EXOS 10E24000 (8 ks)
Úroveň pole
RAID 6
Výsledky zkoušek
Systém založený na RAIDIX 4.7 s 8 disky Seagate EXOS 10e2400 vykazuje celkový výkon až 220 000 IOps pro čtení/zápis s blokem 4k.
Závěr
Disky s technologií TurboBoost otevírají uživatelům a výrobcům úložných systémů nové možnosti. Použití místní mezipaměti SSD výrazně zvyšuje výkon systému s mírným zvýšením nákladů na nákup disků.
Testy disků Seagate provedené v vykazovala sebevědomě vysokou úroveň výkonu při smíšeném zatížení (70/30), simulující přibližné požadavky aplikovaných úkolů v podnikovém segmentu. Výkon byl přitom dosažen 150krát vyšší, než jsou limitní hodnoty HDD disků. Zde stojí za zmínku, že náklady na pořízení úložných systémů pro tuto konfiguraci činí asi 60 % nákladů na srovnatelné řešení All-Flash.
Klíčové postavy
- Roční míra selhání disku je nižší než 0.44 %
- O 40 % levnější než řešení All-Flash
- 150x rychlejší než HDD
- Až 220 000 IOps na 8 discích
Zdroj: www.habr.com