Revisión del acelerador SQL OCZ ZD-XL

El acelerador SQL OCZ ZD-XL es una combinación específica de hardware y software diseñada explícitamente, como su nombre lo indica, para acelerar las bases de datos SQL. ZD-XL aprovecha un acelerador de aplicaciones PCIe serie RM Z-Drive R4 RM de OCZ como capa de almacenamiento flash combinado con una aplicación host para acelerar un volumen SQL en discos duros o acelerar una base de datos SQL colocándolo en flash. Sin embargo, su mayor diferenciador es una tercera opción; si la situación lo requiere, ZD-XL puede hacer ambas cosas: acelerar un volumen SQL en la tarjeta flash y almacenar en caché grandes bases de datos que residen en discos duros.

Para comprender mejor ZD-XL, dividamos la solución en los componentes principales de hardware y software. En el lado del hardware, como se señaló, el ZD-XL aprovecha la línea actual de aceleradores de aplicaciones R4 PCIe de OCZ que tienen los condensadores incorporados para evitar la pérdida de datos en una pérdida de energía inesperada. Estructuralmente hay algunas mejoras de diseño modestas, pero en total la tarjeta es más o menos la misma que se vende sola y en la configuración ZD-XL. Por el lado del software, la tarjeta tiene un firmware especializado que funciona con un controlador de sistema host y el software ZD-XL para acelerar las cargas de trabajo de SQL. El beneficio neto es una solución fácil de instalar e implementar que funciona en una implementación de SQL existente sin necesidad de reemplazar lo que está funcionando actualmente. ZD-XL también se puede implementar en una configuración HA en múltiples hosts, en caso de que se requiera una solución más completa.

En términos de configuración de la solución para su uso, ZD-XL es una de las herramientas de aceleración más flexibles del mercado. Para acelerar la ruta de datos de las transacciones SQL, ZD-XL hace algunas cosas. En primer lugar, se pueden crear volúmenes flash en la tarjeta para albergar tablas como tempDB y archivos de registro para obtener el mayor aumento de rendimiento de E/S del flash. Esta es una característica novedosa que generalmente no está disponible en otras soluciones de almacenamiento en caché. La mayoría de las aplicaciones de almacenamiento en caché requieren consumir todo el grupo de caché disponible. Por supuesto, el pan y la mantequilla de ZD-XL es el almacenamiento en caché de puntos calientes presentes en bases de datos que son demasiado grandes para caber en flash en su totalidad, o existen otros problemas que hacen que colocar las bases de datos completamente en flash no sea práctico. El algoritmo de caché se ha optimizado para los casos de uso de OLTP y OLAP y está diseñado para maximizar la tasa de aciertos para estos patrones de E/S muy diferentes. ZD-XL también puede ser proactivo, los administradores de almacenamiento obtienen el beneficio de la opción de precalentar el caché cuando se puede anticipar una carga de trabajo de alta demanda. En total, la solución es fluida y se puede implementar para satisfacer las necesidades de una variedad de entornos centrados en SQL.

ZD-XL está disponible en tres capacidades, incluido un factor de forma de media altura y media longitud en 600 GB y capacidades de altura completa, 3/4 de longitud de 800 GB y 1.6 TB. La solución viene con una garantía de tres años y soporte FAE/FSE dedicado. Nuestra unidad de revisión es la capacidad de 1.6 TB.

Especificaciones de OCZ ZD-XL

Capacidades
- ZD-XL Media altura, media longitud
  - 600GB
  - 300GB
- ZD-XL Altura completa, 3/4 de longitud
  - 800GB
  - 1.6TB
NAND: celda multinivel (MLC)
Interfaz: PCI Express Gen. 2 x 8
Consumo de energía
- HHHL
  - Inactivo: 14.5W
  - Activo: 16W
- FH 3/4L
  - Inactivo: 23W
  - Activo: 26W
Temperatura de funcionamiento: 0 ° C ~ 70 ° C
Temperatura de almacenamiento: -45 ° C ~ 85 ° C
Requisito de flujo de aire: 300 pies lineales/minuto (LFM)
Protección contra fallas de energía: tecnología DataWrite Assurance (energía de respaldo de capacitancia para garantizar el endurecimiento de los datos)
Data Fail Recovery: recupera datos de hasta un bloque flash NAND por controlador NAND
Protección de ruta de datos: ECC: hasta 55 bits corregibles por sector de 512 bytes; Protección de paridad de ruta de datos
Fiabilidad de los datos: Tasa de error de bit irrecuperable de lectura (UBER) 10e-17
Cifrado de datos: compatible con AES de 128 bits
Requisito de energía: PCI Express 12V y 3.3V
Servicios y soporte: Garantía de 3 años; Soporte dedicado de FAE/FSE (incluye soporte de PM/ingeniero a través del ciclo de validación)

Diseño y construcción

El acelerador OCZ ZD-XL utiliza Z-Drive R4 probado en la industria con una revisión de diseño para hacerlo más fuerte y mejorar la refrigeración. Tanto el ZD-XL como el Z-Drive R4 usan el mismo diseño de placa doble, aunque el ZD-XL ahora incluye una cubierta de metal resistente para mejorar la rigidez y disipar el calor de la placa hacia la ruta del flujo de aire del servidor. También le da al producto un gran lavado de cara, mostrando una mayor atención a los detalles a medida que el Acelerador de aplicaciones PCIe maduró desde su lanzamiento.

El diseño interno del OCZ ZD-XL incorpora ocho controladores LSI SandForce SF-2500, MLC NAND que ofrece hasta 40 PB de resistencia y condensadores de falla de energía para descargar datos en vuelo a NAND en caso de una interrupción de energía. La tarjeta de 1.6 TB que estamos revisando tiene un diseño de altura completa y 3/4 de longitud, mientras que se ofrecen versiones de 300 GB y 600 GB que tienen un diseño HHHL más compacto.

Gestionamiento

Después de instalar el software, la tarjeta se identifica inmediatamente y los usuarios son guiados a través de un asistente para configurar ZD-XL. El proceso de configuración está diseñado para ser implementado por DBA que entienden SQL y cómo se usa en su entorno. Por lo tanto, la terminología se personaliza para esta audiencia y los DBA de SQL pueden estar más preocupados por la aceleración del rendimiento que por ser expertos en almacenamiento flash y ajuste de caché.

Se guía a los usuarios a través de la partición de la tarjeta en parte del volumen flash y parte del volumen de caché. Este proceso es único en el Acelerador de aplicaciones PCIe, que tradicionalmente ha sido un asunto de todo o nada en el que el SSD no se puede usar para ambos propósitos al mismo tiempo.

Después de particionar la tarjeta, los usuarios pasan por un paso en el que seleccionan el volumen de disco que desea almacenar en caché y seleccionan el perfil de actividad de la base de datos para perfeccionar su algoritmo de almacenamiento en caché entre OLTP y OLAP.

ZD-XL ofrece una función de precalentamiento que le permite al administrador crear un archivo de análisis para cada volumen que puede rastrear la actividad durante un período de tiempo. Cuando se ejecuta la rutina de precalentamiento, la memoria caché se calienta con posibles datos calientes antes de que los datos estén realmente calientes, lo que le da al volumen un pequeño impulso en el rendimiento de inmediato en lugar de esperar a que los algoritmos de fondo surtan efecto.

Si bien la función de precalentamiento es agradable, se queda un poco corta en el lado de la administración, no hay opción de programación y no es posible ejecutar más de una rutina de calentamiento en un volumen. Si bien aún no es oficial, la noticia de OCZ es que están al tanto de estas solicitudes de funciones y que probablemente veremos una herramienta de precalentamiento actualizada que es más sólida en las próximas revisiones. Los usuarios también pueden seleccionar una opción de "volumen tibio", que es un enfoque más amplio para almacenar en caché todo el volumen sin tener que esperar para analizar la actividad de la base de datos.

Fondo de prueba

Los Laboratorio de pruebas de StorageReview Enterprise nos permite proporcionar puntos de referencia relevantes e imparciales de los dispositivos de almacenamiento empresarial mediante el establecimiento de un entorno de prueba comparable al que encuentran los administradores de TI en los centros de datos reales y las implementaciones de campo. Enterprise Test Lab incorpora una variedad de servidores, redes, acondicionamiento de energía y otra infraestructura para diseñar configuraciones del mundo real que reflejen con precisión el rendimiento de los dispositivos de almacenamiento durante las revisiones.

Incorporamos detalles sobre nuestro entorno de laboratorio y protocolos de prueba en las revisiones para que los administradores de almacenamiento y los responsables de la adquisición de equipos puedan evaluar de manera justa las condiciones en las que hemos logrado los resultados publicados. El fabricante del equipo que estamos probando no paga ni supervisa ninguna de nuestras revisiones. Detalles adicionales sobre el Laboratorio de pruebas de StorageReview Enterprise y una descripción general de sus capacidades de red están disponibles en esas respectivas páginas.

Lenovo Think Server RD630

2 x Intel Xeon E5-2690 (2.9 GHz, caché de 20 MB, 2 núcleos)
Chipset Intel C602
Memoria: 256 GB (16 x 16 GB) 1333 Mhz Micron DDR3 RDIMM registrados
Windows Server Standard 2012
- 100GB Micron RealSSD P400e SSD de arranque
LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA (para SSD de arranque)
Adaptador Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0

Análisis de rendimiento de aplicaciones

En el mercado empresarial, existe una gran diferencia entre el desempeño de los productos en papel y el desempeño en un entorno de producción. Entendemos la importancia de evaluar el almacenamiento como un componente de sistemas más grandes, y lo que es más importante, cuán receptivo es el almacenamiento cuando interactúa con aplicaciones empresariales clave. Con este fin, hemos implementado pruebas de aplicaciones; en esta revisión hemos incluido nuestro nuevo Benchmark OLTP de SQL Server.

Para medir el almacenamiento en caché y el rendimiento flash sin formato del OCZ ZD-XL, creamos una prueba de SQL Server que aprovechó una base de datos de SQL Server de 1.1 TB (escala 5,000) y midió el rendimiento de una carga ligera de 250 usuarios virtuales (VU) hasta una carga pesada de 20,000 VU. El número de referencia en esta prueba es una matriz de 16 900 GB Unidades de disco SAS WD Xe 10K en RAID6, que escaló desde 51.8 TPS a 250 VU hasta 719 TPS a 15,000 592 VU antes de descender a 20,000 TPS a 1.2 51.8 VU. Con ZD-XL introducido en el entorno con 250 TB de la unidad asignados al almacenamiento en caché, el rendimiento escaló de 1,244 TPS a 20,000 VU hasta 2,500 TPS a 13 109 VU. El almacenamiento en caché realmente comenzó a mostrar un impacto con una carga de 20,000 VU, donde aumentó el rendimiento en un 52.7 % y aumentó aún más hasta una mejora del 250 % con una carga de 4,205 20,000 VU. Al medir el rendimiento de la base de datos que se encuentra completamente en flash, medimos la escala del rendimiento desde XNUMX TPS a XNUMX VU hasta XNUMX TPS a XNUMX XNUMX VU.

Cambiando nuestro enfoque a la latencia promedio, nuestra matriz de disco duro de referencia escaló de 9.4 ms a 250 VU y aumentó a 29 segundos a 20,000 9.1 VU. Después de presentar el OCZ ZD-XL, esa latencia promedio se redujo a 250 ms a 11.3 VU y aumentó a 20,000 segundos a 0.3 250 VU. Con la base de datos ubicada completamente dentro de la memoria flash, las cosas se mantuvieron mucho, mucho más rápidas en la escala de 1.4 ms a 20,000 VU y aumentaron a solo XNUMX ms a XNUMX XNUMX VU.

Puntos de referencia sintéticos empresariales

Antes de iniciar cada uno de nuestros benchmarks sintéticos empresariales, Laboratorio de pruebas empresariales de StorageReview preacondiciona el dispositivo en estado estable bajo una carga pesada de 16 subprocesos con una cola pendiente de 16 por subproceso. Luego, los dispositivos se prueban en intervalos establecidos con múltiples perfiles de profundidad de subprocesos/colas para mostrar el rendimiento con un uso ligero y pesado.

Pruebas de preacondicionamiento y de estado estacionario primario:

Rendimiento (lectura+escritura de IOPS agregado)
Latencia promedio (latencia de lectura y escritura promediadas juntas)
Latencia máxima (máxima latencia de lectura o escritura)
Desviación estándar de latencia (desviación estándar de lectura+escritura promediada)

Nuestro análisis de OCZ ZD-XL SQL Accelerator como dispositivo flash incluye tres perfiles comparables a nuestros puntos de referencia de almacenamiento empresarial anteriores.

4k aleatorio
- 100 % de lectura y 100 % de escritura
8k secuencial
- 100 % de lectura y 100 % de escritura
128k secuencial
- 100 % de lectura y 100 % de escritura

El acelerador SQL OCZ ZD-XL ofrece algunos beneficios únicos en comparación con otros productos de almacenamiento en caché en el mercado, que solo han permitido a los usuarios configurar un SSD PCIe completo como un dispositivo flash o un dispositivo de almacenamiento en caché, no ambos al mismo tiempo. OCZ pudo diseñar esa capacidad de doble propósito en el ZD-XL, lo que permitió a los administradores usar parte de ella para almacenar en caché ciertas bases de datos, al tiempo que permitía al usuario asignar parte de ella a un volumen flash. Para mostrar qué tan bien funciona el ZD-XL en ese sentido, medimos el rendimiento de una sección de 400 GB del disco usando nuestro generador de carga de trabajo sintético.

Después de un largo período de preacondicionamiento, medimos una velocidad de lectura 4K aleatoria de 171,984 140,778 IOPS y una velocidad de escritura de 16 16 IOPS con una carga pesada de 1.5T/1.8Q. La latencia promedio durante esta prueba midió solo 8 ms de lectura y 161,070 ms de escritura. Con una carga de trabajo secuencial de 92,962k, medimos 128 2.1 IOPS de lectura y 1.1 XNUMX IOPS de escritura. En una carga de trabajo secuencial de XNUMXk de bloque grande, vimos velocidades de transferencia superiores a XNUMX GB/s de lectura y XNUMX GB/s de escritura.

Conclusión

El acelerador SQL ZD-XL de OCZ ofrece una perspectiva única cuando se trata de acelerar una carga de trabajo muy específica. En este caso es SQL, pero a largo plazo el software podría adaptarse para acelerar una variedad de aplicaciones. ZD-XL tiene dos componentes, la tarjeta flash PCIe y el software. Si bien la tarjeta flash R4 es muy capaz por sí sola, colocar el software ZD-XL es el diferenciador clave. El software es lo suficientemente flexible como para permitir que los administradores de almacenamiento creen volúmenes directamente en la tarjeta para la aceleración al mismo tiempo que aceleran las bases de datos SQL que se encuentran en discos duros de mayor capacidad, pero mucho más lentos.

La GUI permite a los administradores decidir rápidamente cómo configurar ZD-XL para sus necesidades específicas; en nuestro entorno configuramos el software varias veces y logramos avanzar bastante rápido sin necesidad de pedir soporte. Una vez que se configura ZD-XL, no hay necesidad de volver a visitar la GUI con regularidad, a menos que se ejecuten funciones avanzadas como el precalentamiento de una base de datos. En general, la GUI es funcional pero un poco torpe, como suelen ser estas cosas, hasta que el usuario ha iniciado sesión en el sistema. Por su parte, OCZ reconoce las deficiencias y nos ha mostrado un adelanto de lo que está por venir en cuanto a nuevas funcionalidades y características. Muchas de estas actualizaciones abordan la interfaz de usuario y mejoran las funciones existentes, como la opción de precalentamiento.

En cuanto al rendimiento de SQL, que es claramente la clave con ZD-XL, en nuestro entorno OLTP vimos una mejora con respecto a una matriz SAS WD 10K en más del 100 %. Dado que pasar de la caja al estado operativo lleva menos de 30 minutos, hay razones para que los administradores de SQL estén entusiasmados con lo que ZD-XL puede ofrecer. Nuestras pruebas mostraron ganancias escaladas bajo carga, lo que destaca los beneficios de inyectar solo un poco de flash donde los discos duros comienzan a mostrar signos de atascarse bajo el peso de las transacciones SQL. Por supuesto, para aquellos casos en los que duplicar el rendimiento no es suficiente, ZD-XL permite que una base de datos se mueva completamente dentro de la memoria flash en la tarjeta PCIe, donde las ganancias de rendimiento son exponencialmente más altas que solo una matriz HDD.

Ventajas

Fácil de configurar
Puede almacenar en caché una base de datos y almacenar una base de datos completamente en flash
El rendimiento de SQL se duplicó con ZD-XL

Contras

La interfaz de usuario es un poco torpe
La función de precalentamiento necesita más flexibilidad

Resumen Final

El acelerador SQL OCZ ZD-XL brinda a las empresas un gran impulso en el rendimiento de SQL con cambios modestos en su entorno existente. Las ganancias de rendimiento para SQL se duplicaron en más de 10 XNUMX unidades de disco duro y las bases de datos que necesitan más rendimiento se pueden anclar a la memoria flash PCIe. Dada la facilidad de implementación y la flexibilidad en la configuración, ZD-XL es un compañero digno para aquellos que buscan sacar más provecho de sus entornos SQL basados en HDD.

Página del producto del acelerador SQL OCZ ZD-XL

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