RAID алгоритмдери коомчулукка 1987-жылы киргизилген. Бүгүнкү күнгө чейин, алар маалыматты сактоо тармагында маалыматтарды коргоо жана тездетүү үчүн абдан талап кылынган технология бойдон калууда. Бирок 30 жылдык чекти басып өткөн IT-технологиянын доору – бул жетилгендик эмес, ансыз деле карылык. Мунун себеби - прогресс, ал жаңы мүмкүнчүлүктөрдү алып келет. HDDден башка дисктер дээрлик жок болгон учурда, RAID алгоритмдери жеткиликтүү сактоо ресурстарын эң натыйжалуу пайдаланууга мүмкүндүк берди. Бирок, SSD пайда болушу менен кырдаал кескин өзгөрдү. Эми катуу абалдагы дисктер менен иштөөдө RAID алардын иштөөсүнө "угуу" болуп калды. Ошондуктан, SSD дисктеринин ылдамдык мүнөздөмөлөрүнүн толук мүмкүнчүлүктөрүн ачуу үчүн, алар менен иштөөгө такыр башкача мамиле керек.
Иштөө принциптеринде HDD жана SSD ортосундагы айкын айырмачылыктардан тышкары, медианын бул түрлөрү дагы бир маанилүү өзгөчөлүккө ээ: ар кандай катуу диск бир блоктун гранулярдуулугу менен каалаган маалыматты кайра жаза алат (азыр көбүнчө 4KB). SSD үчүн, үстүнөн жазуу процесси бир топ татаал процедура:
- Өзгөртүлгөн маалыматтар жаңы жерге көчүрүлөт. Ошол эле учурда, гранулдуулук бирдей блок, бирок бир нече барактан турат жана 256KB - 4MB өлчөмүнө ээ. Ошол. ошол эле 4KB өзгөртүүдө, башка нерселер менен бирге, бир блокту түзгөн бардык чектеш барактарын көчүрүү зарыл.
- "Эски" блоктор колдонулбаган деп белгиленип, аларды таштанды жыйноочу менен кайра жазууга болот.
SSDге ырааттуу жазуу/үстүнө жазуу
Ырааттуу жазуу/кайра жазуу учурунда SSDдин иштешинин бул өзгөчөлүгү анын иштеши жагынан чоң роль ойнобойт, анткени. блоктар жанаша, таштанды жыйноочу фонунда өз ишин жакшы аткарат. Бирок реалдуу жашоодо, андан да көбүрөөк SSD үчүн Enterprise сегментинде маалыматтарга туш келди жетүү көбүнчө колдонулат. Жана бул маалыматтар дисктерде каалаган жерлерге жазылган.
SSDге канчалык көп маалымат жазылса, таштанды жыйноочунун иштеши ошончолук кыйын болот, анткени фрагментация абдан көбөйөт. Натыйжада, дискти тазалоо процесси "фон" болбой калган учур келет: SSDдин иштеши кыйла төмөндөйт, анткени. анын көрүнүктүү бөлүгү таштанды жыйноочу тарабынан алынат.
Күнүмдүк колдонууда SSDдеги маалыматтардын иш жүзүндө жайгашкан жери
Драйверге жазуу режимине жараша "таштанды жыйноочу" ишинин эффектисин көрсөтүү үчүн сиз эң жөнөкөй тесттерди аткарсаңыз болот: 4 ГБ дискке 100KB блокторуна ырааттуу жана туш келди жазуулар. (Булак - компания )
Ырааттуу жазуу аткаруу
Кокус жазуу аткаруу
Сыноолордон көрүнүп тургандай, аткаруунун төмөндөшү эки эседен ашык жетиши мүмкүн. Ал эми бул бир гана диск. SSDди RAID тобунун бир бөлүгү катары колдонгон учурда, паритет менен иштөөнүн эсебинен кайра жазуу операцияларынын саны абдан көбөйөт.
Жалпысынан алганда, SSD иштешинин ушул өзгөчөлүктөрүнүн аркасында, алар үчүн жазуу күчөтүү фактору сыяктуу параметр бар. Бул дискке жазылган маалыматтардын көлөмүнүн чындыгында хост тарабынан жөнөтүлгөн маалыматтардын көлөмүнө катышы. Ал эми эң популярдуу RAID5 үчүн бул катыш ~3.5.
Натыйжада, классикалык RAID тутумдары негизинен SSD дисктерин чыныгы ылдамдыгынын ~10% гана колдонушат жана дисктердин саны ондон ашыкка көбөйгөндө, иштеши начар.
Ошондой эле ашыкча жазуу операциялары SSDдин иштешин гана азайтпастан, анын чексиз ресурстан алыстыгын азайтып, ошону менен дисктин иштөө мөөнөтүн кыскартат.
, бардык AccelStor өнүмдөрүнүн өзөгү болуп саналат, SSD менен иштөөдө классикалык RAID алгоритмдерине альтернатива катары иштелип чыккан. Технологиянын жаңычылдыгы ар кандай патенттер жана сыйлыктар (анын ичинде Flash Memory Summit 2016) жана көз карандысыз сыноолордун натыйжалары (мисалы, SPC1) менен да белгиленет.
жүрөк бардык кирүүчү жазуу өтүнүчтөрүн жана негизинен туш келди түрдөгү дисктин көз карашы боюнча ырааттуу жазуу режимине мүмкүн болушунча окшош болгон блоктордун жыйындысына айландыруудан турат. Натыйжада, SSD дисктерине жазуу алар үчүн эң ыңгайлуу режимде ишке ашат жана акыркы аткаруу классикалык RAID менен каалаган системадан ашат.
AccelStor системаларындагы бардык SSD'лер эки симметриялуу FlexiRemap® топко бөлүнөт. Топтун көлөмү моделге жараша болот жана 5-11 дискти түзөт. Топтун ичиндеги каталарга сабырдуулук үчүн паритет RAID5ке окшош колдонулат. Эки топ тең жалпы сактоо мейкиндигин түзүү үчүн чогуу колдонулат. Демек, натыйжада ката толеранттуулук эки топтон турган RAID50 массивине окшош болот: система экиге чейин SSDдин иштен чыгышына туруштук бере алат, бирок ар бир FlexiRemap® тобунда бирден ашык эмес.
Бардык кирүүчү жазуу сурамдары эки FlexiRemap® тобуна тегерек режимде жазылган 4КБ блокторго бөлүнөт. Ошол эле учурда система жазылган блокторго болгон суроо-талаптын эсебин тынымсыз жүргүзөт, алар өзгөргөндө окшош блокторду мүмкүн болушунча бири-бирине жакын жазууга аракет кылат. Сактоо тутумдары менен айтсак, жыртуунун виртуалдык аналогу болуп чыгат. Бул учурда, "таштанды жыйноочунун" иши абдан жеңилдетет: бардык пайдаланылбаган блоктор дайыма жакын болот.
Бул белгилей кетсек болот, атаандаштардын өнүмдөрүнөн айырмаланып, алар контроллердин оперативдүү эсинде кирүүчү суроо-талаптарды кэштөө функциясын колдонушпайт. Бардык кирүүчү маалымат блоктору дароо SSDге жазылат. Хост дисктерге маалыматтарды физикалык жайгаштыргандан кийин гана ийгиликтүү жазууну тастыктайт. Жетүүнү тездетүү жана кийинки маалымат блогун кайда жазууну аныктоо үчүн SSDдеги блокторду бөлүштүрүү таблицалары гана RAMда сакталат. Албетте, ишенимдүүлүк үчүн бул таблицалардын көчүрмөлөрү маалымат каражаттарында жайгашкан. Натыйжада, AccelStor системалары эч кандай аккумуляторду/конденсатордук кэш коргоону талап кылбайт (бирок, UPS менен байланышууга болот - электр энергиясы бузулган учурда "жумшак" өчүрүү үчүн).
Жазууну уюштурууга ушундай мамиленин аркасында таштанды жыйноочу чындап эле фондо иштей алат, ал дисктердин ылдамдыгына олуттуу таасир этпейт, бул акыр аягында системанын ичинде SSD өндүрүмдүүлүгүнүн 90% чейин колдонууга мүмкүндүк берет. Бул так RAID алгоритмдерине негизделген All Flash фонунда AccelStor системаларындагы IOPSтин жогорку көрсөткүчү.
FlexiRemap® технологиясынын дагы бир маанилүү өзгөчөлүгү ашыкча SSD жазууларынын олуттуу кыскарышы болуп саналат. Ошентип, AccelStor системалары үчүн жазуу күчөтүү болгону 1.3 болуп саналат, бул жалпы тилге которулганда, RAID5ке салыштырмалуу дисктердин кызмат мөөнөтүн 2.5 эсеге көбөйтүүнү билдирет!
SSDге маалыматтарды жайгаштыруу саясатынын тутумунун тынымсыз мониторингинин аркасында бардык дисктер бирдей эскирип кетет. Бул ыкма алардын иштөө мөөнөтүн болжолдоого жана администраторго жазуу ресурсунун түгөнүп калгандыгы жөнүндө алдын ала белги берүүгө мүмкүндүк берет.
SSD дисктери иштебей калышы мүмкүн экени түшүнүктүү. Бул учурда, система дароо ысык запастык дисктердин бирине кайра түзө баштайт. Бул учурда, бузулган абалда болгон FlexiRemap® тобу окуу үчүн гана режимге өтөт жана бардык жазуу сурамдары экинчи топко багытталат. Мындай коргоо механизми кайра куруу операциясын тездетүү жана ошол эле топтун ичиндеги башка дисктин иштен чыгуу ыктымалдыгын азайтуу үчүн каралган. Жашыруун эмес, кайра куруу учурунда бардык дисктер окуу, жазуу жана ысык резервдеги калыбына келтирүү операцияларынын кийлигишүүсүнөн улам күчөгөн жүктү баштан өткөрүшөт. Бул башка дисктин иштебей калуу ыктымалдыгын жогорулатат. Жана жазуу операциялары канчалык көп болсо, кайра куруу ошончолук узакка созулат.
Калыбына келтирүү процесси аяктагандан жана FlexiRemap® тобу нормалдуу абалга келгенден кийин, эки топтун ортосундагы жазуу ресурсунда бир аз кыйшаюулук болот. Ошондуктан, аны теңдештирүү үчүн, кийинки жазуу операциялары көбүнчө калыбына келтирилген топко түшөт (албетте, системанын акыркы иштеши көп зыян тартпай тургандай).
RAID алгоритмдеринин негизиндеги бардык Flash тутумдарынын иштешин белгилүү бир маанилерден (~280K IOPS@4K кокус жазуу) жогору көтөрүү мүмкүн эмес, ал тургай татаал кэш системаларын колдонууда. FlexiRemap® технологиясы, сактоо мейкиндигин уюштурууга таптакыр башкача мамиленин аркасында, бул тоскоолдукту оңой эле жеңип тим болбостон, ошол эле учурда SSDдин кызмат мөөнөтүн бир нече эсеге көбөйтөт. Ошентип, системалар Көптөгөн фронттордо (IOPS / $, GB / $, TCO, ROI) Бардык Flash массивдери арасында олуттуу артыкчылыктарга ээ, бул аларды ресурсту көп талап кылган милдеттерди чечүү үчүн кардарлардын маалымат борборлорундагы негизги позицияларга идеалдуу талапкерлерге айландырат.
Source: www.habr.com
