Vanade serverite diskisüsteemi upgrade PCIe 1.0 — 2.0

Miks on selle artikli teemaks diskialustuse uuendamineOn selge, et kõigepealt tuleb tavaliselt:

1. Suurendada operatiivmälu. See on nii ilmne, et ma ei pidanud vajalikuks sellest põhjalikus artiklis kirjutada
2. Paigaldada täiendav protsessor(id) või asendada mõlemad protsessorid serveri socketite toetatavaid kõige jõudsamate versioonidega.

Vanade serverite jaoks on nii mälu kui ka protsessorid üldiselt saadaval väga odavate hindadega.

Mingil hetkel seisavad kõik iseseisvate serverite omanikud silmitsi küsimusega — uuendus või uus server.

Kuna uue serveri hind võib tänapäeval ulatuda miljonitesse rubla, valivad paljud uuendamise tee.

Edukaks uuendamiseks on väga oluline leida kompromisse, et väikese tasu (uue serveri hinnaga võrreldes) eest saavutada märkimisväärne jõudlustõus.

Artiklis on loetletud serveri SSD-d PCI-E 2.0 x8, mis on nüüd märkimisväärselt odavnenud, samuti on toodud RAID-kontrollerid, mis toetavad SSD vahemälu ja testitud SATA III SSD SATA II liideses.

Selle diskialustuse uuendamise kõige ilmsem viis on liikuda HDD-lt SSD-le. See kehtib nii sülearvutite kui ka serverite kohta. Serverites on võib-olla ainus erinevus see, et SSD-sid on lihtne RAID-isse seadistada.

Tõsi, on mõned nüansid, mis on seotud sellega, et vanadel serveritel võib SATA III porte mitte olla ja siis tuleb asendada või paigaldada vastav kontroller.

Loomulikult on ka vahepealsed viisid.

Vahemälu SSD-l.

Kokkuvõttes sobib see meetod suhteliselt hästi andmebaaside, 1C ja mis tahes juhusliku juurdepääsu jaoks. Kiirus tõepoolest suureneb. Suurtes failides, videovalves on see meetod kasutuks osutunud.

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

Alates seeriast 92xx on LSI-l tehnoloogia CacheCade 2.0, mis võimaldab peaaegu kõiki SATA SSD-sid kasutada RAID-massiivi vahemäluna. N nii lugemise kui ka kirjutamise jaoks. Ja isegi luua peegli vahemälu SSD-dest.

Bränditud kontrolleritega on olukord keerulisem. See kehtib eriti IBM-i kohta. CacheCade'i võtmed ja SSD-d tuleb osta IBM-ilt uskumatult kõrgete hindadega, seega on mõistlikum vahetada kontroller LSI-ks ja osta odavama hinnaga riistvara võtmed. Tarkvaravõtmed maksavad oluliselt rohkem kui riistvaravõtmed.

RAID-kontrollerid Adaptec

Adaptec kontrolleritel on MaxCache tehnoloogia, mis võimaldab kasutada SSD-d vahemäluna. Meid huvitavad kontrollerite versioonid, mis lõppevad tähtedega Q.

Q-kontrollerid suudavad kasutada peaaegu mis tahes SSD-d, mitte ainult Adaptec'i pakutavaid SSD-sid.

• Alates 5xxx seeriast on kõigil kontrolleritel toeks Hybrid raid. Selle tehnoloogia mõte on see, et lugemist tehakse alati SSD-lt, kui on peegel üks ketas, kus SSD on.
• 5xxxQ, näiteks 5805ZQ. Need kontrollerid toetavad MaxCache 1.0. Ainult lugemisvahemälu.
• 6xxQ, näiteks 6805Q. MaxCache 2.0. Lugemis- ja kirjutamisvahemälu.
• 7xxQ, näiteks 7805Q. MaxCache 3.0. Lugemis- ja kirjutamisvahemälu.
• 8xxQ ei ole peaaegu mõtet kasutada uuendamise eesmärgil kõrgete hindade tõttu.

Artikkel SSD vahemälust Habras (kontrollerid ja OS).

Tarkvaralised SSD vahemälutehnoloogiad

Ma ei hakka neid tehnoloogiaid käsitlema. Peaaegu igas operatsioonisüsteemis on need nüüd toeks. Mulle jäi meelde, et btrfs-i kasutamisel suunab see automaatselt lugemisetaotlused seadmesse, millel on kõige lühem järjekord — SSD.

SATA III SSD SATA II liidesel

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

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

Juhuslik lugemine, iops
Keskmine lugemise latentsus, mS
Juhuslik kirjutamine, iops
Keskmine kirjutamise latentsus, 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 jaoks

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 lineaarse kiirus, IOPS, latentsuses väga märkimisväärne, seega on otstarbekas kasutada ainult SATA III liidest, ja kui seda pole, siis paigaldada kontroller.

Õiguse poolest ütlen, et teiste eksperimentide põhjal muudele katsetele Juhul, kui SATAl II ja SATA III vahel on IOPS kui suur erinevus, võib see olla tingitud halvasti töötavast SATA II kontrollerist või vigasest draiverist, mille tõttu mõõtmistulemused pole täpsed.

Kuid tõde on, et peate kontrollima SATA II kiirus, et vältida aeglaseid kontrolleritega probleeme, mis võivad olla vajalikud uuendamiseks SATA III kontrollerile.

PCIe SSD PCI-e 2.0 või 1.0 bussil

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

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

Vaadakem nüüd PCI-e bussi kiirusdiagrammi.

PCI Express läbilaskevõime, GB/s

Aasta
väljastamise

Here, the conversation is not about VLAN at all. In the case of
PCI Express

Kodeerimine

Kiirus
edasikandis

Läbilaskevõime x ridadel

×4
×8
×16

2002
1.0
8b/10b

0.50 GB/s
1.0 GB/s
2.0 GB/s
4.0 GB/s

2007
2.0
8b/10b

1.0 GB/s
2.0 GB/s
4.0 GB/s
8.0 GB/s

2010
3.0
128b/130b

1.97 GB/s
3.94 GB/s
7.88 GB/s
15.8 GB/s

Kui paigaldada PCI 3.0 x4 SSD PCI-e 2.0 bussile, töötab see sama arvu ridade peal, kuid oluliselt madalama kiirusel. Probleem on selles, et kaasaegsete PCI-e SSD-de lineaarne kiirus ületab PCI-e 2.0 bussi läbilaskevõimet, rääkimata PCI-e 1.0-st.

M.2 SSD ja PCI-e adapter

Hea uuendusvõimalus on osta 10 dollari eest adapter ja paigaldada M.2 SSD serverisse, kuid ka siin võib headel SSD-del kiirus olulisel määral langeda (eriti PCI-e 1.0 puhul), ning M.2 SSD ei pruugi alati olla ettevalmistatud serverikoormateks: suur kulumiskindlus, energiakaitse ja kiirusstabiilsus odavates mudelites SLC-vahemikku täites.

Seega sobib see meetod ainult serveritele, mille PCI-e 2.0 bussile on määratud mitte-kriitilised töökoormused.

PCI-E 2.0 x8 SSD

Majanduslikult kõige mõistlikum uuendus on kasutada PCI-E 2.0 x8 SSD-d serverites, millel on PCI-e 1.0 (kuni 2 GB/s) või PCI-e 2.0 (kuni 4 GB/s) buss.

Keeled sellised SSD-d võib praegu osta üsna soodsalt nii erinevatelt turuplatsidelt kui ka interneti enampakkumistelt, sealhulgas Venemaalt.

Olen koostanud tabeli selliste vananenud SSD-de kohta, mis toovad teie vana serveri taas ellu. Tabeli lõppu lisasin mitmed PCI-E 3.0 x8 liidesega SSD-d. Kui õnn on teie poolel, võib-olla leiate need mõistliku hinnaga.

Nimi
TB
PBW
PCI-E
4k lugemise iops, K
4k kirjutamise iops, 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

Nende SSD-de seas eristuvad Fusion ioMemory. Teadusdirektor Fusion oli Steve Wozniak. See firma osteti hiljem 1,2 miljardi dollari eest SanDiski poolt. Ajal, mil need maksid 50 000 dollarit tükk. Praegu saab neid osta mõne sajaga, uue seisukorra korral, vähemalt 1TB mahuga ketta eest.

Kui tabelit lähemalt vaadata, on näha, et neil on üsna kõrge IOPS kirjutamisel, praktiliselt sama number IOPS lugemisel. Arvestades nende praegust hinda, arvan, et nende SSD-dele tasub tähelepanu pöörata.

Kuid neil on mõned eripärad:

1. Need ei saa olla käivitatavad.
2. Kasutamiseks on vajalik draiver. Draivereid leidub praktiliselt iga jaoks, kuid viimaste Linuxi versioonide jaoks tuleb need kokku panna.
3. Nende optimaalne sektori suurus on 4096 baiti. (512 ka toetatakse)
4. Halvimal juhul võib draiver tarbida üsna palju RAM-i (fossi suurusega 512 baiti).
5. Töötamise kiirus sõltub protsessori kiirusest, seetõttu on salvestite energiasäästetehnoloogiad parem välja lülitada. See on plusspunkt ja miinus, kuna võimsa protsessori abil võib seade töötada isegi kiiremini, kui spetsifikatsioonides on märgitud.
6. Nõuab head jahutust. Serveritele ei tohiks see probleem olla.
7. Ei ole soovitatav ESXi jaoks, kuna ESXi eelistab 512N sektoritega kettaid ja see võib põhjustada draiveri suure mälu tarbimise.
8. Need SSD-d ei toeta tavaliselt brändiversioone madalamatele SanDiski draiverite tase (märts 2019).

Tegin Fusion ioMemory testid võrreldes üsna kaasaegse Intel P3700 PCI-E 3.0 x8 serveri SSD-ga (see maksab neli korda rohkem kui sarnase mahuga Fusion). Samuti on huvitav, kuivõrd x4 bussi tõttu kiirus langeb.

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

Jah, Intel P3700-l on lineaarne lugemis- ja kirjutamiskiirus kindlasti madalam. Passiivne peakõrgus peaks olema 2800 MB/s, kuid meil on 1469 MB/s. Kuigi üldiselt võib öelda, et PCI-e 2.0 bussi korral saab kasutada PCI-E 3.0 x4 serveri SSD-sid, kui neid suudetakse mõistliku hinnaga hankida.

Järeldused

Vana serveri ketasüsteemi PCI-E 1.0 või 2.0 bussiga saab täiustada SSD-de kasutamisega, mis suudavad kasutada 8 PCI-E rida, pakkudes läbilaskevõimet kuni 4 GB/s (PCI-E 2.0) või 2 GB/s (PCI-E 1.0). Kõige ökonoomsem on seda teha, kasutades moraalselt vananenud PCI-E 2.0 SSD-sid.

Samuti on lihtsad kompromisslahendused, mis on seotud CacheCade võtme ostmisega LSI kontrolleritele või Adapteci kontrolleri asendamisega Q-versiooniga.

Ja täiesti ilmne viis on osta (RAID)kontroller SATA III, et SSD-d töötaksid täisvõimsusel ja saaksid käitada kõiki kiirusnõudlikke ülesandeid.

Allikas: habr.com