| Страница:
1 2 3
|
|
Fusion-io ioDrive | Введение
На сайте Fusion-io компания обещает побить все рекорды производительности. Мы уже не раз видели подобные заявления, и правдой они становились лишь в редких случаях. Но спецификации устройства оказались довольно впечатляющими: пропускная способность чтения 700 Мбайт/с, более 100 000 операций ввода/вывода в секунду - это, фактически, ближе к производительности DRAM.
Fusion-io ioDrive | Флэш-память на PCI Express
Принцип звучит довольно просто: Fusion-io взяла карту расширения PCI Express, установила на неё флэш-память и мощный контроллер. В результате получился накопитель ioDrive, который нельзя, по сути, называть приводом или жёстким диском, поскольку он имеет мало отношения к традиционным вращающимся магнитным дискам. Fusion-io называет продукт флэш-кластером NAND, он был специально разработан, чтобы дать производительность на уровне DRAM. Фактически, ioDrive и нельзя использовать в качестве привода: он подключается через PCI Express, поэтому загрузить операционную систему вы с него не сможете. По крайней мере, сегодня, поскольку Fusion-io сообщила нам, что работает над этой проблемой...
В сфере настольных ПК сценариев для подобного продукта немного; как вы понимаете, он был разработан для высокопроизводительных серверов. Конечно, вы сможете установить накопитель в любой настольный компьютер, если у него есть слот PCI Express x4 или больше, но подумайте, найдёте ли у вы приложения, которые смогут его нагрузить? Когда мы впервые получили образец, то были ограничены поддержкой только Linux, но на данный момент уже некоторое время доступны 64-битные драйверы под Windows. Но 32-битных драйверов нет до сих пор.
Fusion-io ioDrive | Идеальный флэш-накопитель?
Сразу же скажем, что как приведённые производителем спецификации, так и измеренные нами значения производительности более, чем впечатляющие. Причём мы имеем в виду не многие сотни мегабайт в секунду пропускной способности, поскольку с этим справляются и быстрые жёсткие диски в массивах. Прежде всего, мы подразумеваем большое число операций ввода/вывода в секунду, что критично для систем с непрерывным доступом к данным, которые зависят от производительности ввода/вывода. Подумайте о банковских транзакциях, прогнозах погоды, сейсмическом анализе, ускорителях частиц, крупных торговых сетях... О всём, что требует доступа или хранения большого объёма данных в виде множества небольших блоков, и что может серьёзно выиграть от существенного увеличения производительности ввода/вывода.
Мы не знаем о том, существуют ли твёрдотельные накопители, валидированные для подобных серверных нагрузок; у Fusion-IO есть существенное преимущество, поскольку ioDrive первым получил обозначение IBM "ServerProven". Другими словами: IBM будет использовать накопитель в сценариях "business critical", что может стать существенным шагом вперёд в областях науки или бизнеса.
Fusion-io ioDrive | Fusion-io ioDrive в деталях
Нажмите на картинку для увеличения.
Накопитель FusionIO состоит из платы x4 PCI Express, контроллера флэш-памяти и нескольких банков высокопроизводительной флэш-памяти. 80- и 160-Гбайт версии базируются на одноуровневой флэш-памяти (single level cell, SLC) а топовая 320-Гбайт модель использует многоуровневые ячейки (multi-level cell, MLC). Производительность чтения и записи у всех моделей аналогична и составляет 700 Мбайт/с для чтения и 500-600 Мбайт/с для записи. Однако производительность ввода/вывода существенно зависит от используемого типа флэш-памяти. 320-Гбайт накопитель на MLC ограничен по производительности от 60 000 до 79 000 случайных операций ввода/вывода (блоки по 4 кбайт), а два других накопителя могут давать свыше 100 000 операций ввода/вывода в секунду. Все эти числа приведены в спецификациях.
Fusion-io ioDrive | Функции и ограничения
Нажмите на картинку для увеличения.
Алгоритм выравнивания степени износа Fusion-io базируется на ежедневных объёмах 5 Тбайт записи/стирания, что даёт время работы 24 года для 80-Гбайт модели, 48 лет для 160-Гбайт накопителя и 16 лет для 320-Гбайт накопителя на MLC. Однако порог в пять терабайт записи/стирания можно превысить довольно быстро, учитывая высокий уровень производительности, поэтому мы бы не стали всецело полагаться на такие расчёты.
Как мы уже упоминали выше, карта является устройством хранения, но полноценным приводом её не назовёшь, поскольку загрузка с карты невозможна. Карта изготовлена в низкопрофильном формате PCIe, то есть её можно установить во многие серверы высотой 2U или даже в серверы 1U с помощью riser-карты. После установки драйверов вы можете использовать карту как любой другой накопитель в системе. На нём можно создавать разделы и форматировать, можно даже организовать программный массив RAID, используя возможности операционной системы. В таком случае производительность можно ещё сильнее улучшить.
Fusion-io ioDrive | Управление
Утилита IoManager. Нажмите на картинку для увеличения.
Fusion-io прилагает небольшую утилиту для управления и форматирования накопителя: IoManager. Она отображает всю информацию о состоянии, а также позволяет включать или отключать ioDrive, форматировать накопитель на низком уровне и обновлять прошивку. Во время наших тестов мы два раза обновляли прошивку, остановившись на версии 14071, на которой мы проводили все наши тесты. Утилиту необходимо запустить только один раз, однако при этом она позволит вам принять решение: есть три режима, которые позволяют выиграть в производительности за счёт снижения ёмкости. В следующей таблице показан пример на основе 80-Гбайт накопителя.
| Maximum Capacity (максимальная ёмкость) |
80 Гбайт |
| Improved Write Performance (улучшенная производительность записи) |
40 Гбайт |
| Maximum Write Performance (максимальная производительность записи) |
24 Гбайт |
В режиме максимальной ёмкости можно использовать полные 80, 160 или 320 Гбайт, а режим улучшенной производительности записи будет распределять данные для увеличения скорости. Если вы его выберите, то потеряете 50% ёмкости. Третий режим распределяет данные по трём областям, что даёт ещё более высокую производительность записи.
Выберите нужный режим производительности. Вы можете увеличить производительность за счёт снижения ёмкости. Нажмите на картинку для увеличения.
После выбора режима IoManager отформатирует накопитель FusionIO на низком уровне. Нажмите на картинку для увеличения.
Fusion-io ioDrive | Надёжность и первые результаты
Мы уже упоминали заявления производителя о надёжности работы накопителя: Fusion-io обещает работу в течение 24 лет для модели начального уровня 80 Гбайт при 40% рабочем цикле и 5 Тбайт записанной/стёртой информации в день. Однако при интенсивной нагрузке на накопитель достичь указанных 5 Тбайт можно довольно быстро. Нагрузка, подобная тесту IOMeter, фокусирующегося на операциях записи, может привести к износу намного быстрее, поэтому мы рекомендуем быть осторожными. Как и в случае других накопителей, нужно обеспечивать регулярное резервирование, что не так проблематично из-за относительно невысокой ёмкости ioDrive.
Fusion-io ioDrive | Производительность записи
FusionIO устанавливает чипы флэш-памяти в два слоя, чтобы сэкономить пространство на плате. Нажмите на картинку для увеличения.
Мы провели тесты всех трёх режимов производительности: с максимальной ёмкостью, с улучшенной производительностью записи за счёт 50% ёмкости и с максимальной производительностью записи при 30% ёмкости от номинала. Мы обнаружили, что в некоторых тестах улучшенный режим производительности записи фактически её удваивает. Однако режим максимальной производительности записи не даёт существенного прироста. Если вы не уверены насчёт выбора режимов, то проведите ряд тестов на вашей системе.
Fusion-io ioDrive | Производительность ввода/вывода и пропускная способность
Производительность флэш-памяти существенно зависит от контроллера памяти, которому нужно учитывать характеристики памяти типа SLC и MLC. "Умные" контроллеры оптимизируют операции записи, снижая количество фактических записей в память, они отвечают и за усиление записи (write amplification). Флэш-накопители используют блоки данных, они определяют минимальное количество данных, которое можно записать в память. Например, запись 2 кбайт данных может потребовать запись блока на 128 кбайт, хотя это совсем не нужно.
Большинство контроллеров флэш-памяти настраиваются на сценарий нагрузки, то есть производительность может существенно снизиться, если вы переключитесь с интенсивной случайной нагрузки ввода/вывода с небольшими блоками на последовательное чтение или запись. Мы это также проверили, и действительно обнаружили падение пропускной способности после интенсивной нагрузки ввода/вывода. Но Fusion-io смог довольно быстро перестроить производительность (хотя и не мгновенно). В то же время мы хотим подчеркнуть, что вряд ли кто-то будет покупать ioDrive для последовательных операций записи или чтения: жёсткие диски в данном случае намного дешевле.
Нажмите на картинку для увеличения.
Страница:
1 2 3
|