Pozdravljeni vsi skupaj. Še naprej vam predstavljamo sistem za shranjevanje podatkov Aerodisk VOSTOK, ki temelji na ruskem procesorju Elbrus 8C.
V tem članku bomo (kot smo obljubili) podrobno analizirali eno najbolj priljubljenih in zanimivih tem, povezanih z Elbrusom, in sicer produktivnost. Ugibanj o zmogljivosti Elbrusa je kar nekaj, in to popolnoma polarnih. Pesimisti pravijo, da je Elbrusova produktivnost zdaj »nič« in da bodo potrebna desetletja, da dohiti »vrhunske« proizvajalce (tj. v trenutni realnosti nikoli). Po drugi strani pa optimisti pravijo, da Elbrus 8C že kaže dobre rezultate, v naslednjih nekaj letih pa ga bomo z izidom novih različic procesorjev (Elbrus 16C in 32C) lahko "dohiteli in prehiteli" vodilnih svetovnih proizvajalcev procesorjev.
V Aerodisku smo praktični ljudje, zato smo ubrali najbolj preprosto in (za nas) razumljivo pot: preizkusite, zabeležite rezultate in šele nato naredite zaključke. Posledično smo izvedli precej veliko število testov in odkrili številne značilnosti delovanja arhitekture Elbrus 8C e2k (vključno s prijetnimi) in seveda to primerjali s podobnimi sistemi za shranjevanje na procesorjih arhitekture Intel Xeon amd64.
Mimogrede, o testih, rezultatih in prihodnjem razvoju sistemov za shranjevanje na Elbrusu bomo podrobneje govorili na našem naslednjem spletnem seminarju "OkoloIT" 15.10.2020. oktobra 15 ob 00:XNUMX. Registrirate se lahko na spodnji povezavi.
→
Testno stojalo
Ustvarili smo dve stojnici. Obe stojali sta sestavljeni iz Linux strežnika, ki je preko 16G FC stikal povezan z dvema pomnilniškima krmilnikoma, ki imata nameščenih 12 SAS SSD 960 GB diskov (11,5 TB “surove kapacitete” oz. 5,7 TB “uporabne” kapacitete, če uporabljamo RAID-10) .
Shematično je stojalo videti takole.
Stojnica št. 1 e2k (Elbrus)
Konfiguracija strojne opreme je naslednja:
- Linux strežnik (2xIntel Xeon E5-2603 v4 (6 jeder, 1,70Ghz), 64 GB DDR4, 2xFC adapter 16G 2 porta) – 1 kos.
- Stikalo FC 16 G – 2 kom.
- Sistem za shranjevanje Aerodisk Vostok 2-E12 (2xElbrus 8C (8 jeder, 1,20 Ghz), 32 GB DDR3, 2xFE FC-adapter 16G 2 port, 12xSAS SSD 960 GB) - 1 kos.
Stojalo št. 2 amd64 (Intel)
Za primerjavo s podobno konfiguracijo na e2k smo uporabili podobno konfiguracijo pomnilnika s procesorjem, ki je po lastnostih podoben amd64:
- Linux strežnik (2xIntel Xeon E5-2603 v4 (6 jeder, 1,70Ghz), 64 GB DDR4, 2xFC adapter 16G 2 porta) – 1 kos.
- Stikalo FC 16 G – 2 kom.
- Sistem za shranjevanje Aerodisk Engine N2 (2xIntel Xeon E5-2603 v4 (6 jeder, 1,70Ghz), 32 GB DDR4, 2xFE FC-adapter 16G 2 port, 12xSAS SSD 960 GB) - 1 kos.
Pomembna opomba: procesorji Elbrus 8C, uporabljeni v testu, podpirajo samo DDR3 RAM, to je seveda "slabo, vendar ne za dolgo." Elbrus 8SV (še nimamo na zalogi, ga bomo imeli kmalu) podpira DDR4.
Metodologija testiranja
Za generiranje obremenitve smo uporabili priljubljen in časovno preizkušen program Fleksibilni IO (FIO).
Oba sistema za shranjevanje sta konfigurirana v skladu z našimi konfiguracijskimi priporočili, ki temeljijo na zahtevah za visoko zmogljivost pri blokovnem dostopu, zato uporabljamo diskovna področja DDP (Dynamic Disk Pool). Da ne bi popačili rezultatov testa, onemogočimo stiskanje, deduplikacijo in predpomnilnik RAM na obeh sistemih za shranjevanje.
V RAID-8 je bilo ustvarjenih 10 D-LUN-ov, vsak po 500 GB, s skupno uporabno kapaciteto 4 TB (tj. približno 70 % možne uporabne zmogljivosti te konfiguracije).
Izvedeni bodo osnovni in priljubljeni scenariji za uporabo sistemov za shranjevanje, zlasti:
prva dva testa posnemata delovanje transakcijskega DBMS. V tej skupini testov nas zanimajo IOPS in zakasnitev.
1) Naključno branje v majhnih blokih 4k
a. Velikost bloka = 4k
b. Branje/pisanje = 100%/0%
c. Število del = 8
d. Globina čakalne vrste = 32
e. Naloži znak = Polno naključno
2) Naključno snemanje v majhnih blokih 4k
a. Velikost bloka = 4k
b. Branje/pisanje = 0%/100%
c. Število del = 8
d. Globina čakalne vrste = 32
e. Naloži znak = Polno naključno
druga dva testa posnemata delovanje analitičnega dela DBMS. V tej skupini testov nas zanimata tudi IOPS in zakasnitev.
3) Zaporedno branje v majhnih blokih 4k
a. Velikost bloka = 4k
b. Branje/pisanje = 100%/0%
c. Število del = 8
d. Globina čakalne vrste = 32
e. Naloži znak = zaporedno
4) Zaporedno snemanje v majhnih blokih 4k
a. Velikost bloka = 4k
b. Branje/pisanje = 0%/100%
c. Število del = 8
d. Globina čakalne vrste = 32
e. Naloži znak = zaporedno
Tretja skupina testov posnema delo pretočnega branja (primer: spletne oddaje, obnavljanje varnostnih kopij) in pretočnega snemanja (primer: videonadzor, snemanje varnostnih kopij). V tej skupini testov nas ne zanima več IOPS, ampak MB/s in tudi zakasnitev.
5) Zaporedno branje v velikih blokih po 128k
a. Velikost bloka = 128k
b. Branje/pisanje = 0%/100%
c. Število del = 8
d. Globina čakalne vrste = 32
e. Naloži znak = zaporedno
6) Zaporedno snemanje v velikih blokih po 128k
a. Velikost bloka = 128k
b. Branje/pisanje = 0%/100%
c. Število del = 8
d. Globina čakalne vrste = 32
e. Naloži znak = zaporedno
Vsak test bo trajal eno uro, brez časa ogrevanja niza 7 minut.
Rezultati testiranja
Rezultati testa so povzeti v dveh tabelah.
Elbrus 8S (SHD Aerodisk Vostok 2-E12)
Intel Xeon E5-2603 v4 (sistem za shranjevanje Aerodisk Engine N2)
Rezultati so se izkazali za izjemno zanimive. V obeh primerih smo dobro izkoristili procesorsko moč pomnilniškega sistema (70-90% izkoriščenost) in v tej situaciji so prednosti in slabosti obeh procesorjev jasno razvidne.
V obeh tabelah so z zeleno označeni testi, kjer se procesorji »počutijo samozavestni« in kažejo dobre rezultate, medtem ko so situacije, ki jih procesorji »ne marajo«, označene z oranžno.
Če govorimo o naključni obremenitvi v majhnih blokih, potem:
- z vidika naključnega branja je Intel zagotovo pred Elbrusom, razlika je 2-kratna;
- z vidika naključnega snemanja vsekakor remi, oba procesorja sta pokazala približno enake in spodobne rezultate.
Pri zaporedni obremenitvi v majhnih blokih je slika drugačna:
- tako pri branju kot pisanju je Intel bistveno (2-krat) pred Elbrusom. Hkrati, če ima Elbrus kazalnik IOPS nižji od Intelovega, vendar izgleda spodobno (200-300 tisoč), potem obstaja očitna težava z zamudami (so trikrat višje kot pri Intelu). Zaključek, trenutna različica Elbrusa 8C res "ne mara" zaporednih obremenitev v majhnih blokih. Jasno je, da je treba opraviti nekaj dela.
Toda pri zaporedni obremenitvi z velikimi bloki je slika ravno nasprotna:
- oba procesorja sta pokazala približno enak rezultat v MB/s, vendar obstaja en AMPAK.... Elbrusova zmogljivost zakasnitve je 10 (deset, Karl!!!) krat boljša (tj. nižja) kot pri podobnem Intelovem procesorju (0,4/0,5 ms proti 5,1/6,5 ms) . Sprva smo mislili, da gre za napako, zato smo še enkrat preverili rezultate, naredili drugi test, vendar je drugi test pokazal isto sliko. To je resna prednost Elbrusa (in arhitekture e2k na splošno) pred Intelom (in s tem arhitekturo amd64). Upajmo, da se bo ta uspeh še naprej razvijal.
Obstaja še ena zanimiva značilnost Elbrusa, na katero lahko pozoren bralec opozori, če pogleda tabelo. Če pogledate razliko med Intelovo zmogljivostjo branja in pisanja, potem je v vseh testih branje pred pisanjem v povprečju za približno 50%+. To je norma, na katero so vsi (tudi mi) navajeni. Če pogledate Elbrus, so indikatorji pisanja veliko bližje indikatorjem branja; branje je pred pisanjem praviloma za 10 - 30%, ne več.
Kaj to pomeni? Dejstvo, da Elbrus "res obožuje" pisanje, in to posledično nakazuje, da bo ta procesor zelo uporaben pri nalogah, kjer pisanje očitno prevladuje nad branjem (kdo je rekel Yarovayin zakon?), kar je tudi nedvomna prednost arhitekture e2k in to prednost je treba razviti.
Sklepi in bližnja prihodnost
Primerjalni testi procesorjev srednjega razreda Elbrus in Intel za naloge shranjevanja podatkov so pokazali približno enake in enako vredne rezultate, vsak procesor pa je pokazal svoje zanimive lastnosti.
Intel je močno presegel Elbrus pri naključnem branju v majhnih blokih, pa tudi pri zaporednem branju in pisanju v majhne bloke.
Pri naključnem pisanju v majhne bloke oba procesorja pokažeta enake rezultate.
Kar zadeva zakasnitev, je Elbrus videti bistveno boljši od Intela pri pretočni obremenitvi, tj. pri zaporednem branju in pisanju v velikih blokih.
Poleg tega se Elbrus za razliko od Intela enako dobro spopada z obremenitvami branja in pisanja, medtem ko je pri Intelu branje vedno veliko boljše od pisanja.
Na podlagi dobljenih rezultatov lahko sklepamo o uporabnosti sistemov za shranjevanje podatkov Aerodisk Vostok na procesorju Elbrus 8C pri naslednjih nalogah:
- informacijski sistemi s prevlado pisalnih operacij;
- dostop do datoteke;
- spletne oddaje;
- CCTV;
- rezerva;
- medijske vsebine.
Ekipa MCST ima še kaj delati, vendar je rezultat njihovega dela že viden, kar seveda ne more razveseliti.
Ti testi so bili izvedeni na jedru Linux za e2k različice 4.19; trenutno je v beta testih (v MCST, v Basalt SPO in tudi tukaj v Aerodisku) jedro Linuxa 5.4-e2k, v katerem je med drugim resno preoblikovan razporejevalnik in številne optimizacije za hitre polprevodniške pogone. Poleg tega, posebej za jedra veje 5.x.x, MCST JSC izda nov prevajalnik LCC, različica 1.25. Glede na predhodne rezultate bo na istem procesorju Elbrus 8C novo jedro, prevedeno z novim prevajalnikom, okoljem jedra, sistemskimi pripomočki in knjižnicami ter pravzaprav programsko opremo Aerodisk VOSTOK omogočilo še občutnejše povečanje zmogljivosti. In to brez zamenjave opreme - na istem procesorju in z enakimi frekvencami.
Proti koncu leta pričakujemo izid različice Aerodisk VOSTOK, ki temelji na jedru 5.4, in takoj, ko bo delo na novi različici končano, bomo posodobili rezultate testiranja in jih tudi objavili tukaj.
Če se zdaj vrnemo na začetek članka in odgovorimo na vprašanje, kdo ima prav: pesimisti, ki pravijo, da je Elbrus »nič« in nikoli ne bo dohitel vodilnih proizvajalcev procesorjev, ali optimisti, ki pravijo, da so »že skoraj ujeli gor in bo kmalu prehitel "? Če ne izhajamo iz stereotipov in verskih predsodkov, ampak iz resničnih testov, potem imajo optimisti vsekakor prav.
Elbrus že kaže dobre rezultate v primerjavi s procesorji amd64 srednjega nivoja. Elbrus 8-ke je seveda daleč od vrhunskih modelov strežniških procesorjev Intel ali AMD, a ni bil namenjen tja, za ta namen bosta izdana procesorja 16C in 32C. Potem se bomo pogovorili.
Zavedamo se, da bo po tem članku še več vprašanj o Elbrusu, zato smo se odločili organizirati še en spletni webinar »OkoloIT«, da bi na ta vprašanja odgovorili v živo.
Tokrat bo naš gost namestnik generalnega direktorja podjetja MCST Konstantin Trushkin. Na spletni seminar se lahko prijavite na spodnji povezavi.
→
Hvala vsem, kot vedno smo veseli konstruktivne kritike in zanimivih vprašanj.
Vir: www.habr.com