SSD

Noua generatie de medii de stocare. Cum sa le intelegem mai bine?

Discutam mai demult despre înlocuirea HDD cu dispozitive SSD în mediul enterprise. Iată că odată cu lansarea unei noi generații de cipuri Flash numite eMLC (de la enterprise MLC) deja hard-discurile de înaltă performanță pot fi înlocuite cu dispozitive SSD la un preț mai avantajos.

Desigur că deocamdată sunt multe limitări, iar RAMSAN-810, primul sistem de stocare cu eMLC de la TMS este recomandat numai pentru aplicații read-intensive precum cele de data warehousing.

Mai jos este un grafic interesant cu privire la evoluția prețurilor dispozitivelor de stocare.

Tags: ,

Prezentăm în acest scurt articol rezultatele unor teste de viteză pentru dispozitive de stocare de tehnologii diferite, utilizabile în computere personale.

Testul constă în scrierea și citirea unui fișier de 256MB, folosind blocuri de mărime diferită (pe axa Y) și o coadă de 4 comenzi de scriere (una în execuție, trei în așteptare). Despre teoria cozilor în ceea ce privește dispozitivele de stocare am mai scris în studiile de caz corespunzătoare.

Rezultatele au fost exprimate în lățime de bandă disponibilă, anume câți MB se pot transfera într-o singură secundă pe acel dispozitiv de stocare. Măsurătorile IOPS nu sunt foarte interesante pentru calculatoarele personale așa că au fost ignorate în acest test.

Drept concluzie, un disc SSD este foarte util pentru creșterea performaței unui calculator personal. De asemenea sisteme de backup conectate la USB 3 sunt deja o necesitate în cazul configurațiilor de calcul moderne.

În plus vechea idee de a folosi un memory stick pentru accelerarea sistemului de operare Windows se pare că nu mai are deloc aplicabilitate.

Viteze pentru 4 tehnologii de stocare

Tags: ,

Bazele de date in-memory au devenit de curând un subiect intrigant în industria bazelor de date. O dată ce pe piaţă sunt disponibile la scară largă servere de 64 de biţi cu mulţi GB de memorie, o soluţie de baze de date construită complet pe RAM este o perspectivă tentantă pentru mult mai mulţi clienţi. Cu toate astea, pentru mulţi utilizatori de baze de date din sferele guvernamentale, financiare sau de telecomunicaţii, SSD-urile au oferit soluţii pentru baze de date pe RAM de decenii întregi. Performanţa unei soluţii de baze de date construite pe  memorie eclipsează performanţa unei baze de date de pe HDD.

SSD-urile fac procesul de implementare a unei soluţii complete bazate pe memorie nu mai complicat decât transferul tabelelor de baze de date de pe mediul de stocare curent pe un SSD şi ca pornirea acestei baze de date. În plus, SSD-urile oferă o serie de caracteristici pe care bazele de date in-memory nu le pot egala:

Siguranţă

SSD-urile încorporează elemente de siguranţă a sistemului de stocare la nivel de corporaţie, oferind scheme de protecţie avansată a memoriei, cum ar fi ECC sau Chipkill (ce permite unui cip de memorie să se defecteze fără pierdere de date). SSD-urile profesionale au baterii şi discuri redundante cu capacitatea de a menţine datele în siguranţă pe disc. Acest fapt oferă încrederea într-un sistem nevolatil pe care simplele soluții bazate numai pe memoriile din server nu-l pot egala.

Disponibilitate

Folosirea SSD-urilor ca parte a unei baze de date de mare performanţă permite componentelor de stocare ale unei aplicații şi să fie decuplate de componentele sale de server. Acest lucru permite la rândul lui protecție la căderi ale serverului şi la erorile de programare ale aplicaţiilor prin implementarea unor grupuri cu mai multe noduri. O dată cu folosirea SSD-urilor, în detrimentul bazelor de date in-memory, se poate atinge o performanţă mare prin implementarea de noduri cu resurse mari CPU dar cu volum obișnuit de memorie evitând astfel creşterile exponenţiale de preţ cauzate de memoria de gabarit mare. De asemenea, acest fapt reduce acţiunea complexă de a menţine cache-urile din fiecare nod al grupului în coerență unele cu celelalte, pentru că cu cât este mai mare memoria locală a fiecarui nod, cu atât mai dificilă devine problema coerenţei. Testele au arătat că folosirea SSD-urilor RAMSAN cu clustere de baze de date având noduri cu memorii locale mici oferă o performanţă mai mare decât păstrarea bazei de date într-un cluster de baze de date cu noduri cu memorie mare din cauza acestei probleme de coerenţă. Într-un sistem cu disponibilitate extrem de mare, SSD-urile pot fi oglindite pentru a oferi un nivel suplimentar de protecţie la utilizarea unei arhitecturi in-memory de mare performanţă și complet total redundantă.

Scalabilitate

SSD-urile oferă o abordare cu adevărat scalabilă a bazelor de date de mare performanţă. Mediul de stocare suplimentar poate fi adăugat uşor întrucât sistemul se scalează, cu capacități de producţie desfăşurate în aria terabiţilor. În contrast violent cu preţul memoriei de server, preţul pentru a adăuga capacitate la SSD-uri scade pe măsură ce creşte capacitatea totală.

Costuri reduse

La prima vedere, s-ar părea că un SSD este mai scump decât o soluție de bază de date in-memory. Cu toate acestea, cele mai multe implementări de baze de date in-memory sunt de fapt mai scumpe decât implementările SSD, în special dacă se creşte capacitatea. Pe măsură ce creşte densitatea memoriei în servere, costurile de memorie suplimentară cresc în mod dramatic. Pe măsură ce cantitatea de memorie necesară creşte, creşte de obicei şi numărul de procesoare necesare (în majoritatea sistemelor de operare cu mai multe procesoare, există o limitare a cantităţii de memorie pe procesor). Pe măsură ce creşte numărul de procesoare şi capacitatea memoriei, creşte şi preţul licenţei pentru baza de date in-memory. Costurile licenţei pentru baze de date in-memory şi întreţinerea anuală subsecventă pot afecta în mod decisiv comparaţia de preţ. În plus, costurile asociate cu bazele de date in-memory vor creşte proporţional cu numărul serverelor achiziţionate, fapt ce duce la soluţii cluster neplăcute. Un singur SSD poate susţine un grup sau chiar un grid de servere de baze de date fără costuri adiţionale, ceea ce permite scalare independentă a nevoilor de procesor şi de memorie ale unei aplicaţii. În fine, costurile şi acţiunile complexe asociate cu dezvoltarea, testarea şi desfăşurarea bazelor de date in-memory sunt mult mai mari decât costurile de instalare ale unui SSD.

 

Tags:

Învaţă cum reflectă IOPS performanţa reală.

Acest document explică modul în care sunt atinse valorile IOPS (I/O pe secundă) şi oferă câteva sfaturi practice companiilor ce evaluează discuri, RAID-uri şi SSD-uri.

Texas Memory Systems îşi prezintă cu mândrie performanţele I/O ale sistemelor lor. Acest document explică modul în care sunt atinse valorile IOPS (I/O pe secundă) şi oferă câteva sfaturi practice companiilor ce doresc să cumpere discuri, RAID-uri şi SSD-uri.

Rezultatele performanţelor I/O de la TMS pot fi demonstrate pe siturile clienţilor sau pe situri test. Altfel spus, ele pot fi obţinute în afara laboratoarelor de la TMS. De multe ori este nevoie de mai multe sisteme gazdă pentru a acoperi porturile optice sau InfiniBand disponibile în produsele RAMSAN de la TMS. Acest aspect le permite flexibilitate în gestionarea simultană a mai multor gazde, cu mai multe gazde folosind acelaşi port de pe RamSan (printr-o conexiune de mare viteză) sau cu mai multe gazde folosind porturi separate pe RamSan.

Rate instant vs. rate susţinute

Valorile pentru RAMSAN -400 sunt aceleaşi pentru rate instant şi rate susţinute. RAMSAN nu publică niciodată numai ratele instant. Aveţi grijă cu producătorii de hardware care nu publică decât rate instant, întrucât acestea nu sunt semnificative într-un mediu de trafic mare din viaţa de zi cu zi. Similar, mulţi producători de sisteme de stocare publică valori mari de IOPS „din cache”, fapt ce nu reflectă performanţele reale ale aplicaţiilor.

Aleatoriu vs. secvenţial

Valorile IOPS pentru RAMSAN -400 sunt bazate întotdeauna pe performanţă aleatorie 100%. Pentru că RAMSAN -400 foloseşte DDR RAM ca mediu de stocare, valorile aleatorii şi cele secvenţiale sunt aproape identice. La fel ca în cazul ratelor, aveţi grijă la producătorii de hard care publică valori IOPS bazate doar pe citiri şi scrieri secvenţiale. Aceste valori nu sunt reprezentative în general pentru traficul de date real.

Citire vs. scriere

Performanţa unui mediu de stocare, în special a discurilor flash, poate varia extrem de mult dacă accesul deservit este pentru scriere sau pentru citire. RAMSAN se bazează pe memorie DDR şi poate deservi citiri, scrieri sau combinaţii dintre acestea la aceeaşi rată. Valorile publicate de RAMSAN pot fi luate în considerare pentru orice combinaţie de accesuri pentru citiri şi scrieri.

Mai mulţi LUNi vs. un singur LUN (scalabilitate)

Mai multe sisteme de stocare folosesc cache dedicat pe controller pentru a creşte performanţa. Acest lucru îngreunează capacitatea spaţiului de stocare de a susţine un alt acces simultan pe acelaşi LUN de la mai multe controllere, întrucât tot cache-ul trebuie să fie eşalonat egal între toate controller-ele. Pentru a simplifica această problemă, mulţi producători de spaţii de stocare permit ca un LUN să fie accesat activ pe un singur port, şi apoi publică valorile maxime de IOPS plasând LUNi diferiţi pe fiecare port. RAMSAN nu foloseşte un cache de controller, întrucât mediul de stocare este memorie DDR de mare viteză. Valorile din broşură pentru RAMSAN -400 se bazează pe accesarea unui singur LUN plasat pe toate porturile de interfaţă ale RAMSAN. Acest fapt permite ca performanţa produsului RamSan-400 să fie scalabilă o dată ce se adaugă mai multe carduri de interfaţă.

Efectul volumului de date transferat asupra  performanţei I/O

Tabelul de mai jos oferă un exemplu referitor la modul în care se schimbă performanţa I/O în funcţie de block size-ul folosit şi de procentajul de citire/scriere. Aceste rezultate au fost adunate de pe un singur card de interfaţă cu două porturi ataşat la RAMSAN-400. Produsele RamSan pot susţine până la patru astfel de carduri, păstrând performanţa pe fiecare card.

Block Size 100% Citire 100% Scriere
IOPS MB/s IOPS MB/s
512 biţi 124k 60 118k 58
1k biţi 120k 117 116k 113
2k biţi 113k 221 116k 227
4k biţi 102k 398 91k 354
8k biţi 76k 598 61k 470
16k biţi 46k 727 37k 579
32k biţi 24k 759 21k 653
64k biţi 12k 777 11k 697
128k biţi 6k 781 6k 723
256k biţi 3k 784 3k 737

O regulă bună de ştiut este că cu cât cresc valorile de block size, cu atât scad valorile IOPS şi creşte numărul de MB pe secundă. Astfel este cel mai probabil să vedeţi cele mai bune performanţe de IOPS cu valori mici de block size şi cele mai bune lăţimi de bandă (MB/s) cu valori mari de block size.

Când producătorii de medii de stocare creează interfeţe, tind să optimizeze hardware-ul şi software-ul pentru transferuri de 512 biţi, pentru a maximiza rata de IOPS pe care o publică. După cum arată tabelul, RamSan-400 este optimizat pentru performanţă pentru valori de 4 şi 8KB – o valoare de transfer mult mai comună în aplicaţiile reale. La această cotă de 4 sau 8KB performanţa atinge cel mai bun nivel, mediind eficient între IOPS şi lăţime de bandă. Acest fapt asigură cea mai bună performanţă reală pentru clienţii TMS.

De ce nu obțin performanța așteptată cu RAMSAN?

Este dificil de duplicat performanţa de vârf RAMSAN® fără adaptori rapizi, de preferat instalați pe mai multe servere.

De multe ori, în special în sistemele mai vechi, un singur procesor nu este capabil să facă sistemul să genereze suficienţi IOPS pentru a satura produsele RAMSAN. Acest fapt este adevărat în special dacă sunt folosite multe interfețe HBA într-un singur sistem. În plus, în timp ce sistemele cu mai multe procesoare îmbunătăţesc throughput-ul pe ansamblu, acesta nu se scalează liniar. De aceea, de multe ori vedem sisteme cu mai multe procesoare care nu pot oferi throughput-ul pe care l-ar oferi un număr echivalent de servere gazdă separate. Abilitatea RAMSAN-400 de a satura serverele gazdă permite aceluiaşi RAMSAN-400 să fie folosit mai eficient pe măsură ce procesoarele mai rapide devin accesibile şi serverele sunt îmbunătăţite.

Recomandările noastre

  • Folosiţi cel mai rapid adaptor disponibil
  • Folosiţi cele mai rapide servere disponibile
  • Contactaţi-ne pentru a vă ajuta în maximizarea performanţei aplicaţiei dumneavoastră particulare. Câteodată o simplă setare într-o aplicaţie vă poate deschide accesul spre capacitatea maximă de utilizare a RamSan.

 

Tags:

RAMSAN este o soluție hardware la o problemă foarte mare din IT, în special acolo unde se lucrează cu baze de date de dimensiuni mari. Ideea e ca un sistem de calcul are următoarele resurse principale care sunt intotdeauna limitate:

  • Procesor;
  • Memorie;
  • I/O = input/output – spre memorie permanentă așa cum este tradiționalul HDD.

Conform teoriei cozilor, atunci când creşti încărcarea pe sistem, resursele cele mai limitate încep să intre în deficienţă și induc bucle mari de întârziere în efectuarea chiar și a celor mai simple calcule. În cazul nostru, întotdeauna una din cele trei resurse menționate mai sus va fi deficientă.

Când te uiţi pe Task Manager la Performance, vezi grafice pentru procesor şi pentru memorie, dar nu vezi și unele pentru disc. În sistemele moderne există și panouri de perfornanță I/O dar ele sunt mai mereu ciudate și greu de interpretat. Ca o regulă simplă, valabilă în cele mai multe dintre situații, atunci când nici procesorul, nici memoria nu sunt foarte încărcate (peste 80%) înseamnă ca eşti în una din situaţiile următoare:

  • Fie nu faci mai nimic cu acel computer,
  • Fie îngustarea de performanţă este la I/O.

La calculatorul de acasă e normală prima variantă, într-un centru de calcul e normală a doua.

Una din marile probleme este că unii administratori de sisteme folosesc aplicații de măsură a performanței dezvoltate cu utilizatorul casnic în minte pentru a măsura sisteme de stocare din gama enterprise. Din nefericire nu numai că nu se simulează corect încărcarea dintr-un centru de calcul dar chiar și interpetările sunt de multe ori aberant de aplicat la contextul unui centru de calcul.

Lăsând la o parte priceperea sau nepriceperea utilizatorilor, producătorii sunt foarte conștienți de aceste probleme. În decursul anilor ei au făcut multe lucruri să îmbunătăţească viteza discurilor dure (paralelizare, memorii cache etc.), dar un anumit element nu poate fi depăşit: faptul că, în mod mecanic, capul de citire trebuie mutat în diverse poziţii, face ca între momentul unei cereri şi cel al primirii răspunsului să treacă un timp mare (>5 ms).

Dacă trimiţi un film pe reţea şi fişierul e defragmentat, atunci mişti capul o dată şi trimiţi filmul de 90 de minute fără să mai faci mişcări prea mari – în cazul ăsta nu e mare scofală decât dacă trebuie să trimiţi acelaşi film la mai mulţi deodată şi capul începe să se mişte la poziţia necesară fiecărui client.

Dacă procesezi tranzacţii de cărţi de credit ca bancă, ai foarte multe tranzacţii foarte mici şi foarte des solicitate. Capul hard-discului trebuie mişcat aleatoriu mai mereu.

Asta e o explicaţie în mic; în mare lucrurile stau mai bine când pui 500 de hard-discuri şi foarte mult cache DAR la un sistem stresat rămâi în găleată cu cele 5 ms la acces aleatoriu.

RAMSAN fiind bazat fie pe memorie RAM, fie FLASH, nu are probleme de mecanică. Timpii de latenţă sunt foarte mici şi poţi face multe tranzacţii pe secundă, deci poţi să foloseşti un singur computer la capacităţi mai mari de încărcare a procesoarelor şi memoriei proprii. În plus, toată arhitectura e potrivită pentru siguranţa şi performanţa care se aşteaptă într-un centru de calcul serios. Nu putem compara 120 GB de RAMSAN cu 120 GB de disk flash tocmai lansat de Intel pentru laptopuri.

Citirea fișelor tehnice ale produselor de stocare din mediul enterprise este un alt lucru care trebuie făcut cu multă atenție. Trebuie mereu să ținem minte că ele sunt scrise mai întâi cu scopul de a face profit și apoi cu scopul de a ajuta beneficiarul. Mulți parametrii sunt ignorați în timp ce alții sunt supraevaluați. De exemplu latența este mai mereu trecută sub tăcere (și e cel mai important parametru pentru tranzacții OTLP) în timp ce se marjează puternic pe un număr IOPS cât mai mare. Dar să nu comparăm mere cu pere.

Totul se reduce la bani: cât te costă să efectuezi un număr de tranzacţii pe secundă? Sau cât te costă o tranzacţie / secundă după ce investeşti banii? Calculezi tot, servere, procesoare şi sisteme de stocare şi backup, software şi servicii de mentenanţă şi de operare ca să obţii performanţa minimă cerută de business după care împarţi costurile la numărul de tranzacţii pe secundă obţinute efectiv în mediul tău de producţie.

Ideea cu multe HDD ar merge, poţi face acele tranzacţii, dar în loc să plăteşti de ex. 200.000 de Euro pe un sistem complet, ajungi şi la 2.000.000 de Euro şi cu cheltuieli anuale mult mai mari.

Desigur, să ţii volume mari de date inerte pe RAMSAN e scump, încă avem nevoie de HDD pentru asta, însă datele foarte volatile merită să fie stocate pe un mediu corespunzător vitezei lor de tranzacţionare.

Datorită uriașelor eforturi de a împinge pe piață soluțiile tehnice tradiționale în detrimentul celor noi – vezi controversa petrol – energie neconvențională – și în ceea ce privește sistemele de stocare teoria se lasă greu înţeleasă și numai de către puţini, chiar și dintre cei care se confruntă în mod real cu problemele amintite mai sus. Până acum eu personal nu am mai întâlnit un segment de piaţă IT în care să fie atât de dificil să convingi pe cineva de un adevăr simplu.

Tags:

Suntem la un moment de timp în care răspunsul la această întrebare este încă incert. Cu toate acestea vă recomandăm să citiți următoarele articole:

http://texasmemory.blogspot.com/2010/08/why-solid-state-devices-will-replace.html

http://www.enterprisestorageforum.com/technology/features/article.php/3894671/Why-Solid-State-Drives-Wont-Replace-Spinning-Disk.htm

http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=8363.php

http://www.intel.com/performance/mobile/sata/sata.htm

Tags:

RAMSAN 620 a fost recent testat de Storage Performance Council (SPC) cu un rezultat final de 254,994 SPC-1 IOPS şi un timp de răspuns mediu de 0.72 millisecunde. Preţul pe tranzacţie obţinut este cel mai mic pe piaţă în prezent, anume 1,13 USD.

În filmul următor se explică pe larg ce este RAMSAN 620 cel mai bun echipament de stocare flash SSD din prezent.

Tags: ,

« Older entries

Acest site folosește cookies, continuarea utilizării sale înseamnă acceptarea folosirii lor... Mai multe informații

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close