엔터프라이즈 스토리지 시스템용 하이브리드 디스크. Seagate EXOS 사용 경험

몇 달 전 Radix는 엔터프라이즈급 작업을 위해 설계된 최신 Seagate EXOS 드라이브를 사용해 작업할 기회를 가졌습니다. 이들의 독특한 특징은 하이브리드 드라이브 장치입니다. 이 장치는 기존 하드 드라이브(메인 스토리지용)와 솔리드 스테이트 드라이브(핫 데이터 캐싱용) 기술을 결합합니다.

우리는 이미 Seagate의 하이브리드 드라이브를 시스템의 일부로 사용하여 긍정적인 경험을 했습니다. 몇 년 전에 우리는 한국의 파트너와 함께 개인 데이터 센터용 솔루션을 구현했습니다. 그런 다음 Oracle Orion 벤치마크를 테스트에 사용했으며 얻은 결과는 All-Flash 어레이보다 열등하지 않았습니다.

이 기사에서는 TurboBoost 기술이 적용된 Seagate EXOS 드라이브가 어떻게 설계되었는지 살펴보고, 기업 부문의 작업에 대한 성능을 평가하고, 혼합 부하에서 성능을 테스트하는 방법을 살펴보겠습니다.

기업 부문의 업무

기업(또는 기업) 부문에는 데이터 저장 작업으로 지정할 수 있는 다소 안정적인 작업 범위가 있습니다. 여기에는 전통적으로 CRM 애플리케이션 및 ERP 시스템의 기능, 메일 및 파일 서버 작동, 백업 및 가상화 작업이 포함됩니다. 스토리지 시스템의 관점에서 이러한 기능의 구현은 무작위 요청이 확실히 우세한 혼합 로드 흐름을 특징으로 합니다.

또한 다차원 분석 OLAP(Online Analytical Process), 실시간 트랜잭션 처리(OLTP, Online Transaction Process) 등 자원 집약적인 영역이 기업 부문에서 활발히 발전하고 있습니다. 이들의 특징은 쓰기 작업보다 읽기 작업에 더 많이 의존한다는 것입니다. 그들이 생성하는 워크로드(작은 블록 크기의 집약적인 데이터 스트림)에는 시스템의 고성능이 필요합니다.

이 모든 기능의 역할은 급속히 증가하고 있습니다. 그들은 가치 창출 과정에서 보조 블록이 아니며 제품의 핵심 구성 요소 섹션으로 이동합니다. 다양한 형태의 비즈니스에서 이는 경쟁 우위와 시장 지속 가능성을 구축하는 데 중요한 구성 요소가 됩니다. 결과적으로 이는 기업의 IT 인프라에 대한 요구 사항을 크게 증가시킵니다. 기술 장비는 최대 처리량과 최소 응답 시간을 제공해야 합니다. 이러한 상황에서 필요한 성능을 보장하려면 올플래시 시스템이나 하이브리드 스토리지 시스템을 선택하십시오. SSD 캐싱 또는 피곤하다.

또한 기업 부문의 또 다른 특징인 경제적 효율성에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 모든 기업 구조가 올플래시 어레이의 구매 및 유지 관리를 감당할 수 있는 것은 아니기 때문에 많은 기업은 성능을 약간 포기해야 하지만 훨씬 더 비용 효율적인 솔루션을 구매해야 합니다. 이러한 상황은 시장의 초점을 하이브리드 솔루션으로 크게 이동시키고 있습니다.

하이브리드 원리 또는 TurboBoost 기술

하이브리드 기술을 사용하는 원리는 이제 광범위한 청중에게 잘 알려져 있습니다. 그는 최종 결과에서 추가적인 이점을 얻기 위해 다양한 기술을 사용할 가능성에 대해 이야기합니다. 하이브리드 스토리지 시스템은 솔리드 스테이트 드라이브와 기존 하드 드라이브의 장점을 결합합니다. 결과적으로 우리는 각 구성 요소가 자체 작업을 수행하는 최적화된 솔루션을 얻습니다. HDD는 주요 데이터 양을 저장하는 데 사용되고 SSD는 "핫 데이터"를 임시로 저장하는 데 사용됩니다.

에 따르면 IDC 기관, EMEA 지역에서는 시장의 약 45.3%가 하이브리드 스토리지 시스템으로 구성되어 있습니다. 이러한 인기는 비교 성능에도 불구하고 이러한 시스템의 비용이 SSD 기반 솔루션보다 훨씬 낮고 각 IOps의 가격이 몇 배나 뒤떨어진다는 사실에 의해 결정됩니다.

동일한 하이브리드 원리를 드라이브 수준에서 직접 구현할 수 있습니다. Seagate는 SSHD(Solid State Hybrid Drive) 미디어 형태로 이 아이디어를 최초로 구현했습니다. 이러한 디스크는 소비자 시장에서 상대적인 인기를 얻었지만 B2B 부문에서는 그다지 일반적이지 않습니다.

Seagate에서 이 기술의 현재 세대는 TurboBoost라는 상품명으로 사용됩니다. 기업 부문에서는 Seagate EXOS 드라이브 제품군에 TurboBoost 기술을 사용하여 신뢰성을 높이고 성능과 효율성을 최적으로 조합했습니다. 이러한 디스크를 기반으로 조립된 스토리지 시스템은 최종 특성 측면에서 하이브리드 구성에 해당하는 반면, "핫" 데이터 캐싱은 드라이브 수준에서 발생하고 펌웨어 기능을 사용하여 수행됩니다.

Seagate EXOS 드라이브는 로컬 SSD 캐시에 내장형 eMLC(Enterpise Multi-Level Cell) NAND 메모리 16GB를 사용합니다. 이는 소비자 세그먼트 MLC보다 재작성 리소스가 훨씬 더 많습니다.

공유 유틸리티

Seagate EXOS 8E10 24000TB 드라이브 1.2개를 마음대로 받은 후 RAIDIX 4.7을 기반으로 하는 시스템의 일부로 해당 드라이브의 성능을 테스트하기로 결정했습니다.

외부적으로 이러한 드라이브는 표준 HDD처럼 보입니다. 브랜드 라벨과 고정용 표준 구멍이 있는 2,5인치 금속 케이스입니다.

드라이브에는 3Gb/s SAS12 인터페이스가 장착되어 있어 두 개의 스토리지 시스템 컨트롤러와 효과적으로 작동할 수 있습니다. 이 인터페이스가 SATA3보다 대기열 깊이가 더 크다는 점도 주목할 가치가 있습니다.

관리 관점에서 스토리지 시스템의 이러한 디스크는 스토리지 공간이 HDD와 SSD 영역으로 구분되지 않은 단일 매체로 나타납니다. 이를 통해 소프트웨어 SSD 캐시가 필요하지 않으며 시스템 구성이 단순화됩니다.

기성 솔루션에 대한 애플리케이션 시나리오로 일반적인 기업 애플리케이션의 부하에 대한 작업이 고려되었습니다.

생성된 스토리지 시스템에서 예상되는 주요 이점은 읽기 작업이 우세한 혼합 로드 작업의 효율성입니다. RAIDIX 소프트웨어 정의 스토리지 시스템은 순차 작업 부하에 고성능을 제공하고, TurboBoost 기술이 적용된 Seagate 드라이브는 임의 작업 부하에 대한 성능을 최적화하는 데 도움이 됩니다.

선택한 시나리오의 경우 다음과 같습니다. 데이터베이스 및 기타 애플리케이션 작업의 무작위 로드 작업 효율성은 SSD 요소에 의해 보장되며, 소프트웨어의 특성을 통해 데이터베이스 복구에서 순차적 로드를 처리하는 빠른 속도를 유지할 수 있습니다. 데이터 로딩.

동시에 전체 시스템은 가격과 성능 측면에서 매력적으로 보입니다. 저렴한(올플래시 대비) 하이브리드 드라이브는 표준 서버 하드웨어에 구축된 소프트웨어 정의 스토리지 시스템의 유연성 및 비용 효율성과 잘 결합됩니다.

성능 시험

테스트는 fio v3.1 유틸리티를 사용하여 수행되었습니다.

대기열 깊이가 32인 1개 스레드에 대한 XNUMX분 동안의 일련의 fio 테스트입니다.
혼합 워크로드: 읽기 70%, 쓰기 30%.
블록 크기는 4k에서 1MB까지입니다.
130GB 영역에 로드합니다.

서버 플랫폼
AIC HA201-TP(1개)

CPU
Intel Xeon E5-2620v2(2개)

램
128GB

SAS 어댑터
LSI SAS3008

저장 장치
씨게이트 EXOS 10E24000(8개)

어레이 레벨
RAID 6

시험 결과

4.7개의 Seagate EXOS 8e10 드라이브가 포함된 RAIDIX 2400 기반 시스템은 220k 블록 읽기/쓰기에 대해 최대 000 IOps의 총 성능을 보여줍니다.

결론

TurboBoost 기술이 적용된 드라이브는 사용자와 스토리지 시스템 제조업체에게 새로운 가능성을 열어줍니다. 로컬 SSD 캐시를 사용하면 드라이브 구입 비용이 약간 증가하여 시스템 성능이 크게 향상됩니다.

Seagate 드라이브 테스트는 다음과 같이 수행되었습니다. RAIDIX로 관리되는 스토리지 시스템 기업 부문에 적용되는 작업의 대략적인 요구 사항을 시뮬레이션하여 혼합 부하 패턴(70/30)에서 자신 있게 높은 수준의 성능을 보여주었습니다. 동시에 HDD 드라이브의 한계치보다 150배 높은 성능을 달성했다. 여기서 주목할 만한 점은 이 구성의 스토리지 시스템 구입 비용이 동급 올플래시 솔루션 비용의 약 60%라는 점입니다.

주요 지표

• 연간 디스크 고장률은 0.44% 미만입니다.
• 올플래시 솔루션보다 40% 저렴
• HDD보다 150배 빠르다
• 220개 드라이브에서 최대 000 IOps

출처 : habr.com