Een paar maanden geleden kreeg Radix de kans om te werken met de nieuwste Seagate EXOS-schijven, ontworpen voor taken op ondernemingsniveau. Hun onderscheidende kenmerk is het hybride schijfapparaat: het combineert de technologieën van conventionele harde schijven (voor hoofdopslag) en solid-state drives (voor het cachen van actuele gegevens).
We hebben al positieve ervaringen met het gebruik van hybride schijven van Seagate als onderdeel van onze systemen. Een paar jaar geleden hebben we samen met een partner uit Zuid-Korea een oplossing voor een particulier datacenter geïmplementeerd. Vervolgens werd in de tests de Oracle Orion-benchmark gebruikt en de verkregen resultaten waren niet onderdoen voor All-Flash-arrays.
In dit artikel zullen we bekijken hoe Seagate EXOS-schijven met TurboBoost-technologie zijn ontworpen, hun mogelijkheden evalueren voor taken in het zakelijke segment en de prestaties testen onder gemengde belastingen.
Taken van het zakelijke segment
Er is een min of meer stabiel takenpakket dat kan worden aangemerkt als dataopslagtaken in het corporate (of enterprise) segment. Traditioneel omvatten deze: het functioneren van CRM-applicaties en ERP-systemen, de werking van mail- en fileservers, back-up- en virtualisatieoperaties. Vanuit het oogpunt van opslagsystemen wordt de implementatie van dergelijke functies gekenmerkt door een gemengde belastingstroom, met een duidelijk overwicht van willekeurige verzoeken.
Bovendien ontwikkelen resource-intensieve gebieden zoals multidimensionale analyses OLAP (Online Analytical Processing) en realtime transactieverwerking (OLTP, Online Transaction Processing) zich actief in het bedrijfssegment. Hun eigenaardigheid is dat ze meer afhankelijk zijn van leesbewerkingen dan van schrijfbewerkingen. De werklast die ze met zich meebrengen (intensieve datastromen met kleine blokgroottes) vereist hoge prestaties van het systeem.
De rol van al deze functies neemt snel toe. Ze zijn niet langer hulpblokken in waardecreatieprocessen, maar verplaatsen zich naar het gedeelte met de belangrijkste componenten van het product. Voor veel bedrijfsvormen wordt dit een belangrijk onderdeel van het opbouwen van concurrentievoordeel en marktduurzaamheid. Dit verhoogt op zijn beurt de eisen aan de IT-infrastructuur van bedrijven aanzienlijk: technische apparatuur moet maximale doorvoer en minimale responstijd bieden. Om in dergelijke situaties de vereiste prestaties te garanderen, kiest u voor All-Flash-systemen of hybride opslagsystemen met of vermoeiend.
Daarnaast is er nog een andere factor die kenmerkend is voor het ondernemingssegment: strikte eisen voor economische efficiëntie. Het is overduidelijk dat niet alle bedrijfsstructuren de aanschaf en het onderhoud van All-Flash-arrays kunnen betalen, dus veel bedrijven moeten wat prestatie inleveren, maar veel kosteneffectievere oplossingen aanschaffen. Deze omstandigheden zorgen ervoor dat de marktfocus sterk verschuift naar hybride oplossingen.
Hybrideprincipe of TurboBoost-technologie
Het principe van het gebruik van hybride technologieën is inmiddels bij een breed publiek bekend. Hij vertelt over de mogelijkheid om verschillende technologieën te gebruiken om extra voordelen te verkrijgen in het eindresultaat. Hybride opslagsystemen combineren de sterke punten van solid-state drives en klassieke harde schijven. Als resultaat krijgen we een geoptimaliseerde oplossing, waarbij elk onderdeel met zijn eigen taak werkt: HDD wordt gebruikt om de belangrijkste hoeveelheid gegevens op te slaan, en SSD wordt gebruikt om tijdelijk ‘hot data’ op te slaan.
Volgens In de EMEA-regio bestaat ongeveer 45.3% van de markt uit hybride opslagsystemen. Deze populariteit wordt bepaald door het feit dat, ondanks de vergelijkbare prestaties, de kosten van dergelijke systemen aanzienlijk lager zijn dan die van op SSD gebaseerde oplossingen, en dat de prijs voor elke IOps verschillende ordes van grootte achterblijft.
Hetzelfde hybrideprincipe kan direct op aandrijfniveau worden geïmplementeerd. Seagate was de eerste die dit idee implementeerde in de vorm van SSHD-media (Solid State Hybrid Drive). Dergelijke schijven zijn relatief populair geworden op de consumentenmarkt, maar zijn niet zo gebruikelijk in het b2b-segment.
De huidige generatie van deze technologie valt bij Seagate onder de commerciële naam TurboBoost. Voor het zakelijke segment gebruikt het bedrijf TurboBoost-technologie in de Seagate EXOS-lijn schijven, die een verhoogde betrouwbaarheid en een optimale combinatie van prestaties en efficiëntie bieden. Een opslagsysteem dat op basis van dergelijke schijven is samengesteld, zal qua uiteindelijke kenmerken overeenkomen met een hybride configuratie, terwijl het cachen van "hot" gegevens plaatsvindt op schijfniveau en wordt uitgevoerd met behulp van de firmwaremogelijkheden.
Seagate EXOS-schijven gebruiken 16 GB ingebouwd eMLC (Enterpise Multi-Level Cell) NAND-geheugen voor lokale SSD-cache, dat een aanzienlijk hogere herschrijfbron heeft dan MLC in het consumentensegment.
Gedeeld hulpprogramma
Nadat we 8 Seagate EXOS 10E24000-schijven van 1.2 TB tot onze beschikking hadden gekregen, hebben we besloten om hun prestaties te testen als onderdeel van ons systeem op basis van RAIDIX 4.7.
Uiterlijk ziet zo'n schijf eruit als een standaard HDD: een 2,5-inch metalen behuizing met een merklabel en standaard gaten voor bevestigingsmiddelen.
De schijf is uitgerust met een 3 Gb/s SAS12-interface, waardoor deze effectief kan werken met twee opslagsysteemcontrollers. Het is ook vermeldenswaard dat deze interface een grotere wachtrijdiepte heeft dan SATA3.
Merk op dat vanuit managementoogpunt zo'n schijf in een opslagsysteem één enkel medium lijkt te zijn waarin de opslagruimte niet is verdeeld in HDD- en SSD-gebieden. Dit elimineert de noodzaak voor een software-SSD-cache en vereenvoudigt de systeemconfiguratie.
Als toepassingsscenario voor een kant-en-klare oplossing werd gedacht aan het werken met de belasting van typische bedrijfsapplicaties.
Het belangrijkste verwachte voordeel van het gecreëerde opslagsysteem is de efficiëntie van het werken aan gemengde belastingen met overwegend leesbewerkingen. RAIDIX softwaregedefinieerde opslagsystemen bieden hoge prestaties voor sequentiële werklasten, terwijl Seagate-schijven met TurboBoost-technologie de prestaties helpen optimaliseren voor willekeurige werklasten.
Voor het geselecteerde scenario ziet het er als volgt uit: de efficiëntie van het werken met willekeurige ladingen uit databases en andere applicatietaken zal worden gegarandeerd door SSD-elementen, en de specifieke kenmerken van de software zullen het mogelijk maken een hoge snelheid te handhaven bij het verwerken van sequentiële ladingen uit databaseherstel of gegevens laden.
Tegelijkertijd ziet het hele systeem er aantrekkelijk uit in termen van prijs en prestaties: goedkope (ten opzichte van All-Flash) hybride schijven combineren goed met de flexibiliteit en kosteneffectiviteit van softwaregedefinieerde opslagsystemen die op standaard serverhardware zijn gebouwd.
Prestatietests
Het testen werd uitgevoerd met behulp van het hulpprogramma fio v3.1.
Een reeks minutenlange fio-tests van 32 threads met een wachtrijdiepte van 1.
Gemengde werklast: 70% lezen en 30% schrijven.
Blokgrootte van 4k tot 1MB.
Laad op een zone van 130 GB.
Serverplatform
AIC HA201-TP (1 stuk)
CPU
Intel Xeon E5-2620v2 (2 stuks)
RAM
128GB
SAS-adapter
LSI-SAS3008
Opslagapparaten
Seagate EXOS 10E24000 (8 stuks)
Array-niveau
RAID 6
Test resultaten
Een systeem gebaseerd op RAIDIX 4.7 met 8 Seagate EXOS 10e2400-schijven toont een totale prestatie van maximaal 220 IOps voor lezen/schrijven met een 000k-blok.
Conclusie
Schijven met TurboBoost-technologie openen nieuwe mogelijkheden voor gebruikers en fabrikanten van opslagsystemen. Het gebruik van een lokale SSD-cache verhoogt de systeemprestaties aanzienlijk, met een lichte stijging van de aanschafkosten van schijven.
Tests van Seagate-schijven uitgevoerd in toonde een zelfverzekerd hoog prestatieniveau bij een gemengd belastingspatroon (70/30), wat bij benadering de vereisten van toegepaste taken in het zakelijke segment simuleerde. Tegelijkertijd werden de prestaties 150 keer hoger bereikt dan de grenswaarden van HDD-schijven. Het is vermeldenswaard dat de kosten voor de aanschaf van opslagsystemen voor deze configuratie ongeveer 60% bedragen van de kosten van een vergelijkbare All-Flash-oplossing.
Sleutel figuren
- Het jaarlijkse schijfstoringspercentage is minder dan 0.44%
- 40% goedkoper dan All-Flash-oplossingen
- 150 keer sneller dan HDD
- Tot 220 IOps op 000 schijven
Bron: www.habr.com