एल्ब्रस बनाम इंटेल। एयरोडिस्क वोस्तोक और इंजन भंडारण प्रणालियों के प्रदर्शन की तुलना करना

नमस्ते। हम आपको रूसी एल्ब्रस 8सी प्रोसेसर पर आधारित एयरोडिस्क वोस्टोक डेटा स्टोरेज सिस्टम से परिचित कराना जारी रखेंगे।

इस लेख में हम (जैसा कि वादा किया गया था) एल्ब्रस से संबंधित सबसे लोकप्रिय और दिलचस्प विषयों में से एक, अर्थात् उत्पादकता का विस्तार से विश्लेषण करेंगे। एल्ब्रस के प्रदर्शन पर काफी अटकलें हैं, और बिल्कुल ध्रुवीय हैं। निराशावादियों का कहना है कि एल्ब्रस की उत्पादकता अब "कुछ भी नहीं" है, और इसे "शीर्ष" उत्पादकों के बराबर पहुंचने में दशकों लगेंगे (यानी, वर्तमान वास्तविकता में, कभी नहीं)। दूसरी ओर, आशावादियों का कहना है कि एल्ब्रस 8सी पहले से ही अच्छे परिणाम दिखा रहा है, और अगले कुछ वर्षों में, प्रोसेसर के नए संस्करण (एल्ब्रस 16सी और 32सी) जारी होने के साथ, हम "पकड़ने और आगे निकलने" में सक्षम होंगे। दुनिया के अग्रणी प्रोसेसर निर्माता।

एयरोडिस्क में हम व्यावहारिक लोग हैं, इसलिए हमने (हमारे लिए) सबसे सरल और सबसे समझने योग्य मार्ग अपनाया: परीक्षण करें, परिणाम रिकॉर्ड करें और उसके बाद ही निष्कर्ष निकालें। परिणामस्वरूप, हमने काफी बड़ी संख्या में परीक्षण किए और एल्ब्रस 8C e2k आर्किटेक्चर (सुखद सहित) की कई विशेषताओं की खोज की और निश्चित रूप से, Intel Xeon amd64 आर्किटेक्चर प्रोसेसर पर समान स्टोरेज सिस्टम के साथ इसकी तुलना की।

वैसे, हम 15.10.2020 अक्टूबर, 15 को 00:XNUMX बजे अपने अगले वेबिनार "ओकोलोआईटी" में एल्ब्रस पर परीक्षणों, परिणामों और भंडारण प्रणालियों के भविष्य के विकास के बारे में अधिक विस्तार से बात करेंगे। आप नीचे दिए गए लिंक का उपयोग करके पंजीकरण कर सकते हैं।

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परीक्षण स्टैंड

हमने दो स्टैंड बनाए हैं. दोनों स्टैंड में 16जी एफसी स्विच के माध्यम से दो स्टोरेज कंट्रोलर से जुड़ा एक लिनक्स सर्वर शामिल है, जिसमें 12 एसएएस एसएसडी 960 जीबी डिस्क स्थापित हैं (यदि हम RAID-11,5 का उपयोग करते हैं तो 5,7 टीबी "कच्ची क्षमता" या 10 टीबी "उपयोग योग्य" क्षमता) .

योजनाबद्ध रूप से स्टैंड इस तरह दिखता है।

स्टैंड नंबर 1 e2k (एल्ब्रस)

हार्डवेयर कॉन्फ़िगरेशन इस प्रकार है:

• लिनक्स सर्वर (2xIntel Xeon E5-2603 v4 (6 कोर, 1,70Ghz), 64 जीबी DDR4, 2xFC एडाप्टर 16G 2 पोर्ट) - 1 पीसी।
• स्विच एफसी 16 जी - 2 पीसी।
• भंडारण प्रणाली एयरोडिस्क वोस्तोक 2-ई12 (2xएलब्रस 8सी (8 कोर, 1,20गीगाहर्ट्ज), 32 जीबी डीडीआर3, 2xएफई एफसी-एडाप्टर 16जी 2 पोर्ट, 12xएसएएस एसएसडी 960 जीबी) - 1 पीसी।

स्टैंड नंबर 2 amd64 (इंटेल)

e2k पर समान कॉन्फ़िगरेशन के साथ तुलना के लिए, हमने amd64 की विशेषताओं के समान प्रोसेसर के साथ समान स्टोरेज कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग किया:

• लिनक्स सर्वर (2xIntel Xeon E5-2603 v4 (6 कोर, 1,70Ghz), 64 जीबी DDR4, 2xFC एडाप्टर 16G 2 पोर्ट) - 1 पीसी।
• स्विच एफसी 16 जी - 2 पीसी।
• स्टोरेज सिस्टम एयरोडिस्क इंजन N2 (2xIntel Xeon E5-2603 v4 (6 कोर, 1,70Ghz), 32 GB DDR4, 2xFE FC-एडाप्टर 16G 2 पोर्ट, 12xSAS SSD 960 GB) - 1 पीसी।

महत्वपूर्ण नोट: परीक्षण में उपयोग किए गए एल्ब्रस 8सी प्रोसेसर केवल डीडीआर3 रैम का समर्थन करते हैं, यह निश्चित रूप से "खराब है, लेकिन लंबे समय के लिए नहीं।" एल्ब्रस 8एसवी (अभी हमारे पास यह स्टॉक में नहीं है, लेकिन जल्द ही होगा) डीडीआर4 को सपोर्ट करता है।

परीक्षण पद्धति

लोड उत्पन्न करने के लिए, हमने लोकप्रिय और समय-परीक्षणित फ्लेक्सिबल आईओ (एफआईओ) प्रोग्राम का उपयोग किया।

ब्लॉक एक्सेस पर उच्च प्रदर्शन की आवश्यकताओं के आधार पर, दोनों स्टोरेज सिस्टम हमारी कॉन्फ़िगरेशन अनुशंसाओं के अनुसार कॉन्फ़िगर किए गए हैं, इसलिए हम डीडीपी (डायनामिक डिस्क पूल) डिस्क पूल का उपयोग करते हैं। परीक्षण के परिणामों को विकृत न करने के लिए, हम दोनों स्टोरेज सिस्टम पर कंप्रेशन, डीडुप्लीकेशन और रैम कैश को अक्षम कर देते हैं।

RAID-8 में 10 D-LUN बनाए गए, प्रत्येक 500 जीबी, कुल उपयोग योग्य क्षमता 4 टीबी (यानी, इस कॉन्फ़िगरेशन की संभावित उपयोग योग्य क्षमता का लगभग 70%)।

भंडारण प्रणालियों का उपयोग करने के लिए बुनियादी और लोकप्रिय परिदृश्यों को विशेष रूप से क्रियान्वित किया जाएगा:

पहले दो परीक्षण एक ट्रांजेक्शनल डीबीएमएस के संचालन का अनुकरण करते हैं। परीक्षणों के इस समूह में हम IOPS और विलंबता में रुचि रखते हैं।

1) छोटे ब्लॉकों में यादृच्छिक पढ़ना 4k
एक। ब्लॉक का आकार = 4k
बी। पढ़ें/लिखें = 100%/0%
सी। कार्यों की संख्या = 8
डी। कतार की गहराई = 32
इ। लोड वर्ण = पूर्ण यादृच्छिक

2) छोटे ब्लॉक 4k में रैंडम रिकॉर्डिंग
एक। ब्लॉक का आकार = 4k
बी। पढ़ें/लिखें = 0%/100%
सी। कार्यों की संख्या = 8
डी। कतार की गहराई = 32
इ। लोड वर्ण = पूर्ण यादृच्छिक

दूसरे दो परीक्षण डीबीएमएस के विश्लेषणात्मक भाग के संचालन का अनुकरण करते हैं। परीक्षणों के इस समूह में हम IOPS और विलंबता में भी रुचि रखते हैं।

3) छोटे ब्लॉक 4k में अनुक्रमिक पढ़ना
एक। ब्लॉक का आकार = 4k
बी। पढ़ें/लिखें = 100%/0%
सी। कार्यों की संख्या = 8
डी। कतार की गहराई = 32
इ। लोड वर्ण = अनुक्रमिक

4) छोटे ब्लॉक 4k में अनुक्रमिक रिकॉर्डिंग
एक। ब्लॉक का आकार = 4k
बी। पढ़ें/लिखें = 0%/100%
सी। कार्यों की संख्या = 8
डी। कतार की गहराई = 32
इ। लोड वर्ण = अनुक्रमिक

परीक्षणों का तीसरा समूह स्ट्रीमिंग रीडिंग (उदाहरण: ऑनलाइन प्रसारण, बैकअप पुनर्स्थापित करना) और स्ट्रीमिंग रिकॉर्डिंग (उदाहरण: वीडियो निगरानी, ​​रिकॉर्डिंग बैकअप) के कार्य का अनुकरण करता है। परीक्षणों के इस समूह में, अब हमारी रुचि IOPS में नहीं, बल्कि MB/s और विलंबता में है।

5) 128k के बड़े ब्लॉकों में अनुक्रमिक पढ़ना
एक। ब्लॉक का आकार = 128k
बी। पढ़ें/लिखें = 0%/100%
सी। कार्यों की संख्या = 8
डी। कतार की गहराई = 32
इ। लोड वर्ण = अनुक्रमिक

6) 128k के बड़े ब्लॉकों में अनुक्रमिक रिकॉर्डिंग
एक। ब्लॉक का आकार = 128k
बी। पढ़ें/लिखें = 0%/100%
सी। कार्यों की संख्या = 8
डी। कतार की गहराई = 32
इ। लोड वर्ण = अनुक्रमिक

प्रत्येक परीक्षण 7 मिनट के एरे वार्म-अप समय को छोड़कर, एक घंटे तक चलेगा।

परीक्षण के परिणाम

परीक्षण के परिणाम दो तालिकाओं में संक्षेपित हैं।

एल्ब्रस 8एस (एसएचडी एयरोडिस्क वोस्तोक 2-ई12)

Intel Xeon E5-2603 v4 (स्टोरेज सिस्टम एयरोडिस्क इंजन N2)

नतीजे बेहद दिलचस्प निकले. दोनों ही मामलों में, हमने स्टोरेज सिस्टम की प्रोसेसिंग पावर (70-90% उपयोग) का अच्छा उपयोग किया, और इस स्थिति में, दोनों प्रोसेसर के फायदे और नुकसान स्पष्ट रूप से स्पष्ट हैं।

दोनों तालिकाओं में, परीक्षण जहां प्रोसेसर "आत्मविश्वास महसूस करते हैं" और अच्छे परिणाम दिखाते हैं उन्हें हरे रंग में हाइलाइट किया जाता है, जबकि जिन स्थितियों को प्रोसेसर "पसंद नहीं करते" उन्हें नारंगी रंग में हाइलाइट किया जाता है।

यदि हम छोटे ब्लॉकों में यादृच्छिक भार के बारे में बात करें, तो:

• यादृच्छिक पढ़ने के दृष्टिकोण से, इंटेल निश्चित रूप से एल्ब्रस से आगे है, अंतर 2 गुना है;
• यादृच्छिक रिकॉर्डिंग के दृष्टिकोण से, यह निश्चित रूप से एक ड्रा है, दोनों प्रोसेसर ने लगभग समान और अच्छे परिणाम दिखाए।

छोटे ब्लॉकों में अनुक्रमिक भार में चित्र भिन्न होता है:

• पढ़ने और लिखने दोनों में, इंटेल एल्ब्रस से काफी (2 गुना) आगे है। उसी समय, यदि एल्ब्रस का आईओपीएस संकेतक इंटेल की तुलना में कम है, लेकिन सभ्य (200-300 हजार) दिखता है, तो देरी के साथ एक स्पष्ट समस्या है (वे इंटेल की तुलना में तीन गुना अधिक हैं)। निष्कर्ष, एल्ब्रस 8सी का वर्तमान संस्करण वास्तव में छोटे ब्लॉकों में अनुक्रमिक भार "पसंद नहीं करता"। स्पष्टतः कुछ काम किया जाना बाकी है।

लेकिन बड़े ब्लॉकों के साथ अनुक्रमिक लोड में, तस्वीर बिल्कुल विपरीत है:

• दोनों प्रोसेसरों ने एमबी/एस में लगभग समान परिणाम दिखाए, लेकिन एक बात है.... एल्ब्रस का विलंबता प्रदर्शन इंटेल के समान प्रोसेसर (10/0,4 एमएस बनाम 0,5/5,1 एमएस) की तुलना में 6,5 (दस, कार्ल!!!) गुना बेहतर (यानी कम) है। पहले तो हमें लगा कि यह कोई गड़बड़ी है, इसलिए हमने परिणामों की दोबारा जांच की, दोबारा परीक्षण किया, लेकिन दोबारा परीक्षण में वही तस्वीर दिखी। यह इंटेल (और, तदनुसार, एएमडी2 आर्किटेक्चर) पर एल्ब्रस (और सामान्य रूप से ई64के आर्किटेक्चर) का एक गंभीर लाभ है। आशा करते हैं कि यह सफलता और विकसित होगी।

एल्ब्रस की एक और दिलचस्प विशेषता है, जिस पर एक चौकस पाठक तालिका को देखकर ध्यान दे सकता है। यदि आप इंटेल के पढ़ने और लिखने के प्रदर्शन के बीच अंतर को देखें, तो सभी परीक्षणों में, पढ़ना औसतन लिखने से लगभग 50%+ आगे है। यह वह आदर्श है जिसका हर कोई (हमारे सहित) आदी है। यदि आप एल्ब्रस को देखते हैं, तो लेखन संकेतक पढ़ने के संकेतकों के बहुत करीब हैं; पढ़ना लेखन से आगे है, एक नियम के रूप में, 10 - 30%, इससे अधिक नहीं।

इसका अर्थ क्या है? तथ्य यह है कि एल्ब्रस वास्तव में लिखना पसंद करता है, और यह, बदले में, सुझाव देता है कि यह प्रोसेसर उन कार्यों में बहुत उपयोगी होगा जहां लेखन स्पष्ट रूप से पढ़ने पर प्रबल होता है (किसने यारोवाया का नियम कहा?), जो निस्संदेह e2k वास्तुकला का एक लाभ भी है, और इस लाभ को विकसित करने की आवश्यकता है।

निष्कर्ष और निकट भविष्य

डेटा भंडारण कार्यों के लिए एल्ब्रस और इंटेल मिड-रेंज प्रोसेसर के तुलनात्मक परीक्षणों ने लगभग समान और समान रूप से योग्य परिणाम दिखाए, जबकि प्रत्येक प्रोसेसर ने अपनी दिलचस्प विशेषताएं दिखाईं।

छोटे ब्लॉकों में यादृच्छिक पढ़ने के साथ-साथ छोटे ब्लॉकों में अनुक्रमिक पढ़ने और लिखने में इंटेल ने एल्ब्रस से काफी बेहतर प्रदर्शन किया।

छोटे ब्लॉकों में बेतरतीब ढंग से लिखने पर, दोनों प्रोसेसर समान परिणाम दिखाते हैं।

विलंबता के संदर्भ में, स्ट्रीमिंग लोड में एल्ब्रस इंटेल की तुलना में काफी बेहतर दिखता है। बड़े ब्लॉकों में क्रमिक पढ़ने और लिखने में।

इसके अलावा, एल्ब्रस, इंटेल के विपरीत, पढ़ने और लिखने के भार दोनों के साथ समान रूप से अच्छी तरह से मुकाबला करता है, जबकि इंटेल के साथ, पढ़ना हमेशा लिखने से कहीं बेहतर होता है।
प्राप्त परिणामों के आधार पर, हम निम्नलिखित कार्यों में एल्ब्रस 8सी प्रोसेसर पर एयरोडिस्क वोस्तोक डेटा स्टोरेज सिस्टम की प्रयोज्यता के बारे में निष्कर्ष निकाल सकते हैं:

• लेखन कार्यों की प्रधानता वाली सूचना प्रणालियाँ;
• फ़ाइल पहुंच;
• ऑनलाइन प्रसारण;
• सीसीटीवी;
• बैकअप;
• मीडिया सामग्री।

एमसीएसटी टीम के पास अभी भी काम करने के लिए कुछ है, लेकिन उनके काम का परिणाम पहले से ही दिखाई दे रहा है, जो निश्चित रूप से, खुश होने के अलावा और कुछ नहीं कर सकता।

ये परीक्षण e2k संस्करण 4.19 के लिए लिनक्स कर्नेल पर किए गए थे; वर्तमान में बीटा परीक्षणों में (एमसीएसटी में, बेसाल्ट एसपीओ में, और यहां एयरोडिस्क में भी) एक लिनक्स कर्नेल 5.4-e2k है, जिसमें, अन्य चीजों के अलावा, यह है हाई-स्पीड सॉलिड-स्टेट ड्राइव के लिए शेड्यूलर और कई अनुकूलन को गंभीरता से नया रूप दिया गया है। इसके अलावा, विशेष रूप से 5.x.x शाखा के कर्नेल के लिए, एमसीएसटी जेएससी एक नया एलसीसी कंपाइलर, संस्करण 1.25 जारी करता है। प्रारंभिक परिणामों के अनुसार, उसी एल्ब्रस 8C प्रोसेसर पर, एक नए कंपाइलर, एक कर्नेल वातावरण, सिस्टम उपयोगिताओं और पुस्तकालयों के साथ संकलित एक नया कर्नेल और वास्तव में, एयरोडिस्क VOSTOK सॉफ़्टवेयर प्रदर्शन में और भी अधिक महत्वपूर्ण वृद्धि की अनुमति देगा। और यह उपकरण को बदले बिना है - एक ही प्रोसेसर पर और एक ही आवृत्तियों के साथ।

हमें उम्मीद है कि साल के अंत तक कर्नेल 5.4 पर आधारित एयरोडिस्क VOSTOK का एक संस्करण जारी हो जाएगा, और जैसे ही नए संस्करण पर काम पूरा हो जाएगा, हम परीक्षण परिणामों को अपडेट करेंगे और उन्हें यहां प्रकाशित भी करेंगे।

यदि हम अब लेख की शुरुआत में लौटते हैं और इस प्रश्न का उत्तर देते हैं कि कौन सही है: निराशावादी जो कहते हैं कि एल्ब्रस "कुछ भी नहीं" है और अग्रणी प्रोसेसर निर्माताओं के साथ कभी नहीं मिलेगा, या आशावादी जो कहते हैं कि "वे पहले ही लगभग पकड़ चुके हैं" ऊपर और जल्द ही आगे निकल जाएगा "? यदि हम रूढ़ियों और धार्मिक पूर्वाग्रहों से नहीं, बल्कि वास्तविक परीक्षणों से आगे बढ़ें, तो आशावादी निश्चित रूप से सही हैं।

मध्य-स्तरीय एएमडी64 प्रोसेसर के साथ तुलना करने पर एल्ब्रस पहले से ही अच्छे परिणाम दिखा रहा है। एल्ब्रस 8-के, बेशक, इंटेल या एएमडी के सर्वर प्रोसेसर के शीर्ष मॉडल से बहुत दूर है, लेकिन इसका उद्देश्य वहां नहीं था; प्रोसेसर 16सी और 32सी इस उद्देश्य के लिए जारी किए जाएंगे। फिर हम बात करेंगे।

हम समझते हैं कि इस लेख के बाद एल्ब्रस के बारे में और भी अधिक प्रश्न होंगे, इसलिए हमने इन प्रश्नों का लाइव उत्तर देने के लिए एक और ऑनलाइन वेबिनार "ओकोलोआईटी" आयोजित करने का निर्णय लिया।

इस बार हमारे मेहमान एमसीएसटी कंपनी के डिप्टी जनरल डायरेक्टर कॉन्स्टेंटिन ट्रुश्किन होंगे। आप नीचे दिए गए लिंक का उपयोग करके वेबिनार के लिए पंजीकरण कर सकते हैं।

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आप सभी को धन्यवाद, हमेशा की तरह, हम रचनात्मक आलोचना और दिलचस्प सवालों की प्रतीक्षा में हैं।

स्रोत: www.habr.com