Examen de ScaleFlux CSD 2000

ScaleFlux est une entreprise qui se concentre uniquement sur le stockage informatique, plus précisément le stockage informatique à grande échelle. La société le fait principalement avec ses disques de stockage informatique ScaleFlux (CSD). Comme vous l'avez peut-être deviné par son nom, le CSD est un SSD NVMe intégré à des moteurs de calcul qui peuvent améliorer les performances du disque et du système. Mais le stockage informatique signifie beaucoup de choses différentes, selon à qui vous parlez. Dans cette revue, nous avons un avant-goût de la perspective de ScaleFlux, avec le ScaleFlux CSD 2000.

ScaleFlux est une entreprise qui se concentre uniquement sur le stockage informatique, plus précisément le stockage informatique à grande échelle. La société le fait principalement avec ses disques de stockage informatique ScaleFlux (CSD). Comme vous l'avez peut-être deviné par son nom, le CSD est un SSD NVMe intégré à des moteurs de calcul qui peuvent améliorer les performances du disque et du système. Mais le stockage informatique signifie beaucoup de choses différentes, selon à qui vous parlez. Dans cette revue, nous avons un avant-goût de la perspective de ScaleFlux, avec le ScaleFlux CSD 2000.

Qu'est-ce que le stockage informatique ?

Nous écrivons en fait sur le stockage informatique depuis plusieurs années ici à StorageReview. En un mot, le stockage informatique prend des ressources de calcul (qui ne sont pas l'architecture de calcul et/ou de mémoire du système) et les place dans le stockage lui-même.

Parfois, ces ressources de calcul sont également placées entre l'hôte et le stockage. Cela peut réduire le mouvement des données, soulager les ressources de calcul des systèmes et potentiellement augmenter les performances ou au moins la cohérence des performances. Cependant, de nombreux fournisseurs participent au stockage informatique. Il est donc important de comprendre que le terme « stockage informatique » peut signifier des choses très différentes, selon le produit.

ScaleFlux CSD 2000 et stockage informatique

ScaleFlux CSD se distingue par l'introduction de moteurs de compression/décompression de chemin de données. Selon la société, cela peut effectivement quadrupler la capacité et doubler les performances. Bien sûr, cela suppose que les données soient compressibles, ce qui est fondamental pour que cette plateforme fonctionne bien. En supposant que les conditions soient réunies, la capacité effective devient un argument de vente fort.

Il y a aussi un argument de coût et de densité à faire valoir. En compressant les données et en augmentant la capacité effective, ScaleFlux estime que les organisations peuvent économiser jusqu'à 50 % sur le coût du flash. Ils peuvent également offrir "plus" de flash dans le même emplacement grâce à la compression.

Le coût et l'efficacité signifient peu sans performances, qui, selon ScaleFlux, peuvent être doublées par rapport aux SSD traditionnels ? Le lecteur est disponible à la fois en version Data Center et Data Scale, mais examinons ici les principaux chiffres. Le chiffre le plus élevé avec une compression de données 1:1 est de 750K IOPS en lecture 4K et de 490K IOPS en écriture 4K pour une compression de données 2:1. Pour les vitesses séquentielles, le lecteur est censé atteindre 3 Go/s en compression et jusqu'à 2.3 Go/s en écriture en compression 1:1.

Quelques autres différences avec le CSD sont qu'il dispose d'un FTL/FM réglable qui permet aux utilisateurs d'optimiser les performances et le prix par Go. L'exécution de hautes performances peut entraîner des problèmes d'alimentation et de température, bien que ceux-ci puissent être limités pour éviter la surchauffe. La protection des données semble toujours être dans l'actualité, et à cette fin, le CSD revendique une protection des données de bout en bout et ECC sur toutes les mémoires internes du chemin des données ainsi qu'une protection contre les coupures de courant.

Pour participer à cette action CSD avec ScaleFlux, il y a quelques inconvénients. La première est que le lecteur que nous examinons est Gen 3, à un moment où les SSD traditionnels ont migré vers PCIe Gen 4. Il s'agit d'un problème résoluble. Un autre succès est qu'actuellement, la prise en charge des pilotes est limitée à Linux. Windows et VMware sont sortis. La virtualisation localisée serait un cas d'utilisation intéressant et propice aux avantages de la réduction des données. Espérons qu'un soutien plus large soit à venir.

Spécifications clés du ScaleFlux CSD 2000

Compression avec ScaleFlux

Dès le départ, nous voulions comprendre comment la compression est implémentée. Pour démarrer sous Linux, vous devez charger leur pilote personnalisé pour afficher et interagir avec le lecteur, qui est une branche de l'ensemble d'outils nvme-cli commun. Cela vous permet de visualiser le disque tel quel, de le formater, ainsi que d'interagir et/ou de modifier la capacité utilisable en fonction de l'ensemble de données actuel. Vous trouverez ci-dessous un exemple rapide de la sortie avant et après nos tests de charge de travail. La première commande de "sfx-nvme list" affiche le lecteur installé.

root@storagereview :~# liste sfx-nvme
Node SN Model Namespace Utilisation Format FW Rev BUS:slot:func
/dev/sfdv0n1 UC1945A7112M CSDU3RF040B1 1 3.20 To / 3.20 To 512 octets + 0 octets 4870 0000:d8:00.0

Après notre première série de tests avec des données entièrement incompressibles (notre ensemble de données de travail normal), nous voyons le lecteur afficher un taux de compression de 1.00.

root@storagereview :~# cat /sys/block/sfdv*/sfx_smart_features/sfx_capacity_stat
espace_libre taille_physique taille_logique rapport_comp provisioned_cap space_flag
2736 6251231232 6251231312 1.00 6251233968 0

Ensuite, nous avons basculé le niveau de compression vdbench sur 4x, permettant au lecteur d'opérer une partie de sa magie dans les coulisses. Une fois cette opération terminée et nous avons de nouveau interrogé le SSD, nous constatons l'augmentation de la taille et le taux de compression de 4.10. Donc la bonne nouvelle, c'est qu'avec ce shakeout de base, les disques font ce qu'ils prétendent faire, en termes de fonctionnalité de compression.

root@storagereview :~# cat /sys/block/sfdv*/sfx_smart_features/sfx_capacity_stat
espace_libre taille_physique taille_logique rapport_comp provisioned_cap space_flag
4728607824 1522626144 6251231312 4.10 6251233968 0

Performances du ScaleFlux CSD 2000

Analyse de la charge de travail VDBench

Lorsqu'il s'agit de comparer les périphériques de stockage, les tests d'application sont les meilleurs et les tests synthétiques viennent en deuxième position. Bien qu'ils ne soient pas une représentation parfaite des charges de travail réelles, les tests synthétiques aident à référencer les périphériques de stockage avec un facteur de répétabilité qui facilite la comparaison de pommes à pommes entre des solutions concurrentes.

Ces charges de travail offrent une gamme de profils de test différents, allant des tests « aux quatre coins », des tests de taille de transfert de base de données communs, aux captures de traces à partir de différents environnements VDI. Tous ces tests exploitent le générateur de charge de travail vdBench commun, avec un moteur de script pour automatiser et capturer les résultats sur un grand cluster de test de calcul. Cela nous permet de répéter les mêmes charges de travail sur une large gamme de périphériques de stockage, y compris les baies flash et les périphériques de stockage individuels.

Notre processus de test pour ces benchmarks remplit toute la surface du disque avec des données, puis partitionne une section de disque égale à 25 % de la capacité du disque pour simuler la façon dont le disque pourrait répondre aux charges de travail des applications. Ceci est différent des tests d'entropie complète, qui utilisent 100% du lecteur et les amènent dans un état stable. Par conséquent, ces chiffres refléteront des vitesses d'écriture plus soutenues.

Profils:

• Lecture aléatoire 4K : 100 % de lecture, 128 threads, 0-120 % d'iorate
• Écriture aléatoire 4K : 100 % d'écriture, 64 threads, 0-120 % de vitesse
• Lecture séquentielle 64K : 100 % de lecture, 16 threads, 0-120 % d'iorate
• Écriture séquentielle 64K : 100 % d'écriture, 8 threads, 0-120 % d'iorate
• Base de données synthétique : SQL et Oracle
• Traces de clone complet et de clone lié VDI

À titre de comparaison, nous examinerons le SSD ScaleFlux avec VDBench envoyant des données incompressibles et des données compressibles 4x. En 4K aléatoire, le CSD incompressible a commencé sous 100 µs et a culminé à 588,893 216 IOPS avec une latence de 573,460 µs. Avec la compression, le disque n'était qu'un peu plus lent avec un pic de 222 XNUMX IOPS à une latence de XNUMX µs.

L'écriture aléatoire 4K a vu le pic du lecteur incompressible à environ 355K IOPS à environ 325µs avant d'en chuter. Avec la compression, le disque est resté en dessous de 100 µs pour la plupart avec un pic d'environ 572 168 IOPS avec XNUMX µs de latence.

En passant à des charges de travail séquentielles de 64 33,785, pour la lecture, le disque incompressible a atteint un pic de 2.11 473 IOPS ou 47,489 Go/s avec une latence de 2.97 µs. Avec la compression, nous avons vu le disque atteindre 336 XNUMX IOPS ou XNUMX Go/s avec une latence inférieure de XNUMX µs.

En écriture 64K, les deux configurations ont fonctionné sous 100µs pendant une grande partie du test. La configuration incompressible a culminé à 24,074 1.5 IOPS ou 643 Go/s avec une latence de 4 µs. Avec une compression 36,364x, nous avons vu un pic de 2.27 397 IOPS ou XNUMX Go/s avec une latence de XNUMX µs.

Notre prochaine série de tests concerne nos charges de travail SQL : SQL, SQL 90-10 et SQL 80-20. À partir de SQL, les deux configurations de données étaient très similaires. L'incompressible a culminé à 188,269 167 IOPS et 190,370 µs pour la latence tandis que les données compressées allant au lecteur ont culminé à 167 XNUMX IOPS avec une latence également de XNUMX µs.

Dans SQL 90-10, le ScaleFlux CSD 2000 incompressible a atteint un pic de 185,310 172 IOPS avec une latence de 4 µs. Avec une compression 220,615x vers le lecteur, il a atteint un pic de 144 XNUMX IOPS et une latence de XNUMX µs.

SQL 80-20 avait le pic de lecteur incompressible à 179,482 177 IOPS avec une latence de 221,851 µs. En ce qui concerne la compression vers le CSD, nous avons constaté un pic de 143 XNUMX IOPS avec une latence de XNUMX µs.

Viennent ensuite nos charges de travail Oracle : Oracle, Oracle 90-10 et Oracle 80-20. En commençant par Oracle, l'incompressible culminait à 184,048 194 IOPS et une latence de 245,385µs. En regardant le lecteur avec compression, nous avons vu un pic de 135 XNUMX IOPS et une latence de XNUMX µs.

Oracle 90-10 avait tous deux démarré à peu près les mêmes en termes de performances et de latence. La version incompressible culminait à 155,641 141 IOPS avec une latence de 175,681 µs. Avec la version de compression atteignant un pic de 125 XNUMX IOPS avec une latence de XNUMX µs.

Les configurations de lecteur de cabine Oracle 80-20 ont démarré en moins de 100 µs. Avec des données incompressibles, le pic était de 151,983 144 IOPS à 182,640 µs pour la latence. Avec des données compressées, nous avons constaté une performance maximale de 120 XNUMX IOP avec une latence de XNUMX µs.

Ensuite, nous sommes passés à notre test de clone VDI, Full et Linked. Pour le démarrage VDI Full Clone (FC), le ScaleFlux CSD 2000 sans données incompressibles, le disque a atteint un pic de 127,616 263 IOPS avec une latence de 4 µs. L'envoi de la compression 161,543x a fait grimper les performances jusqu'à 216 XNUMX IOPS avec XNUMX µs de latence.

La connexion initiale VDI FC nous a donné des pics de 78,125 379 IOPS à 154,077 µs avec des données incompressibles et de 189 XNUMX IOPS à XNUMX µs avec des données compressées.

Pour VDI FC Monday, le disque incompressible a culminé à 62,922 251 IOPS avec une latence de 4 µs. Avec une compression 100,680x, il y avait un pic beaucoup plus élevé à 156 XNUMX IOPS avec une latence de seulement XNUMX µs.

Pour le démarrage VDI Linked Clone (LC), les données incompressibles à conduire ont atteint un pic de 58,705 271 IOPS avec une latence de 4 µs. Lorsque nous avons envoyé une compression 81,137x au lecteur, il a culminé à 196 XNUMX IOPPS et une latence de XNUMX µs.

VDI LC Initial Login avait le lecteur avec des données incompressibles atteignant des performances de pointe de 36,537 215 IOPS à une latence de 4 µs. Lorsque les données compressées 56,739x ont atteint le lecteur, elles ont culminé à 137 XNUMX IOPS et une latence de XNUMX µs.

Enfin, avec VDI ​​LC Monday Login, le disque incompressible a atteint un pic de 48,814 323 IOPS avec une latence de 81,799 µs. Avec la compression, le SSD a atteint un pic de 192 XNUMX IOPS avec une latence de XNUMX µs.

Conclusion

ScaleFlux se concentre uniquement sur le stockage informatique. Cela se fait principalement via ses SSD, connus sous le nom de ScaleFlux Computational Storage Drives (CSD). Ce sont des SSD PCIe Gen3 avec des moteurs de calcul pour améliorer les performances et l'efficacité des données. La société a une poignée de disques différents, mais pour cet examen, nous avons examiné le ScaleFlux CSD 2000.

Le principal différenciateur entre le lecteur ScaleFlux et les autres stockages informatiques est le moteur de compression/décompression du chemin de données. ScaleFlux revendique un quadruplement de la capacité tout en doublant les performances, grâce à sa technologie de calcul. Non seulement cela affecte les performances, mais cela pourrait également réduire le coût par To de stockage SSD compte tenu de l'efficacité du stockage lorsque les données sont hautement compressibles.

La principale préoccupation est alors de savoir si le moteur de compression fonctionne ? C'était un oui facile, car nous avons manipulé la compression dans nos tests dès le départ. Nous avons commencé avec des données entièrement incompressibles et, comme prévu, nous avons constaté un rapport du lecteur de 1:1. Le passage à un taux de compression 4X nous a permis d'obtenir un taux de compression de 4.1: 1 sur le lecteur. La première étape critique a été cochée avant d'examiner les performances.

Examinons d'abord le lecteur sans que des données incompressibles ne lui soient envoyées. Les points forts incluent 589K IOPS en lecture 4K, 355K IOPS en écriture 4K, 2.11 Go/s en lecture 64K et 1.5 Go/s en écriture 64K. Dans SQL, nous avons vu des pics de 188 185 IOPS, 90 10 IOPS dans SQL 179-80 et 20 184 IOPS dans SQL 156-90. Pour nos charges de travail Oracle, nous avons enregistré des pics de 10 152 IOPS, 80 20 IOPS dans Oracle 2000-128 et 78 63 IOPS dans Oracle 59-37. Avec nos tests VDI Clone, le CSD 49 sans compression nous a donné XNUMX XNUMX IOPS au démarrage, XNUMX XNUMX IOPS lors de la connexion initiale et XNUMX XNUMX IOPS lors de la connexion du lundi pour Full Clone. Pour Linked Clone, le lecteur nous a donné XNUMX XNUMX IOPS au démarrage, XNUMX XNUMX IOPS lors de la connexion initiale et XNUMX XNUMX IOPS lors de la connexion du lundi.

Une fois que nous avons envoyé des données compressées 4X, nous avons été agréablement surpris de voir les performances bondir à chaque test, à l'exception de la lecture 4K, où elles n'étaient pas si éloignées. Les points forts incluent 573K IOPS en lecture 4K, 572K IOPS en écriture 4K, 2.97 Go/s en lecture 64K et 2.27 Go/s en écriture 64K. Dans SQL, nous avons vu des pics de 190 221 IOPS, 90 10 IOPS dans SQL 222-80 et 20 245 IOPS dans SQL 176-90. Pour Oracle, nous avons vu des pics de 10 183 IOPS, 80 20 IOPS dans Oracle 162-154 et 101 81 IOPS dans Oracle 57-82. Avec nos tests VDI Clone, ScaleFlux avec compression nous a donné XNUMX XNUMX IOPS au démarrage, XNUMX XNUMX IOPS lors de la connexion initiale et XNUMX XNUMX IOPS lors de la connexion du lundi pour Full Clone. Pour Linked Clone, le lecteur nous a donné XNUMX XNUMX IOPS au démarrage, XNUMX XNUMX IOPS lors de la connexion initiale et XNUMX XNUMX IOPS lors de la connexion du lundi.

Le ScaleFlux CSD 2000 est vraiment un produit intéressant et indique un bouleversement potentiel dans l'espace SSD traditionnel à mesure que le stockage informatique gagne du terrain. CSD existe depuis de nombreuses années maintenant, donc le concept n'est pas nouveau. Ce qui manque probablement, c'est l'exécution. Pour sa part, ScaleFlux est le premier de tous les gars de CSD à obtenir quelque chose dans notre laboratoire. La confiance en elle-même ne l'emporte pas, la conduite doit être performante.

Dans ce cas, les performances ne sont pas seulement les chiffres que vous voyez dans nos graphiques, même si cela s'est très bien passé là-bas. La preuve dans ce pudding SSD réside dans sa capacité à bien fonctionner avec des données compressibles. Il le fait exactement comme prévu lors de nos tests, offrant même une petite amélioration des performances dans tous les profils de test sauf un. Pour que ce SSD ait un sens, le cas d'utilisation a juste besoin d'être aligné. Les données compressibles bénéficieront grandement de la technologie ScaleFlux, sans aucun doute là. Tant que vous n'avez pas besoin de la prise en charge de la virtualisation VMware ou Windows pour le moment, le CSD 2000 vaut vraiment la peine d'être exploré dans un PoC pour voir à quel point votre charge de travail peut en bénéficier.

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