Modernizacja infrastruktury centrum danych

TECHNOLOGIA HYBRYDOWEJ PAMIĘCI MASOWEJ
Modernizacja infrastruktury
centrum danych
Pamięć masowa flash nie jest już stosowana tylko do obsługi aplikacji o znaczeniu
krytycznym. Podejście oparte na połączeniu napędów SSD i dysków twardych
pozwala wdrożyć tę technologię w całym centrum danych.
Hybrydowa technologia pamięci masowej oparta na urządzeniach
półprzewodnikowych i tradycyjnych dyskach talerzowych może zapewnić
w centrum danych znaczne korzyści. Daje ona możliwość nawet trzykrotnej
poprawy wydajności aplikacji w porównaniu z samymi dyskami twardymi,
a jednocześnie nie wymaga tak dużych nakładów finansowych, jak
rozwiązania tylko z dyskami SSD. Jest jednak jeden problem.
Architekci pamięci masowej zwykle mają najbardziej zachowawcze
podejście do technologii spośród wszystkich specjalistów ds. IT.
Tak zresztą powinno być. Integralność i bezpieczeństwo danych to
najważniejsze aspekty ich pracy, zatem przed przeniesieniem danych
do nowego środowiska trzeba je gruntowanie przetestować. Przez
dziesięciolecia stopniowy wzrost wydajności i pojemności dysków
twardych spełniał wymagania w większości zastosowań. Natomiast
od niedawna — jako że aplikacje o dużym zapotrzebowaniu na
przepustowość we/wy muszą działać szybciej — architekci pamięci
masowej wybierają bardziej kosztowne, lecz
niesamowicie wydajne dyski SSD zamontowane
bezpośrednio w serwerach lub w sieciowych macierzach
pamięci masowej flash.
Koncepcja technologii mieszanej wydaje się atrakcyjna,
ale często wymusza zbyt kosztowny i ryzykowny
stopień złożoności sprzętu i funkcji zarządzania. Może
to oznaczać, że korzyści z systemu hybrydowego nie
zrównoważą poniesionych kosztów, choćby ze względu
na konieczność przenoszenia danych między pamięcią
masową dołączaną bezpośrednio a macierzami.
Sytuacja jest jednak jeszcze bardziej skomplikowana,
ponieważ istnieją dwa typy pamięci flash: bardziej
kosztowna technologia SLC umożliwiająca szybki
odczyt i zapis danych oraz tańsza pamięć MLC, która
oferuje większą pojemność w przeliczeniu na koszt, ale cechuje się niższą
wydajnością zapisu. Oczywiście w przypadku systemu hybrydowego
osiągnięcie wyższej wydajności przez rozmieszczanie danych w trzech
warstwach pamięci masowej byłoby niemożliwe bez automatyzacji.
Na szczęście przełomowe oprogramowanie oparte na kontrolerze
automatycznie przenosi dane do różnych warstw w zależności od
przeznaczenia, umieszczając najczęściej używane zasoby w pamięci
flash SLC i przechowując rzadziej wykorzystywane dane na tradycyjnych
dyskach twardych.
w przypadku baz danych OLTP i oprogramowania Microsoft SQL Server system
z 43% dysków flash i funkcją inteligentnej obsługi warstw może zapewnić taką
samą wydajność, jak środowisko z samą pamięcią flash. Wewnętrzne testy
przeprowadzone przez firmę Dell potwierdzają, że takie podejście pozwala
obniżyć koszty i jednocześnie uzyskać wydajność wyższą o co najmniej 300%
w zależności od aplikacji. Porównanie modeli R730 i R710 wykazało, że serwery
Dell trzynastej generacji z procesorami Xeon E5v3 oferują jeszcze lepszą
wydajność dzięki obsłudze 2,1-krotnie większej liczby użytkowników baz
danych SQL przy dwukrotnie większej liczbie transakcji na sekundę.
Wyniki te są imponujące, lecz biorąc pod uwagę, że pamięć flash
może mieć nawet 20-krotnie większą przepustowość i wydajność we/
wy niż tradycyjne dyski twarde, można oczekiwać jeszcze lepszych
parametrów. Jednym z ograniczeń obecnych implementacji jest fakt, że
nawet pojedyncze urządzenie SSD może nadmiernie obciążyć tradycyjny
kontroler SATA. Aby rozwiązać ten problem, liderzy branży opracowali
Pamięć flash oferuje
około 20-krotnie większą
przepustowość i wydajność
we/wy w porównaniu
z tradycyjnymi dyskami
twardymi, co przekłada się na
znacznie większą szybkość działania.
Zalety pamięci flash
1409237
Firma Dell udowodniła dzięki swoim serwerom dwunastej generacji
z procesorami Intel® Xeon® i dołączaną bezpośrednio pamięcią masową, że
specyfikację NVMe (Non-Volatile Memory Express), która zapewnia
bardziej bezpośredni dostęp do magistrali PCIe, mniejsze opóźnienia
i przesyłanie danych z prędkością 4 GB/s, natomiast maksymalna
przepustowość interfejsu SATA wynosi obecnie 600 MB na sekundę. Firma
Dell jest liderem innowacji w zakresie pamięci półprzewodnikowych.
Nasze dyski Express Flash były pierwszymi 2,5-calowymi napędami SSD
PCIe podłączanymi podczas pracy oraz pierwszymi na rynku urządzeniami
NVMe 2,5 cala, które w wewnętrznych testach firmy Dell osiągnęły nawet
10-krotnie wyższą wydajność IOPS niż wcześniejsze dyski SSD.
W przypadku serwerów Dell trzynastej generacji architektura
PCIe z obsługą technologii NVMe została połączona z najnowszymi
procesorami Intel Xeon E5v3, co zapewnia obsługę większej liczby
rdzeni procesorów oraz większej ilości adresowalnej pamięci, a także
1
PAŹDZIERNIK 2014
TECHNOLOGIA HYBRYDOWEJ PAMIĘCI MASOWEJ
Hybrydowe serwery i urządzenia pamięci masowej ułatwiają
architektom środowisk IT wdrożenie najnowszych aplikacji
do analizy danych bez używania kosztownych systemów
specjalistycznych.
znacznie szybszy dostęp do pamięci masowej SSD. Pozwala to uzyskać
znacznie wyższą wydajność dowolnych aplikacji, a zwłaszcza środowisk
wymagających dużej przepustowości we/wy, takich jak OLTP, serwery
pocztowe, analiza średnich i dużych ilości danych oraz infrastruktura VDI.
Model Dell R730xd to serwer o wysokości 2U z dwoma procesorami Intel,
który oferuje do 18 rdzeni procesorów, 24 gniazda na moduły pamięci
DDR4 i nawet 100 TB pamięci masowej dołączanej bezpośrednio.
W przypadku organizacji, które przechowują dane głównie w sieciach
SAN, korzyści mogą okazać się jeszcze większe. Architektura NVMe wkrótce
upowszechni się w macierzach pamięci masowej, co jeszcze bardziej
ułatwi uzyskanie wyższej wydajności. Wyjątkowe rozwiązanie Dell Fluid
Cache for SAN jest oparte na serwerach Dell z dyskami SSD odgrywającymi
rolę pamięci podręcznej z opóźnieniem zapisu, co znaczenie poprawia
wydajność prawie dowolnych aplikacji bez konieczności modyfikowania
macierzy pamięci masowej. Również w tym przypadku największe korzyści
dotyczą aplikacji intensywnie używających dysków.
Wyższa wydajność i lepsze korzyści
Podczas konferencji Dell World 2013 przedstawiliśmy aplikację OLTP
firmy Oracle działającą z rozwiązaniem Fluid Cache for SAN. Dodanie
do środowiska rozwiązania Fluid Cache umożliwiło testowanej aplikacji
obsługę sześciokrotnie większej liczby równoczesnych użytkowników
(z 2200 bez rozwiązania Fluid Cache do 14 000) przy koszcie niższym
o 71%.1 Zastosowanie rozwiązania Fluid Cache z bazą danych Oracle RAC
12c pozwoliło 3,58-krotnie przyspieszyć przetwarzanie zleceń.
Dzięki ulepszonym technologiom w serwerach trzynastej generacji
możliwości będą jeszcze większe. W przypadku takich zastosowań, jak
systemy OLTP, serwery e-mail i środowiska VDI, korzyści są nieocenione.
Samo dodanie pamięci podręcznej flash — bez wprowadzania innych
zmian — umożliwia obsługę znacznie większej liczby użytkowników
i przekroczenie wymagań dotyczących umów SLA.
Rozwiązanie Fluid Cache for SAN wykorzystuje inteligentną technologię
obsługi warstw firmy Dell, zatem zespoły ds. zarządzania pamięcią
masową mogą bez trudu obsługiwać cały system. Takie podejście
pozwala zdecydowanie obniżyć koszt w przeliczeniu na użytkownika
i transakcję. Serwery Dell R730 z procesorami Xeon jeszcze bardziej
poprawiają wydajność i ograniczają koszty. Jak wynika z wewnętrznych
testów przeprowadzonych przez firmę Dell, serwery R730xd z bazą
danych Oracle 12C obsługują dwukrotnie więcej użytkowników i ponad
dwa razy więcej transakcji na sekundę niż modele R710.
Najciekawszym jednak zastosowaniem może być ekonomiczna analiza
danych w czasie rzeczywistym lub bliskim rzeczywistego na potrzeby
monitorowania oczekiwań klientów i innych aspektów działalności.
1.Informacja prasowa firmy Dell: „Nowe rozwiązania firmy Dell dla przedsiębiorstw poprawiają
wydajność aplikacji i obsługi zadań” z 15 kwietnia 2014 r., http://www.dell.com/learn/us/en/
uscorp1/secure/2014-04-15-dell-enterprise-applications-workload-performance
Dotychczas analiza dużych ilości danych w czasie bliskim rzeczywistego
była domeną zaawansowanych systemów, które kosztowały zwykle
miliony dolarów. Dzięki połączeniu procesorów Xeon E5v3, dużych ilości
pamięci i dysków flash NVMe serwery Dell trzynastej generacji oferują
wydajność na poziomie systemów specjalistycznych w znacznie niższej
cenie. Organizacje, które wcześniej nie były w stanie uzasadnić inwestycji
w takie urządzenia, teraz mogą sobie pozwolić na obsługę tych samych
aplikacji bez stosowania niestandardowych systemów wymagających
specjalistycznego zarządzania.
Możliwości technologii hybrydowej
Hybrydowa technologia SSD/HDD dostępna w serwerach i pamięciach
masowych firmy Dell zapewnia istotny wzrost wydajności aplikacji, co
poprawia komfort pracy użytkowników przy ogólnie niższym koszcie.
Hybrydowe serwery i urządzenia pamięci masowej ułatwiają architektom
środowisk IT wdrożenie najnowszych aplikacji do analizy danych bez
używania kosztownych systemów specjalistycznych. Choć w przeszłości
pamięć flash była przeznaczona wyłącznie do obsługi najważniejszych
aplikacji, teraz można ją w opłacalny sposób wprowadzić w całym
centrum danych. ¢
Informacje o firmach Dell i Intel
Firma Dell Inc. słucha opinii klientów i oferuje innowacyjne,
uznane i cenione technologie oraz usługi. Jesteśmy jednym
z czołowych dostawców technologii, które ułatwiają klientom
indywidualnym i organizacjom każdej wielkości osiągnięcie
wyższej wydajności, mobilności i bezpieczeństwa. Produkty firmy
Dell są stosowane przez 98% przedsiębiorstw z listy Fortune
500, 10 mln małych firm, nauczycieli i uczniów w 400 000 salach
lekcyjnych, administrację państwową wszystkich państw z grupy
G20 oraz ponad 200 tys. gabinetów lekarskich.
Firma Intel jest największym pod względem przychodów
producentem układów półprzewodnikowych. Opracowujemy
zaawansowane, zintegrowane technologie cyfrowe m.in.
dla branż komputerowej i telekomunikacyjnej. Naszym
celem jest utrzymanie pozycji czołowego przedsiębiorstwa
informatycznego, którego produkty są filarem współczesnej
gospodarki cyfrowej. Obecnie przedsiębiorstwo przekształca swój
model działalności, przechodząc od projektowania i produkcji
układów półprzewodnikowych dla komputerów i serwerów
do dostarczania kompletnych rozwiązań, takich jak platformy
sprzętowe i programowe oraz powiązane usługi.
2
PAŹDZIERNIK 2014