Dell PowerScale se beneficia de la economía y el rendimiento de SSD QLC

PowerScale de Dell Lanzamiento del soporte QLC SSD en mayo de este año en Dell Tech World para sus nodos F600 y F900. Los clientes de PowerScale aceptaron de inmediato la compatibilidad con las unidades SSD de 15.36 TB y 30.72 TB, y comenzaron a engullir estos nodos PowerScale extremadamente densos a medida que pasaban a la disponibilidad general durante el verano. Estas nuevas unidades QLC, compatibles con la versión OneFS 9.4, ofrecen a los clientes una economía óptima para cargas de trabajo NAS que requieren rendimiento, confiabilidad y capacidad, lo que las hace ideales para modelado financiero, medios y entretenimiento, inteligencia artificial (IA), aprendizaje automático (ML) y aprendizaje profundo (DL).

PowerScale de Dell Lanzamiento del soporte QLC SSD en mayo de este año en Dell Tech World para sus nodos F600 y F900. Los clientes de PowerScale aceptaron de inmediato la compatibilidad con las unidades SSD de 15.36 TB y 30.72 TB, y comenzaron a engullir estos nodos PowerScale extremadamente densos a medida que pasaban a la disponibilidad general durante el verano. Estas nuevas unidades QLC, compatibles con la versión OneFS 9.4, ofrecen a los clientes una economía óptima para cargas de trabajo NAS que requieren rendimiento, confiabilidad y capacidad, lo que las hace ideales para modelado financiero, medios y entretenimiento, inteligencia artificial (IA), aprendizaje automático (ML) y aprendizaje profundo (DL).

Con la continua explosión de datos no estructurados, el nodo F600 con 246 TB sin procesar o el F900 con 737 TB sin procesar son muy convincentes. Las unidades QLC amplían el lago de datos con hasta 2 veces más capacidad que las generaciones anteriores en el mismo espacio, ahorrando espacio en rack y energía/refrigeración.

Estas unidades QLC se convierten en parte del sistema de gestión del ciclo de vida general dentro de OneFS, lo que otorga a PowerScale una ventaja en el TCO sobre la competencia. La perfecta integración de nodos con unidades QLC en clústeres de PowerScale existentes permite que los clústeres asuman nuevas cargas de trabajo. Para abordar la capacidad de almacenamiento, las necesidades de rendimiento y los requisitos de optimización de costos para las cargas de trabajo de hoy y diseñados para las demandas impredecibles del mañana, los sistemas PowerScale brindan a los clientes opciones, escalabilidad y flexibilidad.

Resistencia y Elongevidad

No es una novedad que el interés y el crecimiento en la tecnología SSD hayan despegado en los últimos años, pero siempre ha existido la preocupación subyacente de que las SSD no tienen la misma vida útil que las HDD. Hay un cambio en ese proceso de pensamiento, especialmente dentro de Dell Technologies. Recientemente publicamos un podcast con el vicepresidente de administración de productos de Dell, David Noy, Centrándose en SSD de alta capacidad.

David explicó que la escritura de datos en unidades QLC en PowerScale se realiza con moderación para mayor resistencia, y Dell es cuidadoso con la forma en que se utilizan las unidades, ya que los datos se escriben en E/S grandes y los datos ya se procesan antes de escribirlos en la unidad. Según los resultados, Dell prevé unos 14 años de resistencia sin fallas en las unidades.

QLC que permite enormes ganancias de capacidad de PowerScale

Dell PowerScale es conocido por un conjunto de funciones que ofrece escalabilidad, flexibilidad y simplicidad. Los clientes pueden comenzar con una carga de trabajo, como la consolidación de recursos compartidos de archivos o el almacenamiento de medios mixtos, y luego escalar OneFS para admitir varias cargas de trabajo aprovechando la arquitectura de almacenamiento de un solo grupo simple, similar a la nube.

Dell agregó más flexibilidad y opciones cuando presentó unidades de memoria flash de celda de nivel cuádruple (QLC) de 15 TB y 30 TB para los modelos todo flash PowerScale F900 y F600. Según la carga de trabajo, Dell ve hasta un 25 por ciento o más de rendimiento para la transmisión de lecturas con nodos all-flash en la versión posterior de PowerScale OneFS. Con mejoras continuas en la confiabilidad y el rendimiento de la tecnología Gen 2 QLC, los clientes pueden obtener una mayor economía para cargas de trabajo NAS rápidas que requieren rendimiento y capacidad. La compatibilidad con la unidad QLC de 30 TB permite a Dell aumentar las densidades en PowerScale F600 y PowerScale F900 y reducir el costo de flash para los clientes.

Unidades Solidigm P5316 QLC

No es ningún secreto que las unidades QLC utilizadas en los sistemas all-flash PowerScale F600 y PowerScale F900 son unidades Solidigm D5-P5316. Se dice que el D5-P5316 ofrece hasta 7 GB/s en lecturas secuenciales, mientras que los modelos de 30.72 TB ofrecen más velocidad en escritura con 3.6 GB/s. En lecturas aleatorias de 4K, Solidigm cita su unidad a 800,000 0.41 IOPS para todos los modelos. La unidad también cuenta con una calificación de 5 escrituras de unidad por día (DWPD), una garantía de 256 años y una gama de seguridad mejorada, que incluye cifrado de hardware AES-XNUMX, desinfección NVMe y medición de firmware.

Las unidades QLC también cuentan con QLC NAND de 144 capas, lo que reducirá los costos al tiempo que conserva los modelos de alta capacidad y un rendimiento sólido, y son ideales para entornos que necesitan optimizar y acelerar el almacenamiento dentro de las cargas de trabajo del centro de datos, como las redes de entrega de contenido (CDN), Infraestructura hiperconvergente (HCI) y Big Data. En general, las unidades Solidigm QLC ofrecen un excelente equilibrio entre capacidad, rendimiento y costo.

Capacidad bruta de PowerScale F900/F600 QLC

Dell PowerScaleOneFS

Cuando se habla de PowerScale, es esencial mencionar al menos OneFS, el componente fundamental de la infraestructura de escalamiento horizontal que se utiliza para impulsar todas las soluciones de almacenamiento NAS Dell PowerScale. OneFS es un sistema de archivos completamente simétrico sin un único punto de falla. Aprovecha la agrupación en clústeres para escalar el rendimiento y la capacidad y permite la conmutación por error de cualquiera a cualquier y múltiples niveles de redundancia que se extienden más allá de las capacidades de RAID.

OneFS reduce la carga de la administración del almacenamiento al eliminar la complejidad e incorporar la recuperación automática. OneFS también incorpora paralelismo en un nivel profundo del sistema operativo, por lo que prácticamente todos los servicios clave del sistema se distribuyen en varias unidades de hardware. Este diseño permite que OneFS se escale en todas las dimensiones a medida que se expande la infraestructura. Dado el rápido crecimiento de las densidades de almacenamiento y el aumento del rendimiento, OneFS está diseñado para crecer a una escala de varios petabytes y seguir brindando una mayor confiabilidad que los sistemas de almacenamiento tradicionales.

OneFS es ideal para aplicaciones de "big data" no estructuradas y basadas en archivos en entornos empresariales, incluidos directorios de inicio a gran escala, recursos compartidos de archivos, archivos, virtualización y análisis empresarial. OneFS se usa ampliamente en muchas industrias con uso intensivo de datos, como energía, servicios financieros, Internet y servicios de alojamiento, inteligencia empresarial, ingeniería, fabricación, medios y entretenimiento, bioinformática, investigación científica y otros entornos informáticos de alto rendimiento.

Rendimiento de Dell PowerScale QLC

Si bien las ganancias de capacidad son claras y la necesidad del cliente es evidente, una huella densa por sí sola no es suficiente para mover la aguja. Los clientes también quieren asegurarse de que el rendimiento del clúster satisfaga sus cargas de trabajo. Para comprender mejor cómo se comparan las SSD QLC con las SSD TLC tradicionales en PowerScale, trabajamos con el equipo de laboratorio de Dell para comprender estos perfiles de rendimiento.

Según los datos de pruebas internas de Dell, las unidades PowerScale con QLC ofrecen:

• Mejor eficiencia con la mitad de la energía y la mitad del espacio de rack requerido por TB que con el nodo actual de mayor capacidad.
• Hasta 2 veces más capacidad de clúster sin procesar en comparación con las unidades all-flash actuales.
• Hasta 2 veces más densidad de nodos sin procesar en comparación con las unidades all-flash actuales.
• Hasta un 19 % menos de precio por TB que las unidades all-flash actuales.

Los nodos PowerScale compuestos por unidades QLC pueden ofrecer el mismo nivel de rendimiento que los de las unidades TLC y solo requieren la mitad de energía y la mitad de espacio en rack. Las unidades QLC también tienen un precio un 19 por ciento más bajo por TB, lo que ofrece una economía y un valor superiores. Los nodos habilitados para QLC se desempeñaron a la paridad o ligeramente mejor que los nodos habilitados para TLC para los puntos de referencia de rendimiento y las cargas de trabajo SPEC.

Para medir el rendimiento con la mayor precisión posible con un enfoque en las unidades en sí, el entorno de prueba aprovechó el mismo equipo, solo intercambiando las unidades. Dell utilizó dos nodos F600 con OneFS 9.4.0.007. Si bien dos nodos no son una implementación de cliente tradicional o compatible, funcionó para medir con precisión el rendimiento entre cada configuración.

En una prueba centrada en el ancho de banda secuencial de bloques grandes, se aplicó una carga de trabajo de 128 K a los nodos para medir la velocidad de lectura. Aquí, los SSD QLC originales ofrecieron un aumento del rendimiento del 4.18 por ciento. Con un tamaño de transferencia de 512K para medir el rendimiento de escritura, las SSD QLC mostraron un aumento de velocidad de escritura mejorado del 4.56 por ciento. Al reducir el tamaño de la transferencia a 4K para una carga de trabajo de lectura aleatoria, las SSD QLC superaron ligeramente a las SSD TLC con una mejora del 0.47 por ciento. Pasando a una carga de trabajo de escritura pura y manteniendo el tamaño de transferencia aleatoria de 4K, los SSD TLC y QLC coincidieron con un cambio del 0.00 por ciento.

El siguiente lote de datos se enfoca en cargas de trabajo de lectura aleatoria y escritura aleatoria de 32K. Aquí nuevamente vemos un diferencial de rendimiento mínimo entre las configuraciones TLC y QLC de los nodos PowerScale F600. En las cargas de trabajo de lectura aleatoria de 32 1.88, las SSD QLC obtuvieron una ganancia del 32 % sobre las SSD TLC. En escritura aleatoria de 2.67K, las SSD QLC mostraron una mejora del 20 % con respecto a las SSD TLC. Por último, terminamos con una prueba de rendimiento de simultaneidad de 1.45 MB que mide el rendimiento de lectura y escritura al transferir millones de archivos. Aquí, las SSD QLC ofrecieron una mejora del 2.32 % en el rendimiento de lectura y un aumento del XNUMX % en el rendimiento de escritura.

Nuestro siguiente grupo de pruebas pasa de las velocidades tradicionales y alimenta las cargas de trabajo sintéticas a las pruebas SPEC que cubren diferentes escenarios de aplicación. Esto cubre SPEC Software Build, SPEC Electronic Design Automation y SPEC Genomics. Esta comparación de rendimiento tiene menos que ver con la velocidad de la compilación F600 de dos nodos y más con la diferencia entre los dos tipos de SSD. Con eso fuera del camino, primero nos sumergimos en las métricas SWB de SPEC 2020, donde la configuración SSD QLC tuvo una disminución en el rendimiento de -2.27 por ciento. En SPEC 2020 EDA, las SSD QLC mantuvieron una estrecha brecha de rendimiento, cayendo solo un -1.69 por ciento. En la última sección que cubre SPEC 2020 Genomics, la brecha de SSD QLC continuó cerrándose, midiendo solo una diferencia de -1.32 por ciento.

Al analizar estas pruebas de rendimiento, pudimos mostrar una conclusión clave para los clientes de Dell PowerScale que están pensando en cambiar a sistemas basados ​​en QLC. En cargas de trabajo de rendimiento sintético de bloques grandes y pequeños, cargas de trabajo de simultaneidad y cargas de trabajo de aplicaciones SPEC, el impacto en el rendimiento es mínimo según el tipo de unidad. En cada área, las unidades funcionaron cerca unas de otras, si no superando ligeramente a las SSD TLC en ciertos casos de uso.

Una última área que no está completamente relacionada con el rendimiento, pero que es una medida de la velocidad de la unidad, es qué tan rápido se reconstruye el nodo F600 en caso de que falle una sola unidad. En esta área, Dell midió la velocidad de reconstrucción del nodo F600 con TLC a 681 GB/h, mientras que las SSD QLC se reconstruyeron a una velocidad de 720 GB/h.

Reflexiones Finales:

Hace unas semanas, Dell Technologies fue nombrada líder en el Cuadrante mágico de Gartner 2022 para sistemas de archivos distribuidos y almacenamiento de objetos por séptimo año consecutivo. No solo eso, el informe otorgó a Dell la posición general más alta en el cuadrante de "líderes". Además, Gartner estima que para 2026, las grandes empresas triplicarán su capacidad de datos no estructurados en las instalaciones. Para cumplir con este crecimiento continuo, las organizaciones necesitan soluciones de almacenamiento que puedan escalar, ser fáciles de administrar y ofrecer información sobre los datos de los clientes.

En este artículo, hemos analizado específicamente ese problema de escalabilidad. Dell ha invertido sabiamente en OneFS, admitiendo SSD QLC en sus nodos F600 y F900. En un PowerScale F900, eso significa 737.28 TB de capacidad flash bruta por nodo con SSD de 30.72 TB. Con la ecuación de capacidad y densidad resuelta, la siguiente pregunta es, ¿pueden los sistemas basados ​​en QLC mantenerse al día con cargas de trabajo pesadas?

La respuesta es claramente sí. Al comparar los sistemas Dell PowerScale entre sí, uno con SSD TLC y otro con QLC, nunca vemos un delta de carga de trabajo de más del cinco por ciento. Esto significa que, en términos de rendimiento de la aplicación, efectivamente no hay diferencia. Incluso en una situación de recuperación, como la falla de una sola unidad, el nodo PowerScale F600 no experimentó ningún aumento en el tiempo de reconstrucción. Dell lo ha hecho bien al diseñar PowerScale para adaptarse a las tecnologías de almacenamiento. Hoy estamos hablando de SSD QLC, pero mañana podría aprovechar los recursos de la nube como parte del Proyecto Alpine, el movimiento de Dell para llevar su software de almacenamiento a la nube.

PowerScale de Dell

Solidigm patrocinó este informe. Todos los puntos de vista y opiniones expresados ​​en este informe se basan en nuestra visión imparcial de los productos bajo consideración.

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