엘브루스 VS 인텔. Aerodisk Vostok 및 Engine 스토리지 시스템의 성능 비교

안녕하세요 여러분. 러시아 Elbrus 8C 프로세서를 기반으로 하는 Aerodisk VOSTOK 데이터 스토리지 시스템을 계속 소개합니다.

이 기사에서 우리는 (약속한 대로) Elbrus와 관련된 가장 인기 있고 흥미로운 주제 중 하나인 생산성을 자세히 분석할 것입니다. Elbrus의 성능에 대해 많은 추측이 있으며 절대적으로 극성입니다. 비관론자들은 Elbrus의 생산성이 이제 "아무것도" 아니며 "최고" 생산자를 따라잡는 데 수십 년이 걸릴 것이라고 말합니다(즉, 현재 현실에서는 결코 그렇지 않습니다). 반면 낙관론자들은 Elbrus 8C가 이미 좋은 결과를 보이고 있으며 앞으로 몇 년 안에 새로운 버전의 프로세서(Elbrus 16C 및 32C)가 출시되면 "따라잡아 추월"할 수 있을 것이라고 말합니다. 세계 최고의 프로세서 제조업체.

Aerodisk의 우리는 실용적인 사람들이므로 테스트하고 결과를 기록한 다음 결론을 도출하는 가장 간단하고 이해하기 쉬운 경로를 선택했습니다. 결과적으로 우리는 상당히 많은 테스트를 수행하고 Elbrus 8C e2k 아키텍처의 여러 작동 기능(유쾌한 기능 포함)을 발견했으며 물론 이를 Intel Xeon amd64 아키텍처 프로세서의 유사한 스토리지 시스템과 비교했습니다.

그런데 15.10.2020년 15월 00일 XNUMX:XNUMX에 열리는 다음 웹 세미나 "OkoloIT"에서 Elbrus의 스토리지 시스템에 대한 테스트, 결과 및 향후 개발에 대해 더 자세히 설명할 예정입니다. 아래 링크를 사용하여 등록할 수 있습니다.

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테스트 벤치

우리는 두 개의 스탠드를 만들었습니다. 두 스탠드 모두 16G FC 스위치를 통해 12개의 SAS SSD 960GB 디스크가 설치된 두 개의 스토리지 컨트롤러에 연결된 Linux 서버로 구성됩니다(RAID-11,5을 사용하는 경우 "원시 용량" 5,7TB 또는 "사용 가능한" 용량 10TB). .

개략적으로 스탠드는 다음과 같습니다.

1번 스탠드 e2k (Elbrus)

하드웨어 구성은 다음과 같습니다.

• Linux 서버(2xIntel Xeon E5-2603 v4(6코어, 1,70Ghz), 64GB DDR4, 2xFC 어댑터 16G 2포트) – 1개
• 스위치 FC 16 G – 2개
• 스토리지 시스템 Aerodisk Vostok 2-E12(2xElbrus 8C(8코어, 1,20Ghz), 32GB DDR3, 2xFE FC 어댑터 16G 2포트, 12xSAS SSD 960GB) - 1개

2번 스탠드 amd64(인텔)

e2k의 유사한 구성과 비교하기 위해 amd64와 특성이 유사한 프로세서를 갖춘 유사한 스토리지 구성을 사용했습니다.

• Linux 서버(2xIntel Xeon E5-2603 v4(6코어, 1,70Ghz), 64GB DDR4, 2xFC 어댑터 16G 2포트) – 1개
• 스위치 FC 16 G – 2개
• 스토리지 시스템 Aerodisk Engine N2(2xIntel Xeon E5-2603 v4(6코어, 1,70Ghz), 32GB DDR4, 2xFE FC 어댑터 16G 2포트, 12xSAS SSD 960GB) - 1개

중요 참고 사항: 테스트에 사용된 Elbrus 8C 프로세서는 DDR3 RAM만 지원합니다. 물론 이는 "나쁘지만 오래 가지 않습니다." Elbrus 8SV(아직 재고가 없지만 곧 출시될 예정)는 DDR4를 지원합니다.

테스트 방법론

로드를 생성하기 위해 우리는 인기 있고 오랜 테스트를 거친 FIO(Flexible IO) 프로그램을 사용했습니다.

두 스토리지 시스템 모두 블록 액세스에 대한 고성능 요구 사항을 기반으로 하는 구성 권장 사항에 따라 구성되므로 DDP(Dynamic Disk Pool) 디스크 풀을 사용합니다. 테스트 결과를 왜곡하지 않기 위해 두 스토리지 시스템 모두에서 압축, 중복 제거 및 RAM 캐시를 비활성화했습니다.

8개의 D-LUN은 각각 10GB의 RAID-500에서 생성되었으며 총 사용 가능한 용량은 4TB입니다(즉, 이 구성에서 가능한 사용 가능한 용량의 약 70%).

특히, 스토리지 시스템 사용에 대한 기본적이고 널리 사용되는 시나리오가 실행됩니다.

처음 두 테스트는 트랜잭션 DBMS의 작동을 에뮬레이트합니다. 이 테스트 그룹에서는 IOPS와 대기 시간에 관심이 있습니다.

1) 작은 블록 4k에서 무작위 읽기
ㅏ. 블록 크기 = 4k
비. 읽기/쓰기 = 100%/0%
씨. 작품 수 = 8
디. 대기열 깊이 = 32
이자형. 캐릭터 불러오기 = 전체 무작위

2) 작은 블록 4k의 무작위 녹음
ㅏ. 블록 크기 = 4k
비. 읽기/쓰기 = 0%/100%
씨. 작품 수 = 8
디. 대기열 깊이 = 32
이자형. 캐릭터 불러오기 = 전체 무작위

두 번째 두 테스트는 DBMS의 분석 부분의 작동을 에뮬레이트합니다. 이 테스트 그룹에서는 IOPS 및 대기 시간에도 관심이 있습니다.

3) 작은 블록 4k의 순차적 읽기
ㅏ. 블록 크기 = 4k
비. 읽기/쓰기 = 100%/0%
씨. 작품 수 = 8
디. 대기열 깊이 = 32
이자형. 로드 문자 = 순차

4) 작은 블록 4k의 연속 녹음
ㅏ. 블록 크기 = 4k
비. 읽기/쓰기 = 0%/100%
씨. 작품 수 = 8
디. 대기열 깊이 = 32
이자형. 로드 문자 = 순차

세 번째 테스트 그룹은 스트리밍 읽기(예: 온라인 방송, 백업 복원) 및 스트리밍 녹화(예: 비디오 감시, 녹화 백업) 작업을 에뮬레이트합니다. 이 테스트 그룹에서는 더 이상 IOPS가 아니라 MB/s 및 대기 시간에도 관심이 있습니다.

5) 128k의 큰 블록에서 순차적 읽기
ㅏ. 블록 크기 = 128k
비. 읽기/쓰기 = 0%/100%
씨. 작품 수 = 8
디. 대기열 깊이 = 32
이자형. 로드 문자 = 순차

6) 128k의 큰 블록에 순차적으로 녹음
ㅏ. 블록 크기 = 128k
비. 읽기/쓰기 = 0%/100%
씨. 작품 수 = 8
디. 대기열 깊이 = 32
이자형. 로드 문자 = 순차

각 테스트는 7분의 어레이 준비 시간을 제외하고 XNUMX시간 동안 진행됩니다.

시험 결과

테스트 결과는 두 개의 표에 요약되어 있습니다.

엘브루스 8S (SHD Aerodisk Vostok 2-E12)

Intel Xeon E5-2603 v4(스토리지 시스템 Aerodisk Engine N2)

결과는 매우 흥미로운 것으로 나타났습니다. 두 경우 모두 스토리지 시스템의 처리 능력(70~90% 활용도)을 잘 활용했는데, 이 상황에서는 두 프로세서의 장단점이 명확하게 드러납니다.

두 표 모두에서 프로세서가 "자신감을 갖고" 좋은 결과를 보여주는 테스트는 녹색으로 강조 표시되고 프로세서가 "좋아하지 않는" 상황은 주황색으로 강조 표시됩니다.

작은 블록의 무작위 로드에 대해 이야기하면 다음과 같습니다.

• 무작위 읽기의 관점에서 볼 때 Intel은 확실히 Elbrus보다 앞서 있으며 그 차이는 2배입니다.
• 무작위 녹음의 관점에서 보면 확실히 무승부입니다. 두 프로세서 모두 대략 동일하고 괜찮은 결과를 보여주었습니다.

작은 블록의 순차적 로드에서는 그림이 다릅니다.

• 읽기와 쓰기 모두에서 Intel은 Elbrus보다 훨씬(2배) 앞서 있습니다. 동시에 Elbrus의 IOPS 표시기가 Intel보다 낮지만 괜찮아 보이면(200~300) 지연에 명백한 문제가 있는 것입니다(Intel보다 8배 높음). 결론적으로 Elbrus XNUMXC의 현재 버전은 실제로 작은 블록의 순차 로드를 "좋아하지 않습니다". 분명히 해야 할 일이 있습니다.

그러나 큰 블록이 포함된 순차적 로드에서는 그림이 정반대입니다.

• 두 프로세서 모두 MB/s 단위로 거의 동일한 결과를 보였지만 한 가지가 있습니다.... Elbrus의 대기 시간 성능은 Intel의 유사한 프로세서(10/0,4ms 대 0,5/5,1ms)보다 6,5배(2, Karl!!!) 더 좋습니다(즉, 낮습니다). 처음에는 결함인 줄 알고 결과를 다시 확인하고, 재테스트를 했으나, 재테스트에서도 같은 모습이 나왔습니다. 이는 Intel(및 그에 따른 amd64 아키텍처)에 비해 Elbrus(및 일반적으로 eXNUMXk 아키텍처)의 심각한 이점입니다. 이번 성공이 더욱 발전하길 바랍니다.

Elbrus의 또 다른 흥미로운 특징은 세심한 독자가 표를 보면서 주목할 수 있다는 것입니다. 인텔의 읽기 성능과 쓰기 성능의 차이를 살펴보면 모든 테스트에서 읽기가 쓰기보다 평균적으로 약 50% 이상 앞서 있습니다. 이것은 (우리를 포함한) 모든 사람이 익숙한 표준입니다. Elbrus를 보면 쓰기 표시기가 읽기 표시기에 훨씬 더 가깝습니다. 읽기는 쓰기보다 일반적으로 10~30% 더 이상 앞서지 않습니다.

이것은 무엇을 의미 하는가? Elbrus가 글쓰기를 "정말 좋아한다"는 사실은 이 프로세서가 쓰기가 읽기보다 분명히 우세한 작업에서 매우 유용할 것임을 시사합니다(누가 야로바야의 법칙을 말했습니까?). 이는 의심할 여지 없는 e2k 아키텍처의 이점이기도 합니다. 이 장점을 개발해야합니다.

결론과 가까운 미래

데이터 저장 작업을 위한 Elbrus와 Intel 중급 프로세서의 비교 테스트에서는 거의 동등하고 가치 있는 결과가 나타났으며, 각 프로세서는 고유한 흥미로운 기능을 보여주었습니다.

Intel은 작은 블록의 무작위 읽기는 물론 작은 블록의 순차적 읽기 및 쓰기에서도 Elbrus를 크게 능가했습니다.

작은 블록에 무작위로 쓸 때 두 프로세서 모두 동일한 결과를 나타냅니다.

대기 시간 측면에서 Elbrus는 스트리밍 로드에서 Intel보다 훨씬 더 좋아 보입니다. 큰 블록에서 순차적 읽기 및 쓰기에 사용됩니다.

또한 Intel과 달리 Elbrus는 읽기 및 쓰기 부하 모두에 똑같이 잘 대처하는 반면 Intel에서는 읽기가 항상 쓰기보다 훨씬 낫습니다.
얻은 결과를 바탕으로 다음 작업에서 Elbrus 8C 프로세서에 Aerodisk Vostok 데이터 스토리지 시스템을 적용할 수 있다는 결론을 내릴 수 있습니다.

• 쓰기 작업이 우세한 정보 시스템;
• 파일 접근;
• 온라인 방송;
• CCTV;
• 지원;
• 미디어 콘텐츠.

MCST 팀은 아직 작업해야 할 부분이 있지만 작업 결과는 이미 눈에 띄기 때문에 기뻐할 수밖에 없습니다.

이러한 테스트는 e2k 버전 4.19용 Linux 커널에서 수행되었으며 현재 베타 테스트(MCST, Basalt SPO 및 여기 Aerodisk)에는 Linux 커널 5.4-e2k가 있으며, 무엇보다도 스케줄러가 크게 재설계되었으며 고속 솔리드 스테이트 드라이브에 대한 많은 최적화가 이루어졌습니다. 또한 특히 5.x.x 분기의 커널을 위해 MCST JSC는 새로운 LCC 컴파일러 버전 1.25를 출시합니다. 예비 결과에 따르면 동일한 Elbrus 8C 프로세서에서 새 컴파일러, 커널 환경, 시스템 유틸리티 및 라이브러리로 컴파일된 새 커널, 실제로 Aerodisk VOSTOK 소프트웨어를 사용하면 성능이 훨씬 더 크게 향상될 수 있습니다. 그리고 이것은 장비를 교체하지 않고 동일한 프로세서와 동일한 주파수를 사용합니다.

우리는 연말에 커널 5.4를 기반으로 하는 Aerodisk VOSTOK 버전이 출시될 것으로 예상하고 있으며, 새 버전에 대한 작업이 완료되는 대로 테스트 결과를 업데이트하고 여기에 게시할 것입니다.

이제 기사의 시작 부분으로 돌아가서 질문에 대답하면 누가 옳습니까? Elbrus가 "아무것도"라고 말하고 선도적 프로세서 제조업체를 결코 따라잡지 못할 비관론자 또는 "그들은 이미 거의 잡았다"고 말하는 낙관론자 올라가서 곧 추월할 것입니다." 고정관념이나 종교적 편견이 아니라 실제 테스트를 통해 진행한다면 낙관주의자들의 말이 확실히 옳습니다.

Elbrus는 이미 중급 amd64 프로세서와 비교할 때 좋은 결과를 보여주고 있습니다. 물론 Elbrus 8-ke는 Intel 또는 AMD의 최고급 서버 프로세서 모델과는 거리가 멀지만 이를 목표로 한 것은 아니며 이 목적을 위해 프로세서 16C 및 32C가 출시될 예정입니다. 그럼 얘기해보자.

우리는 이 기사 이후 Elbrus에 대해 더 많은 질문이 있을 것이라는 것을 알고 있으므로 이러한 질문에 실시간으로 답변하기 위해 또 다른 온라인 웹 세미나 "OkoloIT"를 조직하기로 결정했습니다.

이번에 우리 손님은 MCST 회사의 부국장인 Konstantin Trushkin이 될 것입니다. 아래 링크를 통해 웨비나에 등록하실 수 있습니다.

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항상 감사드리며, 건설적인 비판과 흥미로운 질문을 기다리겠습니다.

출처 : habr.com