Arabic
خيارات خلفية Dell PowerEdge NVMe
تقدم شركة ديل العديد من أجهزة التخزين الخلفية في خوادم 16G PowerEdge الخاصة بها. عند تكوين R760 ، هناك ما يقرب من 50 خيارًا لهيكل القيادة. في حين أن بعض هذا هو دعم القديمة (PERC 11 ،على سبيل المثال)، النقطة هي قرار الهيكل هو واحد كبير. هذا لا حتى حسابات القادمة E3.S NVMe دعم SSD، والتي هي الطريقة الوحيدة للحصول على الجين 5 SSDs في خوادم PowerEdge. نظرنا في E3.S في Dell PowerEdge R660 إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن فوائد Gen5 و EDSFF عوامل الشكل.
العودة إلى المهمة في متناول اليد. لهذا المراجعة، ونحن نريد أن نفهم الآثار المترتبة على اختيار ديل Direct Drives الخيار مقارنة مع خيار بطاقة PERC 12 HWRAID. كما ذكر،التركيز الصريح هنا هو فقط في النظر في Gen4 U.2 / U.3 NVMe SSDs. في الوقت الحالي، نحن نتجاهل خيارات الهيكل لـ SATA / SAS و 3.5 "HDDs. هذه التكوينات أكثر وضوحًا.
في R760 ، تقدم ديل خيارات هيكل للوصول إلى محركات القيادة Gen4 NVMe على متن السيارة. يمكن تكوين خيار محركات القيادة المباشرة لدعم 8 أو 16 محرك.ديل تقدم بطاقة PERC 12 HWRAID بنفس الطريقة، مع بطاقة RAID واحدة لكل دفعة من 8 أقراص SSD. هذا القرار مهم لأنه أساسي للسماح لـ R760 المكتمل بالكامل مع 16 SSD NVMe بالحصول على أفضل أداء ممكن.
Dell PERC 12 لمحة عامة
يستند Dell PowerEdge RAID Controller (PERC) 12 إلى برودكوم SAS4116W السيليكون. على الرغم من SAS في اسم المنتج ، فإن جهاز التحكم هو جهاز RAID على شريحة ثلاثي الوضع (ROC).يتم استخدام نفس وحدة تحكم RAID في خط Broadcom MegaRAIDلقد قمنا مؤخراً بمراجعة "ميغا رايد 9670 و"الاختلافات الأساسية في التصميم تعتمد على خادم ديل وعائلة التخزين التي تهتم بها.
فيما يتعلق بـ PowerEdge ، فإن معظم التكوينات ستستفيد من بطاقة PERC 12 Front H965i. في مراجعتنا لنظام R760 مع HWRAID ، لدينا اثنين من بطاقات H965i Front في النظام ،واحد لكل مجموعة من 8x Solidigm P5520 SSDsتجدر الإشارة إلى أن هذه البطاقات أصغر بكثير من البطاقة الإضافية. تصميم PCB والإدارة الحرارية مثير للإعجاب حقا.يتم تركيب هذه البطاقات مباشرة إلى 8 محركات NVMe خلفية ومتصلة إلى اللوحة الأم مع اثنين من كابلات x8 PCIeهذا يحرر فتحات PCIe على جانب القراءة من الخادم لأجهزة أخرى.
بالحديث عن بطاقات إضافية ، فإن بطاقة PERC 12 H965i القياسية هي بطاقة نصف الارتفاع ونصف الطول تتضمن مروحة داخلية.هذه النسخة من PERC 12 سوف تظهر في بعض تكوينات PowerEdge ويمكن أيضا أن توجد في بعض من Dell PowerVault MD JBODs الجديدةوأخيراً، هناك H965i MX، وهو لوحة لوحة ضيقة طويلة مصممة لشيء مثل الهيكل المكون من وحدات MX7000.
ديل PERC 11 مقابل PERC 12
دعمت بطاقة Dell PERC 11 SSDs NVMe ، ولكن للأسف ، فإن فوائد RAID الأجهزة جاءت بتكلفة أداء واسعة.هذا الهجوم هو بالضبط السبب في أن الصناعة متحمسة جداً مع برودكوم السيليكونية الجديدةلقد نشرت ديل بعض الأرقام حول الفرق بين PERC 11 و PERC 12، والتي هي مذهلة.
فوائد الكمون من PERC 12 واضحة بوضوح، ولكن انظر إلى الأداء في أسوأ الظروف، الأداء أثناء إعادة البناء.وحتى وقت إعادة بناء RAID يرى فوائد كبيرة.
بالنظر إلى عرض النطاق الترددي وأرقام IOPS التي نقلتها ديل، يمكننا أن نرى مرة أخرى الخطوة الضخمة إلى الأمامكل هذه الأحمال العاملة ترى تحسن 2X على الأقل في بطاقة PERC 12بالطبع، لقد قمنا باختبارنا للتحقق من أداء PERC 12، وسنصل إلى ذلك.
محركات ديل المباشرة مقابل ديل PERC 12 الأداء
لمقارنة أداء التخزين في محركات الأقراص المباشرة مقابل PERC 12 ، قمنا بتكوين خادم R760 الخاص بنا مع Solidigm P5520 7.68TB SSDs. ديل R760 مع محركات الأقراص المباشرة لديها 8x NVMe.R760 مع PERC 12 لديها 16x مخازن NVMe مع بطاقات RAID الأمامية H965i مزدوجة.
في القيمة الاسمية، قد لا يكون من الواضح أن هناك قيود معينة على الأداء على كلا الجانبين. بدءا من نهج محركات الأقراص المباشرة، كل SSD لديه اتصال x4 PCIe الخاصة به،مما يعني ثمانية أقراص SSD لديها 32 مسار من PCIe مخصصة لهم.
هذا يتيح عرض النطاق الترددي لا يصدق، عادة أكثر من 52 جيجابايت / ثانية إذا كان كل محرك أقراص Gen4 يمكن أن تشبع اتصال 6.5 جيجابايت / ثانية.كل مجموعة من ثمانية أقراص SSD تتواصل مباشرة مع بطاقة RAID، والذي يتصل باللوحة الأم مع اتصال x16 PCIe. هذا يقلل من نصف عرض النطاق الترددي الذي تدعمه تكوين محركات الأقراص المباشرة.ليس تماماً.
عند التعامل مع أجهزة NVMe متعددة في نظام متعدد وحدة المعالجة المركزية ، يأتي تعيين NUMA بين المحرك و وحدة المعالجة المركزية ، بالإضافة إلى انقطاع النظام.يمكن تحسين هذا ولكن يتطلب ضبط كبيرليس كل الطلبات تأخذ هذا في الاعتبار.
الافتراضية هي واحدة حيث أنه من الصعب إدارة خرائط NUMA حيث يتم توازن الموارد المشتركة في الوقت الحقيقي،في بعض الأحيان إلى وحدة المعالجة المركزية التي قد لا يكون لها الوصول المباشر إلى تلك موارد PCIe المخصصة. بطاقات RAID الأجهزة تخفف من العديد من هذه المشاكل وتحسين لقطع النظام وتبديل السياق ، مما يحرر موارد وحدة المعالجة المركزية. يصبح رسم خرائط NUMA أيضًا أقل تعقيدًا ،كما بدلا من وجود 16 SSD الفردية مقسمة على اثنين من وحدة المعالجة المركزية، لديك بطاقة تخزين واحدة فقط لكل وحدة معالجة.
خطة الاختبار لدينا تركز على مجالين. الأول هو عبء العمل Vdbench قياس أداء JBOD مع ثمانية أقراص SSD تم تمريرها إلى أي من R760. على محركات الأقراص المباشرة R760 ثمانية أقراص SSD الأصلية،بينما على HWRAID R760، يمر PERC 12 من خلال ثمانية أجهزة تخزين خام. يتم اختبار كلاهما كما هو دون تحسينات.المرحلة الثانية من الاختبار تظهر الأداء الموسع لحل PERC 12 من واحد إلى إعداد بطاقة مزدوجة محسّنة.
لدينا محركات المباشرة PowerEdge R760 وحدة المراجعة لديها التكوين التالي:
- Intel Xeon Gold 6430 مزدوج (32 نواة / 64 خيوط ، قاعدة 1.9GHz)
- ذاكرة ذاكرة الوصول 1TB DDR5
- 8 Solidigm P5520 7.68TB Gen4 أقراص SSD
- RHEL 9
وحدة مراجعة HWRAID NVMe PowerEdge R760 لديها التكوين التالي:
- Intel Xeon Gold 6430 مزدوج (32 نواة / 64 خيوط ، قاعدة 1.9GHz)
- ذاكرة ذاكرة الوصول 1TB DDR5
- 16 Solidigm P5520 7.68TB Gen4 أقراص SSD
- PERC المزدوج 12 H965i
- RHEL 9
تحليل عبء العمل في Vdbench
عند مقارنة أجهزة التخزين، اختبار التطبيق هو الأفضل، تليها الاختبار الاصطناعي.الاختبارات الاصطناعية تساعد أجهزة التخزين في الخط الأساسي مع عامل التكرار الذي يجعل من السهل مقارنة التفاح مع التفاح بين الحلول المتنافسةتوفر هذه الأحمال مجموعة من ملفات تحليل تتراوح من اختبارات "أربع زوايا" واختبارات حجم نقل قاعدة البيانات المشتركة لتتبع التقاطات من بيئات VDI المختلفة.
تستفيد هذه الاختبارات من مولد حمولة العمل النموذجي في Vdbench مع محرك نص للاستقلال والقبض على النتائج عبر مجموعة اختبار الحوسبة الكبيرة.هذا يسمح لنا لتكرار نفس أحمال العمل عبر أجهزة تخزين مختلفة، بما في ذلك أجهزة الفلاش وأجهزة التخزين الفردية Our testing process for these benchmarks fills the entire drive surface with data and then partitions a drive section equal to 25 percent of the drive capacity to simulate how the drive might respond to application workloadsهذا يختلف عن اختبارات الإنتروبيا الكاملة، التي تستخدم 100 في المائة من محرك الأقراص وتأخذها إلى حالة ثابتة. ونتيجة لذلك، ستعكس هذه الأرقام سرعات الكتابة المستمرة الأعلى.
الملفات:
- 4K القراءة والكتابة العشوائية: 100 في المئة القراءة أو الكتابة، 128 موضوع، 0-120 في المئة iorate
- قراءة تسلسلية 64K: 100٪ قراءة، 32 موضوع، 0-120٪ iorate
- 64K كتابة تسلسلية: 100 في المئة كتابة، 16 موضوع، 0-120 في المئة iorate
- مزيج عشوائي 4K 70R / 30W و 90R / 10W ، 64 خيطًا ، 0-120 في المائة iorate
بالنظر إلى اختبارنا الأول الذي يركز على عرض النطاق الترددي لنقل القراءة ، يمكننا أن نرى ميزة قناة PCIe التي يمتلكها نهج محركات Direct Drives مع 32 مسارًا PCIe على PERC واحد 12 مع 16 مسارًا.هذا يصل إلى 41.6 جيجابايت / ثانية من محركات الأقراص المباشرة مقابل 28 جيجابايت / ثانية من PERC 12 في وضع JBOD.
عند التبديل من عرض النطاق الترددي للقراءة إلى الكتابة ، تقل فائدة خطوط PCIe الإضافية حيث أن سرعة الكتابة في Solidigm P5520 أقل من سرعة القراءة.هنا تشكيل محركات الأقراص المباشرة قياس 18.3 جيجابايت / ثانية مقارنة مع 20.3 جيجابايت / ثانية من PERC 12.
في عبء عمل القراءة 4K العشوائي لدينا، 8 Solidigm P5520 أقراص SSD في Direct Drive PowerEdge R760 قياس 5.55M IOPS الذروة، مقارنة مع 4.34M IOPS على إعداد PERC 12.
في الكتابة العشوائية 4K ، يضيق هذا الفرق مرة أخرى ، مع قياس المحركات المباشرة 3.96M IOPS مقابل 4.15M IOPS على PERC 12.
في أول اثنين من أحمال العمل المختلطة، ونحن ننظر إلى نقل عشوائي 4K مع 70/30 قراءة / كتابة انتشار. هنا محركات الأقراص المباشرة تشكيل PowerEdge R760 قياس 4.47M IOPS الذروة،مقابل PERC 12 مع 3.66M IOPS.
زيادة نسبة القراءة إلى 90 في المئة في نفس اختبار نقل 4K، قمنا بقياس 5.04M IOPS من خادم محركات المباشرة مقابل 3.62M IOPS من نظام PERC 12.
تحليل حمولة العمل
لقياس أداء محركات أقراص Direct Drive و PERC 12 HWRAID من Dell، تم تقسيم المعايير إلى التكوينات التالية.الأول يتضمن تكوين JBOD قياس كل محرك أقراص خارج RAID، RAID10، ومن ثم RAID5 التكوينات.
بالنسبة لنهج محركات الأقراص المباشرة ، تظهر أقراص SSD إلى نظام التشغيل كالمعتاد ؛ بالنسبة لبرنامج PERC 12 ، يتم تمريرها عبر HBA كأجهزة تخزين خام.هذه التكوينات تم تمشي من خلال عملية البرامج لتأهيل البرق، تشغيل الاختبارات التي تم تكييفها، والانتقال إلى مزيج التكييف المسبق / عبء العمل التالي.
- التكييف المسبق المتسلسل
- الاختبارات المتتالية على JBOD ، 8DR10 ، 8DR5 (PERC الفردية والمزدوجة)
- التكييف المسبق عشوائي
- الاختبارات المثلى العشوائية على JBOD ، 8DR10 ، 8DR5 (PERC الفردية والمزدوجة)
- اختبارات إعادة بناء عشوائية على 8DR10 و 8DR5 (PERC الفردي والمزدوج)
- فترة تأخير الكتابة العشوائية لتحسين وإعادة البناء لـ 8DR5 (PERC الفردية)
مع PERC 12 H965i الذي يحتوي على فتحة x16 PCIe Gen4 ، سيكون أداؤه القصوى حوالي 28GB / s في اتجاه واحد ، وهذا هو المكان الذي تبرز فيه فتحة Gen4.اتخذت ديل نهجًا فريدًا لهذا الحد من عرض النطاق الترددي من خلال تقديم تكوين PERC 12 مزدوج في PowerEdge R760بدلاً من 16 وحدة SSD متصلة بالكارت الواحد ، يتم تقسيم الحمل ، مع كل PERC 12 يتحكم في مجموعة خاصة بها من 8 وحدة SSD.هذا النهج يتجاوز الحد من عرض النطاق الترددي مع زيادة كبيرة في ذروة النفاذ المتاحة تحت أحمال العمل المطالبة.
بالنظر إلى أداء النقل التسلسلي أولاً، يمكننا أن نرى ميزة عرض النطاق الترددي التي يتمتع بها تكوين محركات الدفع المباشر، مع سرعة القراءة التي تقيس 54.4GB/s مقابل PERC واحد 12 قياس 28.1GB / s. سرعة الكتابة الأصلية لها ميزة كذلك ، حيث تقيس 33.4GB / s مقابل 28.3GB / s من PERC 12 الواحد مع ثمانية محركات أقراص خلفها. سرعات الكتابة ، بشكل عام ،لن ترى فرقا كبيرا هنا، بشكل عام، هذه الفئة من أقراص SSD لديها سرعة قراءة تتجاوز بسرعة الكتابة.
| عبء العمل | محركات JBOD المباشرة (MB/s) | JBOD 1 × PERC 12 (MB/s) | JBOD 2 × PERC 12 (MB/s) | RAID 10 1 x PERC 12- الأمثل (MB/s) | RAID 10 2 x PERC 12- الأمثل (MB/s) | RAID 5 1 × PERC 12 أفضل (MB / s) | RAID 5 2 x PERC 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| الحد الأقصى للقراءات المتتالية | 54,396 | 28,076 | 56,114 | 27,450 | 55,482 | 24,049 | 56,107 |
| الحد الأقصى للكتابة المتتالية | 33,367 | 28,284 | 56,541 | 11,037 | 22,120 | 12,269 | 24,351 |
| الحد الأقصى 50:50 | 33,569 | 28,286 | 56,541 | 11,011 | 21,875 | 12,269 | 24,360 |
بدل تركيزنا على أداء النقل العشوائي، نبدأ في رؤية تحول في حيث يمكن أن تأتي مزايا بطاقة RAID فيما يتعلق بموازنة NUMA. مع أداء القراءة، Solidigm 7.أجهزة SSD P5520 بـ 68 تيرابايت مقاسة 7.96M IOPS في اختبار قراءة 4K لدينا ، مع تكوين PERC 12 JBOD قياس 7M IOPS. انخفضت سرعة الكتابة من خلال تكوين محركات الأقراص المباشرة إلى 3.4M IOPS بينما حافظ PERC 12 على 5.97M IOPS.مع عبء عمل 4K OLTP، هذا يصبح أكثر وضوحا مع محركات المباشرة قياس 3.6M IOPS مقابل 10.2M IOPS من PERC 12.
في حين أن التفكير التقليدي كان أن RAID الأجهزة ليس لها قيمة مع أقراص SSD الحديثة، يمكننا أن نرى أن هذا لم يعد هو الحال. نعم، يمكن ضبط إعداد Direct Drives NVMe،لكنّه هدف متحرّك عبر عدة أقراص SSD متوازنة على اثنين من وحدة المعالجة المركزية.
هذا على عكس بطاقة PERC 12 HWRAID التي تتعامل مع كل هذه التعقيدات وتتصل مع وحدة معالجة واحدةبطاقة PERC الثانية في Dell PowerEdge R760 تتصل بالمعالجة المركزية الأخرى، مما يوفر التوازن لحملات العمل الكبيرة مقسمة بين مجموعتين من الأقراص. تجدر الإشارة إلى أن حوالي 10M IOPS ، بدأ النظام في تشبع وحدة المعالجة المركزية ،وهذا هو السبب في أننا لم نرى التوسع الخطي في بعض المناطق مع بطاقة PERC 12 إضافية.
| عبء العمل | محركات JBOD المباشرة (MB/s) | JBOD 1 × PERC 12 (MB/s) | JBOD 2 × PERC 12 (MB/s) | RAID 10 1 x PERC 12 | RAID 10 2 × PERC 12 أفضل (MB/s) | RAID 5 1 × PERC 12 أفضل (MB / s) | RAID 5 2 x PERC 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4KB قراءات عشوائية (IOPs) | 7,958,204 | 7,003,556 | 12,447,020 | 6,757,498 | 13,067,852 | 6,974,826 | 13,205,656 |
| 4KB كتابات عشوائية (IOPs) | 3,473,446 | 5,974,265 | 11,323,633 | 2,204,738 | 4,684,333 | 862,769 | 1,725,198 |
| 4KB OLTP (IOPs) | 3,553,974 | 10,195,618 | 11,967,984 | 6,441,868 | 12,288,219 | 2,635,711 | 5,279,999 |
في حين أننا لم ننظر إلى خيارات RAID البرمجيات مع محركات الأقراص المباشرة تشكيل PowerEdge R760، كان لدينا فرصة لمعرفة كيفية جيدة تشكيل RAID يؤدي على PERC 12 في حالة تدهور.في حين أن الأداء شهد انخفاضا كبيرا مقارنة بأدائه الأمثل، كل من RAID10 و RAID5 قدمت أداء قوي أثناء إعادة بناء مجموعات RAID الخاصة بهم.
| عبء العمل | RAID 10 1 x PERC 12 إعادة البناء (MB/s) | RAID 10 2 × PERC 12 إعادة البناء (MB / s) | RAID 5 1 × PERC 12 إعادة البناء (MB / s) | RAID 5 2 × PERC 12 إعادة البناء (MB / s) |
|---|---|---|---|---|
| 4KB قراءات عشوائية (IOPs) | 1,345,175 | 2,692,738 | 2,350,889 | 4,676,748 |
| 4KB كتابات عشوائية (IOPs) | 1,666,967 | 3,174,430 | 242,802 | 479,144 |
| 4KB OLTP (IOPs) | 1,618,209 | 3,253,603 | 243,349 | 486,251 |
في حين أن أداء RAID الأمثل هو جانب مهم من اختيار حل التخزين، ومشاهدة كيفية أدائه في ظل ظروف دون الأمثل يمكن أن تكون بنفس القدر من الأهمية.قمنا بقياس فترة تأخير الكتابة 4K في RAID5 في ظل الظروف المثلى، وإعادة بناء الأداء مع محرك أقراص فشل. إذا كان الأداء أو الكمون سوف تأخذ ضربة كبيرة، استجابة التطبيق يمكن أن تصبح مشكلة.بينما إعادة بناء الأداء ينخفض بالمقارنة مع الأمثل، لا يزداد تأخر الأداء عن الخط الأساسي.
أفكار نهائية
بطاقة ديل الجديدة PERC12 NVMe RAID تغير اللعبة لخيارات تخزين NVMe في خوادم PowerEdge.تردد بعض العملاء في التبديل من أقراص SAS SSD أو اختاروا محركات NVMe المتصلة بمختلف SDS أو hypervisorsومع ذلك، فإن إدخال بطاقة PERC 12 قد غير المعادلة لـ PowerEdge، مما يجعلها خيارًا أكثر جدوى.
السبب في أن PERC 12 يعمل بشكل جيد يرجع أيضًا إلى تخطيط خادم PowerEdge. يحتوي R760 لدينا على بطاقتين PERC 12 (H965i Front) ، لكل منها خطوط x16.هذا يسمح لنا باستخدام 8 Solidigm SSDs مع كل بطاقة، يوفر عرض النطاق الترددي الأقصى يصل إلى 28 جيجابايت / ثانية لكل بطاقة. ربط جميع 16 SSD إلى بطاقة RAID واحدة سيؤدي إلى فقدان نصف الأداء المحتمل.
قد تسأل لماذا ليس 24 SSD مع HWRAID؟ فقط تذكر أن كل نظام لديه عنق الزجاجة في مكان ما في هذه الحالة يمكننا تشبع وحدة المعالجة المركزية بسهولة كبيرةلذلك x86 داخل الخادم يصبح عامل البوابةإذا كنا نتحدث عن حلّ تجميعي، ثمّ نحن أيضاً نربط الشبكة. حفنة من أقراص SSD يمكن أن تملأ بسهولة 200GbE أو حتى 400GbE.هناك حاجة أقل ليكون الخادم مليء بالأقراص من أجل مشاكل سعة النظام كذلك.
إذا قرأت مراجعة بطاقة "برودكوم 9600"لقد بدأنا متشككين جداً بأن السيليكون الجديد سيوفر بشكل واقعي كل مرونة البيانات ويعيد بناء فوائد HWRAID دون أن يضع حداً لملف أداء NVMe SSDلقد كنا متفاجئين بشكل لطيف مع النتائج في تلك المراجعة وحتى أكثر من ذلك هنا، مع PERC 12 قادرة على مضاعفة في R760 للحصول على ضعف أداء خط الأعلى.في حين أن Dell Direct Drives قد لا يزال يفضل في العديد من حالات الاستخدام، مثل التخزين المحدد ببرنامج، يجب أن يكون خيار PERC 12 شائعًا للغاية لمعظم حالات استخدام المؤسسات.
شركة بكين تشيانكسينغ جييتونغ للتكنولوجيا المحدودة
ساندي يانغ مدير الاستراتيجية العالمية
واتساب / ويتشات: +86 13426366826
البريد الإلكتروني: yangyd@qianxingdata.com
الموقع: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com
التركيز على الأعمال:
توزيع منتجات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات / تكامل النظام والخدمات / حلول البنية التحتية
مع أكثر من 20 عامًا من الخبرة في توزيع تكنولوجيا المعلومات، نحن نتعاون مع العلامات التجارية العالمية الرائدة لتقديم منتجات موثوقة وخدمات مهنية.
استخدام التكنولوجيا لبناء عالم ذكي مزود خدمة منتجات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الموثوق به