Pred pár mesiacmi mal Radix príležitosť pracovať s najnovšími jednotkami Seagate EXOS, ktoré sú určené pre úlohy podnikovej triedy. Ich charakteristická črta spočíva v zariadení s hybridným pohonom – kombinuje technológie konvenčných pevných diskov (na hlavné úložisko) a SSD (na ukladanie horúcich dát do vyrovnávacej pamäte).
S využitím hybridných diskov od Seagate v rámci našich systémov už máme pozitívne skúsenosti – pred pár rokmi sme spolu s partnerom z Južnej Kórey implementovali riešenie pre súkromné dátové centrum. Potom sa v testoch použil benchmark Oracle Orion a získané výsledky neboli horšie ako polia All-Flash.
V tomto článku sa pozrieme na to, ako sú navrhnuté disky Seagate EXOS s technológiou TurboBoost, zhodnotíme ich možnosti pre úlohy v podnikovom segmente a otestujeme výkon pri zmiešanom zaťažení.
Úlohy podnikového segmentu
Existuje viac-menej stabilná škála úloh, ktoré možno označiť ako úlohy ukladania dát v podnikovom (alebo podnikovom) segmente. Medzi ne tradične patrí: fungovanie CRM aplikácií a ERP systémov, prevádzka poštových a súborových serverov, zálohovanie a virtualizácia. Z hľadiska úložného systému je implementácia takýchto funkcií charakteristická zmiešaným tokom zaťaženia s jasnou prevahou náhodných požiadaviek.
Okrem toho sa v podnikovom segmente aktívne rozvíjajú oblasti náročné na zdroje, ako je multidimenzionálna analytika OLAP (Online Analytical Processing) a spracovanie transakcií v reálnom čase (OLTP, Online Transaction Processing). Ich zvláštnosťou je, že sa viac spoliehajú na operácie čítania ako na operácie zápisu. Pracovná záťaž, ktorú vytvárajú – intenzívne dátové toky s malými veľkosťami blokov – si vyžaduje vysoký výkon systému.
Úloha všetkých týchto funkcií rýchlo rastie. Prestávajú byť pomocnými blokmi v procesoch tvorby hodnoty a presúvajú sa do sekcie kľúčových komponentov produktu. Pre mnohé formy podnikania sa to stáva dôležitou súčasťou budovania konkurenčnej výhody a udržateľnosti trhu. To zase výrazne zvyšuje požiadavky na IT infraštruktúru spoločností: technické vybavenie musí poskytovať maximálnu priepustnosť a minimálny čas odozvy. Na zabezpečenie požadovaného výkonu v takýchto situáciách si vyberte systémy All-Flash alebo hybridné úložné systémy s alebo únavné.
Okrem toho existuje ďalší faktor charakteristický pre segment podnikov – prísne požiadavky na ekonomickú efektívnosť. Je celkom zrejmé, že nie všetky korporátne štruktúry si môžu dovoliť nákup a údržbu All-Flash polí, takže mnohé spoločnosti musia trochu upustiť od výkonu, ale zaobstarať si oveľa výhodnejšie riešenia. Tieto podmienky výrazne posúvajú zameranie trhu na hybridné riešenia.
Hybridný princíp alebo technológia TurboBoost
Princíp využívania hybridných technológií je dnes už dobre známy širokému publiku. Hovorí o možnosti využitia rôznych technológií na získanie ďalších výhod v konečnom výsledku. Hybridné úložné systémy kombinujú prednosti pevných diskov a klasických pevných diskov. Výsledkom je optimalizované riešenie, kde každý komponent pracuje so svojou vlastnou úlohou: HDD sa používa na ukladanie hlavného množstva dát a SSD sa používa na dočasné ukladanie „horúcich dát“.
Podľa , v regióne EMEA asi 45.3 % trhu tvoria hybridné úložné systémy. Táto popularita je určená skutočnosťou, že napriek porovnateľnému výkonu sú náklady na takéto systémy výrazne nižšie ako náklady na riešenia na báze SSD a cena za každý IOps zaostáva o niekoľko rádov.
Rovnaký hybridný princíp možno implementovať priamo na úrovni pohonu. Seagate ako prvý implementoval túto myšlienku vo forme média SSHD (Solid State Hybrid Drive). Takéto disky si získali relatívnu obľubu na spotrebiteľskom trhu, no v segmente b2b nie sú také bežné.
Aktuálna generácia tejto technológie v Seagate ide pod komerčným názvom TurboBoost. Pre firemný segment spoločnosť využíva technológiu TurboBoost v rade diskov Seagate EXOS, ktoré majú zvýšenú spoľahlivosť a optimálnu kombináciu výkonu a účinnosti. Úložný systém zostavený na základe takýchto diskov bude z hľadiska svojich konečných charakteristík zodpovedať hybridnej konfigurácii, zatiaľ čo ukladanie „horúcich“ údajov do vyrovnávacej pamäte prebieha na úrovni disku a vykonáva sa pomocou možností firmvéru.
Disky Seagate EXOS využívajú 16 GB vstavanej pamäte eMLC (Enterpise Multi-Level Cell) NAND pre lokálnu vyrovnávaciu pamäť SSD, ktorá má výrazne vyšší zdroj prepisovania ako MLC pre spotrebiteľský segment.
Zdieľaný nástroj
Keď sme dostali k dispozícii 8 diskov Seagate EXOS 10E24000 1.2 TB, rozhodli sme sa otestovať ich výkon ako súčasť nášho systému založeného na RAIDIX 4.7.
Navonok takáto jednotka vyzerá ako štandardný pevný disk: 2,5-palcové kovové puzdro so značkovým štítkom a štandardnými otvormi pre upevňovacie prvky.
Disk je vybavený rozhraním SAS3 s rýchlosťou 12 Gb/s, čo mu umožňuje efektívne pracovať s dvoma radičmi úložného systému. Za zmienku tiež stojí, že toto rozhranie má väčšiu hĺbku frontu ako SATA3.
Všimnite si, že z pohľadu správy sa takýto disk v úložnom systéme javí ako jediné médium, v ktorom úložný priestor nie je rozdelený na oblasti HDD a SSD. To eliminuje potrebu softvérovej vyrovnávacej pamäte SSD a zjednodušuje konfiguráciu systému.
Ako aplikačný scenár pre hotové riešenie bola uvažovaná práca so záťažou z typických firemných aplikácií.
Hlavným očakávaným prínosom z vytvoreného úložného systému je efektivita práce na zmiešaných záťažiach s prevahou čítacích operácií. Softvérové úložné systémy RAIDIX poskytujú vysoký výkon pre sekvenčné pracovné zaťaženia, zatiaľ čo disky Seagate s technológiou TurboBoost pomáhajú optimalizovať výkon pre náhodné pracovné zaťaženia.
Pre vybraný scenár to vyzerá takto: efektivitu práce s náhodnými záťažami z databáz a ďalšími aplikačnými úlohami zaručia SSD prvky a špecifiká softvéru umožnia zachovať vysokú rýchlosť spracovania sekvenčných záťaží z obnovy databázy resp. načítavanie údajov.
Celý systém zároveň vyzerá atraktívne z hľadiska ceny a výkonu: lacné (v porovnaní s All-Flash) hybridné disky sa dobre kombinujú s flexibilitou a cenovou efektívnosťou softvérovo definovaných úložných systémov postavených na štandardnom serverovom hardvéri.
Testovanie výkonu
Testovanie sa uskutočnilo pomocou nástroja fio v3.1.
Sekvencia minútových fio testov 32 vlákien s hĺbkou frontu 1.
Zmiešané pracovné zaťaženie: 70 % čítanie a 30 % zápis.
Veľkosť bloku od 4k do 1MB.
Načítajte 130 GB zónu.
Serverová platforma
AIC HA201-TP (1 kus)
CPU
Intel Xeon E5-2620v2 (2 ks.)
RAM
128GB
SAS adaptér
LSI SAS3008
Úložné zariadenia
Seagate EXOS 10E24000 (8 ks)
Úroveň poľa
RAID 6
Výsledky skúšky
Systém založený na RAIDIX 4.7 s 8 jednotkami Seagate EXOS 10e2400 vykazuje celkový výkon až 220 000 IOps pre čítanie/zápis so 4k blokom.
Záver
Disky s technológiou TurboBoost otvárajú používateľom a výrobcom úložných systémov nové možnosti. Použitie lokálnej vyrovnávacej pamäte SSD výrazne zvyšuje výkon systému s miernym zvýšením nákladov na nákup diskov.
Testy diskov Seagate uskutočnené v r vykazovali sebavedomo vysokú úroveň výkonu pri zmiešanom zaťažení (70/30), simulujúc približné požiadavky aplikovaných úloh v podnikovom segmente. Zároveň bol dosiahnutý výkon 150-krát vyšší ako limitné hodnoty HDD diskov. Tu stojí za zmienku, že náklady na nákup úložných systémov pre túto konfiguráciu predstavujú približne 60 % nákladov na porovnateľné riešenie All-Flash.
Kľúčové ukazovatele
- Ročná miera zlyhania disku je nižšia ako 0.44 %
- O 40 % lacnejšie ako riešenia All-Flash
- 150-krát rýchlejšie ako HDD
- Až 220 000 IOps na 8 diskoch
Zdroj: hab.com