Кілька місяців тому компанія «Рейдікс» отримала можливість попрацювати зі свіжими накопичувачами Seagate EXOS, розробленими для завдань корпоративного класу. Їхня відмінна риса полягає в гібридному пристрої накопичувача - у ньому поєднані технології звичайних жорстких дисків (для основного сховища) і твердотільних накопичувачів (для кешування гарячих даних).
Ми вже мали позитивний досвід застосування гібридних дисків від Seagate у складі наших систем — кілька років тому ми впроваджували рішення для приватного ЦОДу спільно з партнером з Південної Кореї. Тоді на тестах використовувався бенчмарк Oracle Orion і отримані результати не поступалися All-Flash масивам.
У цьому матеріалі ми подивимося, як влаштовані накопичувачі Seagate EXOS з технологією TurboBoost, оцінимо їх можливості для завдань корпоративного сегменту, і перевіримо продуктивність на змішаному навантаженні.
Завдання корпоративного сегменту
Існує більш-менш стійке коло завдань, яке можна позначити як завдання зберігання даних у корпоративному (або enterprise) сегменті. До них традиційно відносять: функціонування CRM-додатків та ERP-систем, роботу поштових та файлових серверів, операції резервного копіювання та віртуалізації. З погляду СХД, реалізація таких функцій характеризується потоком змішаного навантаження, з явним переважанням випадкових запитів.
Крім цього, в enterprise-сегменті активно розвиваються такі ресурсомісткі напрямки як багатовимірна аналітика OLAP (Online Analytical Processing) та обробка транзакцій у режимі реального часу (OLTP, Online Transaction Processing). Їх особливість у тому, що вони більшою мірою спираються на операції читання, ніж операції записи. Навантаження, що створюється ними, — інтенсивні потоки даних з невеликим розміром блоку — вимагає високої продуктивності від системи.
Роль всіх перерахованих функцій стрімко зростає. Вони перестають бути допоміжними блоками у процесах створення цінності та переходять у розділ ключових складових продукту. Для багатьох форм бізнесу це стає важливим компонентом формування конкурентної переваги та ринкової стійкості. У свою чергу, це значно підвищує вимоги до ІТ-інфраструктури компаній: технічне оснащення має забезпечувати максимальну пропускну спроможність та мінімальний час відгуку. Для забезпечення необхідної продуктивності у таких ситуаціях вибирають All-Flash системи або системи гібридного зберігання з функцією або тирингу.
Крім цього виникає ще один характерний для enterprise-сегменту фактор - жорсткі вимоги щодо економічної ефективності. Цілком очевидно, що придбання та обслуговування All-Flash масивів можуть дозволити собі далеко не всі корпоративні структури, тому багатьом компаніям доводиться трохи поступатися продуктивністю, але купувати набагато вигідніші за ціною рішення. Ці умови сильно зміщують ринковий фокус у бік гібридних рішень.
Принцип гібрида чи технологія TurboBoost
Принцип використання гібридних технологій зараз вже добре знайомий широкій аудиторії. Він говорить про можливість використання різних технологій для отримання додаткових вигод у підсумковому результаті. У гібридних СГД поєднуються сильні сторони твердотільних накопичувачів та класичних жорстких дисків. На виході ми отримуємо оптимізоване рішення, де кожен компонент працює зі своїм завданням: HDD використовується для зберігання основного обсягу даних, а SSD - для тимчасового вмісту гарячих даних.
За даними , у регіоні EMEA близько 45.3% ринку становлять гібридні СГД. Така популярність визначається тим, що при порівняльній продуктивності вартість таких систем істотно нижча, ніж у рішень на базі SSD, а ціна за кожен IOps відстає на кілька порядків.
Цей гібридний принцип може бути реалізований безпосередньо на рівні накопичувача. Компанія Seagate першою втілила цю ідею у вигляді носіїв SSHD (Solid State Hybrid Drive). Такі диски набули відносної популярності на споживчому ринку, але в b2b-сегменті вони зустрічаються не так часто.
Поточне покоління цієї технології у компанії Seagate йде під комерційною назвою TurboBoost. Для корпоративного сегменту компанія використовує технологію TurboBoost у лінійці дисків Seagate EXOS, які мають підвищені показники надійності та оптимальне поєднання продуктивності та економічності. Зібрана на основі таких дисків СГД за підсумковими характеристиками відповідатиме гібридній конфігурації, при цьому кешування «гарячих» даних відбувається на рівні накопичувача і виконується за рахунок можливостей прошивки.
У дисках Seagate EXOS для локального SSD кеша використовується вбудована eMLC (Enterpise Multi-Level Cell) NAND-пам'ять об'ємом 16 ГБ, що характеризується значно більшим ресурсом перезапису, ніж MLC споживчого сегменту.
Спільна корисність
Отримавши у своє розпорядження 8 накопичувачів Seagate EXOS 10E24000 об'ємом 1.2 ТБ, ми вирішили перевірити їхню продуктивність у складі нашої системи на базі RAIDIX 4.7.
Зовні такий диск виглядає як стандартний HDD: металевий кейс 2,5-дюймового формату з фірмовою етикеткою та стандартними отворами для кріплення.
Накопичувач обладнаний SAS3 інтерфейсом 12 Гбіт/с, що дозволяє ефективно працювати із двома контролерами системи зберігання. Також варто відзначити, що цей інтерфейс має більшу глибину черги, ніж SATA3.
Зазначимо, що з погляду управління такий диск СХД представляється єдиним носієм, у якому простір зберігання не поділяється на області HDD і SSD. Це виключає необхідність використання програмного SSD-кешу та спрощує конфігурацію системи.
Як прикладний сценарій для готового рішення розглядалася робота з навантаженням від типових корпоративних додатків.
Головна очікувана вигода від СГД, що створюється, — ефективність роботи на змішаних навантаженнях з переважанням операцій читання. Програмно-визначені СХД RAIDIX відрізняються високою продуктивністю при роботі з послідовним навантаженням, а накопичувачі Seagate із технологією TurboBoost допомагають оптимізувати роботу з випадковими запитами.
Для обраного сценарію це виглядає наступним чином: ефективність роботи з випадковим навантаженням від баз даних та інших прикладних завдань гарантуватиметься SSD-елементами, а специфіка програмного забезпечення дозволить зберегти високу швидкість обробки послідовного навантаження від відновлення БД або завантаження даних.
При цьому, вся система виглядає привабливою за співвідношенням ціни та продуктивності: недорогі (щодо All-Flash) гібридні накопичувачі добре поєднуються з гнучкістю та економічністю програмно-визначеної СГД, побудованої на стандартному серверному устаткуванні.
Тестування роботи
Тестування проводилося з допомогою утиліти fio v3.1.
Послідовність хвилинних fio-тестів по 32 потоки із глибиною черги 1.
Змішане навантаження: 70% читання та 30% запису.
Розмір блоку від 4k до 1MB.
Навантаження на зону розміром 130 Гб.
Серверна платформа
AIC HA201-TP (1 шт.)
центральний процесор
Intel Xeon E5-2620v2 (2 шт.)
Оперативна пам'ять
128GB
SAS адаптер
LSI SAS3008
накопичувачі
Seagate EXOS 10E24000 (8 шт.)
Рівень масиву
RAID 6
результати тестів
Система на базі RAIDIX 4.7 із 8 накопичувачами Seagate EXOS 10e2400 показує сумарну продуктивність до 220 000 IOps на читання/запис блоком 4k.
Висновок
Накопичувачі з технологією TurboBoost відкривають нові можливості для користувачів та виробників систем зберігання даних. Використання локального SSD-кешу значно підвищує продуктивність системи при несуттєвому збільшенні витрат за придбання накопичувачів.
Проведені тести накопичувачів Seagate в показали впевнено високий рівень продуктивності на змішаному патерні навантаження (70/30), що моделює приблизні вимоги прикладних завдань у корпоративному сегменті. При цьому було досягнуто показників, що в 150 разів перевищують граничні значення HDD накопичувачів. Тут варто відзначити, що витрати на придбання СГД за такою конфігурацією становлять близько 60% вартості порівняльного All-Flash рішення.
Ключові показники
- Рівень річних відмов диска не перевищує 0.44%
- На 40% дешевше за All-Flash рішення
- У 150 разів швидше за HDD
- До 220 000 IOps на 8 накопичувачах
Джерело: habr.com