Kasutusel oleva serveri diskial süsteemi uuendamine PCIe 1.0-lt 2.0-le

Miks on selle artikli teemaks salvestuslahenduse uuendamineOn selge, et esmajärjekorras tuleb tavaliselt:

1. Suurendada töömälu. See on nii ilmne samm, et ma ei pidanud seda põhiartiklis vajalikuks välja tuua.
2. Paigaldada täiendavaid protsessoreid või vahetada mõlemad protsessorid välja kõige jõudsamate versioonide vastu, mida serveri pesa toetab.

Vanade serverite puhul on mälu ja protsessorid tavaliselt saadaval väga odavatele hindadele.

Teataval hetkel seisab iga oma serveri omanik silmitsi küsimusega — uuendamine või uus server.

Kuna uue serveri hind võib praegu küündida miljonitesse rubla, siis paljud valivad uuendamise tee.

Eduka uuendamise puhul on väga oluline kasutada kompromisse, et saada väikese tasu eest (seoses uue serveri hinnaga) märkimisväärne jõudluse kasv.

Artiklis on loetletud serveri SSD-d PCI-E 2.0 x8, mis on praegu oluliselt odavnenud, samuti on esitatud RAID-kontrollerid, mis toetavad SSD-vahendust, ja testitud SATA III SSD SATA II liideses.

Kõige ilmsem viis diskisüsteemi uuendamiseks on liikuda HDD-lt SSD-le. See kehtib nii sülearvutite kui ka serverite puhul. Serverites on tõenäoliselt ainus erinevus see, et SSD-sid saab hõlpsasti RAID-is kombineerida.

Tõsi, on õrnad hetked, mis on seotud sellega, et vanal serveril ei pruugi olla SATA III porte, ja siis tuleb asendada või paigaldada sobiv kontroller.

Kuna on ka vahepealseid viise.

Caching SSD-l.

Üldiselt sobib see meetod hästi andmebaaside, 1C, igasuguse juhusliku ligipääsu jaoks. Kiirus tõepoolest suureneb. Suurtele failidele, nagu videovalve, on see meetod kasutuks.

RAID-kontrollerid LSI (IBM, DELL, CISCO, Fujitsu)

Alates seeriast 92xx on LSI-l tehnoloogia CacheCade 2.0, mis võimaldab kasutada peaaegu igasuguseid SATA SSD-sid kui RAID-massiivi vahemälu. Nii lugemiseks kui ka kirjutamiseks. Ja isegi luua peegeldust vahemälust SSD-dest.

Bränditud kontrollerite kasutamine on muutumas keerulisemaks. See kehtib eelkõige IBM-i kohta. CacheCade võtmed ja SSD-d tuleb osta IBM-ilt erakordse hinnaga, seega on lihtsam vahetada kontroller LSI vastu ja osta odavalt riistvaraline võti. Tarkvaralised võtmepidajad on oluliselt kallimad kui riistvaralised.

Adapteci RAID-kontrollerid

Adapteci kontrolleritel on tehnoloogia MaxCache, mis võimaldab ka SSD-d kasutada vahemäluna. Meid huvitavad kontrollerite versioonid, mille lõpp on Q-tähega.

Q-kontrollerid suudavad kasutada peaaegu kõiki SSD-sid, mitte ainult Adapteci pakutavaid SSD-sid.

• Alates 5xxx seeriast on kõigil kontrolleritel tugi hübriid RAID-ile. Selle tehnoloogia olemus on see, et lugemine toimub alati SSD-lt, kui on peegeldus ühe ketta all, kus on SSD.
• 5xxxQ, näiteks 5805ZQ. Need kontrollerid toetavad MaxCache 1.0. Ainult lugemise vahemälu.
• 6xxQ, näiteks 6805Q. MaxCache 2.0. Lugemise ja kirjutamise vahemälu.
• 7xxQ, näiteks 7805Q. MaxCache 3.0. Lugemise ja kirjutamise vahemälu.
• 8xxQ kasutamine uuendamise eesmärkidel on peaaegu mõttetu kõrgete hindade tõttu.

Artikkel SSD-de vahemälust Habr's (kontrollerid ja operatsioonisüsteem).

Tarkvaralised tehnoloogiad SSD-de vahemäluks

Ma ei hakka neid tehnoloogiaid tutvustama. Peaaegu igas opsüsteemis toetatakse neid juba praegu. Mulle jäi meelde, et btrfs-i kasutamisel suunatakse lugemisekutsed automaatselt seadmele, millel on lühem järjekord — SSD.

SATA III SSD SATA II liidesel

Kuna uue kontrolleri jaoks pole alati võimalusi ja raha, tekib küsimus, kui hästi töötavad SATA III SSD-d vananenud SATA II liidesel.

Teeme väikese testi. Katseobjektiks on meil SATA III SSD Intel S3710, 400GB.

Juhuslik lugemine, iops
Keskmine lugemisaeg, mS
Juhuslik kirjutamine, iops
Keskmine kirjutamisaeg, mS
Lineaarne lugemine, MB/s
Lineaarne kirjutamine, MB/s

SATA II
21241
2
13580
4
282
235

SATA III
68073
0.468
61392
0.52
514
462

Käsklused kiiruskatsete läbiviimiseks

fio --name LinRead --eta-newline=5s --filename=/dev/sda --rw=read --size=500m --io_size=10g --blocksize=1024k --ioengine=libaio --iodepth=32 --direct=1 --numjobs=1 --runtime=60 --group_reporting 
fio --name LinWrite --eta-newline=5s --filename=/dev/sda --rw=write --size=500m --io_size=10g --blocksize=1024k --ioengine=libaio --fsync=10000 --iodepth=32 --direct=1 --numjobs=1 --runtime=60 --group_reporting

fio --name RandRead --eta-newline=5s --filename=/dev/sda --rw=randread --size=500m --io_size=10g --blocksize=4k --ioengine=libaio --iodepth=32 --direct=1 --numjobs=4 --runtime=60 --group_reporting

fio --name RandWrite --eta-newline=5s --filename=/dev/sda --rw=randwrite --size=500m --io_size=10g --blocksize=4k --ioengine=libaio --iodepth=32 --direct=1 --numjobs=4 --runtime=60 --group_reporting

Nagu näha, on erinevus nii lineaarsetes kiirus, IOPS, viivitustes väga märkimisväärne, seetõttu on mõttekas kasutada ainult SATA III liidest, ja kui seda ei ole, siis paigaldada kontroller.

Õigluse nimel pean ütlema, et teiste katsete kiirusel random lugemise ja kirjutamise osas oli erinevus tühine. Võib-olla oli see suur erinevus IOPS-i osas SATA II ja SATA III vahel tingitud sellest, et mul oli kasutusel mingi äärmiselt ebaõnnestunud SATA II kontroller või juhtmeviga, kus olid mingid vead.

Kuid tõsiasi on see, et tuleks kontrollida SATA II kiirus — äkki on teil sama aeglane kontroller. Sel juhul on üleminek SATA III kontrollerile hädavajalik.

PCIe SSD PCI-e 2.0 või 1.0 bussil

Nagu teada, on kõige kiiremad SSD-d PCI-e NVMe, mis ei ole piiratud SAS või SATA protokollidega.

Kuid kaasaegsete PCI-e SSD-de paigaldamisel tuleb arvesse võtta, et enamik neist kasutab vaid 4 PCI-e rida, tavaliselt PCI-e 3.0 või 3.1.

Nüüd vaatame PCI-e busside kiirusetabelit.

PCI Expressi läbilaskevõime, Gbyte/s

Aasta
väljalaskmine

Versioon
PCI Express

Ülekanne

Kiirus
kodeerimine

läbilaskevõime x rida kohta

×4
×8
×16

2002
1.0
8b/10b

0.50 Gbyte/s
1.0 Gbyte/s
2.0 Gbyte/s
4.0 Gbyte/s

2007
2.0
8b/10b

1.0 Gbyte/s
2.0 Gbyte/s
4.0 Gbyte/s
8.0 Gbyte/s

2010
3.0
128b/130b

1,97 Gbit/s
3,94 Gbit/s
7,88 Gbit/s
15,8 Gbit/s

PCI 3.0 x4 SSD paigaldamisel PCI-e 2.0 bussile töötab see sama arvu radadega, kuid oluliselt madalama kiirusel. Probleem seisneb selles, et tänapäevaste PCI-e SSD-de lineaarset kiirus ületab PCI-e 2.0 ja veel enam PCI-e 1.0 läbilaskevõimet.

M.2 SSD ja PCI-e adapter

Hea uuendusvõimalus on osta 10 dollari eest adapter ja paigaldada M.2 SSD serverisse, kuid head SSD-d vähendavad kiirus (eriti PCI-e 1.0 puhul), ja M.2 SSD ei pruugi alati olla serverikoormuste jaoks sobivad: neil on madal kulumiskindlus, toite kaitse ja stabiilsed kiirusnäitajad, mis on seotud SLC-puhvri täitmisega odavates mudelites.

See meetod sobib ainult PCI-e 2.0 bussiga serveritele ja mitte kriitilistele ülesannetele.

PCI-E 2.0 x8 SSD

Kõige mõistlikum uuendus on PCI-E 2.0 x8 SSD kasutamine serverites, millel on PCI-e 1.0 (läbilaskevõime kuni 2 GB/s) ja PCI-e 2.0 (kuni 4 GB/s).

Selliseid serveri SSD-sid saab praegu väga soodsalt osta erinevatelt turuplatvormidelt ja internetihankesid, sealhulgas Venemaal.

Olen koostanud tabeli vanemate SSD-de kohta, mis suurepäraselt suudavad kiirendada teie vana serverit. Tabeli lõppu lisasin mõned SSD-d PCI-E 3.0 x8 liidese peal. Äkki leiate need mõistlikul hinnal.

Nimi
TB
PBW
PCI-E
4k lugemise IOP, K
4k kirjutamise IOP, K
lugemine, MB/s
kirjutamine, MB/s

Fusion-io ioDrive II DUO MLC
2.4
32.5
2.0 x8
480
490
3000
2500

SANDISK FUSION IOMEMORY SX350-1300
1.3
4
2.0 x8
225
345
2800
1300

SANDISK FUSION IOMEMORY PX600-1300
1.3
16
2.0 x8
235
375
2700
1700

SANDISK FUSION IOMEMORY SX350-1600
1.6
5.5
2.0 x8
270
375
2800
1700

SanDisk Fusion ioMemory SX300-3200
3.2
11
2.0 x8
345
385
2700
2200

SanDisk Fusion ioMemory SX350-3200
3.2
11
2.0 x8
345
385
2800
2200

SANDISK FUSION IOMEMORY PX600
2.6
32
2.0 x8
350
385
2700
2200

Huawei ES3000 V2
1,6
8,76
2.0 x8
395
270
1550
1100

Huawei ES3000 V2
3,2
17,52
2.0 x8
770
230
3100
2200

EMC XtremSF
2,2
 
2.0 x8
340
110
2700
1000

HGST Virident FlashMAX II
2,2
33
2.0 x8
350
103
2700
1000

HGST Virident SSD FlashMAX II
4,8
10.1
2.0 x8
269
51
2600
900

HGST Virident FlashMAX III
2,2
7.1
2.0 x8
531
59
2700
1400

Dell Micron P420M
1.4
9.2
2.0 x8
750
95
3300
630

Micron P420M
1.4
9.2
2.0 x8
750
95
3300
630

HGST SN260
1.6
25.10
3.0 x8
1200
200
6170
2200

HGST SN260
3,2
17,52
3.0 x8
1200
200
6170
2200

Intel P3608
3,2
17,5
3.0 x8
850
80
4500
2600

Kingston DCP1000
3,2
2,78
3.0 x8
1000
180
6800
6000

Oracle F320
3.2
29
3.0 x8
750
120
5500
1800

Samsung PM1725
3.2
29
3.0 x8
1000
120
6000
2000

Samsung PM1725a
3.2
29
3.0 x8
1000
180
6200
2600

Samsung PM1725b
3.2
18
3.0 x8
980
180
6200
2600

Nendest SSD-dest paistavad silma Fusion ioMemory. Teaduslikuks direktoriks Fusion oleks Steve Wozniak. Hiljem ostis selle ettevõtte SanDisk 1,2 miljardi dollari eest. Ajalooliselt maksid need 50 000 dollarit tükk. Praegu võib neid osta mõne saja dollari eest uue seisukorraga ja 1TB või suurema mahutavusega.

Kui vaatate tabelit lähemalt, on näha, et neil on suhteliselt kõrge kirjutamise IOPS, mis on peaaegu võrdne lugemise IOPS-iga. Arvesse võttes nende praegust hinda, on minu arvates need SSD-d tähelepanu väärivad.

Kuid neil on mitu iseärasust:

1. Need ei saa olla käivitatavad.
2. Seade on vajalik kasutamiseks. Draivereid on praktiliselt kõikidele, kuid viimaste Linuxi versioonide jaoks tuleb need koostada.
3. Nende optimaalne sektor suurus on 4096 baiti. (Ka 512 baiti on toetatud)
4. Draiver võib halvematel juhtudel tarbida bastante palju RAMi (512 baiti sektori suurusega)
5. Töökiirus sõltub protsessori kiirusest, seega on parem energiasäästu tehnoloogiad välja lülitada. See on nii pluss kui ka miinus, kuna võimsa protsessoriga võib seade töötada isegi kiiremini kui kirjeldatud spetsifikatsioonides.
6. Vajab head jahutust. Serverite jaoks ei tohiks see probleem olla.
7. Ei ole soovitatav ESXi-le, kuna ESXi eelistab 512N sektoriga kettaid, mis võib viia draiveri suure mälukasutuseni.
8. Bränditud versioonid nendest SSD-dest ei ole tavaliselt tootjate poolt toetatud viimase SanDiski draiveri (märts 2019) tasemeni.

Viisin läbi Fusion ioMemory testid võrreldes üsna modernse serveri SSD-ga Intel P3700 PCI-E 3.0 x8 (viimane maksab umbes neli korda rohkem kui Fusion sarnase mahutavusega). Samuti võib näha, kui palju kiirus x4 busi tõttu väheneb.

Fusion PX600 1.3TB PCI-E 2.0 x8
Intel P3700 1.6TB PCI-E 3.0 x4

Jah, Intel P3700 puhul on lugemise lineaarne kiirus selgelt piiratud. Pasporti järgi peaks see olema 2800 MB/s, kuid meil on 1469 MB/s. Üldiselt võib öelda, et PCI-e 2.0 busi korral saab kasutada serveri SSD-sid PCI-E 3.0 x4, kui neid mõistlikult hinna eest hankida õnnestub.

Järeldused

Vana serveri, millel on PCI-E 1.0 või 2.0 bus, diskisüsteemi saab parandada SSD-de kasutamisega, mis suudavad kasutada 8 PCI-E rida, mis annavad läbilaskevõime kuni 4 GB/s (PCI-E 2.0) või 2 GB/s (PCI-E 1.0). Kõige kasulikum on seda teha, kasutades moraalselt vananenud PCI-E 2.0 SSD-sid.

Samuti on lihtsad rakendatavad kompromisslahendused, mis on seotud CacheCade võtme ostmisega LSI kontrolleritele või Adapteci kontrolleri väljavahetamisega Q-versiooniks.

Ja täiesti tavaline viis on osta (raid)kontroller SATA III, et SSD-d töötaksid täielikul kiirusel ja suudaksid hallata kõike, mis vajab kiirust.

Allikas: habr.com