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QLC SSD 경제성 및 성능의 이점을 누리는 Dell PowerScale

by 브라이언 빌러

델 파워스케일 QLC SSD 지원 출시 F600 및 F900 노드를 위해 올해 15.36월 Dell Tech World에서. 30.72TB 및 9.4TB SSD에 대한 지원은 PowerScale 고객이 즉시 수용했으며, 이들은 여름 동안 GA로 이동하면서 이러한 초고밀도 PowerScale 노드를 집어삼키기 시작했습니다. OneFS XNUMX 릴리스에서 지원하는 이 새로운 QLC 드라이브는 고객에게 성능, 안정성 및 용량이 필요한 NAS 워크로드에 대해 최적의 경제성을 제공하므로 금융 모델링, 미디어 및 엔터테인먼트, 인공 지능(AI), 기계 학습(ML) 및 딥 러닝(DL).

델 파워스케일 QLC SSD 지원 출시 F600 및 F900 노드를 위해 올해 15.36월 Dell Tech World에서. 30.72TB 및 9.4TB SSD에 대한 지원은 PowerScale 고객이 즉시 수용했으며, 이들은 여름 동안 GA로 이동하면서 이러한 초고밀도 PowerScale 노드를 집어삼키기 시작했습니다. OneFS XNUMX 릴리스에서 지원하는 이 새로운 QLC 드라이브는 고객에게 성능, 안정성 및 용량이 필요한 NAS 워크로드에 대해 최적의 경제성을 제공하므로 금융 모델링, 미디어 및 엔터테인먼트, 인공 지능(AI), 기계 학습(ML) 및 딥 러닝(DL).

구조화되지 않은 데이터가 지속적으로 폭발적으로 증가함에 따라 600TB raw의 F246 노드 또는 900TB raw의 F737 노드는 매우 매력적입니다. QLC 드라이브는 동일한 설치 공간에서 이전 세대보다 최대 2배 더 많은 용량으로 데이터 레이크를 확장하여 랙 공간과 전력/냉각을 절약합니다.

이러한 QLC 드라이브는 OneFS 내의 전체 수명 주기 관리 시스템의 일부가 되어 PowerScale이 경쟁 제품보다 TCO 이점을 제공합니다. QLC 드라이브가 있는 노드를 기존 PowerScale 클러스터에 원활하게 통합하면 클러스터가 새로운 워크로드를 처리할 수 있습니다. 오늘날의 워크로드에 대한 스토리지 용량, 성능 요구 사항 및 비용 최적화 요구 사항을 해결하고 미래의 예측할 수 없는 요구 사항에 맞게 설계된 PowerScale 시스템은 고객에게 선택권, 확장성 및 유연성을 제공합니다.

내구시간과 elongevity

지난 몇 년 동안 SSD 기술에 대한 관심과 성장이 일어났다는 것은 새로운 소식이 아니지만 SSD가 HDD와 동일한 수명을 갖지 않는다는 근본적인 우려가 항상 있었습니다. 특히 Dell Technologies 내에서 이러한 사고 프로세스에 변화가 있습니다. 우리는 최근에 Dell의 제품 관리 부사장인 David Noy와 함께하는 팟캐스트, 고용량 SSD에 중점을 둡니다.

David는 PowerScale에서 QLC 드라이브에 데이터를 쓰는 것은 내구성을 위해 드물게 수행되며 Dell은 데이터가 대규모 I/O에 기록되고 데이터가 드라이브에 쓰기 전에 이미 처리된다는 점에서 드라이브가 사용되는 방식에 대해 친절하다고 설명했습니다. 결과에 따라 Dell은 드라이브 오류 없이 약 14년의 내구성을 확인했습니다.

엄청난 PowerScale 용량 향상을 가능하게 하는 QLC

Dell PowerScale은 확장성, 유연성 및 단순성을 제공하는 기능 세트로 유명합니다. 고객은 파일 공유 통합 또는 혼합 미디어 스토리지와 같은 하나의 워크로드로 시작한 다음 OneFS를 확장하여 단순한 클라우드와 같은 단일 풀 스토리지 아키텍처를 활용하는 다양한 워크로드를 지원할 수 있습니다.

Dell은 PowerScale F15 및 F30 전체 플래시 모델용 900TB 및 600TB QLC(Quad-Level Cell) 플래시 메모리 드라이브를 출시하면서 더 많은 유연성과 선택권을 추가했습니다. 워크로드에 따라 Dell은 후속 PowerScale OneFS 릴리스에서 올플래시 노드로 스트리밍 읽기 성능이 최대 25% 이상 향상되는 것을 확인했습니다. Gen 2 QLC 기술의 안정성과 성능이 지속적으로 개선됨에 따라 고객은 성능과 용량이 필요한 빠른 NAS 워크로드에 대해 더 큰 경제성을 실현할 수 있습니다. 30TB QLC 드라이브 지원을 통해 Dell은 PowerScale F600 및 PowerScale F900의 밀도를 높이고 고객의 플래시 비용을 낮출 수 있습니다.

Solidigm P5316 QLC 드라이브

PowerScale F600 및 PowerScale F900 올플래시 시스템에 사용되는 QLC 드라이브가 Solidigm D5-P5316 드라이브라는 것은 비밀이 아닙니다. D5-P5316은 순차 읽기에서 최대 7GB/s를 제공하는 반면 30.72TB 모델은 3.6GB/s로 더 빠른 쓰기 속도를 제공합니다. 무작위 4K 읽기에서 Solidigm은 모든 모델에 대해 드라이브를 800,000 IOPS로 인용합니다. 이 드라이브는 또한 0.41 DWPD(drive writes per day) 등급, 5년 보증, AES-256 하드웨어 암호화, NVMe 새니타이제이션 및 펌웨어 측정을 포함한 다양한 향상된 보안 기능을 제공합니다.

QLC 드라이브는 또한 고용량 모델과 견고한 성능을 유지하면서 비용을 절감하고 CDN(Content Delivery Networks)과 같은 데이터 센터 워크로드 내에서 스토리지를 최적화하고 가속화해야 하는 환경에 이상적인 144단 QLC NAND를 특징으로 합니다. 하이퍼 컨버지드 인프라(HCI) 및 빅 데이터. 전반적으로 Solidigm QLC 드라이브는 용량, 성능 및 비용 간의 뛰어난 균형을 제공합니다.

PowerScale F900/F600 QLC 원시 용량

섀시 설계(노드당) 노드당 원시 용량 최대 클러스터 구성을 위한 원시 용량(노드 252개)
F900 2개의 NVMe SSD 드라이브가 있는 24U 737.28TB QLC 포함 30.72TB

368.6TB QLC 포함 15.36TB

185.79PB(30.72TB QLC 포함)

92.89PB(15.36TB QLC 포함)

F600 1개의 NVMe SSD 드라이브가 있는 8U 245.76TB QLC 포함 30.72TB

122.88TB QLC 포함 15.36TB

61.93PB(30.72TB QLC 포함)

30.96PB(15.36TB QLC 포함)

Dell PowerScale OneFS

PowerScale에 대해 이야기할 때 최소한 모든 Dell PowerScale NAS 스토리지 솔루션을 구동하는 데 사용되는 확장형 인프라의 기본 구성 요소인 OneFS를 언급하는 것이 중요합니다. OneFS는 단일 장애 지점이 없는 완전한 대칭 파일 시스템입니다. 클러스터링을 활용하여 성능과 용량을 확장하고 RAID의 기능 이상으로 확장되는 다대다 장애 조치 및 여러 수준의 중복성을 허용합니다.

OneFS는 복잡성을 제거하고 자가 복구 기능을 통합하여 스토리지 관리 부담을 줄여줍니다. OneFS는 또한 심층적인 운영 체제 수준에서 병렬 처리를 통합하므로 거의 모든 주요 시스템 서비스가 여러 하드웨어 장치에 분산됩니다. 이 설계를 통해 OneFS는 인프라스트럭처가 확장됨에 따라 모든 차원에서 확장할 수 있습니다. 스토리지 밀도의 급속한 증가와 성능 향상을 감안할 때 OneFS는 멀티 페타바이트 규모로 확장하면서도 기존 스토리지 시스템보다 더 뛰어난 안정성을 제공하도록 설계되었습니다.

OneFS는 대규모 홈 디렉토리, 파일 공유, 아카이브, 가상화 및 비즈니스 분석을 포함하여 엔터프라이즈 환경의 파일 기반 및 구조화되지 않은 "빅 데이터" 애플리케이션에 매우 적합합니다. OneFS는 에너지, 금융 서비스, 인터넷 및 호스팅 서비스, 비즈니스 인텔리전스, 엔지니어링, 제조, 미디어 및 엔터테인먼트, 생물 정보학, 과학 연구 및 기타 고성능 컴퓨팅 환경과 같은 많은 데이터 집약적 산업에서 널리 사용됩니다.

Dell PowerScale QLC 성능

용량 증가가 분명하고 고객의 요구가 분명한 반면 조밀한 설치 공간만으로는 바늘을 움직이기에 충분하지 않습니다. 또한 고객은 클러스터 성능이 워크로드를 충족하는지 확인하기를 원합니다. QLC SSD가 PowerScale에서 기존 TLC SSD와 어떻게 비교되는지 더 잘 이해하기 위해 Dell의 연구실 팀과 협력하여 이러한 성능 프로파일을 이해했습니다.

Dell의 내부 테스트 데이터를 기반으로 QLC 드라이브가 있는 PowerScale은 다음을 제공합니다.

  • 현재 최고 용량 노드보다 TB당 필요한 전력과 랙 공간이 절반으로 더 효율적입니다.
  • 현재 올플래시 드라이브에 비해 원시 클러스터 용량이 최대 2배 더 높습니다.
  • 현재 올플래시 드라이브에 비해 원시 노드 밀도가 최대 2배 더 높습니다.
  • 현재 올플래시 드라이브보다 TB당 가격이 최대 19% 저렴합니다.

QLC 드라이브로 구성된 PowerScale 노드는 절반의 전력과 절반의 랙 공간만 필요로 하면서 TLC 드라이브와 동일한 성능 수준을 제공할 수 있습니다. QLC 드라이브는 또한 TB당 가격이 19% 저렴하여 뛰어난 경제성과 가치를 제공합니다. QLC 지원 노드는 처리량 벤치마크 및 SPEC 워크로드에 대해 패리티에서 또는 TLC 지원 노드보다 약간 더 나은 성능을 보였습니다.

드라이브 자체에 초점을 두고 가능한 한 정확하게 성능을 측정하기 위해 테스트 환경은 동일한 장비를 활용하고 드라이브만 교체했습니다. Dell은 OneFS 600을 실행하는 9.4.0.007개의 FXNUMX 노드를 사용했습니다. 두 개의 노드는 기존 또는 지원되는 고객 배포가 아니지만 각 구성 간의 성능을 정확하게 측정하기 위해 작동했습니다.

대형 블록 순차 대역폭에 초점을 맞춘 테스트에서 노드에는 읽기 속도를 측정하기 위해 128K 워크로드가 적용되었습니다. 여기서 원래 QLC SSD는 4.18%의 성능 향상을 제공했습니다. 쓰기 성능을 측정하기 위한 512K 전송 크기로 QLC SSD는 4.56%의 향상된 쓰기 속도 증가를 보여주었습니다. 임의 읽기 워크로드를 위해 전송 크기를 4K로 줄인 QLC SSD는 0.47% 향상되어 TLC SSD를 약간 앞섰습니다. 순수한 쓰기 워크로드로 이동하고 4K 임의 전송 크기를 유지하면서 TLC 및 QLC SSD는 0.00% 변화와 일치했습니다.

다음 데이터 배치는 32K 임의 읽기 및 임의 쓰기 워크로드에 중점을 둡니다. 여기에서도 PowerScale F600 노드의 TLC와 QLC 구성 사이의 최소 성능 차이를 볼 수 있습니다. 32K 랜덤 읽기 워크로드에서 QLC SSD는 TLC SSD보다 1.88% 더 향상되었습니다. 32K 임의 쓰기에서 QLC SSD는 TLC SSD보다 2.67% 향상된 성능을 보였습니다. 마지막으로 수백만 개의 파일을 전송하는 읽기 및 쓰기 성능을 측정하는 20MB 동시 처리량 테스트로 마무리합니다. 여기에서 QLC SSD는 읽기 성능이 1.45% 향상되었고 쓰기 성능이 2.32% 향상되었습니다.

다음 테스트 그룹은 기존 속도에서 벗어나 다양한 애플리케이션 시나리오를 다루는 SPEC 테스트에 합성 워크로드를 제공합니다. 여기에는 SPEC 소프트웨어 빌드, SPEC 전자 설계 자동화 및 SPEC Genomics가 포함됩니다. 이 성능 비교는 600노드 F2020 빌드가 얼마나 빠른지에 대한 것이 아니라 두 SSD 유형 간의 차이에 대한 것입니다. 이를 통해 QLC SSD 구성의 성능이 -2.27% 감소한 SPEC 2020 SWB 메트릭을 먼저 살펴보겠습니다. SPEC 1.69 EDA에서 QLC SSD는 -2020%만 하락하면서 근소한 성능 격차를 유지했습니다. SPEC 1.32 Genomics를 다루는 마지막 섹션에서 QLC SSD 격차는 -XNUMX%에 불과한 차이로 계속 좁혀졌습니다.

이러한 성능 테스트를 통해 QLC 기반 시스템으로의 전환을 고려하는 Dell PowerScale 고객에게 핵심 사항을 보여줄 수 있었습니다. 크고 작은 블록 합성 성능 워크로드, 동시성 워크로드 및 SPEC 애플리케이션 워크로드 전반에 걸쳐 드라이브 유형에 따라 성능에 미치는 영향이 최소화됩니다. 각 영역에서 드라이브는 특정 사용 사례에서 TLC SSD를 약간 벗어나지 않으면 서로 가깝게 작동했습니다.

성능과 전적으로 관련되지는 않지만 드라이브 속도를 측정하는 마지막 영역은 단일 드라이브 오류가 발생한 경우 F600 노드가 재구축되는 속도입니다. 이 영역에서 Dell은 TLC가 있는 F600 노드의 재구축 속도를 681GB/hr로 측정한 반면 QLC SSD는 720GB/hr의 속도로 재구축했습니다.

최종 생각

몇 주 전 Dell Technologies는 2022년 Gartner 매직 쿼드런트 2026년 연속 분산 파일 시스템 및 오브젝트 스토리지. 뿐만 아니라 이 보고서는 Dell이 "리더" 사분면에서 가장 높은 전체 위치를 차지하도록 했습니다. 또한 Gartner는 XNUMX년까지 대기업이 온프레미스의 비정형 데이터 용량을 XNUMX배로 늘릴 것으로 예상합니다. 이러한 지속적인 성장을 충족하기 위해 조직은 확장 가능하고 관리하기 쉬우며 고객 데이터에 대한 통찰력을 제공할 수 있는 스토리지 솔루션이 필요합니다.

이 글에서 우리는 확장성 문제를 구체적으로 살펴보았습니다. Dell은 OneFS에 현명하게 투자하여 F600 및 F900 노드에서 QLC SSD를 지원합니다. PowerScale F900에서 이는 737.28TB SSD를 사용하는 노드당 30.72TB의 원시 플래시 용량을 의미합니다. 용량 및 밀도 방정식이 해결되면 다음 질문은 QLC 기반 시스템이 과중한 워크로드를 감당할 수 있는가입니다.

대답은 분명히 '예'입니다. Dell PowerScale 시스템을 하나는 TLC SSD, 다른 하나는 QLC와 비교할 때 워크로드 델타가 600%를 넘지 않습니다. 이는 애플리케이션 성능 측면에서 사실상 차이가 없음을 의미합니다. 단일 드라이브 오류와 같은 복구 상황에서도 PowerScale FXNUMX 노드는 재구축 시간이 증가하지 않았습니다. Dell은 스토리지 기술에 적응하도록 PowerScale을 설계하는 데 성공했습니다. 오늘 우리는 QLC SSD에 대해 이야기하고 있지만 내일은 스토리지 소프트웨어를 클라우드로 옮기려는 Dell의 움직임인 Project Alpine의 일부로 클라우드 리소스를 활용할 수 있습니다.

델 파워스케일

Solidigm은 이 보고서를 후원했습니다. 이 보고서에 표현된 모든 견해와 의견은 고려 중인 제품에 대한 우리의 공정한 견해를 기반으로 합니다.

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