Violin Windows Flash Array (WFA) es una solución de almacenamiento SMB y NFS all-flash que combina la arquitectura Flash Fabric de Violin Memory con Windows Storage Server 2012 R2 para ofrecer una solución de almacenamiento de servidor de aplicaciones sencilla estilo dispositivo con conectividad InfiniBand de 10 Gb Ethernet y FDR de 56 Gb. Violin y Microsoft colaboraron en el desarrollo de WFA, como las optimizaciones del kernel de Windows Server que permiten que WFA aproveche al máximo el protocolo SMB 3.0 con soporte para SMB Direct sobre interfaces de red habilitadas para RDMA.
Violin Windows Flash Array (WFA) es una solución de almacenamiento SMB y NFS all-flash que combina la arquitectura Flash Fabric de Violin Memory con Windows Storage Server 2012 R2 para ofrecer una solución de almacenamiento de servidor de aplicaciones sencilla estilo dispositivo con conectividad InfiniBand de 10 Gb Ethernet y FDR de 56 Gb. Violin y Microsoft colaboraron en el desarrollo de WFA, como las optimizaciones del kernel de Windows Server que permiten que WFA aproveche al máximo el protocolo SMB 3.0 con soporte para SMB Direct sobre interfaces de red habilitadas para RDMA.
El WFA se basa en la plataforma Violin All Flash Array 3 de 6000U, con hojas duales que ejecutan Windows Storage Server como un clúster de 2 nodos que puede escalar a una capacidad bruta de 280 TB. El sistema escala agregando nuevos dispositivos WFA al clúster de Windows en incrementos de 35 o 70 TB de capacidad bruta para hasta 4 arreglos u 8 nodos. Violin utiliza un modelo de licencia de "pago a medida que crece" y alquiler de servidores que está diseñado para aprovechar las capacidades de escalado sin interrupciones de la plataforma que permite a los usuarios licenciar una capacidad más pequeña en lugar de una matriz completa y aumentar la utilización con el tiempo. Esta revisión se basa en el rendimiento del WFA-64, el arreglo más grande en la línea de Windows Flash Array en 64x1TiB Violin Inline Memory Modules (VIMM).
| Modelo de matriz flash de Windows | WFA-64 | WFA-48 | WFA-32 | WFA-24 | WFA-16 |
|---|---|---|---|---|---|
| Factor de forma/tipo de flash | 3U/MLC | 3U/MLC | 3U/MLC | 3U/MLC | 3U/MLC |
| Capacidad bruta (TB) | 70 | 52 | 35 | 26 | 17.5 |
| Capacidad utilizable (TB) a un nivel de formato del 84 % |
44 | 33 | 22 | 16 | 11 |
| Conectividad de E / S | 40 GbE, 56 Gb IB | 40 GbE, 56 Gb IB | 40 GbE, 56 Gb IB | 40 GbE, 56 Gb IB | 40 GbE, 56 Gb IB |
| máx. IOPS de 4 KB | 1.1 millón de IOPS | 1.1 millón de IOPS | 800K IOPS | 800K IOPS | 800K IOPS |
| máx. Banda ancha | 4GB / s | 4GB / s | 4GB / s | 4GB / s | 4GB / s |
| Latencia nominal | <500 μs | <500 μs | <500 μs | <500 μs | <500 μs |
Uno de los principales puntos de venta de Windows Flash Array es su compatibilidad integral con el protocolo SMB 3.0 a través de Windows Server 2012 R2. Por ejemplo, SMB 3.0 incluye soporte multicanal para agregar varios puertos de red para conmutación por error y mayor rendimiento. A diferencia de la agregación y vinculación de puertos basada en bloques, que deben mantener intactos los paquetes individuales a medida que se dividen entre interfaces, SMB multicanal es capaz de dividir paquetes individuales para su transmisión a través de múltiples enlaces. Según el entorno y la carga de trabajo, esta forma de agregación tiene el potencial de mejorar tanto la latencia como el rendimiento.
| Sistema de archivos y almacenamiento | Acceso a archivos y bloques | Networking |
|---|---|---|
| Deduplicación de datos Compresión Disponibilidad de NTFS Transferencia de datos descargados (ODX) Aprovisionamiento delgado Cifrado |
PYME 3.0 NFS 3.0 y NFS 4.1 Compatibilidad con máquinas virtuales de VMware a través de NFS Servidor de archivos escalable (SOFS) VSS para recursos compartidos de archivos SMB remotos (snaps) |
SMB directo (RDMA) PYME multicanal Cifrado Conmutación por error transparente |
| Clustering | Virtualización | Gestionamiento |
| Volúmenes compartidos de clúster v2 Replicación DFS |
Migración de almacenamiento en vivo Nuevo estándar VHDX |
Microsoft System Center PowerShell |
El soporte completo para SMB 3.0 también significa que Windows Flash Array puede aprovechar la nueva incorporación de Remote Direct Memory Access (RDMA) a SMB, una característica denominada SMB Direct. SMB Direct permite que las interfaces de red accedan directamente a la RAM del sistema en lugar de pasar por el sistema operativo para reducir la latencia de la red y la utilización de la CPU. Según Microsoft, SMB Direct puede reducir el consumo de CPU del servidor de aplicaciones en un 30 %, y las cargas de trabajo intensivas de E/S son las que más se benefician. Violin también se apresura a señalar que esta mayor eficiencia de la CPU tiene un resultado financiero para las aplicaciones que evalúan las tarifas de licencia por núcleo.
Nuestro modelo de revisión es el Violine WFA-64, con un MSRP de alrededor de $585,000.
Especificaciones del violín WFA-64
- Tipo de destello: MLC
- Capacidad bruta: 64TiB / 70TB
- Capacidad máxima utilizable: 40 TiB / 44 TB
- Máximo 4K IOPS: 1,100,000
- Latencia mínima: 220 μseg
- Recuento de VIMM (datos + repuestos dinámicos): 60+4
- Confiabilidad/Resistencia: Configuración de hardware de alta disponibilidad; Módulos de controlador vRAID doble o cuádruple vRAID basado en hardware a nivel de sistema; 2 módulos de controlador de matriz y puertas de enlace de memoria; Disponibilidad del 99.999 %
- E/S/Conectividad: 8 x 56 Gb FDR Infiniband o 8 x 40 Gb Ethernet
- Altura: 3RU
- Ancho: 17.5 ″
- Profundidad: 27 ″
- Gestión de cables: 6″
- Peso: 92lbs
- Potencia: 1500W
- Refrigeración: 4961 BTU/h
- Flash Endurance: Cubierto por 3 años de garantía o contrato de mantenimiento, el que sea mayor
Construcción y Diseño
Windows Flash Array incorpora dos servidores blade que ejecutan Windows Server 2012 R2, ubicados a lo largo del lado izquierdo del chasis. Al implementar WFA con interfaces de red habilitadas para RDMA, ubicadas justo detrás de los servidores blade, la matriz puede utilizar SMB Direct para mejorar el rendimiento y reducir la latencia. La parte delantera del chasis es principalmente una rejilla de entrada enorme para los grandes ventiladores de refrigeración, así como un asa resistente y LED de estado.
Los módulos de memoria inteligente Violin (VIMM) de WFA están ubicados detrás de los ventiladores en el centro del chasis. Los VIMM son la alternativa de Violin al almacenamiento SSD y administran la recolección de basura, la nivelación de desgaste y la administración de errores/fallas para sus medios de almacenamiento subyacentes. Los VIMM están compuestos por un controlador flash basado en lógica, un procesador de administración, DRAM para metadatos y NAND Flash para almacenamiento. Cada uno es intercambiable en caliente para facilitar el mantenimiento y en un factor de forma de tarjeta en lugar de un SSD tradicional de 2.5″.
Desde la parte trasera del chasis vemos la alimentación principal y la conectividad de red.
Sistema de Gestión y Operativo
El núcleo de la experiencia de administración de Windows Flash Array es la estrecha integración de la plataforma con las instancias de Windows Server 2012 R2 que se ejecutan desde los servidores duales de la matriz. Las implementaciones de WFA están diseñadas para administrarse a través de Microsoft System Center y PowerShell, lo que permite a las organizaciones que ya tienen la capacidad administrativa de Microsoft optimizar sus procesos al evitar la sobrecarga de otro entorno de administración.
Este enfoque permite a Violin adelantarse a los arreglos de la competencia que aún no han brindado soporte para Microsoft SMB Direct para aumentar el rendimiento del servidor de aplicaciones y arreglos. Según Violin, WFA con SMB Direct puede reducir la utilización de la CPU de SQL Server hasta en un 30 %, alcanzando así un rendimiento sostenido de 1.1 millones de IOPS 4K y 4 GB/s de ancho de banda en las pruebas comparativas del fabricante.
Windows Flash Array ofrece un control granular sobre la implementación del servicio de datos, lo que permite que la deduplicación y otras características se activen selectivamente para nodos y recursos compartidos.
El WFA funciona como una conmutación por error de clúster de conmutación por error de Windows en una configuración activa-activa y puede utilizar SMB Multipathing para detectar fallas de conectividad y redirigir el tráfico. También ofrece Hyper-V Replica para la replicación asincrónica de máquinas virtuales junto con la migración de máquinas virtuales en vivo. Gran parte de esta funcionalidad se centra en el protocolo SMB; La migración en vivo solo está disponible a través de SMB.
Test de rendimiento
El propósito de obtener el violín WFA en el laboratorio fue multifacético. Primero, teníamos el objetivo de integrarnos con muchos de nuestros excelentes socios. Aprovechamos la experiencia de Dell para aprovechar al máximo la PowerEdge® R920 plataforma de prueba Mellanox contribuyó con el soporte de configuración de Infiniband y Microsoft estuvo disponible para garantizar que se usaran las mejores prácticas de SMB 3.0. En segundo lugar, queríamos implementar un punto de referencia más intensivo en nuestro laboratorio, diseñado para destacar las configuraciones all-flash de gama alta como WFA y el resto de la línea Violin. Por lo tanto, nos asociamos con Stream Financial para replicar su Prueba de rendimiento de DataFusion en nuestro laboratorio. Por último, queríamos poder superar los resultados que Violin había producido con esta prueba anteriormente, estableciendo una nueva marca de agua para lo que es capaz de hacer el almacenamiento flash.
DataFusion en su forma más simple está diseñado para demostrar el procesamiento y la agregación de más de un billón de filas de datos de riesgo, que contienen 13 billones de puntos de datos, un punto de riesgo por fila. La prueba analiza un caso de uso de big data muy real, donde la toma de decisiones puede verse obstaculizada por el tiempo que lleva procesar los datos. La prueba imita un entorno comercial con datos de riesgo que contienen grupos de riesgo para delta, gamma, vega y theta para carteras comerciales durante un período de 12 años. Para simular una vista comercial típica, los datos se agregaron mediante consultas SQL 'where', 'like' y 'group by' para mostrar la exposición al riesgo agrupada por tipo de riesgo, moneda y contraparte. El espacio total de la base de datos altamente comprimida es un poco más de 8 TB, expandida supera los 100 TB. A los efectos de esta prueba, la base de datos se ejecuta sin indexación, lo que obliga al servidor y al almacenamiento a procesar todos los datos en tiempo real.
La prueba inicial realizada por "The Test People" del Reino Unido fue un poco modesta en comparación con la configuración R920 en nuestro laboratorio. Sus hallazgos utilizaron una interfaz Violin WFA-32 con una sola CPU Intel Xeon E5-2690 v2 @3.00GHZ. El proceso de prueba tomó 4 horas y 19 minutos. Además, comentaron que "el tiempo de proceso podría reducirse aún más escalando los servidores y los arreglos".
Con el desafío lanzado y Violin proporcionándonos un WFA-64 para usar durante algunas semanas, buscamos ver qué tan fuerte podíamos presionar el flash Violin, Windows y la estructura Infiniband. Aprovechamos un Dell PowerEdge R920 para ver cuánto podíamos reducir los tiempos de procesamiento con un solo servidor increíblemente potente. La configuración de nuestro R920 ofrecía 138 GHz de potencia de procesamiento de CPU agregada, frente a los 30 GHz que aprovechaba el comunicado de prensa original.
Dell PowerEdge R920
- Cuatro CPU Intel E7-4870 v2 (2.3 GHz, 15 núcleos, caché de 30 MB)
- 512 GB de RAM (8 GB x 64 DDR3, 128 GB por CPU)
- 2 x 300GB 10K SAS RAID1 Arranque
- 4 adaptadores InfiniBand de dos puertos Mellanox ConnectX-3
Con nuestra nueva plataforma de prueba elegida y configurada con Windows Server 2012 R2, pudimos saturar completamente el R920 durante la evaluación comparativa. La utilización de la CPU fue del 90 al 100 % durante el transcurso de la prueba, con 2 a 3 GB/s de tráfico por cable. Cuando todo estuvo dicho y hecho, completamos con un tiempo increíblemente bajo de 56 minutos y 16 segundos. Eso redujo alrededor del 80 % del tiempo de procesamiento original, lo que muestra los beneficios del servidor de CPU cuádruple, como Dell PowerEdge R920, en tareas de cómputo pesadas combinadas con una interconexión rápida, como nuestra estructura Mellanox Infiniband. Si bien el tiempo de referencia mejoró dramáticamente, el WFA-64 todavía tenía espacio libre en ambos controladores y ancho de banda disponible para aprovechar.
Conclusión
Los arreglos de almacenamiento All-Flash son fundamentalmente un ejercicio para exprimir el máximo rendimiento posible de una sola plataforma. Violin Windows Flash Array adopta un enfoque muy específico para maximizar el rendimiento de la plataforma de matriz All-Flash de Violin al centrarse en ajustes e integraciones para organizaciones que necesitan almacenamiento para cargas de trabajo de servidores de aplicaciones basadas en Windows y el protocolo SMB. El argumento de Violin sonará convincente para muchos administradores: al comprometerse por completo con el conjunto de características y el paradigma de administración de Windows Server, Windows Flash Array será más simple y menos costoso de implementar y administrar. Para las tiendas de Windows, esto probablemente sea cierto, y para aquellos que usan otras plataformas, la plataforma de almacenamiento flash Violin 7000 es una matriz más tradicional que encajaría mejor allí.
Nuestras pruebas en esta revisión están algo limitadas por el tiempo que llevó configurar el nuevo entorno de prueba y, en general, el acceso a la matriz. Si bien no pretende ser exhaustivo, los puntos de datos son alentadores al considerar los resultados que encontramos. Nuestra prueba, aunque con un hardware sustancialmente mejorado, redujo el tiempo que tardó en completarse el punto de referencia en poco menos del 80 %. Eso es bastante impresionante dada la densidad general de la matriz y el R920 combinados. Con algo de espacio libre sobrante en el WFA-64, el hardware de cómputo más rápido o más nuevo podría lograr resultados aún mejores. Dadas las nuevas plataformas de cuatro CPU como el R930, esperaríamos que se pudiera exprimir aún más el rendimiento del Violin WFA, que ni siquiera ejecuta las últimas CPU Intel Haswell en su interior.
El WFA no está exento de compromisos, las CPU no se han actualizado a la última oferta de Intel y, aparte de las ventajas de diseño de hardware que ofrece Violin, no hay mucha "salsa especial" en el lado del software que Microsoft no proporcione. Eso no es necesariamente un problema, y en entornos Windows probablemente sea un beneficio. La pregunta simplemente se reducirá a cuánto necesita una empresa este nivel de rendimiento frente a las ofertas de SAN más tradicionales. Sin embargo, por lo que hemos visto en esta interacción limitada, WFA realmente grita si tiene suficiente cómputo para lanzarle y una aplicación que es altamente sensible a la latencia. No hemos visto nada fuera de otras cajas de Windows o incluso soluciones de bricolaje all-flash que nos lleve a creer que hay una mejor opción en esta categoría.
Página del producto Violin Windows Flash Array
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