Halo semua. Kami terus memperkenalkan Anda pada sistem penyimpanan data Aerodisk VOSTOK, berdasarkan prosesor Elbrus 8C Rusia.
Pada artikel kali ini kami (seperti yang dijanjikan) akan menganalisis secara detail salah satu topik paling populer dan menarik terkait Elbrus, yaitu produktivitas. Ada cukup banyak spekulasi mengenai kinerja Elbrus, dan spekulasinya sangat polar. Mereka yang pesimis mengatakan bahwa produktivitas Elbrus saat ini “tidak ada apa-apanya”, dan diperlukan waktu puluhan tahun untuk bisa mengejar ketertinggalan dari produsen-produsen “tertinggi” (yaitu, dalam kenyataan saat ini, tidak pernah). Di sisi lain, mereka yang optimis mengatakan bahwa Elbrus 8C sudah menunjukkan hasil yang baik, dan dalam beberapa tahun ke depan, dengan dirilisnya prosesor versi baru (Elbrus 16C dan 32C), kita akan mampu “mengejar dan menyalip” produsen prosesor terkemuka di dunia.
Kami di Aerodisk adalah orang-orang yang praktis, jadi kami mengambil cara yang paling sederhana dan paling mudah dipahami (bagi kami): menguji, mencatat hasilnya, dan baru kemudian menarik kesimpulan. Hasilnya, kami melakukan cukup banyak pengujian dan menemukan sejumlah fitur arsitektur Elbrus 8C e2k (termasuk yang menyenangkan) dan, tentu saja, membandingkannya dengan sistem penyimpanan serupa pada prosesor arsitektur Intel Xeon amd64.
Omong-omong, kami akan membahas lebih detail tentang pengujian, hasil, dan pengembangan sistem penyimpanan di Elbrus di masa depan pada webinar berikutnya “OkoloIT” pada 15.10.2020 Oktober 15 pukul 00. Anda dapat mendaftar menggunakan tautan di bawah ini.
→
Tempat uji coba
Kami telah membuat dua stand. Kedua stand terdiri dari server yang menjalankan Linux, terhubung melalui sakelar 16G FC ke dua pengontrol penyimpanan, di mana 12 disk SAS SSD 960 GB dipasang (11,5 TB “kapasitas mentah” atau 5,7 TB kapasitas “dapat digunakan”, jika kita menggunakan RAID -10).
Secara skematis standnya terlihat seperti ini.
Stand No.1 e2k (Elbrus)
Konfigurasi perangkat kerasnya adalah sebagai berikut:
- Server Linux (2xIntel Xeon E5-2603 v4 (6 core, 1,70Ghz), 64 GB DDR4, adaptor 2xFC 16G 2 port) – 1 buah.
- Saklar FC 16 G – 2 buah.
- Sistem penyimpanan Aerodisk Vostok 2-E12 (2xElbrus 8C (8 core, 1,20Ghz), 32 GB DDR3, 2xFE FC-adaptor port 16G 2, 12xSAS SSD 960 GB) - 1 pc.
Stand No.2 amd64 (Intel)
Sebagai perbandingan dengan konfigurasi serupa di e2k, kami menggunakan konfigurasi penyimpanan serupa dengan prosesor yang karakteristiknya mirip dengan amd64:
- Server Linux (2xIntel Xeon E5-2603 v4 (6 core, 1,70Ghz), 64 GB DDR4, adaptor 2xFC 16G 2 port) – 1 buah.
- Saklar FC 16 G – 2 buah.
- Sistem penyimpanan Aerodisk Engine N2 (2xIntel Xeon E5-2603 v4 (6 core, 1,70Ghz), 32 GB DDR4, 2xFE FC-adaptor port 16G 2, 12xSAS SSD 960 GB) - 1 pc.
Catatan penting: prosesor Elbrus 8C yang digunakan dalam pengujian hanya mendukung RAM DDR3, ini tentu saja “buruk, tapi tidak lama.” Elbrus 8SV (kami belum memiliki stoknya, tapi akan segera memilikinya) mendukung DDR4.
Metodologi Tes
Untuk menghasilkan beban, kami menggunakan program Fleksibel IO (FIO) yang populer dan telah teruji waktu.
Kedua sistem penyimpanan dikonfigurasi sesuai dengan rekomendasi konfigurasi kami, berdasarkan persyaratan kinerja tinggi pada akses blok, jadi kami menggunakan kumpulan disk DDP (Dynamic Disk Pool). Agar tidak merusak hasil pengujian, kami menonaktifkan kompresi, deduplikasi, dan cache RAM pada kedua sistem penyimpanan.
8 D-LUN dibuat di RAID-10, masing-masing 500 GB, dengan total kapasitas yang dapat digunakan sebesar 4 TB (yaitu, sekitar 70% dari kemungkinan kapasitas yang dapat digunakan dari konfigurasi ini).
Skenario dasar dan populer untuk penggunaan sistem penyimpanan akan dijalankan, khususnya:
dua tes pertama meniru pengoperasian DBMS transaksional. Dalam kelompok pengujian ini kami tertarik pada IOPS dan latensi.
1) Pembacaan acak dalam blok kecil 4k
A. Ukuran blok = 4k
B. Baca/Tulis = 100%/0%
C. Jumlah karya = 8
D. Kedalaman antrian = 32
e. Muat karakter = Penuh Acak
2) Rekaman acak dalam blok kecil 4k
A. Ukuran blok = 4k
B. Baca/Tulis = 0%/100%
C. Jumlah karya = 8
D. Kedalaman antrian = 32
e. Muat karakter = Penuh Acak
dua tes kedua meniru pengoperasian bagian analitis DBMS. Dalam kelompok pengujian ini kami juga tertarik pada IOPS dan latensi.
3) Pembacaan berurutan dalam blok kecil 4k
A. Ukuran blok = 4k
B. Baca/Tulis = 100%/0%
C. Jumlah karya = 8
D. Kedalaman antrian = 32
e. Muat karakter = Berurutan
4) Perekaman berurutan dalam blok kecil 4k
A. Ukuran blok = 4k
B. Baca/Tulis = 0%/100%
C. Jumlah karya = 8
D. Kedalaman antrian = 32
e. Muat karakter = Berurutan
Kelompok pengujian ketiga mengemulasi pekerjaan pembacaan streaming (contoh: siaran online, pemulihan cadangan) dan perekaman streaming (contoh: pengawasan video, perekaman cadangan). Dalam kelompok pengujian ini, kami tidak lagi tertarik pada IOPS, tetapi pada MB/s dan juga latensi.
5) Pembacaan berurutan dalam blok besar 128k
A. Ukuran blok = 128k
B. Baca/Tulis = 0%/100%
C. Jumlah karya = 8
D. Kedalaman antrian = 32
e. Muat karakter = Berurutan
6) Perekaman berurutan dalam blok besar 128k
A. Ukuran blok = 128k
B. Baca/Tulis = 0%/100%
C. Jumlah karya = 8
D. Kedalaman antrian = 32
e. Muat karakter = Berurutan
Setiap pengujian akan berlangsung selama satu jam, tidak termasuk waktu pemanasan array selama 7 menit.
Hasil tes
Hasil tes dirangkum dalam dua tabel.
Elbrus 8S (SHD Aerodisk Vostok 2-E12)
Intel Xeon E5-2603 v4 (Sistem penyimpanan Aerodisk Engine N2)
Hasilnya ternyata sangat menarik. Dalam kedua kasus tersebut, kami memanfaatkan kekuatan pemrosesan sistem penyimpanan dengan baik (pemanfaatan 70-90%), dan dalam situasi ini, pro dan kontra dari kedua prosesor terlihat jelas.
Di kedua tabel, pengujian di mana prosesor “merasa percaya diri” dan menunjukkan hasil yang baik disorot dengan warna hijau, sedangkan situasi yang “tidak disukai” oleh prosesor disorot dengan warna oranye.
Jika kita berbicara tentang pemuatan acak dalam blok kecil, maka:
- dari segi pembacaan acak, Intel tentu lebih unggul dari Elbrus, selisihnya 2 kali lipat;
- dari segi pencatatan acak sudah pasti seri, kedua prosesor menunjukkan hasil yang kurang lebih sama dan layak.
Dalam pemuatan berurutan dalam blok kecil, gambarannya berbeda:
- baik dalam membaca maupun menulis, Intel secara signifikan (2 kali) lebih unggul dari Elbrus. Pada saat yang sama, jika Elbrus memiliki indikator IOPS lebih rendah dari Intel, tetapi terlihat layak (200-300 ribu), maka ada masalah yang jelas dengan penundaan (tiga kali lebih tinggi dari Intel). Kesimpulannya, Elbrus 8C versi saat ini sangat “tidak menyukai” beban berurutan dalam blok kecil. Jelas ada beberapa pekerjaan yang harus dilakukan.
Namun dalam pemuatan berurutan dengan balok besar, gambarannya justru sebaliknya:
- kedua prosesor menunjukkan hasil yang kurang lebih sama dalam MB/s, tetapi ada satu TAPI.... Kinerja latensi Elbrus adalah 10 (sepuluh, Karl!!!) kali lebih baik (yaitu lebih rendah) dibandingkan prosesor serupa dari Intel (0,4/0,5 ms versus 5,1/6,5 ms). Awalnya kami mengira itu glitch, jadi kami cek ulang hasilnya, lakukan tes ulang, tapi tes ulang menunjukkan gambaran yang sama. Ini adalah keunggulan serius Elbrus (dan arsitektur e2k secara umum) dibandingkan Intel (dan, karenanya, arsitektur amd64). Semoga keberhasilan ini dapat dikembangkan lebih lanjut.
Ada fitur menarik lainnya dari Elbrus, yang dapat diperhatikan oleh pembaca yang penuh perhatian dengan melihat tabel. Jika Anda melihat perbedaan antara kinerja baca dan tulis Intel, maka dalam semua pengujian, rata-rata membaca lebih baik daripada menulis sekitar 50%+. Ini adalah norma yang biasa dilakukan semua orang (termasuk kami). Jika Anda melihat Elbrus, indikator menulis jauh lebih dekat dengan indikator membaca, membaca biasanya lebih cepat dari menulis sebesar 10 - 30%, tidak lebih.
Apa artinya ini? Fakta bahwa Elbrus “sangat menyukai” menulis, dan ini, pada gilirannya, menunjukkan bahwa prosesor ini akan sangat berguna dalam tugas-tugas di mana menulis jelas lebih diutamakan daripada membaca (siapa yang mengatakan hukum Yarovaya?), yang juga merupakan keunggulan arsitektur e2k, dan keunggulan ini perlu dikembangkan.
Kesimpulan dan waktu dekat
Tes perbandingan prosesor kelas menengah Elbrus dan Intel untuk tugas penyimpanan data menunjukkan hasil yang kira-kira sama dan sama-sama layak, sementara masing-masing prosesor menunjukkan fitur menariknya masing-masing.
Intel jauh mengungguli Elbrus dalam pembacaan acak dalam blok kecil, serta dalam pembacaan dan penulisan berurutan dalam blok kecil.
Saat menulis secara acak dalam blok kecil, kedua prosesor menunjukkan hasil yang sama.
Dalam hal latensi, Elbrus terlihat jauh lebih baik daripada Intel dalam beban streaming, mis. dalam membaca dan menulis berurutan dalam blok besar.
Selain itu, Elbrus, tidak seperti Intel, mampu menangani beban baca dan tulis dengan sama baiknya, sedangkan dengan Intel, membaca selalu jauh lebih baik daripada menulis.
Berdasarkan hasil yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa sistem penyimpanan data Aerodisk Vostok pada prosesor Elbrus 8C dapat diterapkan pada tugas-tugas berikut:
- sistem informasi dengan dominasi operasi tulis;
- akses file;
- siaran daring;
- CCTV;
- cadangan;
- konten media.
Tim MCST masih memiliki banyak hal untuk dikerjakan, namun hasil kerja mereka sudah terlihat, yang tentu saja merupakan kabar baik.
Pengujian ini dilakukan pada kernel Linux untuk e2k versi 4.19; saat ini dalam pengujian beta (di MCST, di Basalt SPO, dan juga di sini di Aerodisk) terdapat kernel Linux 5.4-e2k yang antara lain memiliki telah didesain ulang secara serius penjadwal dan banyak optimasi untuk solid-state drive berkecepatan tinggi. Selain itu, khusus untuk kernel cabang 5.x.x, MCST JSC merilis kompiler LCC baru, versi 1.25. Menurut hasil awal, pada prosesor Elbrus 8C yang sama, kernel baru yang dikompilasi dengan kompiler baru, lingkungan kernel, utilitas sistem dan perpustakaan dan, pada kenyataannya, perangkat lunak Aerodisk VOSTOK akan memungkinkan peningkatan kinerja yang lebih signifikan. Dan ini tanpa mengganti peralatan - pada prosesor yang sama dan dengan frekuensi yang sama.
Kami mengharapkan rilis versi Aerodisk VOSTOK berdasarkan kernel 5.4 menjelang akhir tahun, dan segera setelah pengerjaan versi baru selesai, kami akan memperbarui hasil pengujian dan juga mempublikasikannya di sini.
Jika sekarang kita kembali ke awal artikel dan menjawab pertanyaan, siapa yang benar: pesimis yang mengatakan bahwa Elbrus adalah “bukan apa-apa” dan tidak akan pernah bisa mengejar produsen prosesor terkemuka, atau optimis yang mengatakan bahwa “mereka sudah hampir mengejar ketinggalan.” naik dan akan segera menyusul"? Jika kita berangkat bukan dari stereotip dan prasangka agama, tapi dari ujian nyata, maka orang optimis pasti benar.
Elbrus sudah menunjukkan hasil yang baik jika dibandingkan dengan prosesor amd64 tingkat menengah. Elbrus 8-ke, tentu saja, jauh dari model prosesor server terbaik dari Intel atau AMD, tetapi tidak ditujukan ke sana, prosesor 16C dan 32C akan dirilis untuk tujuan ini. Lalu kita akan bicara.
Kami memahami bahwa setelah artikel ini akan ada lebih banyak pertanyaan tentang Elbrus, jadi kami memutuskan untuk mengadakan webinar online lainnya “OkoloIT” untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini secara langsung.
Kali ini tamu kita adalah Wakil Direktur Jenderal perusahaan MCST, Konstantin Trushkin. Anda dapat mendaftar webinar menggunakan tautan di bawah ini.
→
Terima kasih semuanya, seperti biasa, kami menantikan kritik yang membangun dan pertanyaan menarik.
Sumber: www.habr.com