Bok svima. Nastavljamo vam predstavljati sustav za pohranu podataka Aerodisk VOSTOK, baziran na ruskom procesoru Elbrus 8C.
U ovom ćemo članku (kao što smo obećali) detaljno analizirati jednu od najpopularnijih i najzanimljivijih tema vezanih uz Elbrus, a to je produktivnost. Puno je nagađanja o izvedbi Elbrusa, i to apsolutno polarnih. Pesimisti kažu da je Elbrusova produktivnost sada "ništa" i da će trebati desetljeća da se sustignu "vrhunski" proizvođači (tj., u trenutnoj stvarnosti, nikada). S druge strane, optimisti kažu da Elbrus 8C već sada pokazuje dobre rezultate, au idućih par godina, s izlaskom novih verzija procesora (Elbrus 16C i 32C), moći ćemo ga “stići i prestići” vodećih svjetskih proizvođača procesora.
Mi u Aerodisku smo praktični ljudi, pa smo krenuli najjednostavnijim i (nama) razumljivim putem: testirati, zabilježiti rezultate i tek onda donositi zaključke. Kao rezultat toga, proveli smo prilično velik broj testova i otkrili niz radnih značajki arhitekture Elbrus 8C e2k (uključujući one ugodne) i, naravno, usporedili to sa sličnim sustavima za pohranu na procesorima Intel Xeon amd64 arhitekture.
Usput, detaljnije ćemo govoriti o testovima, rezultatima i budućem razvoju sustava za pohranu na Elbrusu na našem sljedećem webinaru “OkoloIT” 15.10.2020. listopada 15. u 00:XNUMX. Možete se registrirati putem poveznice u nastavku.
→
Ispitno postolje
Napravili smo dva stalka. Oba postolja sastoje se od Linux servera spojenog preko 16G FC preklopnika na dva kontrolera za pohranu podataka, koji imaju instaliranih 12 SAS SSD diskova od 960 GB (11,5 TB “raw kapaciteta” ili 5,7 TB “upotrebljivog” kapaciteta, ako koristimo RAID-10) .
Shematski stalak izgleda ovako.
Štand br. 1 e2k (Elbrus)
Konfiguracija hardvera je sljedeća:
- Linux server (2xIntel Xeon E5-2603 v4 (6 jezgri, 1,70Ghz), 64 GB DDR4, 2xFC adapter 16G 2 porta) – 1 kom.
- Prekidač FC 16 G – 2 kom.
- Sustav za pohranu podataka Aerodisk Vostok 2-E12 (2xElbrus 8C (8 jezgri, 1,20Ghz), 32 GB DDR3, 2xFE FC-adapter 16G 2 porta, 12xSAS SSD 960 GB) - 1 kom.
Stalak br. 2 amd64 (Intel)
Za usporedbu sa sličnom konfiguracijom na e2k, koristili smo sličnu konfiguraciju pohrane s procesorom sličnim karakteristikama kao amd64:
- Linux server (2xIntel Xeon E5-2603 v4 (6 jezgri, 1,70Ghz), 64 GB DDR4, 2xFC adapter 16G 2 porta) – 1 kom.
- Prekidač FC 16 G – 2 kom.
- Sustav za pohranu podataka Aerodisk Engine N2 (2xIntel Xeon E5-2603 v4 (6 jezgri, 1,70Ghz), 32 GB DDR4, 2xFE FC-adaptor 16G 2 porta, 12xSAS SSD 960 GB) - 1 kom.
Važna napomena: Elbrus 8C procesori korišteni u testu podržavaju samo DDR3 RAM, to je naravno "loše, ali ne zadugo." Elbrus 8SV (još ga nemamo na zalihama, ali ćemo ga uskoro imati) podržava DDR4.
Tehnika testiranja
Za generiranje opterećenja koristili smo popularni i vremenski testirani program Flexible IO (FIO).
Oba sustava za pohranu konfigurirana su prema našim preporukama za konfiguraciju, temeljenim na zahtjevima za visokim performansama pri pristupu blokovima, tako da koristimo DDP (Dynamic Disk Pool) skupove diskova. Kako ne bismo iskrivili rezultate testa, onemogućujemo kompresiju, deduplikaciju i RAM predmemoriju na oba sustava za pohranu.
Stvoreno je 8 D-LUN-ova u RAID-10, svaki od 500 GB, s ukupnim iskoristivim kapacitetom od 4 TB (tj. približno 70% mogućeg iskoristivog kapaciteta ove konfiguracije).
Provest će se osnovni i popularni scenariji za korištenje sustava za pohranu, a posebno:
prva dva testa oponašaju rad transakcijskog DBMS-a. U ovoj skupini testova zanimaju nas IOPS i latencija.
1) Nasumično čitanje u malim blokovima 4k
a. Veličina bloka = 4k
b. Čitanje/pisanje = 100%/0%
c. Broj radova = 8
d. Dubina reda = 32
e. Učitaj znak = Potpuno slučajno
2) Nasumično snimanje u malim blokovima 4k
a. Veličina bloka = 4k
b. Čitanje/pisanje = 0%/100%
c. Broj radova = 8
d. Dubina reda = 32
e. Učitaj znak = Potpuno slučajno
druga dva testa oponašaju rad analitičkog dijela DBMS-a. U ovoj skupini testova također nas zanimaju IOPS i latencija.
3) Sekvencijalno čitanje u malim blokovima 4k
a. Veličina bloka = 4k
b. Čitanje/pisanje = 100%/0%
c. Broj radova = 8
d. Dubina reda = 32
e. Učitaj znak = Sekvencijalno
4) Sekvencijalno snimanje u malim blokovima 4k
a. Veličina bloka = 4k
b. Čitanje/pisanje = 0%/100%
c. Broj radova = 8
d. Dubina reda = 32
e. Učitaj znak = Sekvencijalno
Treća skupina testova emulira rad streaming čitanja (primjer: online prijenosi, vraćanje sigurnosnih kopija) i streaming snimanja (primjer: videonadzor, snimanje sigurnosnih kopija). U ovoj skupini testova više nas ne zanima IOPS, već MB/s i također latencija.
5) Sekvencijalno čitanje u velikim blokovima od 128k
a. Veličina bloka = 128k
b. Čitanje/pisanje = 0%/100%
c. Broj radova = 8
d. Dubina reda = 32
e. Učitaj znak = Sekvencijalno
6) Sekvencijalno snimanje u velikim blokovima od 128k
a. Veličina bloka = 128k
b. Čitanje/pisanje = 0%/100%
c. Broj radova = 8
d. Dubina reda = 32
e. Učitaj znak = Sekvencijalno
Svaki test će trajati jedan sat, isključujući vrijeme zagrijavanja niza od 7 minuta.
Rezultati ispitivanja
Rezultati ispitivanja sažeti su u dvije tablice.
Elbrus 8S (SHD Aerodisk Vostok 2-E12)
Intel Xeon E5-2603 v4 (sustav pohrane Aerodisk Engine N2)
Rezultati su se pokazali iznimno zanimljivima. U oba slučaja dobro smo iskoristili procesorsku snagu sustava za pohranu podataka (70-90% iskorištenja), au ovoj situaciji prednosti i mane oba procesora su jasno vidljive.
U obje tablice zelenom bojom označeni su testovi u kojima se procesori “osjećaju samopouzdano” i pokazuju dobre rezultate, dok su narančastom označene situacije koje procesori “ne vole”.
Ako govorimo o slučajnom opterećenju u malim blokovima, tada:
- s gledišta slučajnog čitanja, Intel je sigurno ispred Elbrusa, razlika je 2 puta;
- sa stajališta nasumičnog snimanja svakako je neriješeno, oba procesora su pokazala približno jednake i pristojne rezultate.
Kod sekvencijalnog opterećenja u malim blokovima slika je drugačija:
- i kod čitanja i kod pisanja Intel je značajno (2 puta) ispred Elbrusa. U isto vrijeme, ako Elbrus ima IOPS pokazatelj niži od Intela, ali izgleda pristojno (200-300 tisuća), onda postoji očit problem s kašnjenjima (tri puta su veća od Intela). Zaključak, trenutna verzija Elbrusa 8C stvarno "ne voli" sekvencijalna opterećenja u malim blokovima. Jasno je da ima posla koji treba obaviti.
Ali kod sekvencijalnog opterećenja velikim blokovima slika je upravo suprotna:
- oba procesora su pokazala približno jednake rezultate u MB/s, ali postoji jedno ALI.... Elbrusove performanse latencije su 10 (deset, Karl!!!) puta bolje (tj. niže) od performansi sličnog Intelovog procesora (0,4/0,5 ms naspram 5,1/6,5 ms). Prvo smo mislili da se radi o grešci, pa smo još jednom provjerili rezultate, napravili drugi test, ali drugi test je pokazao istu sliku. Ovo je ozbiljna prednost Elbrusa (i e2k arhitekture općenito) u odnosu na Intel (i, sukladno tome, amd64 arhitekturu). Nadajmo se da će se ovaj uspjeh i dalje razvijati.
Postoji još jedna zanimljiva značajka Elbrusa, na koju pažljivi čitatelj može obratiti pozornost gledajući tablicu. Ako pogledate razliku između Intelovih performansi čitanja i pisanja, tada je u svim testovima čitanje ispred pisanja u prosjeku za oko 50%+. To je norma na koju su svi (pa i mi) navikli. Ako pogledate Elbrus, pokazatelji pisanja mnogo su bliži pokazateljima čitanja; čitanje je ispred pisanja, u pravilu, za 10 - 30%, ne više.
Što to znači? Činjenica da Elbrus "stvarno voli" pisanje, a to pak sugerira da će ovaj procesor biti vrlo koristan u zadacima u kojima pisanje jasno prevladava nad čitanjem (tko je rekao Yarovayin zakon?), što je također nedvojbena prednost e2k arhitekture, i ovu prednost treba razvijati.
Zaključci i bliska budućnost
Usporedni testovi Elbrus i Intel procesora srednje klase za zadatke pohrane podataka pokazali su približno jednake i jednako vrijedne rezultate, dok je svaki procesor pokazao svoje zanimljive karakteristike.
Intel je uvelike nadmašio Elbrus u nasumičnom čitanju u malim blokovima, kao i u sekvencijalnom čitanju i pisanju u malim blokovima.
Kod nasumičnog pisanja u malim blokovima, oba procesora pokazuju jednake rezultate.
Što se tiče latencije, Elbrus izgleda znatno bolje od Intela u streamingu, tj. u uzastopnom čitanju i pisanju u velikim blokovima.
Osim toga, Elbrus se, za razliku od Intela, jednako dobro nosi i s opterećenjima čitanja i pisanja, dok je kod Intela čitanje uvijek puno bolje od pisanja.
Na temelju dobivenih rezultata možemo zaključiti o primjenjivosti sustava za pohranu podataka Aerodisk Vostok na procesoru Elbrus 8C u sljedećim zadacima:
- informacijski sustavi s dominacijom operacija pisanja;
- pristup datoteci;
- online emitiranja;
- CCTV;
- sigurnosna kopija;
- medijski sadržaj.
MCST tim još uvijek ima na čemu raditi, ali rezultat njihovog rada je već vidljiv, što, naravno, ne može ne radovati.
Ovi testovi su provedeni na Linux kernelu za e2k verziju 4.19; trenutno u beta testovima (u MCST-u, u Basalt SPO-u, a također i ovdje u Aerodisku) postoji Linux kernel 5.4-e2k, u kojem, između ostalog, ima ozbiljno redizajniran planer i mnoge optimizacije za SSD diskove velike brzine. Također, posebno za jezgre grane 5.x.x, MCST JSC izdaje novi LCC kompajler, verzija 1.25. Prema preliminarnim rezultatima, na istom procesoru Elbrus 8C, nova jezgra kompajlirana s novim kompajlerom, okruženjem jezgre, sistemskim uslužnim programima i bibliotekama te, zapravo, softverom Aerodisk VOSTOK omogućit će još značajnije povećanje performansi. I to bez zamjene opreme - na istom procesoru i s istim frekvencijama.
Pred kraj godine očekujemo izlazak verzije Aerodisk VOSTOK-a bazirane na kernelu 5.4, a čim se završi rad na novoj verziji ažurirat ćemo rezultate testiranja i objaviti ih ovdje.
Vratimo li se sada na početak članka i odgovorimo na pitanje tko je u pravu: pesimisti koji kažu da je Elbrus “ništa” i da nikada neće sustići vodeće proizvođače procesora ili optimisti koji kažu da su “već skoro uhvatili gore i uskoro će prestići "? Ako ne polazimo od stereotipa i vjerskih predrasuda, već od stvarnih testova, onda su optimisti definitivno u pravu.
Elbrus već pokazuje dobre rezultate u usporedbi s amd64 procesorima srednje razine. Elbrus 8-ke je, naravno, daleko od vrhunskih modela serverskih procesora Intela ili AMD-a, ali nije ciljao tamo; procesori 16C i 32C bit će izdani za tu svrhu. Onda ćemo razgovarati.
Shvaćamo da će nakon ovog članka biti još više pitanja o Elbrusu, pa smo odlučili organizirati još jedan online webinar “OkoloIT” kako bismo uživo odgovorili na ta pitanja.
Ovaj put naš gost bit će zamjenik generalnog direktora tvrtke MCST Konstantin Trushkin. Za webinar se možete prijaviti putem poveznice ispod.
→
Hvala svima, kao i uvijek, veselimo se konstruktivnim kritikama i zanimljivim pitanjima.
Izvor: www.habr.com