Revisamos tantos sistemas NAS que rara vez tenemos tiempo para explorar todas las funciones disponibles en estos sistemas. Desde la perspectiva de QNAP, han estado trabajando para continuar mejorando las formas en que se puede aprovechar flash dentro de sus sistemas. Esto es tanto en términos de diseños de hardware agresivos que permiten una tonelada de flash a través de ranuras de 2.5″ y/o M.2, como dentro del propio sistema operativo NAS (QNAP QTS). En cuanto al software, QNAP ofrece dos formas de acelerar el rendimiento del NAS con SSD. El primero es su mecanismo de nivelación automática denominado Qtier, el segundo es a través de la caché SSD. En esta revisión, analizamos ambas opciones para ilustrar los beneficios de rendimiento de cada tecnología.
Revisamos tantos sistemas NAS que rara vez tenemos tiempo para explorar todas las funciones disponibles en estos sistemas. Desde la perspectiva de QNAP, han estado trabajando para continuar mejorando las formas en que se puede aprovechar flash dentro de sus sistemas. Esto es tanto en términos de diseños de hardware agresivos que permiten una tonelada de flash a través de ranuras de 2.5″ y/o M.2, como dentro del propio sistema operativo NAS (QNAP QTS). En cuanto al software, QNAP ofrece dos formas de acelerar el rendimiento del NAS con SSD. El primero es su mecanismo de nivelación automática denominado Qtier, el segundo es a través de la caché SSD. En esta revisión, analizamos ambas opciones para ilustrar los beneficios de rendimiento de cada tecnología.
En primer lugar, una breve introducción al almacenamiento en caché de Qtier y SSD. Qtier es la tecnología de niveles automatizados de la compañía. Qtier optimiza el rendimiento y la eficiencia del almacenamiento al mover datos calientes a SSD de mayor rendimiento y datos de menor rendimiento o más fríos a HDD SAS o SATA. Esto brinda a los usuarios el rendimiento de los SSD mientras aprovechan las mayores capacidades rentables de los HDD. QNAP afirma que los datos se migrarán sin interferir con la E/S normal. Alternativamente, la memoria caché SSD escribe los datos que necesitan el máximo rendimiento en todas las unidades SSD y se pueden volver a leer desde la memoria caché, lo que mejora el rendimiento. Los datos pueden existir tanto en los SSD como en los HDD al mismo tiempo para ayudar a proteger la integridad de los datos.
Gestión de niveles
La función Qtier es bastante fácil de configurar. En el sistema operativo QTS, uno simplemente necesita abrir la pantalla Almacenamiento e instantáneas. Aquí pueden ver los grupos de almacenamiento y su estado. Qtier es una de las opciones cerca de la parte superior derecha.
Al abrir la opción Qtier, los usuarios ven Qtier Auto Tiering y Storage Pool como las pantallas principales. Desde Qtier Auto Tiering hay información sobre la configuración de los grupos de almacenamiento, incluidos los distintos niveles. Desde esta pantalla hay tres opciones: programación de niveles, niveles a pedido y estadísticas.
El calendario de niveles es como suena. Los usuarios pueden configurar niveles automáticos o programar niveles manualmente. Dependiendo de la carga de trabajo, cualquiera de las dos opciones puede tener sentido.
Si los usuarios solo necesitan Qtier para jerarquizar automáticamente ciertos datos, pueden configurarlo con la función Tiering On Demand.
A través de Qtier Auto Tiering Statistics, los usuarios pueden ver cuándo y dónde se mueven sus datos.
Performance
El banco de pruebas en este caso es el QNAP TS-1685, que incluye doce bahías de 3.5” para almacenamiento de alta capacidad, así como cuatro bahías dedicadas para SSD de 2.5”. Además del almacenamiento de acceso frontal, QNAP también admite internamente hasta seis SSD m.2 basados en SATA. El sistema bajo prueba está configurado con 64 GB de RAM, doce de 8 TB Unidades de disco duro Seagate Enterprise NAS y cuatro de 960GB SSD Samsung 860 DCT. Los HDD se configuraron en un RAID12 de 6 unidades y los SSD se conectaron al grupo de almacenamiento a través de Qtier en un RAID4 de 10 discos con un 10 % de sobreaprovisionamiento sugerido a través de la herramienta de creación de perfiles de SSD de QNAP. A partir de este grupo de almacenamiento, extrajimos un LUN de 1 TB que conectamos a un host VMware ESXi 6.7u1 para realizar pruebas.
A los efectos de esta revisión, probamos tres configuraciones:
- Rendimiento estándar del conjunto de HDD RAID12 de 6 unidades
- RAID6 HDD Pool + caché SSD (RAID10 a través de nuestros 4 SSD)
- RAID6 HDD Pool + SSD Tier (RAID10 a través de nuestros 4 SSD)
Análisis de carga de trabajo de VDBench
perfiles:
- Lectura aleatoria 4K: 100 % de lectura, 128 subprocesos, 0-120 % de iorate
- Escritura aleatoria 4K: 100 % de escritura, 64 subprocesos, 0-120 % de iorate
- Lectura secuencial de 64 K: 100 % de lectura, 16 subprocesos, 0-120 % de iorate
- Escritura secuencial de 64 K: 100 % de escritura, 8 subprocesos, 0-120 % de iorate
- Base de datos sintética: SQL y Oracle
En el rendimiento máximo de lectura de 4K, el rendimiento estándar comenzó en 245 IOPS y una latencia de 9.3 ms antes de alcanzar un máximo de 2,329 IOPS con una latencia de 1,737 ms. Tanto el caché Qtier como el SSD comenzaron alrededor de 7K IOPS y menos de 1 ms de latencia, ambas configuraciones se mantuvieron por debajo de 1 ms hasta alrededor de 52K IOPS. La caché SSD alcanzó su punto máximo con 64,770 63 IOPS a 63,300 ms en comparación con el pico de Qtier de aproximadamente 60.1 XNUMX IOPS con una latencia de XNUMX ms antes de caer un poco.
En cuanto a la escritura aleatoria de 4K, el rendimiento estándar fue de corta duración con un inicio de 50 IOPS a 343 μs y un pico de 518.5 IOPS a 336.8 μs. El caché SSD comenzó en 4,100 IOPS y 308.1 μs y rompió 1 ms en aproximadamente 11 48,231 IOPS. La caché SSD llegó a su punto máximo con 23.3 5,599 IOPS a una latencia de 201 ms. El mejor desempeño aquí fue el Qtier, que comenzó con 1 IOPS a 12 μs y se mantuvo por debajo de 55,721 ms hasta aproximadamente 36.3 XNUMX IOPS y alcanzó un máximo de XNUMX XNUMX IOPS con XNUMX ms de latencia.
Cambiando a cargas de trabajo secuenciales, en la lectura de 64K, el rendimiento estándar comenzó en 629 IOPS o 39 MB/s con una latencia de 398 μs. El rendimiento estándar alcanzó su punto máximo en alrededor de 7K IOPS o alrededor de 437 M/s con una latencia de 2 ms antes de caer en el rendimiento y aumentar la latencia. La memoria caché SSD fue la siguiente con el mejor rendimiento, comenzando con 1,402 IOPS o 87 MB/s a 355.4 μs y llegó a un máximo de aproximadamente 15 944 IOPS o 8.6 MB/s a 1,498 ms antes de caer. El Qtier fue el de mejor rendimiento aquí a partir de 94 IOPS o 377 MB/s a 14 μs para la latencia y pudo mantener una latencia de menos de un milisegundo hasta aproximadamente 15 963 IOPS. El Qtier alcanzó un pico de poco más de 17.2K o XNUMX MB/s con una latencia de XNUMX ms antes de caer.
Para escritura secuencial de 64K, el estándar comenzó en 349 IOPS o 21.8 MB/s con una latencia de 729.8 μs. El estándar tenía una latencia de submilisegundos hasta alrededor de 2,500 IOPS o alrededor de 150 MB/s y alcanzó un máximo de 3,116 IOPS o 194.7 MB/s con una latencia de 57.4 ms. La caché SSD comenzó a 1,098 IOPS o 68.6 MB/s con una latencia de 1.03 ms. El caché llegó a un máximo de 10,583 672 IOPS o 23.8 MB/s a 1,599 ms de latencia. El Qtier comenzó con 100 IOPS o 571.8 MB/s con una latencia de 13,300 μs. Alcanzó un máximo de aproximadamente 827 8.1 IOPS o XNUMX MB/s con una latencia de XNUMX ms antes de caer.
El siguiente paso son nuestras cargas de trabajo de SQL. Aquí, el estándar comenzó en 221 IOPS y 11.1 ms de latencia y alcanzó un máximo de 2,141 IOPS a 478.7 ms. Qtier comenzó con 4,807 IOPS con una latencia de 529.6 μs y llegó a aproximadamente 19 1 IOPS por debajo de 47,398 ms. El Qtier alcanzó un máximo de 21.6 5,401 IOPS con una latencia de 657.1 ms. La caché SSD comenzó en 1 IOPS con una latencia de 16 μs y se mantuvo por debajo de 52,465 ms hasta aproximadamente 19.5 XNUMX IOPS. La caché SSD alcanzó un máximo de XNUMX XNUMX IOPS y una latencia de XNUMX ms.
Para SQL 90-10, el estándar comenzó en 180 IOPS con una latencia de 13.4 ms y alcanzó un máximo de 1,720 IOPS con una latencia de 594 ms. El Qtier comenzó con 4,607 IOPS con una latencia de 556.9 μs y aumentó más de 1 ms con aproximadamente 10 45,528 IOPS. El Qtier alcanzó un máximo de 22.5 4,997 IOPS con una latencia de 817.4 ms. La caché de SSD comenzó con 48,808 IOPS y una latencia de 21.1 μs y alcanzó un máximo de XNUMX XNUMX IOPS con XNUMX ms de latencia.
Con SQL 80-20, el estándar comenzó en 139.7 IOPS con una latencia de 16.3 ms y alcanzó un máximo de 1,332 IOPS con una latencia de 749.6 ms. La caché SSD comenzó en 4,399 IOPS con una latencia de 1.53 ms y alcanzó un máximo de 43,196 23.5 IOPS con una latencia de 4,391 ms. Qtier comenzó con 574.7 IOPS con una latencia de 43,250 μs y alcanzó un máximo de 23.7 XNUMX IOPS con una latencia de XNUMX ms.
Nuestro lote final de pruebas para esta revisión son nuestras cargas de trabajo de Oracle. Aquí, el estándar comenzó en 139.8 IOPS con una latencia de 16.1 ms y alcanzó un máximo de 1,378 IOPS con 921 ms de latencia. Qtier comenzó con 3,894 IOPS y una latencia de 599.8 μs y alcanzó un máximo de 39,101 32.7 IOPS con una latencia de 4,199 ms. La caché SSD comenzó con 641.3 IOPS y una latencia de 42,100 μs y alcanzó un máximo de 30.4 XNUMX IOPS con una latencia de XNUMX ms.
Con Oracle 90-10, el estándar comenzó en 180.1 IOPS con una latencia de 12.9 ms y alcanzó un máximo de 1,757 IOPS con una latencia de 400 ms. El Qtier comenzó con 4,696 IOPS y una latencia de 556.7 μs y alcanzó un máximo de aproximadamente 46 12.6 IOPS con una latencia de 5,196 ms. La caché SSD comenzó con 624.3 IOPS y una latencia de 51,340 μs y alcanzó un máximo de 12.6 XNUMX IOPS con una latencia de XNUMX ms.
Nuestra prueba final es Oracle 80-20, donde el estándar comenzó en 140.4 IOPS y una latencia de 16.1 ms y alcanzó un máximo de 1,344 IOPS con una latencia de 496 ms. El Qtier comenzó en 84,497 592 IOPS con 1 μs superando 9 ms a aproximadamente 44,233 13.9 IOPS y alcanzando un máximo de 4,697 904.1 IOPS con una latencia de 48,345 ms. La caché SSD comenzó en 13 IOPS con una latencia de XNUMX μs y alcanzó un máximo de XNUMX XNUMX IOPS con XNUMX ms de latencia.
Conclusión
Flash tiene beneficios de rendimiento obvios sobre los discos giratorios, pero el segundo tiene un beneficio de costo a capacidad sobre el primero. Sabiendo que poner nada más que flash en un NAS probablemente no sea algo que la mayoría de las organizaciones puedan hacer, QNAP ofrece opciones para que el usuario aproveche al máximo el rendimiento del flash y al mismo tiempo aproveche la capacidad y el valor de los discos duros. QNAP ofrece una opción de almacenamiento en caché SSD para escribir y leer desde los SSD para un rendimiento más rápido de los datos calientes que se envían a la memoria flash. La empresa también ofrece una opción de clasificación por niveles, denominada Qtier, que transfiere automáticamente los datos a los medios apropiados según la frecuencia con la que se accede a ellos.
Para las pruebas, analizamos un estándar de todos los HDD en RAID6 como punto de referencia. El estándar se desempeñó como se esperaba y es más una comparación que profundizar demasiado en cómo se desempeñó nuevamente aquí. Para nuestras pruebas de lectura aleatoria de 4K, activar tanto la memoria caché SSD como Qtier dio como resultado un rendimiento de más de 60 1,700 IOPS con una latencia mucho más baja, con una diferencia de más de 4 ms. En la lectura de 4K, la memoria caché SSD fue ligeramente mejor en el rendimiento máximo. La escritura 44K aleatoria mostró la caché SSD con 51 500 IOPS por encima del estándar y el Qtier con más de 64 64 IOPS por encima del estándar. Para las cargas de trabajo secuenciales, las opciones de almacenamiento en caché y en niveles mostraron un mejor rendimiento de más de 470 MB/s en comparación con el estándar, siendo Qtier ligeramente mejor en lectura de 630K. En la escritura de XNUMXK, la memoria caché SSD funcionó aproximadamente XNUMX MB/s mejor que el estándar y Qtier funcionó aproximadamente XNUMX MB/s mejor que el estándar.
Para nuestras cargas de trabajo de bases de datos sintéticas, ejecutamos nuestras cargas de trabajo de SQL y Oracle. Con SQL, Qtier alcanzó un máximo de 45 50 IOPS por encima del estándar y la caché SSD alcanzó un máximo de 90 10 IOPS por encima del estándar. En SQL 43-46, Qtier alcanzó un máximo de 80 20 IOPS por encima del estándar, mientras que la caché SSD alcanzó un máximo de 42 37 IOPS por encima del estándar. SQL 40-90 vio el pico de caché SSD de aproximadamente 10 44 IOPS por encima del estándar, mientras que Qtier alcanzó un pico ligeramente más alto pero aproximadamente igual. En cuanto a Oracle, Qtier alcanzó un máximo de aproximadamente 50 80 IOPS por encima del estándar, mientras que la caché SSD alcanzó un máximo de aproximadamente 20 42 IOPS por encima del estándar. Oracle 46-XNUMX vio un pico de Qtier de aproximadamente XNUMX XNUMX IOPS por encima del estándar y la caché SSD alcanzó un pico de casi XNUMX XNUMX IOPS por encima del estándar. Y finalmente Oracle XNUMX-XNUMX vio el pico de Qtier alrededor de XNUMX XNUMX IOPS por encima del estándar, mientras que la caché SSD alcanzó un pico de alrededor de XNUMX XNUMX IOPS por encima del estándar.
En general, ambas características funcionaron como se esperaba y, junto con algunas SSD, ayudaron a impulsar nuevos niveles de rendimiento del NAS. Hubo algunos puntos de referencia en los que uno u otro ganarían, pero en cualquier caso, los usuarios definitivamente verán un gran aumento en el rendimiento al aprovechar una tecnología u otra. Para las organizaciones que aún no están preparadas para el centro de datos all-flash, QNAP ofrece una gran alternativa que no requiere licencias adicionales, solo un par de SSD para estar operativa.
Soluciones de aceleración SSD de QNAP
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