Тест-драйв «Флеш в серверах: работа со скоростью вспышки» http://www.croc.ru/action/detail/29449/ Вадим Болотнов, менеджер по продвижению решений Департамента вычислительных систем КРОК

1. Флеш в серверах:
работа со скоростью вспышки
Москва, 21.05.2014
Вадим Болотнов
менеджер по продвижению решений
Департамента вычислительных систем

2. 2
О ЧЕМ МЫ НЕ БУДЕМ ГОВОРИТЬ?
Классические
гибридные СХД Scale-out NAS
Системы хранения
Типа All SSD

3. 3
ПОЧЕМУ ВСЕ ГОВОРЯТ ПРО ФЛЕШ?
IOPS/шпинд.
Тех. разрыв
1995 2014
Pentium
Pro
Xeon
E7-8880L v2

4. 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. 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. 6
ИЗБАВИТЬСЯ ОТ ЛИШНЕГО
PCI-E

7. 7
EMC Xtrem SF /Xtrem
Cache
Violin Memory Velocity HDS IoDrive 2
(Fusion IO)
• Производительность
• Затраты
• Риски (Отказоустойчивость)
ВОЗВРАЩАЕМ ДАННЫЕ
ВНУТРЬ СЕРВЕРА

8. 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. 9
ЗАТРАТЫ
Вывод
• Не рассматриваем «десктопные» продукты
• Отталкиваемся от требований
Consumer MidRange Enterprise
Хранилище Да Да Да
Надежность/
сервис
Нет Да Да
Продвинутые
функции/инт
еграция
Нет Нет Да
Стоимость

10. 10
ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТЬ
• Временные данные (можно потерять)
• Отказоустойчивость внутри карты
• Зеркалирование на LVM
• Зеркалирование на уровне приложения
• Использование стороннего ПО

11. 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. 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. 13
СТРАТЕГИЯ КОМПАНИИ EMC:
FLASH ПОВСЮДУ
Функционал хранилища
Времяотклика
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. 14
СТРАТЕГИЯ КОМПАНИИ EMC:
FLASH ПОВСЮДУ
Функционал хранилища
Времяотклика
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. 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. 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. 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. 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. 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. 20
РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВ
1,00 2,00 4,00 8,00 16,00 32,00 64,00
EMC XtremSF 0,12 0,15 0,17 0,21 0,30 0,59 1,15
Violin Memory 0,17 0,21 0,29 0,43 0,68 1,15 2,17
FusionIO 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
Среднеевремяотклика,мс
100% Случайное чтение, Блок 4КБ,
Среднее время отклика, мс

21. 21
РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВ
1,00 2,00 4,00 8,00 16,00 32,00 64,00
EMC XtremSF 41119,89 64509,72 116914,20 193678,09 262214,83 263933,91 265995,53
Violin Memory 28465,25 47065,98 68336,60 93416,55 117470,32 138771,95 147303,04
FusionIO 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
Количествооперацийввода/выводавмиллисекунду
100% Случайное чтение, Блок по 4 КБ,
Количество операций ввода/вывода в миллисекунду

22. 22
1,00 2,00 4,00 8,00 16,00 32,00 64,00
EMC XtremSF 0,28 0,30 0,32 0,38 0,56 1,10 2,21
Violin Memory 0,41 0,56 0,80 1,12 1,66 2,57 3,95
FusionIO 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
Среднеевремяотклика,мс
50% Случайное чтение, 50% Случайная запись,Блок 4КБ,
Среднее время отклика, мс
РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВ

23. 23
1,00 2,00 4,00 8,00 16,00 32,00 64,00
EMC XtremSF 17606,61 33653,91 63186,65 103687,01 142850,46 144772,50 144974,42
Violin Memory 12179,25 17918,69 24977,73 35589,62 48201,77 62145,10 81088,87
FusionIO 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
Количествоопераций
ввода/выводав
миллисекунду
50% Случайное чтение, 50% Случайная запись,Блок по 4 КБ,
Количество операций ввода/вывода в миллисекунду
РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВ

24. 24
0
50
100
150
200
250
100% чтение
50/50 Ч/З
100% запись
Операциивв/выв,тыс
Тип теста
EMC XtremSF
Violin Memory
FusionIO
РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВ
0
5000
10000
15000
20000
25000
List Price

25. 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. 26
ДЕМОНСТРАЦИЯ!