Há alguns meses, a Radix teve a oportunidade de trabalhar com os discos Seagate EXOS mais recentes, projetados para tarefas de classe empresarial. Sua característica distintiva é o dispositivo de unidade híbrida - ele combina as tecnologias de discos rígidos convencionais (para armazenamento principal) e unidades de estado sólido (para armazenamento em cache de dados importantes).
Já tivemos uma experiência positiva com o uso de unidades híbridas da Seagate como parte de nossos sistemas - há alguns anos, implementamos uma solução para um data center privado junto com um parceiro da Coreia do Sul. Em seguida, o benchmark Oracle Orion foi utilizado nos testes, e os resultados obtidos não foram inferiores aos arrays All-Flash.
Neste artigo, veremos como os discos Seagate EXOS com tecnologia TurboBoost são projetados, avaliaremos suas capacidades para tarefas no segmento corporativo e testaremos o desempenho sob cargas mistas.
Tarefas do segmento corporativo
Existe uma gama mais ou menos estável de tarefas que podem ser designadas como tarefas de armazenamento de dados no segmento corporativo (ou empresarial). Tradicionalmente, incluem: o funcionamento de aplicativos CRM e sistemas ERP, a operação de servidores de correio e arquivos, operações de backup e virtualização. Do ponto de vista do sistema de armazenamento, a implementação de tais funções é caracterizada por um fluxo de carga misto, com claro predomínio de solicitações aleatórias.
Além disso, áreas de uso intensivo de recursos, como análise multidimensional OLAP (Online Analytical Processing) e processamento de transações em tempo real (OLTP, Online Transaction Processing), estão se desenvolvendo ativamente no segmento empresarial. Sua peculiaridade é que eles dependem mais de operações de leitura do que de operações de gravação. A carga de trabalho que eles criam – fluxos de dados intensivos com tamanhos de blocos pequenos – exige alto desempenho do sistema.
O papel de todas essas funções está aumentando rapidamente. Deixam de ser blocos auxiliares nos processos de criação de valor e passam para a seção de componentes-chave do produto. Para muitas formas de negócios, isto se torna um componente importante para a construção de vantagem competitiva e sustentabilidade do mercado. Por sua vez, isto aumenta significativamente os requisitos para a infraestrutura de TI das empresas: o equipamento técnico deve fornecer o rendimento máximo e o tempo de resposta mínimo. Para garantir o desempenho necessário em tais situações, escolha sistemas All-Flash ou sistemas de armazenamento híbridos com ou cansativo.
Além disso, há outro fator característico do segmento empresarial - exigências rígidas de eficiência econômica. É bastante óbvio que nem todas as estruturas corporativas podem arcar com a compra e manutenção de arrays All-Flash, então muitas empresas têm que desistir um pouco do desempenho, mas adquirir soluções muito mais econômicas. Estas condições estão a mudar fortemente o foco do mercado para soluções híbridas.
Princípio híbrido ou tecnologia TurboBoost
O princípio do uso de tecnologias híbridas é agora bem conhecido por um amplo público. Ele fala sobre a possibilidade de utilizar diferentes tecnologias para obter benefícios adicionais no resultado final. Os sistemas de armazenamento híbrido combinam os pontos fortes das unidades de estado sólido e dos discos rígidos clássicos. Como resultado, obtemos uma solução otimizada, onde cada componente funciona com sua própria tarefa: o HDD é usado para armazenar a maior parte dos dados e o SSD é usado para conter temporariamente “dados quentes”.
Conforme , na região EMEA cerca de 45.3% do mercado é composto por sistemas de armazenamento híbridos. Essa popularidade é determinada pelo fato de que, apesar do desempenho comparativo, o custo de tais sistemas é significativamente menor do que o das soluções baseadas em SSD, e o preço de cada IOps está atrás em várias ordens de grandeza.
O mesmo princípio híbrido pode ser implementado diretamente no nível do drive. A Seagate foi a primeira a implementar essa ideia na forma de mídia SSHD (Solid State Hybrid Drive). Esses discos ganharam relativa popularidade no mercado consumidor, mas não são tão comuns no segmento b2b.
A geração atual desta tecnologia na Seagate tem o nome comercial de TurboBoost. Para o segmento corporativo, a empresa utiliza a tecnologia TurboBoost na linha de discos Seagate EXOS, que apresentam maior confiabilidade e uma combinação ideal de desempenho e eficiência. Um sistema de armazenamento montado com base em tais discos corresponderá, em termos de suas características finais, a uma configuração híbrida, enquanto o cache de dados “quentes” ocorre no nível da unidade e é realizado usando os recursos de firmware.
Os discos Seagate EXOS usam 16 GB de memória NAND eMLC (Enterpise Multi-Level Cell) integrada para cache SSD local, que tem um recurso de reescrita significativamente maior do que o MLC do segmento de consumidor.
Utilidade compartilhada
Tendo recebido 8 unidades Seagate EXOS 10E24000 1.2 TB à nossa disposição, decidimos testar seu desempenho como parte de nosso sistema baseado em RAIDIX 4.7.
Externamente, essa unidade se parece com um HDD padrão: uma caixa de metal de 2,5 polegadas com uma etiqueta de marca e furos padrão para fixadores.
A unidade está equipada com uma interface SAS3 de 12 Gb/s, permitindo que ela funcione de forma eficaz com dois controladores de sistema de armazenamento. Também é importante notar que esta interface possui uma profundidade de fila maior que a SATA3.
Observe que, do ponto de vista do gerenciamento, tal disco em um sistema de armazenamento parece ser um meio único no qual o espaço de armazenamento não está dividido em áreas HDD e SSD. Isso elimina a necessidade de um cache SSD de software e simplifica a configuração do sistema.
Como cenário de aplicação para uma solução pronta, foi considerado trabalhar com a carga de aplicações corporativas típicas.
O principal benefício esperado do sistema de armazenamento criado é a eficiência de trabalhar em cargas mistas com predominância de operações de leitura. Os sistemas de armazenamento definidos por software RAIDIX oferecem alto desempenho para cargas de trabalho sequenciais, enquanto os discos Seagate com tecnologia TurboBoost ajudam a otimizar o desempenho para cargas de trabalho aleatórias.
Para o cenário selecionado, fica assim: a eficiência de trabalhar com cargas aleatórias de bancos de dados e outras tarefas do aplicativo será garantida por elementos SSD, e as especificidades do software permitirão manter uma alta velocidade de processamento de cargas sequenciais de recuperação de banco de dados ou carregamento de dados.
Ao mesmo tempo, todo o sistema parece atraente em termos de preço e desempenho: unidades híbridas baratas (em relação ao All-Flash) combinam bem com a flexibilidade e a economia de sistemas de armazenamento definidos por software construídos em hardware de servidor padrão.
Teste de performance
O teste foi realizado usando o utilitário fio v3.1.
Uma sequência de testes fio de um minuto de duração de 32 threads com uma profundidade de fila de 1.
Carga de trabalho mista: 70% de leitura e 30% de gravação.
Tamanho do bloco de 4k a 1MB.
Carregue em uma zona de 130 GB.
Plataforma de servidor
AIC HA201-TP (1 peça)
CPU
Intel Xeon E5-2620v2 (2 unid.)
RAM
128GB
Adaptador SAS
LSI SAS3008
Drives
Seagate EXOS 10E24000 (8 unid.)
Nível de matriz
6 RAID
Resultados do teste
Um sistema baseado em RAIDIX 4.7 com 8 unidades Seagate EXOS 10e2400 mostra um desempenho total de até 220 IOps para leitura/gravação com um bloco de 000k.
Conclusão
Drives com tecnologia TurboBoost abrem novas possibilidades para usuários e fabricantes de sistemas de armazenamento. O uso de um cache SSD local aumenta significativamente o desempenho do sistema com um ligeiro aumento no custo de compra de unidades.
Testes de unidades Seagate realizados em apresentou um nível de desempenho alto e confiável em um padrão de carga mista (70/30), simulando os requisitos aproximados das tarefas aplicadas no segmento corporativo. Ao mesmo tempo, o desempenho foi alcançado 150 vezes superior aos valores limites das unidades HDD. Vale ressaltar aqui que o custo de aquisição de sistemas de armazenamento para esta configuração é cerca de 60% do custo de uma solução All-Flash comparável.
Indicadores-chave
- A taxa anual de falha de disco é inferior a 0.44%
- 40% mais barato que soluções All-Flash
- 150 vezes mais rápido que o HDD
- Até 220 IOps em 000 unidades
Fonte: habr.com