エンタープライズ ストレージ システム用のハイブリッド ディスク。 Seagate EXOS の使用経験

数か月前、Radix はエンタープライズ クラスのタスク向けに設計された最新の Seagate EXOS ドライブを使用する機会がありました。 特徴的な機能はハイブリッド ドライブ デバイスです。これは、従来のハード ドライブ (メイン ストレージ用) とソリッド ステート ドライブ (ホット データのキャッシュ用) のテクノロジーを組み合わせたものです。

当社はすでに、システムの一部として Seagate のハイブリッド ドライブを使用して肯定的な経験を積んできました。数年前、韓国のパートナーと協力してプライベート データ センター向けのソリューションを実装しました。 次に、Oracle Orion ベンチマークをテストで使用したところ、オールフラッシュ アレイに劣らない結果が得られました。

この記事では、TurboBoost テクノロジーを搭載した Seagate EXOS ドライブがどのように設計されているかを説明し、企業セグメントのタスクに対する機能を評価し、混合負荷下でのパフォーマンスをテストします。

コーポレートセグメントの課題

企業 (またはエンタープライズ) セグメントのデータ ストレージ タスクとして指定できる、多かれ少なかれ安定した範囲のタスクがあります。 これらには従来、CRM アプリケーションと ERP システムの機能、メール サーバーとファイル サーバーの操作、バックアップと仮想化操作が含まれていました。 ストレージ システムの観点から見ると、このような機能の実装は、ランダムなリクエストが明らかに優勢な混合ロード フローによって特徴付けられます。

さらに、エンタープライズ分野では、多次元分析 OLAP (オンライン分析処理) やリアルタイム トランザクション処理 (OLTP、オンライン トランザクション処理) などのリソース集約型の分野が積極的に開発されています。 それらの特徴は、書き込み操作よりも読み取り操作に依存することです。 作成されるワークロード (ブロック サイズが小さい集中的なデータ ストリーム) では、システムに高いパフォーマンスが必要です。

これらすべての機能の役割は急速に増大しています。 これらは価値創造プロセスの補助ブロックではなくなり、製品の主要コンポーネントのセクションに移行します。 多くの形態のビジネスにとって、これは競争上の優位性と市場の持続可能性を構築するための重要な要素になります。 これにより、企業の IT インフラストラクチャに対する要件が大幅に増加します。技術機器は最大のスループットと最小の応答時間を提供する必要があります。 このような状況で必要なパフォーマンスを確保するには、オールフラッシュ システムまたはハイブリッド ストレージ システムを選択してください。 SSDキャッシュ または疲れます。

さらに、エンタープライズ部門に特徴的なもう XNUMX つの要素、つまり経済効率に対する厳しい要件があります。 すべての企業組織がオールフラッシュ アレイの購入とメンテナンスを行う余裕があるわけではないことは明らかです。そのため、多くの企業はパフォーマンスの点で多少は諦める必要がありますが、よりコスト効率の高いソリューションを購入する必要があります。 こうした状況により、市場の焦点はハイブリッド ソリューションへと大きく移っています。

ハイブリッド原理またはTurboBoostテクノロジー

ハイブリッド テクノロジーを使用する原理は、現在では幅広い層によく知られています。 彼は、さまざまなテクノロジーを使用して最終結果に追加の利点を得る可能性について語ります。 ハイブリッド ストレージ システムは、ソリッド ステート ドライブとクラシック ハード ドライブの長所を組み合わせたものです。 その結果、各コンポーネントが独自のタスクで動作する、最適化されたソリューションが得られます。HDD は主な量のデータの保存に使用され、SSD は「ホット データ」の一時的な保存に使用されます。

による IDC代理店, EMEA 地域では、市場の約 45.3% がハイブリッド ストレージ システムで構成されています。 この人気は、パフォーマンスが比較的高いにもかかわらず、このようなシステムのコストが SSD ベースのソリューションよりも大幅に低く、各 IOps の価格が数桁遅れているという事実によって決定されます。

同じハイブリッド原理をドライブ レベルで直接実装できます。 Seagate は、このアイデアを SSHD (ソリッド ステート ハイブリッド ドライブ) メディアの形で初めて実装しました。 このようなディスクは消費者市場では比較的人気がありますが、B2B セグメントではそれほど一般的ではありません。

Seagate のこのテクノロジーの現行世代は、TurboBoost という商品名で呼ばれています。 法人向けには、同社は Seagate EXOS ドライブ シリーズに TurboBoost テクノロジーを使用しており、信頼性が向上し、パフォーマンスと効率の最適な組み合わせが実現されています。 このようなディスクに基づいて組み立てられたストレージ システムは、最終的な特性の点ではハイブリッド構成に対応しますが、「ホット」データのキャッシュはドライブ レベルで発生し、ファームウェア機能を使用して実行されます。

Seagate EXOS ドライブは、ローカル SSD キャッシュに 16 GB の内蔵 eMLC (Enterpise Multi-Level Cell) NAND メモリを使用します。これは、コンシューマ セグメントの MLC よりも大幅に高い書き換えリソースを備えています。

共有ユーティリティ

8 台の Seagate EXOS 10E24000 1.2 TB ドライブを自由に受け取ったので、RAIDIX 4.7 に基づくシステムの一部としてそのパフォーマンスをテストすることにしました。

外観的には、このようなドライブは標準の HDD のように見えます。2,5 インチの金属ケースにブランドのラベルと標準の留め具用の穴が付いています。

このドライブには 3 Gb/s SAS12 インターフェイスが装備されており、3 つのストレージ システム コントローラーと効果的に連携できます。 このインターフェイスのキュー深度が SATAXNUMX よりも大きいことにも注目してください。

管理の観点から見ると、ストレージ システム内のこのようなディスクは、記憶領域が HDD 領域と SSD 領域に分割されていない単一のメディアのように見えることに注意してください。 これにより、ソフトウェア SSD キャッシュが不要になり、システム構成が簡素化されます。

既製のソリューションのアプリケーション シナリオとして、一般的な企業アプリケーションからの負荷を伴う作業が検討されました。

作成されたストレージ システムから期待される主な利点は、読み取り操作が優先される混合負荷での作業の効率性です。 RAIDIX ソフトウェア デファインド ストレージ システムは、シーケンシャル ワークロードに対して高いパフォーマンスを提供し、TurboBoost テクノロジーを備えた Seagate ドライブは、ランダムなワークロードに対してパフォーマンスを最適化します。

選択したシナリオでは、次のようになります。データベースからのランダムなロードやその他のアプリケーション タスクの作業効率は SSD 要素によって保証され、ソフトウェアの仕様により、データベースの回復や、データの読み込み中。

同時に、システム全体が価格とパフォーマンスの点で魅力的に見えます。（オールフラッシュと比較して）安価なハイブリッド ドライブは、標準のサーバー ハードウェア上に構築されたソフトウェア デファインド ストレージ システムの柔軟性とコスト効率とうまく組み合わされています。

性能試験

テストは fio v3.1 ユーティリティを使用して実行されました。

キューの深さ 32 で 1 スレッドの XNUMX 分間の fio テストのシーケンス。
混合ワークロード: 70% 読み取り、30% 書き込み。
ブロックサイズは4kから1MBまで。
130 GB ゾーンにロードします。

サーバープラットフォーム
AIC HA201-TP（1個）

CPU
インテル Xeon E5-2620v2 (2 個)

RAM
128GB

SASアダプター
LSI SAS3008

ドライブ
Seagate EXOS 10E24000 (8 個)

配列レベル
RAID 6

試験結果

4.7 台の Seagate EXOS 8e10 ドライブを備えた RAIDIX 2400 ベースのシステムは、220k ブロックの読み取り/書き込みで最大 000 IOps の合計パフォーマンスを示します。

まとめ

TurboBoost テクノロジーを備えたドライブは、ユーザーとストレージ システム メーカーに新たな可能性をもたらします。 ローカル SSD キャッシュを使用すると、ドライブの購入コストが若干増加しますが、システムのパフォーマンスが大幅に向上します。

Seagate ドライブのテストは以下で実施されました。 RAIDIXで管理されるストレージシステム は、企業セグメントで適用されるタスクのおおよその要件をシミュレートし、混合負荷パターン (70/30) で自信を持って高レベルのパフォーマンスを示しました。 同時に、HDDドライブの限界値の150倍以上の性能を達成しました。 ここで、この構成のストレージ システムの購入コストが、同等のオールフラッシュ ソリューションのコストの約 60% であることに注目してください。

主な指標

• 年間ディスク故障率は 0.44% 未満
• オールフラッシュ ソリューションより 40% 安い
• HDDより150倍高速
• 220 ドライブで最大 000 IOps

出所： habr.com