Il y a quelques mois, Radix a eu l'opportunité de travailler avec les derniers disques Seagate EXOS, conçus pour les tâches d'entreprise. Leur particularité est le dispositif de lecteur hybride - il combine les technologies des disques durs conventionnels (pour le stockage principal) et des disques SSD (pour la mise en cache des données chaudes).
Nous avons déjà eu une expérience positive en utilisant des disques hybrides de Seagate dans nos systèmes : il y a quelques années, nous avons mis en œuvre une solution pour un centre de données privé en collaboration avec un partenaire sud-coréen. Ensuite, le benchmark Oracle Orion a été utilisé dans les tests, et les résultats obtenus n'étaient pas inférieurs à ceux des baies All-Flash.
Dans cet article, nous examinerons comment les disques Seagate EXOS dotés de la technologie TurboBoost sont conçus, évaluerons leurs capacités pour les tâches du segment des entreprises et testerons les performances sous des charges mixtes.
Tâches du segment entreprise
Il existe une gamme plus ou moins stable de tâches qui peuvent être désignées comme tâches de stockage de données dans le segment des entreprises (ou des entreprises). Il s'agit traditionnellement du fonctionnement des applications CRM et des systèmes ERP, du fonctionnement des serveurs de messagerie et de fichiers, des opérations de sauvegarde et de virtualisation. Du point de vue du système de stockage, la mise en œuvre de telles fonctions se caractérise par un flux de charge mixte, avec une nette prédominance de requêtes aléatoires.
De plus, des domaines gourmands en ressources tels que l'analyse multidimensionnelle OLAP (Online Analytical Processing) et le traitement des transactions en temps réel (OLTP, Online Transaction Processing) se développent activement dans le segment des entreprises. Leur particularité est qu’ils s’appuient davantage sur des opérations de lecture que sur des opérations d’écriture. La charge de travail qu'ils créent (flux de données intensifs avec des blocs de petite taille) nécessite des performances élevées de la part du système.
Le rôle de toutes ces fonctions augmente rapidement. Ils cessent d'être des blocs auxiliaires dans les processus de création de valeur et entrent dans la section des composants clés du produit. Pour de nombreuses formes d’entreprises, cela devient un élément important de la création d’un avantage concurrentiel et de la durabilité du marché. Cela augmente considérablement les exigences en matière d’infrastructure informatique des entreprises : les équipements techniques doivent offrir un débit maximal et un temps de réponse minimal. Pour garantir les performances requises dans de telles situations, choisissez des systèmes All-Flash ou des systèmes de stockage hybrides avec ou fatiguant.
En outre, il existe un autre facteur caractéristique du segment des entreprises : des exigences strictes en matière d'efficacité économique. Il est bien évident que toutes les structures d'entreprise ne peuvent pas se permettre l'achat et la maintenance de baies All-Flash, de sorte que de nombreuses entreprises doivent renoncer un peu aux performances, mais acheter des solutions beaucoup plus rentables. Ces conditions déplacent fortement l’attention du marché vers les solutions hybrides.
Principe hybride ou technologie TurboBoost
Le principe du recours aux technologies hybrides est désormais bien connu d’un large public. Il parle de la possibilité d'utiliser différentes technologies pour obtenir des avantages supplémentaires dans le résultat final. Les systèmes de stockage hybrides combinent les atouts des disques SSD et des disques durs classiques. En conséquence, nous obtenons une solution optimisée, où chaque composant fonctionne avec sa propre tâche : le disque dur est utilisé pour stocker la quantité principale de données et le SSD est utilisé pour stocker temporairement les « données chaudes ».
Selon , dans la région EMEA, environ 45.3 % du marché est constitué de systèmes de stockage hybrides. Cette popularité est déterminée par le fait que, malgré les performances comparatives, le coût de ces systèmes est nettement inférieur à celui des solutions basées sur SSD et que le prix de chaque IOps est en retard de plusieurs ordres de grandeur.
Le même principe hybride peut être mis en œuvre directement au niveau de la transmission. Seagate a été le premier à mettre en œuvre cette idée sous la forme d'un support SSHD (Solid State Hybrid Drive). De tels disques ont gagné en popularité sur le marché grand public, mais ils ne sont pas si courants dans le segment b2b.
La génération actuelle de cette technologie chez Seagate porte le nom commercial TurboBoost. Pour le segment des entreprises, la société utilise la technologie TurboBoost dans la gamme de disques Seagate EXOS, qui offrent une fiabilité accrue et une combinaison optimale de performances et d'efficacité. Un système de stockage assemblé sur la base de tels disques correspondra, dans ses caractéristiques finales, à une configuration hybride, tandis que la mise en cache des données « chaudes » s'effectue au niveau du disque et est réalisée en utilisant les capacités du micrologiciel.
Les disques Seagate EXOS utilisent 16 Go de mémoire NAND eMLC (Enterpise Multi-Level Cell) intégrée pour le cache SSD local, qui dispose d'une ressource de réécriture nettement supérieure à celle du segment grand public MLC.
Utilitaire partagé
Ayant reçu à notre disposition 8 disques Seagate EXOS 10E24000 1.2 To, nous avons décidé de tester leurs performances dans le cadre de notre système basé sur RAIDIX 4.7.
Extérieurement, un tel disque ressemble à un disque dur standard : un boîtier métallique de 2,5 pouces avec une étiquette de marque et des trous standard pour les fixations.
Le disque est équipé d'une interface SAS3 12 Gb/s, lui permettant de fonctionner efficacement avec deux contrôleurs de système de stockage. Il convient également de noter que cette interface a une plus grande profondeur de file d'attente que SATA3.
A noter que du point de vue de la gestion, un tel disque dans un système de stockage apparaît comme un support unique dans lequel l'espace de stockage n'est pas divisé en zones HDD et SSD. Cela élimine le besoin d'un cache SSD logiciel et simplifie la configuration du système.
En tant que scénario d'application pour une solution prête à l'emploi, le travail avec la charge d'applications d'entreprise typiques a été envisagé.
Le principal avantage attendu du système de stockage créé est l'efficacité du travail sur des charges mixtes avec une prédominance des opérations de lecture. Les systèmes de stockage définis par logiciel RAIDIX offrent des performances élevées pour les charges de travail séquentielles, tandis que les disques Seagate dotés de la technologie TurboBoost aident à optimiser les performances pour les charges de travail aléatoires.
Pour le scénario sélectionné, cela ressemble à ceci : l'efficacité du travail avec des charges aléatoires à partir de bases de données et d'autres tâches d'application sera garantie par des éléments SSD, et les spécificités du logiciel permettront de maintenir une vitesse élevée de traitement des charges séquentielles provenant de la récupération de bases de données ou chargement des données.
Dans le même temps, l'ensemble du système semble attrayant en termes de prix et de performances : les disques hybrides peu coûteux (par rapport au All-Flash) se combinent bien avec la flexibilité et la rentabilité des systèmes de stockage définis par logiciel construits sur du matériel serveur standard.
Test de performance
Les tests ont été effectués à l'aide de l'utilitaire fio v3.1.
Une séquence de tests fio d'une minute de 32 threads avec une profondeur de file d'attente de 1.
Charge de travail mixte : 70 % de lecture et 30 % d'écriture.
Taille de bloc de 4k à 1 Mo.
Chargez sur une zone de 130 Go.
Plateforme serveur
AIC HA201-TP (1 pièce)
Processeur
Intel Xeon E5-2620v2 (2 pièces)
RAM
128GB
Adaptateur SAS
LSI SAS3008
Périphériques de stockage
Seagate EXOS 10E24000 (8 pièces)
Niveau du tableau
RAID 6
Résultats de test
Un système basé sur RAIDIX 4.7 avec 8 disques Seagate EXOS 10e2400 affiche des performances totales allant jusqu'à 220 000 IOps en lecture/écriture avec un bloc 4k.
Conclusion
Les disques dotés de la technologie TurboBoost ouvrent de nouvelles possibilités aux utilisateurs et aux fabricants de systèmes de stockage. L'utilisation d'un cache SSD local augmente considérablement les performances du système avec une légère augmentation du coût d'achat des disques.
Tests des disques Seagate effectués en a montré un niveau de performance élevé et confiant sur un modèle de charge mixte (70/30), simulant les exigences approximatives des tâches appliquées dans le segment des entreprises. Dans le même temps, les performances ont été atteintes 150 fois supérieures aux valeurs limites des disques durs. Il convient de noter ici que le coût d'achat de systèmes de stockage pour cette configuration représente environ 60 % du coût d'une solution All-Flash comparable.
Indicateurs clef
- Le taux annuel de panne de disque est inférieur à 0.44 %
- 40 % moins cher que les solutions All-Flash
- 150 fois plus rapide que le disque dur
- Jusqu'à 220 000 IOps sur 8 disques
Source: habr.com