Флеш в серверах: работа со скоростью вспышки

Москва, 21.05.2014

Вадим Болотнов менеджер по продвижению решений

Департамента вычислительных систем

2

О ЧЕМ МЫ НЕ БУДЕМ ГОВОРИТЬ?

Классические гибридные СХД Scale-out NAS

Системы хранения Типа All SSD

3

ПОЧЕМУ ВСЕ ГОВОРЯТ ПРО ФЛЕШ?

IOPS/шпинд.

Тех. разрыв

1995 2014

Pentium Pro

Xeon E7-8880L v2

4

К ЧЕМУ ВЕДЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЫВ?

Инфраструктура • Больше «шпинделей», чем нужно • Больше серверов, чем нужно • Больше портов, стоек и тепла

Базы данных • Нужно больше IOPS • Нужно меньшее время отклика Приложения и пользователи • Можно работать, а не «ждать формочку»

5

ЭВОЛЮЦИЯ НЕ РАБОТАЕТ

Hard Disk Drive

0.5 IOPS/GB

Array Flash

150 IOPS/GB

4000раз

PCIe Flash

2000 IOPS/GB

Избавиться от: • Наращивания «шпинделей» • Backend-шины • Архитектуры с кэш-памятью • СХД…

?

6

ИЗБАВИТЬСЯ ОТ ЛИШНЕГО

PCI-E

7

EMC Xtrem SF /Xtrem Cache

Violin Memory Velocity HDS IoDrive 2 (Fusion IO)

• Производительность • Затраты • Риски (Отказоустойчивость)

ВОЗВРАЩАЕМ ДАННЫЕ ВНУТРЬ СЕРВЕРА

8

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Общее для всех SSD карт: • Время отклика < 1мс • Количество IOPS >100K • Интерфейс управления (GUI/CLI) • Возможность выбора емкости и типа памяти • Типы памяти: SLC/MLC(eMLC)

время

Цикл CPU: Обработка Ожидание I/O Обработка Ожидание I/O

Работа Работа

Processing Processing Processing Processing Processing

время

Работа Работа Работа Работа Работа

Цикл CPU:

9

ЗАТРАТЫ

Вывод • Не рассматриваем «десктопные» продукты • Отталкиваемся от требований

Consumer MidRange Enterprise

Хранилище Да Да Да

Надежность/сервис

Нет Да Да

Продвинутые функции/интеграция

Нет Нет Да

Стоимость

10

ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТЬ

• Временные данные (можно потерять) • Отказоустойчивость внутри карты • Зеркалирование на LVM • Зеркалирование на уровне приложения • Использование стороннего ПО

11

VIOLIN MEMORY VELOCITY

Low Profile • 800GB Полезной емкости (1.37 TB Raw)

• Интегрированный RAID, Контроллер Cache & PCIe

• Доступна в виде единого диска (тома)

• 80,000 для случайного доступа 4KB IOPS

Full Height, Half Length • 1.6 TB & 3.6 TB Полезной емкости

• Интегрированный RAID, Контроллер Cache & PCIe

• Доступна в виде единого диска (тома)

• 180,000 для случайного доступа 4KB IOPS

6.6” 2.

5”

6.6”

4.2”

12

ОСОБЕННОСТИ VIOLIN MEMORY VELOCITY

• Возможность Boot From SAN • Карта 3,6 ТБ • Использование технологии «старшего брата» • «Тонкий» драйвер, не загружает CPU • Интерфейсы CLI, SNMP, REST API

13

СТРАТЕГИЯ КОМПАНИИ EMC: FLASH ПОВСЮДУ

Функционал хранилища

Врем

я от

клик

а

Простой Продвинутый

Низкое (2-5мс)

Экстрем. низкое

(<100мкс)

Лучшая производительность Наилучшие IOPS

Самое низкое время отклика

Hybrid Array

Объединение локальных хранилищц

Защита данных Эластичность

Применение Постоянная высочайшая

производительность Дуплицированные данные

Приложения Большие VDI

Виртуализация Консолидация БД

Применение Компромисс стоимости и

производительности Большие объемы рабочих данных

Приложения Хранилища данных OLTP Базы данных Облачные среды

Масштабируемый DAS

Гибридные СХД

All Flash СХД

Серверный Flash ПО (Xtrem SW)

Интеграция и продвинутый функционал

14

СТРАТЕГИЯ КОМПАНИИ EMC: FLASH ПОВСЮДУ

Функционал хранилища

Врем

я от

клик

а

Простой Продвинутый

Низкое (2-5мс)

Экстрем. низкое

(<100мкс)

Лучшая производительность Наилучшие IOPS

Самое низкое время отклика

Hybrid Array

Объединение локальных хранилищц

Защита данных Эластичность

Применение Постоянная высочайшая

производительность Дуплицированные данные

Приложения Большие VDI

Виртуализация Консолидация БД

Применение Компромисс стоимости и

производительности Большие объемы рабочих данных

Приложения Хранилища данных OLTP Базы данных Облачные среды

Масштабируемый DAS

VNXe, VNX, VMAX, Isilon

Гибридные СХД

All Flash СХД

SLC & eMLC PCIe Flash

Серверный Flash ПО (Xtrem SW)

Интеграция и продвинутый функционал

15

ОСОБЕННОСТИ EMC XTREM SF

550 GB eMLC 2.2 TB eMLC 350 GB SLC 700 GB SLC

Read Bandwidth 1.36 GB/s 2.47 GB/s 2.9 GB/s 2.9 GB/s

Write Bandwidth 512 MB/s 1.1 GB/s 756 MB/s 1.8 GB/s

Random 4K Read IOPS 174K 343K 715K 712K

Random 4K Write IOPS 49K 105K 95K 197K

Random 4K Mixed IOPS 96K 206K 267K 411K

Read Access Latency 87 µs 87 µs 50 μs 50 μs

Write Access Latency 37 µs 30 µs 13 μs 13 μs

16

ВАРИАНТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ EMC XTREM

XtremSF как хранилище для:

• Ускорения чтения и записи

• Временных данных

• Рабочих наборов данных

Локальный Диск

Temp DB

XtremSF c XtremCache для:

• Ускорения чтения

• Критичных данных

• Небольших наборов данных

• Защиты данных

КЭШ Tier 1 Data

17

VMWARE VSPHERE 5.5 FLASH READ CACHE

Ключевые особенности

• Основанный на гипервизоре программный уровень хранения на флеш-памяти

• Агрегирует внутренние флеш-устройства для создания кластерного ресурса для использования как гостевыми VM, таки и гипервизором (Virtual Flash Host Swap Cache)

• Использует локальные flash как кэш

• Интеграция с vCenter, HA, DRS, vMotion

• Расширение (Scale-Out ): до 32 узлов

• Необходима лицензия Enterprise Plus

SSD SSD SSD SSD

vSphere Flash Read Cache Infrastructure

vSphere Flash Read Cache

vSphere Flash Read Cache

vSphere Flash Read Cache

vSphere

SSD

18

ОСОБЕННОСТИ FUSION IO DRIVE2

Преимущества

• Поставляется как OEM различных вендоров (HP, IBM, HDS, CISCO)

• Lower entry модели

• Формат мезанинных слотов для блейд-серверов HP/CISCO

Недостатки

• Небольшая емкость по сравнению с конкурентами

• Ограниченная поддержка ОС (Linux, Windows)

Подходит для ограниченного сегмента данных/файлов, которые необходимо «ускорить» за небольшие деньги

19

400GB SLC

600 GB SLC

365 GB MLC 785 GB MLC 1205 GB MLC

Read Bandwidth 1.4 GB/s 1.5 GB/s 900 MB/s 1,5 GB/s 1,5 GB/s

Write Bandwidth 1.3 GB/s 1.3 GB/s 575 MB/s 1,1 MB/s 1,3 MB/s

Read IOPS (Seq. 512B) 360 365 415K 443K 443K

Write IOPS (Seq. 512B) 800 800 530K 530K 530K

Read IOPS (Rand. 512B) 270 290 136K 141K 143K

Write IOPS (Rand. 512B) 270 270 475K 475K 475K

Read Access Latency 47µs 47µs 68 µs 68 µs 68 µs

Write Access Latency 15µs 15µs 15 µs 15 µs 15 µs

ОСОБЕННОСТИ FUSION IO DRIVE2

20

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВ

1,00 2,00 4,00 8,00 16,00 32,00 64,00EMC XtremSF 0,12 0,15 0,17 0,21 0,30 0,59 1,15Violin Memory 0,17 0,21 0,29 0,43 0,68 1,15 2,17FusionIO 0,21 0,32 0,46 0,81 1,69 3,53 6,51

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

Сред

нее

врем

я от

клик

а, м

с 100% Случайное чтение, Блок 4КБ, Среднее время отклика, мс

21

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВ

1,00 2,00 4,00 8,00 16,00 32,00 64,00EMC XtremSF 41119,89 64509,72 116914,20 193678,09 262214,83 263933,91 265995,53Violin Memory 28465,25 47065,98 68336,60 93416,55 117470,32 138771,95 147303,04FusionIO 23649,76 30972,02 43347,57 49070,63 47428,87 45342,35 44716,02

0,00

50000,00

100000,00

150000,00

200000,00

250000,00

300000,00

Коли

чест

во о

пера

ций

ввод

а/вы

вода

в м

илли

секу

нду

100% Случайное чтение, Блок по 4 КБ, Количество операций ввода/вывода в миллисекунду

22

1,00 2,00 4,00 8,00 16,00 32,00 64,00EMC XtremSF 0,28 0,30 0,32 0,38 0,56 1,10 2,21Violin Memory 0,41 0,56 0,80 1,12 1,66 2,57 3,95FusionIO 0,24 0,42 0,92 1,83 3,23 6,02

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

Сред

нее

врем

я от

клик

а, м

с

50% Случайное чтение, 50% Случайная запись,Блок 4КБ, Среднее время отклика, мс

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВ

23

1,00 2,00 4,00 8,00 16,00 32,00 64,00EMC XtremSF 17606,61 33653,91 63186,65 103687,01 142850,46 144772,50 144974,42Violin Memory 12179,25 17918,69 24977,73 35589,62 48201,77 62145,10 81088,87FusionIO 21088,91 23914,47 21604,22 21886,31 24734,55 26560,05

0,00

20000,00

40000,00

60000,00

80000,00

100000,00

120000,00

140000,00

160000,00

Коли

чест

во о

пера

ций

ввод

а/вы

вода

в

мил

лисе

кунд

у

50% Случайное чтение, 50% Случайная запись,Блок по 4 КБ, Количество операций ввода/вывода в миллисекунду

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВ

24

0

50

100

150

200

250

100% чтение 50/50 Ч/З

100% запись

Опе

раци

и вв

/вы

в, ты

с

Тип теста

EMC XtremSF

Violin Memory

FusionIO

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВ

0

5000

10000

15000

20000

25000

List Price

25

ПОДВОДЯ ИТОГИ

• Флеш-память «атакует» НЖМД по всем фронтам • Считать только $/Гб – не актуально • Продумать архитектуру хранения и защиты данных • Тестирование – 99% уверенности в результате

Запись на посещение и подробности: www.croc.ru/SC

• Распределенные вычисления: NoSQL, MS SQL, ORACLE • Серверная и десктопная виртуализация:VMWare, Citrix • Использование в качестве локального хранилища

26

ДЕМОНСТРАЦИЯ!