iXsystems Titan 316J JBOD Testbericht

Der iXsystems Titan iX-316J ist ein JBOD-Speichererweiterungsregal mit 16 3.5-Zoll-Einschüben. Das JBOD ist zu einem festen Bestandteil der geworden SpeicherüberprüfungslaborDadurch können wir SATA- oder SAS-Laufwerke über den SAS-Expander LSI 9207-8e direkt an ein Host-Rechnersystem anschließen. Der iX-316J kann in einer Vielzahl von Anwendungsfällen eingesetzt werden, von der Aufnahme von bis zu 64 TB SATA-Laufwerken bis hin zu den schnelleren 2.5-Zoll-10K- und 15K-Laufwerken, falls sich der Benutzer für diesen Weg entscheidet. In diesem Test betrachten wir drei verschiedene Festplattensätze und veranschaulichen deutlich die Kompromisse zwischen Leistung und Kapazität, die bei modernen Unternehmensfestplatten auftreten.

Der iXsystems Titan iX-316J ist ein JBOD-Speichererweiterungsregal mit 16 3.5-Zoll-Einschüben. Das JBOD ist zu einem festen Bestandteil der geworden SpeicherüberprüfungslaborDadurch können wir SATA- oder SAS-Laufwerke über den SAS-Expander LSI 9207-8e direkt an ein Host-Rechnersystem anschließen. Der iX-316J kann in einer Vielzahl von Anwendungsfällen eingesetzt werden, von der Aufnahme von bis zu 64 TB SATA-Laufwerken bis hin zu den schnelleren 2.5-Zoll-10K- und 15K-Laufwerken, falls sich der Benutzer für diesen Weg entscheidet. In diesem Test betrachten wir drei verschiedene Festplattensätze und veranschaulichen deutlich die Kompromisse zwischen Leistung und Kapazität, die bei modernen Unternehmensfestplatten auftreten.

Das Konzept eines Speicherregals oder JBOD ist eines der grundlegenderen Konzepte der Speicherarchitektur. Das Gehäuse beherbergt im Wesentlichen die Laufwerke und stellt über SAS-Kabel und HBA im Host eine Verbindung zu einem Host-Computer her. Diese Art der Anordnung erfreut sich nach wie vor großer Beliebtheit, wenn Unternehmensanwender den Speicher lokal auf dem Host behalten möchten, aber möglicherweise nicht mehr über die verfügbaren Laufwerksschächte verfügen oder andere besondere Anforderungen haben und kein vollwertiges SAN mit integriertem SAN benötigen eigene Speichercontroller. Tatsächlich werden wir in der Zukunft dieselben Konfigurationen von Festplatten in Kombination mit Caching-Lösungen zeigen, um zu zeigen, wie Flash und Software große Arrays von Festplatten in einer Unternehmensumgebung nutzen können. Die Anwendungsfälle für JBOD werden mit neuer Technologie und leistungsstarker Rechenleistung auf der Hostseite immer größer.

iXsystems Titan iX-316J Spezifikationen

• Formfaktor: 3U-Speichergehäuse, das bis zu 16 Festplatten unterstützt
• Abmessungen: 17.2″B x 5.2″H x 25.5″T
• Lüfter: 6 x 40×56, 4-Pin-PWM-Lüfterbaugruppe
• Montageschienen: Schienenset, schnell/schnell
• Festplattenschächte: 16 x 3.5-Zoll-Hot-Swap-SAS/SATA – SATA-Laufwerke erfordern Interposer-Zusatzkarten
• RAID-Unterstützung: Unterstützt durch den RAID-Controller der Haupteinheit
• SAS2-Konformität
• 6-GB-Unterstützung
• SAS-Konnektivität: Kompatibel mit jedem SAS-, SAS2.0- oder SAS3.0-Hostbusadapter
• 2 x SFF-8088-Anschlüsse
• Stromversorgung: Redundantes hocheffizientes 720-W-Netzteil mit PMBus

Video-Übersicht

Aufbau und Design

Das iXsystems Titan iX-316J ist ein 3U-Rack-Montagegehäuse mit 16 von vorne zugänglichen 3.5-Zoll-Laufwerksschächten. Es bietet eine Aktiv-Aktiv-HA-SAS-Schnittstelle zur Verbindung mit zwei Hosts sowie einen Erweiterungsport zum Aneinanderreihen mehrerer JBOD-Einheiten. Es unterstützt nativ sowohl 3.5-Zoll- als auch 2.5-Zoll-Laufwerke durch die Verwendung universeller Laufwerksrahmen. Während sowohl SAS- als auch SATA-Laufwerke unterstützt werden, müssen SATA-Laufwerke einen Adapter verwenden, um Dual-Port-Funktionen zu erhalten. Die Vorderseite des Titan 316J ist mit einem Netzschalter sowie Schnittstellenleuchten ausgestattet, die anzeigen, wenn Verbindungen aktiv sind und das Gerät online ist. Dieses spezielle Gehäuse wurde sowohl für JBOD- als auch für Speicherserveraufgaben entwickelt, wobei einige Lichter in unserer Konfiguration nicht angeschlossen waren.

Die Rückseite des iXsystems Titan iX-316J ist sehr einfach gehalten, da das Gerät keine Rechenschnittstelle enthält, die man in einem Server finden könnte. Die einzigen Anschlüsse an diesem Gerät sind zwei Netzteile sowie vier SAS-Anschlüsse. Die Hauptverbindung zum internen Expander ist eine 4-Kanal-SFF-8088-Verbindung, wodurch das Gerät eine Spitzenübertragungsgeschwindigkeit von etwa 2,400 MB/s erreicht. Ein Port auf jeder Seite ist für eine Verbindung zum Server vorgesehen, der ihn hosten wird, während die anderen beiden für die Verbindung des 316J mit einem anderen JBOD-Shelf dienen.

Da das Gerät und die Backplane auf HA-Umgebungen ausgerichtet sind, hat uns iXsystems LSI-SATA-zu-SAS-Adapter zur Verfügung gestellt, die wir beim Testen des JBOD mit SATA-Festplatten verwendet haben. Die Laufwerksrahmen wurden unter Berücksichtigung dieser Adapter entwickelt, sodass die Installation ein Kinderspiel war.

Für eine schnelle und einfache Rack-Installation legt iXsystems dem Titan iX-316J JBOD ein Gleitschienen-Kit bei. Die Installation dauerte nur wenige Minuten, da die Schienen ohne Werkzeug in unserem Rack einrasteten. Nach der Installation ziehen Sie die Aufnahmeschienen heraus, installieren die Montageschienen an der Seite des Gehäuses und schieben das Gerät an seinen Platz.

Hintergrund und Vergleiche testen

Der iXsystems Titan 316J JBOD unterstützt sowohl 3.5″ als auch 2.5″ SATA- und SATA-Festplatten. Für diesen Test haben wir sowohl 4 TB große SATA-Laufwerke mit 7,200 U/min und SAS-Adaptern als auch 2.5-Zoll-SAS-Laufwerke mit 10 KB und 15 KB verwendet.

In diesem Test verwendete Festplatten:

• Toshiba MK01GRRB (147 GB, 15,000 U/min, 6.0 Gbit/s SAS)
• Toshiba MBF2600RC (600 GB, 10,000 U/min, 6.0 Gbit/s SAS)
• Hitachi Ultrastar 7K4000 (4 TB, 7,200 U/min, 6.0 Gbit/s SATA)

Alle Enterprise-Speichergeräte werden auf unserer Enterprise-Testplattform der nächsten Generation basierend auf einem Benchmarking unterzogen Lenovo ThinkServer RD630. Der ThinkServer RD630 ist konfiguriert mit:

• 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0 GHz, 15 MB Cache)
• Windows Server 2008 R2 SP1 64-Bit, Windows Server 2012 64-Bit und CentOS 6.3 64-Bit
• Intel C602 Chipsatz
• Speicher – 16 GB (2 x 8 GB) 1333 MHz DDR3 registrierte RDIMMs
• LSI 9207 SAS/SATA 6.0 Gbit/s HBA

Synthetische Workload-Analyse für Unternehmen

Unser Enterprise-Storage-Benchmark-Prozess beginnt mit einer Analyse der Leistung des Laufwerks während einer gründlichen Vorkonditionierungsphase. Jedes der vergleichbaren Festplatten-Arrays wird in RAID10 eingerichtet, kann vollständig synchronisiert werden und wird dann unter einer hohen Last von 16 Threads mit einer ausstehenden Warteschlange von 16 pro Thread bis hin zu unserer leichten Last von 2 Threads mit einer ausstehenden Warteschlange von 2 pro Thread getestet Gewinde.

Leistungsmerkmale, die wir in unseren zufälligen Workloads messen:

• Durchsatz (Lese- und Schreib-IOPS-Aggregat)
• Durchschnittliche Latenz (Lese- und Schreiblatenz insgesamt gemittelt)
• Maximale Latenz (Spitzen-Lese- oder Schreiblatenz)
• Latenz-Standardabweichung (Lese- und Schreib-Standardabweichung insgesamt gemittelt)

Unsere Enterprise Synthetic Workload Analysis umfasst sechs Profile, von denen einige auf realen Aufgaben basieren. Diese Profile wurden entwickelt, um den Vergleich mit unseren früheren Benchmarks sowie weit verbreiteten Werten wie der maximalen Lese- und Schreibgeschwindigkeit von 4K und 8K 70/30, die häufig für Unternehmenslaufwerke verwendet wird, zu erleichtern. Wir haben auch zwei ältere gemischte Workloads integriert, den traditionellen Dateiserver und den Webserver, die jeweils eine breite Mischung an Übertragungsgrößen bieten.

• Sequenziell
  • 8K
    • 100 % Lesen oder 100 % Schreiben
    • 100 % 8K
  • 128k
    • 100 % Lesen oder 100 % Schreiben
    • 100 % 128K
• Zufällig
  • 4K
    • 100 % Lesen oder 100 % Schreiben
    • 100 % 4K
  • 8K 70/30
    • 70 % lesen, 30 % schreiben
    • 100 % 8K
  • Dateiserver
    • 80 % lesen, 20 % schreiben
    • 10 % 512b, 5 % 1, 5 % 2, 60 % 4, 2 % 8, 4 % 16, 4 % 32, 10 % 64
  • Webserver
    • 100 % gelesen
    • 22 % 512b, 15 % 1, 8 % 2, 23 % 4, 15 % 8, 2 % 16, 6 % 32, 7 % 64, 1 % 128, 1 % 512

Der erste Test, den wir bei der Messung der Leistung des iXsystems Titan iX-316J betrachten, ist 8K sequentielles Lesen und Schreiben. In diesem Test, bei dem sowohl die Spindelgeschwindigkeit als auch die Flächendichte eine Rolle spielen, bot der Hitachi Ultrastar 7,200K7 RAID4000 mit 10 U/min die schnellste 8K-Lesegeschwindigkeit von 911 MB/s, während der Toshiba 15K RAID10 811 MB/s und der Toshiba 10K RAID10 maß 612 MB/s. Beim Vergleich der Schreibgeschwindigkeiten wurden beim 15K-RAID10 186 MB/s gemessen, beim 10K-RAID10 178 MB/s und beim 7.2K-RAID10 82 MB/s.

Bei unserem nächsten sequentiellen Test wurden die Übertragungsgeschwindigkeiten großer Blöcke gemessen. In diesem Test erreichte das 15-KByte-SAS-Array 1,535 MB/s beim Lesen und 839 MB/s beim Schreiben, während das 7.2-KByte-SATA-Array 1,361 MB/s beim Lesen und 912 MB/s beim Schreiben erreichte und das 10-KByte-SAS-Array mit 1,142 MB/s den letzten Platz belegte Lesen und 540 MB/s Schreiben.

Für die restlichen Benchmarks in diesem Test wechseln wir von sequenziellen zu vollständig zufälligen Tests. Mit dem iX-316J konnten wir 6,162 IOPS 4K-Lesen und 3,474 IOPS 4K-Schreiben von 15K-SAS-Laufwerken, 4,379 IOPS 4K-Lesen und 2,361 IOPS 4K-Schreiben von 10K-SAS-Laufwerken sowie 2,218 IOPS 4K-Lesen und 1,069 IOPS 4K-Schreiben von 7.2 erreichen K SATA-Laufwerke.

Beim Vergleich der durchschnittlichen Latenz in unserem 100 % 4K-Zufallstest betrugen die Reaktionszeiten bei Ausstattung des iXsystems Titan iX-316J mit 15K-SAS-Laufwerken nur 41 ms beim Lesen und 73 ms beim Schreiben. Bei größeren installierten 7.2-KByte-SATA-Massenspeicherlaufwerken erhöhte sich die Leselatenz auf 115 ms und die Schreiblatenz stieg auf 239 ms bei einer effektiven Warteschlangentiefe von 256.

Beim Vergleich der maximalen Latenzzeiten boten die 10K- und 15K-Arrays die niedrigsten Spitzenreaktionszeiten, während das 7.2K-Array die höchsten aufwies.

Beim Vergleich der Latenzkonsistenz in unserem iX-316J bot das 15K-SAS-Array die niedrigste Standardabweichung der Leselatenz und die geringste Schreibstandardabweichung. Es gab lineare Unebenheiten beim Herunterfahren auf eine Spindelgeschwindigkeit von 10 oder 7.2, was zeigt, dass es sinnvoll ist, die Arbeitslast zu verstehen und die Laufwerke auszuwählen, die angesichts der Anforderungen am sinnvollsten sind.

Beim Wechsel zu unserem 8K 70/30-Profil mit einer Workload-Skalierung von 2T/2Q auf 16T/16Q haben wir eine Spitzen-I/O-Rate von 4,803 IOPS vom 15K SAS RAID10-Array, 3,600 IOPS vom 10K-Array und 1,673 IOPS von gemessen das 7.2K-Array.

Wenn die Anforderung darin bestand, die Latenz unter 20 ms zu halten, wurde der Geschwindigkeitspunkt sowohl vom 10-KByte- als auch vom 15-KByte-SAS-Array mit einer effektiven Warteschlangentiefe von 32 oder weniger gefunden. In dieser Einstellung betrug der maximale Durchsatz 2,686 IOPS vom 15-SAS-Array und 2,055 IOPS vom 10-SAS-Array. Unter Beibehaltung derselben Anforderung für das 7.2-KByte-SATA-Array lag der optimale Punkt in einer effektiven Warteschlangentiefe von 8 oder weniger, was einen Spitzendurchsatz von 460 IOPS ermöglicht.

Wenn die effektive Warteschlangentiefe für jede Spindelgeschwindigkeit unter 32 gehalten wurde, blieben die maximalen Reaktionszeiten am niedrigsten, wobei die größte Auswirkung auf das 7.2-KByte-Array zu beobachten war.

Im Hinblick auf die Latenzkonsistenz boten sowohl die 10-KByte- als auch die 15-KByte-SAS-Laufwerke eine ähnliche Leistung bei geringeren Warteschlangentiefen, wobei die 15-KByte-SAS-Laufwerke bei den höchsten effektiven Warteschlangentiefen die Nase vorn hatten.

Beim Wechsel zu unserem Dateiserver-Workload wurde der Einfluss der Spindelgeschwindigkeit in unserem iX-16J mit 316 Einschüben deutlicher. Bei einer maximalen effektiven Warteschlangentiefe von 256 maß das 15-KByte-SAS-Array 4,943 IOPS, während das 10-KByte-SAS-Array 3,652 IOPS erreichte. Das 7.2K-Array bot in der höchsten Stufe nur 1,296 IOPS.

Beim Vergleich der durchschnittlichen Latenz zwischen den einzelnen Laufwerkstypen in unserem 16-Bay-JBOD boten die 10-KByte- und 15-KByte-SAS-Laufwerke die beste Leistung bei unserer Dateiserver-Arbeitslast, wobei das 7.2-KByte-Array in diesem Bereich eine höhere Latenz aufwies. Im Hinblick auf optimale Leistung im Vergleich zur Latenz boten die SAS-Arrays die beste Leistung, ohne durch hohe Latenz bei Warteschlangentiefen von weniger als 32 für die 10K-Arrays und 64 für die 15K-Arrays ins Stocken zu geraten.

Beim Vergleich der Spitzenreaktionszeiten hielten zwei SAS-Arrays die Latenz bei effektiven Warteschlangentiefen von 500 und darunter unter 64 ms. Beim 7.2-KByte-SATA-Array führten effektive Warteschlangentiefenlasten über 32 zu einem dramatischen Anstieg der Spitzenreaktionszeiten.

Beim Vergleich der Latenzstandardabweichung in unserem Dateiserverprofil haben wir eine ähnliche Leistung bei unseren 10K- und 15K-Arrays festgestellt, wobei das 15K-Array bei den höchsten effektiven Warteschlangentiefen die Nase vorn hatte. Bei diesem speziellen Übertragungsprofil war es für die langsameren 7.2-KByte-Festplatten schwieriger, die Latenz konstant zu halten, da die Auslastung über eine effektive Rate von 32 anstieg.

Unser letztes Profil, das simulierte Webserveraktivitäten abdeckt, ist vollständig schreibgeschützt. In dieser Einstellung konnten die 7,200 U/min-Festplatten besser mithalten als in früheren Tests mit gemischter Schreibaktivität. Bei unserer höchsten Thread- und Warteschlangenzahl haben wir mit unserem 5,786-KByte-SAS-Array eine Spitzen-I/O-Rate von 15 IOPS gemessen , 4,068 IOPS mit unserem 10K-SAS-Array und 2,081 IOPS mit dem 7.2K-SATA-Array.

Die 10K- und 15K-SAS-Arrays von innen nach außen iXsystems Titan iX-316J konnten die durchschnittliche Latenz bei effektiven Warteschlangentiefen unter 64 unter Kontrolle halten, wobei das 7.2K-Array eine Untergrenze von 32 hatte, bevor die durchschnittliche Latenz deutlich anstieg.

Die maximale Latenz in unserem Webserver-Test hatte ähnliche Ergebnisse wie der Abschnitt mit der durchschnittlichen Latenz, wo die Spitzenreaktionszeiten bei effektiven Warteschlangentiefen unter 64 oder 32 auf einem Minimum gehalten wurden (für die 10/15K-SAS-Arrays bzw. das 7.2K-SATA-Array).

Ohne Schreibaktivität wies das 15-KByte-SAS-Array die beste Latenzstandardabweichung über den gesamten Bereich der Thread- und Warteschlangenebenen auf, gefolgt von den Arrays mit 10 KB und dann mit 7.2 KB. Das Gleiche gilt für den Sweet Spot, der die beste Konsistenz unter EQD64 für die schnelleren Spindeln und EQD32 für das 7.2K-Array aufweist.

Fazit

In vielen Fällen ist ein Headless-JBOD für wachsende Speicheranforderungen absolut sinnvoll. Der iXsystems Titan iX-316J bietet ein einfach zu konfigurierendes 3U-Gehäuse, das mit 4-TB-Festplatten eine Gesamtkapazität von 64 TB unterstützen kann. Wie wir gezeigt haben, lässt es sich natürlich problemlos an 2.5-Zoll-Laufwerke anpassen, allerdings müssen Sie in diesem Fall auf die Dichtevorteile im Vergleich zu den 2U-24-Bay-SFF-Optionen von iXsystems verzichten. Was die Kompatibilität betrifft, kann der Titan iX-316J über eine branchenübliche SFF-8088-Verbindung sowohl mit HBAs als auch mit RAID-Karten verbunden werden. Der einzige Nachteil, der nur dann zutrifft, wenn Sie SSDs in diesem Array installieren, ist, dass eine einzelne 4-Kanal-SAS-Verbindung auf 2,400 MB/s gegenüber SAS 6.0 Gbit/s begrenzt ist. Diese Grenze wird Plattenlaufwerke nicht behindern, aber Flash-Laufwerke, die jeweils eine Spitzengeschwindigkeit von 500 MB/s+ erreichen, würden mehr miniSAS-Verbindungen erfordern, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen.

Die 10-KB- und 15-KB-Festplattenarrays boten den höchsten Durchsatz und die niedrigste Latenz in unseren gemischten Workloads mit zufälliger Aktivität. Bei sequentiellen Arbeitslasten bot das 7.2-KByte-RAID10-Array die höchste Lesegeschwindigkeit von 8 KB und die höchste Schreibgeschwindigkeit von 128 KB. Wenn sich Unternehmenskäufer für die beste Festplatte für eine bestimmte Anwendung entscheiden, müssen sie die Kapazitätsanforderungen mit den Leistungsanforderungen abwägen und dann die Kosten berücksichtigen. Die 7.2-KByte-Laufwerke bieten die beste Kapazität pro Dollar, können aber nicht mit der E/A-Leistung der schnelleren 10-KByte- und 15-KByte-Laufwerke mithalten. Für bestimmte Anforderungen wie Backups oder Massenspeicherung ist der wahlfreie Zugriff nicht so wichtig, was die 7.2-KByte-Festplatten attraktiver macht. In beiden Situationen funktionierte der iXsystems Titan iX-316J jedoch recht gut, unabhängig von der Laufwerksgröße oder Schnittstelle.

Vorteile

• Einfache Bereitstellung in der HA-Infrastruktur
• Funktioniert sowohl mit SAS- als auch SATA-Festplatten
• Kompatibel mit allem, was JBOD über SFF-8088 unterstützt
• Inklusive zwei Netzteilen

Nachteile

• In bestimmten Szenarien reicht die Durchsatzunterstützung für SSDs nicht aus

Fazit

Der iXsystems Titan iX-316J ist ein einfach bereitzustellendes Headless-Speichersystem, das eine Vielzahl von Anwendungsfällen für Unternehmen bietet. Während direkt angeschlossener Speicher nicht komplex sein muss, muss er zuverlässig funktionieren, was der iX-316J über drei Sätze SATA- und SAS-Festplatten tat.

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