Der OCZ ZD-XL SQL Accelerator ist eine aufgabenspezifische Kombination aus Hardware und Software, die, wie der Name schon sagt, explizit zur Beschleunigung von SQL-Datenbanken entwickelt wurde. ZD-XL nutzt einen PCIe-Anwendungsbeschleuniger der OCZ Z-Drive R4 RM-Serie als Flash-Speicherschicht in Kombination mit einer Host-Anwendung, um entweder ein SQL-Volume auf Festplatten oder eine SQL-Datenbank zu beschleunigen, indem es in Flash platziert wird. Das größte Unterscheidungsmerkmal ist jedoch eine dritte Option; Wenn es die Situation erfordert, kann ZD-XL beides tun – ein SQL-Volume auf der Flash-Karte beschleunigen und große Datenbanken zwischenspeichern, die sich auf Festplatten befinden.
Der OCZ ZD-XL SQL Accelerator ist eine aufgabenspezifische Kombination aus Hardware und Software, die, wie der Name schon sagt, explizit zur Beschleunigung von SQL-Datenbanken entwickelt wurde. ZD-XL nutzt einen PCIe-Anwendungsbeschleuniger der OCZ Z-Drive R4 RM-Serie als Flash-Speicherschicht in Kombination mit einer Host-Anwendung, um entweder ein SQL-Volume auf Festplatten oder eine SQL-Datenbank zu beschleunigen, indem es in Flash platziert wird. Das größte Unterscheidungsmerkmal ist jedoch eine dritte Option; Wenn es die Situation erfordert, kann ZD-XL beides tun – ein SQL-Volume auf der Flash-Karte beschleunigen und große Datenbanken zwischenspeichern, die sich auf Festplatten befinden.
Um ZD-XL besser zu verstehen, unterteilen wir die Lösung in die Kernkomponenten Hardware und Software. Auf der Hardwareseite nutzt der ZD-XL, wie bereits erwähnt, die aktuelle Produktreihe der R4-PCIe-Anwendungsbeschleuniger von OCZ, die über integrierte Kondensatoren verfügen, um Datenverluste bei einem unerwarteten Stromausfall zu verhindern. Strukturell gibt es ein paar bescheidene Designverbesserungen, aber im Großen und Ganzen ist die Karte mehr oder weniger dieselbe, wie sie nackt und in der ZD-XL-Konfiguration verkauft wird. Auf der Softwareseite verfügt die Karte über eine spezielle Firmware, die mit einem Hostsystemtreiber und der ZD-XL-Software zusammenarbeitet, um SQL-Workloads zu beschleunigen. Der Nettovorteil besteht in einer einfach zu installierenden und bereitzustellenden Lösung, die in eine vorhandene SQL-Bereitstellung integriert werden kann, ohne dass die derzeit in Betrieb befindliche Lösung ersetzt werden muss. ZD-XL kann auch in einer HA-Konfiguration auf mehreren Hosts bereitgestellt werden, falls eine umfassendere Lösung erforderlich ist.
Hinsichtlich der Konfiguration der Lösung für den Einsatz ist ZD-XL eines der flexibelsten Beschleunigungstools auf dem Markt. Um den Datenpfad von SQL-Transaktionen zu beschleunigen, führt ZD-XL einige Maßnahmen durch. Zunächst einmal können Flash-Volumes auf der Karte erstellt werden, um Tabellen wie tempDB und Protokolldateien unterzubringen und so die höchste IO-Leistungssteigerung durch den Flash zu erzielen. Dies ist eine neuartige Funktion, die in anderen Caching-Lösungen im Allgemeinen nicht verfügbar ist. Die meisten Caching-Anwendungen erfordern die Nutzung des gesamten verfügbaren Cache-Pools. Natürlich ist das A und O von ZD-XL das Caching von Hotspots in Datenbanken, die entweder zu groß sind, um vollständig in Flash zu passen, oder es gibt andere Probleme, die es unpraktisch machen, die Datenbanken vollständig in Flash zu platzieren. Der Cache-Algorithmus wurde sowohl für OLTP- als auch für OLAP-Anwendungsfälle optimiert und ist darauf ausgelegt, die Trefferquote für diese sehr unterschiedlichen E/A-Muster zu maximieren. ZD-XL kann auch proaktiv sein. Speicheradministratoren profitieren von der Option, den Cache vorzuwärmen, wenn mit einer hohen Arbeitslast zu rechnen ist. Insgesamt ist die Lösung flüssig und kann bereitgestellt werden, um die Anforderungen einer Vielzahl von SQL-zentrierten Umgebungen zu erfüllen.
ZD-XL ist in drei Kapazitäten erhältlich, darunter eine halbe Höhe, eine halbe Länge mit 600 GB und eine volle Höhe, 3/4 Länge mit 800 GB und 1.6 TB. Die Lösung wird mit einer dreijährigen Garantie und dediziertem FAE/FSE-Support geliefert. Unser Testgerät hat eine Kapazität von 1.6 TB.
OCZ ZD-XL-Spezifikationen
- Kapazitäten
- ZD-XL Halbe Höhe, halbe Länge
- 600GB
- 300GB
- ZD-XL Volle Höhe, 3/4 Länge
- 800GB
- 1.6TB
- ZD-XL Halbe Höhe, halbe Länge
- â € <â € <NAND: Multi-Level Cell (MLC)
- Schnittstelle: PCI Express Gen. 2 x 8
- Energieverbrauch
- HHHL
- Leerlauf: 14.5W
- Aktiv: 16W
- FH 3/4L
- Leerlauf: 23W
- Aktiv: 26W
- HHHL
- Betriebstemperatur: 0 ° C ~ 70 ° C.
- Lagertemperatur: -45 ° C ~ 85 ° C.
- Luftstromanforderung: 300 lineare Fuß/Minute (LFM)
- Schutz vor Stromausfällen: DataWrite Assurance-Technologie (Kapazitäts-Backup zur Gewährleistung der Datenhärtung)
- Wiederherstellung nach Datenausfall: Stellt Daten von bis zu einem NAND-Flash-Block pro NAND-Controller wieder her
- Datenpfadschutz: ECC: Bis zu 55 Bit korrigierbar pro 512-Byte-Sektor; Schutz der Datenpfadparität
- Datenzuverlässigkeit: Read Unrecoverable Bit Error Rate (UBER) 10e-17
- Datenverschlüsselung: 128-Bit-AES-konform
- Strombedarf: PCI Express 12 V und 3.3 V
- Services und Support: 3 Jahre Garantie; Dedizierter FAE/FSE-Support (einschließlich PM/Ingenieur-Support während des Validierungszyklus)
Designen und Bauen
Der OCZ ZD-XL Accelerator nutzt den branchenerprobten Z-Drive R4 mit einer Designüberarbeitung, um ihn stärker zu machen und die Kühlung zu verbessern. Sowohl der ZD-XL als auch der Z-Drive R4 verwenden das gleiche Doppelplatinen-Design, obwohl der ZD-XL jetzt über eine stabile Metallabdeckung verfügt, um die Steifigkeit zu verbessern und die Wärme von der Platine in den Luftstrompfad des Servers abzuleiten. Darüber hinaus erhält das Produkt ein umfassendes Facelift und zeigt eine größere Liebe zum Detail, da der PCIe Application Accelerator seit seiner Einführung ausgereifter ist.
Das interne Design des OCZ ZD-XL umfasst acht LSI SandForce SF-2500-Controller, MLC NAND mit einer Lebensdauer von bis zu 40 PB und Stromausfallkondensatoren, um im Falle einer Stromunterbrechung Daten während des Flugs auf NAND zu übertragen. Die 1.6-TB-Karte, die wir testen, hat ein Design voller Höhe und 3/4-Länge, während Versionen mit 300 GB und 600 GB angeboten werden, die ein kompakteres HHHL-Design haben.
Management
Nach der Installation der Software wird die Karte sofort identifiziert und Benutzer werden durch einen Assistenten zur Konfiguration von ZD-XL geführt. Der Konfigurationsprozess ist für die Bereitstellung durch Datenbankadministratoren konzipiert, die sich mit SQL und dessen Verwendung in ihrer Umgebung auskennen. Die Terminologie ist daher auf diese Zielgruppe zugeschnitten, und SQL-Datenbankadministratoren sind möglicherweise mehr auf die Leistungsbeschleunigung bedacht als Experten für Flash-Speicher und Cache-Optimierung.
Benutzer werden durch die Partitionierung der Karte in einen Teil des Flash-Volumes und einen Teil des Cache-Volumes geführt. Dieser Prozess ist beim PCIe Application Accelerator einzigartig, da es sich hier traditionell um eine Alles-oder-Nichts-Angelegenheit handelte, bei der die SSD nicht für beide Zwecke gleichzeitig verwendet werden konnte.
Nach der Partitionierung der Karte werden Benutzer durch einen Schritt geführt, in dem Sie das Festplattenvolume auswählen, das Sie zwischenspeichern möchten, und das Datenbankaktivitätsprofil auswählen, um den Caching-Algorithmus zwischen OLTP und OLAP zu verfeinern.
ZD-XL bietet eine Vorwärmfunktion, mit der der Administrator für jedes Volume eine Analysedatei erstellen kann, mit der die Aktivität über einen bestimmten Zeitraum verfolgt werden kann. Wenn die Vorwärmroutine ausgeführt wird, wird der Cache mit potenziell heißen Daten aufgeheizt, bevor die Daten tatsächlich heiß sind. Dadurch erhält das Volume sofort einen kleinen Leistungsschub, anstatt darauf zu warten, dass die Hintergrundalgorithmen wirksam werden.
Während die Vorwärmfunktion nett ist, greift sie bei der Verwaltung etwas zurück, es gibt keine Planungsoption und es ist nicht möglich, mehr als eine Aufwärmroutine für ein Volume auszuführen. Auch wenn es noch nicht offiziell ist, heißt es von OCZ, dass man sich dieser Funktionswünsche bewusst ist und dass wir wahrscheinlich ein aktualisiertes Pre-Warm-Tool sehen werden, das in den kommenden Revisionen robuster ist. Benutzer können auch die Option „Warm-Volume“ auswählen. Dies ist ein umfassenderer Ansatz zum Zwischenspeichern des gesamten Volumes, ohne auf die Analyse der Datenbankaktivität warten zu müssen.
Testhintergrund
Das StorageReview Enterprise Test Lab ermöglicht es uns, relevante und unvoreingenommene Benchmarks für Unternehmensspeichergeräte bereitzustellen, indem wir eine Testumgebung einrichten, die mit der vergleichbar ist, die IT-Administratoren in realen Rechenzentrums- und Feldeinsätzen vorfinden. Das Enterprise Test Lab umfasst eine Vielzahl von Servern, Netzwerken, Stromkonditionierungs- und anderen Infrastrukturen, um reale Konfigurationen zu entwerfen, die die Leistung von Speichergeräten während der Überprüfungen genau widerspiegeln.
Wir integrieren Details über unsere Laborumgebung und Testprotokolle in Überprüfungen, damit Speicheradministratoren und diejenigen, die für die Gerätebeschaffung verantwortlich sind, die Bedingungen, unter denen wir die veröffentlichten Ergebnisse erzielt haben, angemessen einschätzen können. Keine unserer Bewertungen wird vom Hersteller der von uns getesteten Geräte bezahlt oder überwacht. Weitere Details zum StorageReview Enterprise Test Lab und ein Überblick über seine Netzwerkfähigkeiten finden Sie auf den jeweiligen Seiten.
- 2 x Intel Xeon E5-2690 (2.9 GHz, 20 MB Cache, 2 Kerne)
- Intel C602 Chipsatz
- Speicher – 256 GB (16 x 16 GB) 1333 MHz Micron DDR3 registrierte RDIMMs
- Windows Server Standard 2012
- 100GB Micron RealSSD P400e SSD booten
- LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0 Gbit/s HBA (für Boot-SSDs)
- Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0-Adapter
Analyse der Anwendungsleistung
Auf dem Unternehmensmarkt gibt es einen großen Unterschied zwischen der angeblichen Leistung von Produkten auf dem Papier und ihrer Leistung in einer Produktionsumgebung. Wir wissen, wie wichtig es ist, Speicher als Komponente größerer Systeme zu bewerten, vor allem wie reaktionsfähig der Speicher bei der Interaktion mit wichtigen Unternehmensanwendungen ist. Zu diesem Zweck haben wir Anwendungstests eingeführt; In diesen Testbericht haben wir unseren neuen SQL Server OLTP-Benchmark aufgenommen.
Um die Caching- und Raw-Flash-Leistung des OCZ ZD-XL zu messen, haben wir einen SQL Server-Test erstellt, der eine 1.1 TB (5,000er Skala) große SQL Server-Datenbank nutzte und die Leistung bei einer leichten Last von 250 virtuellen Benutzern (VU) bis zu eine schwere Last von 20,000 VU. Die Basiszahl in diesem Test ist ein Array von 16 GB WD Xe 10K SAS-Laufwerke in RAID6, das von 51.8 TPS bei 250 VU auf 719 TPS bei 15,000 VU skaliert wurde, bevor es auf 592 TPS bei 20,000 VU abfiel. Nachdem ZD-XL in die Umgebung eingeführt wurde und 1.2 TB des Laufwerks für das Caching reserviert waren, stieg die Leistung von 51.8 TPS bei 250 VU auf 1,244 TPS bei 20,000 VU. Bei einer Auslastung von 2,500 VU zeigte das Caching erste Wirkung, wo es die Leistung um 13 % steigerte und bei einer Auslastung von 109 VU noch einmal um 20,000 % anstieg. Bei der Messung der Leistung der vollständig im Flash befindlichen Datenbank haben wir eine Leistungsskalierung von 52.7 TPS bei 250 VU bis zu 4,205 TPS bei 20,000 VU gemessen.
Indem wir unseren Fokus auf die durchschnittliche Latenz verlagerten, skalierte unser Basis-Festplatten-Array von 9.4 ms bei 250 VU auf 29 Sekunden bei 20,000 VU. Nach der Einführung des OCZ ZD-XL sank diese durchschnittliche Latenz auf 9.1 ms bei 250 VU und stieg auf 11.3 Sekunden bei 20,000 VU. Da sich die Datenbank vollständig im Flash befand, blieben die Dinge viel, viel schneller auf der Skala von 0.3 ms bei 250 VU und stiegen auf nur 1.4 ms bei 20,000 VU.
Synthetische Benchmarks für Unternehmen
Bevor wir jeden unserer synthetischen Unternehmens-Benchmarks starten, Das Enterprise-Testlabor von StorageReview Versetzt das Gerät unter einer hohen Last von 16 Threads mit einer ausstehenden Warteschlange von 16 pro Thread in den stabilen Zustand. Anschließend werden die Geräte in festgelegten Intervallen mit mehreren Thread-/Warteschlangentiefenprofilen getestet, um die Leistung bei leichter und starker Beanspruchung zu zeigen.
Vorkonditionierung und primäre stationäre Tests:
- 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 Analyse des OCZ ZD-XL SQL Accelerator als Flash-Gerät umfasst drei Profile, die mit unseren früheren Unternehmensspeicher-Benchmarks vergleichbar sind.
- 4k zufällig
- 100 % Lesen und 100 % Schreiben
- 8k sequenziell
- 100 % Lesen und 100 % Schreiben
- 128k sequenziell
- 100 % Lesen und 100 % Schreiben
Der OCZ ZD-XL SQL Accelerator bietet einige einzigartige Vorteile im Vergleich zu anderen Caching-Produkten auf dem Markt, bei denen Benutzer nur eine gesamte PCIe-SSD als Flash-Gerät oder Caching-Gerät konfigurieren können, nicht beides gleichzeitig. OCZ war in der Lage, diese Doppelfunktion in den ZD-XL zu integrieren, sodass Administratoren einen Teil davon zum Zwischenspeichern bestimmter Datenbanken verwenden können, während der Benutzer dennoch einen Teil davon einem Flash-Volume zuweisen kann. Um zu zeigen, wie gut der ZD-XL in dieser Hinsicht abschneidet, haben wir die Leistung eines 400-GB-Abschnitts des Laufwerks mit unserem synthetischen Workload-Generator gemessen.
Nach einer längeren Vorkonditionierungsphase haben wir eine zufällige 4K-Lesegeschwindigkeit von 171,984 IOPS und eine Schreibgeschwindigkeit von 140,778 IOPS bei einer starken Last von 16T/16Q gemessen. Die durchschnittliche Latenz während dieses Tests betrug nur 1.5 ms beim Lesen und 1.8 ms beim Schreiben. Bei einer sequentiellen 8K-Workload haben wir 161,070 IOPS beim Lesen und 92,962 IOPS beim Schreiben gemessen. Bei einem sequentiellen Workload mit großen Blöcken und 128 KB sahen wir Übertragungsgeschwindigkeiten von über 2.1 GB/s beim Lesen und 1.1 GB/s beim Schreiben.
Fazit
Der ZD-XL SQL Accelerator von OCZ bietet eine einzigartige Möglichkeit, eine ganz bestimmte Arbeitslast zu beschleunigen. In diesem Fall handelt es sich um SQL, aber langfristig könnte die Software angepasst werden, um eine Vielzahl von Anwendungen zu beschleunigen. ZD-XL besteht aus zwei Komponenten, der PCIe-Flash-Karte und der Software. Während die R4-Flash-Karte allein sehr leistungsfähig ist, ist die Integration der ZD-XL-Software das Hauptunterscheidungsmerkmal. Die Software ist flexibel genug, um Speicheradministratoren die Erstellung von Volumes direkt auf der Karte zur Beschleunigung zu ermöglichen und gleichzeitig SQL-Datenbanken zu beschleunigen, die sich auf Festplatten mit höherer Kapazität, aber viel langsameren Festplatten befinden.
Über die grafische Benutzeroberfläche können Administratoren schnell entscheiden, wie sie ZD-XL für ihre spezifischen Anforderungen konfigurieren. In unserer Umgebung haben wir die Software ein paar Mal eingerichtet und sind ziemlich schnell vorangekommen, ohne dass wir um Support bitten mussten. Sobald ZD-XL konfiguriert ist, besteht kaum noch die Notwendigkeit, die GUI regelmäßig erneut aufzurufen, es sei denn, um erweiterte Funktionen wie das Vorwärmen einer Datenbank auszuführen. Insgesamt ist die GUI funktionsfähig, aber ein wenig klobig, wie es bei solchen Dingen üblich ist, bis sich der Benutzer eine Zeit lang am System angemeldet hat. OCZ erkennt seinerseits die Mängel und hat uns eine Vorschau auf die kommenden neuen Funktionen und Features gezeigt. Viele dieser Updates befassen sich mit der Benutzeroberfläche und verbessern bestehende Funktionen wie die Vorwärmoption.
Was die SQL-Leistung betrifft, die bei ZD-XL eindeutig der Schlüssel ist, konnten wir in unserer OLTP-Umgebung eine Verbesserung gegenüber einem WD 10K SAS-Array um mehr als 100 % feststellen. Da es weniger als 30 Minuten dauert, von der Box in den Betrieb zu wechseln, gibt es für SQL-Administratoren Grund zur Begeisterung für das, was ZD-XL zu bieten hat. Unsere Tests haben gezeigt, dass die Zuwächse unter Last skaliert werden, was die Vorteile des Einfügens nur einer kleinen Menge Flash verdeutlicht, wenn Festplatten Anzeichen dafür zeigen, dass sie unter der Last von SQL-Transaktionen ins Stocken geraten. In den Fällen, in denen eine Verdoppelung der Leistung nicht ausreicht, ermöglicht ZD-XL natürlich die vollständige Verlagerung einer Datenbank in den Flash auf der PCIe-Karte, wodurch die Leistungssteigerung exponentiell höher ist als bei nur einem Festplatten-Array.
Vorteile
- Einfach zu konfigurieren
- Kann eine Datenbank sowohl zwischenspeichern als auch vollständig in Flash speichern
- Mit ZD-XL verdoppelte sich die SQL-Leistung
Nachteile
- Die Benutzeroberfläche ist etwas klobig
- Die Vorwärmfunktion erfordert mehr Flexibilität
Fazit
Der OCZ ZD-XL SQL-Beschleuniger ermöglicht Unternehmen eine deutliche Steigerung der SQL-Leistung mit geringfügigen Änderungen an ihrer bestehenden Umgebung. Die Leistungssteigerungen für SQL haben sich gegenüber 10 Festplatten verdoppelt, und Datenbanken, die mehr Leistung benötigen, können an den PCIe-Flash angeheftet werden. Aufgrund der einfachen Bereitstellung und Flexibilität bei der Konfiguration ist ZD-XL ein würdiger Begleiter für alle, die mehr aus ihren HDD-basierten SQL-Umgebungen herausholen möchten.
OCZ ZD-XL SQL Accelerator-Produktseite
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