Violin WFA(Windows Flash Array)는 Violin Memory의 플래시 패브릭 아키텍처를 Windows Storage Server 2012 R2와 결합하여 10Gb 이더넷 및 56Gb FDR InfiniBand 연결 기능이 있는 간단한 어플라이언스 스타일의 애플리케이션 서버 스토리지 솔루션을 제공하는 올플래시 SMB 및 NFS 스토리지 솔루션입니다. Violin과 Microsoft는 WFA가 SMB Direct over RDMA 지원 네트워크 인터페이스를 지원하는 SMB 3.0 프로토콜을 완전히 활용할 수 있도록 하는 Windows Server 커널 최적화와 같은 WFA 개발에 협력했습니다.
Violin WFA(Windows Flash Array)는 Violin Memory의 플래시 패브릭 아키텍처를 Windows Storage Server 2012 R2와 결합하여 10Gb 이더넷 및 56Gb FDR InfiniBand 연결 기능이 있는 간단한 어플라이언스 스타일의 애플리케이션 서버 스토리지 솔루션을 제공하는 올플래시 SMB 및 NFS 스토리지 솔루션입니다. Violin과 Microsoft는 WFA가 SMB Direct over RDMA 지원 네트워크 인터페이스를 지원하는 SMB 3.0 프로토콜을 완전히 활용할 수 있도록 하는 Windows Server 커널 최적화와 같은 WFA 개발에 협력했습니다.
WFA는 3TB의 원시 용량으로 확장할 수 있는 6000노드 클러스터로 Windows Storage Server를 실행하는 이중 블레이드가 있는 2U Violin All Flash Array 280 플랫폼에 구축됩니다. 시스템은 최대 35개의 어레이 또는 70개의 노드에 대해 4TB 또는 8TB의 원시 용량 증분으로 Windows 클러스터에 새로운 WFA 어플라이언스를 추가하여 확장됩니다. Violin은 사용자가 전체 어레이가 아닌 더 작은 용량에 라이선스를 부여하고 시간이 지남에 따라 활용도를 높일 수 있도록 하는 플랫폼의 무중단 확장 기능을 활용하도록 설계된 서버 임대 및 '성장에 따른 지불' 라이선스 모델을 사용합니다. 이 검토는 64x64TiB VIMM(Violin Inline Memory Modules)에서 Windows 플래시 어레이 라인업에서 가장 큰 어레이인 WFA-1의 성능을 기반으로 합니다.
| Windows 플래시 어레이 모델 | WFA-64 | WFA-48 | WFA-32 | WFA-24 | WFA-16 |
|---|---|---|---|---|---|
| 폼 팩터/플래시 유형 | 3U/MLC | 3U/MLC | 3U/MLC | 3U/MLC | 3U/MLC |
| 원시 용량(TB) | 70 | 52 | 35 | 26 | 17.5 |
| 가용 용량(TB) 84% 포맷 수준 |
44 | 33 | 22 | 16 | 11 |
| I/O 연결 | 40GbE, 56Gb IB | 40GbE, 56Gb IB | 40GbE, 56Gb IB | 40GbE, 56Gb IB | 40GbE, 56Gb IB |
| 최대 4KB IOPS | 1.1백만 IOPS | 1.1백만 IOPS | 800K IOPS | 800K IOPS | 800K IOPS |
| 최대 대역폭 | 4GB / s | 4GB / s | 4GB / s | 4GB / s | 4GB / s |
| 공칭 대기 시간 | 500μsec 미만 | 500μsec 미만 | 500μsec 미만 | 500μsec 미만 | 500μsec 미만 |
Windows Flash Array의 주요 판매 포인트 중 하나는 Windows Server 3.0 R2012를 통한 SMB 2 프로토콜에 대한 포괄적인 지원입니다. 예를 들어 SMB 3.0에는 장애 조치 및 성능 향상을 위해 여러 네트워크 포트를 통합하는 다중 채널 지원이 포함되어 있습니다. 인터페이스 간에 분할될 때 개별 패킷을 그대로 유지해야 하는 블록 기반 포트 본딩 및 집계와 달리 SMB 다중 채널은 여러 링크를 통해 전송하기 위해 개별 패킷을 분할할 수 있습니다. 환경 및 워크로드에 따라 이러한 형태의 집계는 대기 시간과 처리량을 향상시킬 수 있는 잠재력이 있습니다.
| 스토리지 및 파일 시스템 | 파일 및 블록 액세스 | 네트워킹 |
|---|---|---|
| 데이터 중복 제거 압축 NTFS 가용성 오프로드 데이터 전송(ODX) 씬 프로비저닝 암호화 |
중소기업 3.0 NFS 3.0 및 NFS 4.1 NFS를 통한 VMware VM 지원 SOFS(스케일 아웃 파일 서버) 원격 SMB 파일 공유용 VSS(스냅) |
SMB 다이렉트(RDMA) SMB 다중 채널 암호화 투명한 장애 조치 |
| 클러스터링 | 가상화 | |
| 클러스터 공유 볼륨 v2 DFS 복제 |
라이브 스토리지 마이그레이션 새로운 VHDX 표준 |
마이크로 소프트 시스템 센터 PowerShell을 |
SMB 3.0에 대한 완벽한 지원은 또한 Windows 플래시 어레이가 SMB 다이렉트라고 하는 기능인 SMB에 새로 추가된 RDMA(Remote Direct Memory Access)를 활용할 수 있음을 의미합니다. SMB Direct를 사용하면 네트워크 대기 시간과 CPU 사용률을 줄이기 위해 네트워크 인터페이스가 운영 체제를 거치지 않고 시스템 RAM에 직접 액세스할 수 있습니다. Microsoft에 따르면 SMB Direct는 애플리케이션 서버의 CPU 소비를 30%까지 줄여주고 I/O 집약적인 워크로드가 가장 많은 이점을 제공합니다. Violin은 또한 이러한 증가된 CPU 효율성이 코어당 라이센스 비용을 평가하는 애플리케이션에 재정적 이점이 있음을 지적합니다.
검토 모델은 MSRP가 약 $64인 Violine WFA-585,000입니다.
바이올린 WFA-64 사양
- 플래시 유형: MLC
- 원시 용량: 64TiB / 70TB
- 최대 가용 용량: 40TiB/44TB
- 최대 4K IOPS: 1,100,000
- 최소 대기 시간: 220μsec
- VIMM 수(데이터 + 핫 스페어): 60+4
- 신뢰성/탄력성: 고가용성 하드웨어 구성; 시스템 수준 하드웨어 기반 vRAID 듀얼 또는 쿼드 vRAID 컨트롤러 모듈, 어레이 컨트롤러 모듈 및 메모리 게이트웨이 2개; 99.999% 가용성
- IO/연결성: 8 x 56Gb FDR Infiniband 또는 8x 40Gb 이더넷
- 높이: 3RU
- 폭 : 17.5 ″
- 깊이 : 27 인치
- 케이블 관리: 6″
- 무게 : 92lbs
- 전원 : 1500W
- 냉각: 4961 BTU/시간
- Flash Endurance: 3년 보증 또는 유지보수 계약 중 더 큰 기간 적용
빌드 및 디자인
Windows 플래시 어레이는 섀시 왼쪽을 따라 위치한 Windows Server 2012 R2를 실행하는 두 개의 서버 블레이드를 통합합니다. 서버 블레이드 바로 뒤에 위치한 RDMA 지원 네트워크 인터페이스와 함께 WFA를 배포함으로써 어레이는 SMB 다이렉트를 활용하여 성능을 개선하고 대기 시간을 단축할 수 있습니다. 섀시 전면은 주로 대형 냉각 팬을 위한 거대한 흡기 그릴과 견고한 핸들 및 상태 LED입니다.
WFA의 VIMM(Violin Intelligent Memory Module)은 섀시 중앙의 팬 뒤에 있습니다. VIMM은 SSD 스토리지에 대한 Violin의 대안이며 기본 스토리지 미디어에 대한 가비지 수집, 마모 평준화 및 오류/결함 관리를 관리합니다. VIMM은 로직 기반 플래시 컨트롤러, 관리 프로세서, 메타데이터용 DRAM, 스토리지용 NAND 플래시로 구성됩니다. 각각은 유지 관리가 용이하도록 핫스왑이 가능하며 기존의 2.5인치 SSD가 아닌 카드 폼 팩터입니다.
섀시 후면에서 기본 전원 및 네트워크 연결을 볼 수 있습니다.
관리 및 운영 체제
Windows Flash Array 관리 환경의 핵심은 어레이의 이중 서버 블레이드에서 실행되는 Windows Server 2012 R2 인스턴스와 플랫폼의 긴밀한 통합입니다. WFA 배포는 Microsoft System Center 및 PowerShell을 통해 관리되도록 설계되었으므로 이미 Microsoft 관리 능력이 있는 조직은 다른 관리 환경의 오버헤드를 방지하여 프로세스를 간소화할 수 있습니다.
이 접근 방식을 통해 Violin은 아직 Microsoft SMB Direct에 대한 지원을 제공하지 않는 경쟁 어레이에 뛰어들어 어레이 및 애플리케이션 서버 성능을 높일 수 있습니다. Violin에 따르면 SMB Direct가 포함된 WFA는 SQL Server CPU 사용률을 최대 30%까지 줄일 수 있으므로 제조업체 벤치마크에서 1.1만 4K IOPS 및 4GB/s 대역폭의 지속적인 처리량을 고정할 수 있습니다.
Windows 플래시 어레이는 데이터 서비스 배포에 대한 세분화된 제어를 제공하여 노드 및 공유에 대해 중복 제거 및 기타 기능을 선택적으로 활성화할 수 있습니다.
WFA는 활성-활성 구성에서 Windows 장애 조치 클러스터 장애 조치로 작동하며 SMB 다중 경로를 사용하여 연결 실패를 감지하고 트래픽을 다시 라우팅할 수 있습니다. 또한 라이브 VM 마이그레이션과 함께 가상 머신의 비동기 복제를 위한 Hyper-V 복제본을 제공합니다. 이 기능의 대부분은 SMB 프로토콜에 초점을 맞추고 있습니다. 실시간 마이그레이션은 SMB를 통해서만 사용할 수 있습니다.
성능 시험
실험실에서 바이올린 WFA를 얻는 목적은 다면적이었습니다. 첫째, 많은 훌륭한 파트너와 통합하려는 목표가 있었습니다. 우리는 Dell의 경험을 활용하여 PowerEdge R920 테스트 플랫폼. Mellanox는 Infiniband 구성 지원에 기여했으며 Microsoft는 SMB 3.0 모범 사례가 사용되도록 보장할 수 있었습니다. 둘째, 우리는 WFA 및 나머지 Violin 라인과 같은 하이엔드 올플래시 구성을 강조하도록 설계된 보다 집중적인 벤치마크를 실험실에 배포하고 싶었습니다. 따라서 우리는 Stream Financial과 협력하여 DataFusion 성능 테스트 우리 연구실에서. 마지막으로 우리는 Violin이 이전에 이 테스트에서 생성한 결과를 능가하여 플래시 스토리지가 할 수 있는 것에 대한 새로운 최고 기록을 세울 수 있기를 원했습니다.
가장 단순한 형태의 DataFusion은 13조 개의 데이터 포인트를 포함하는 12조 개 이상의 위험 데이터 행을 행당 하나의 위험 지점으로 처리하고 집계하는 것을 시연하도록 설계되었습니다. 이 테스트는 데이터를 처리하는 데 걸리는 시간으로 인해 의사 결정이 방해받을 수 있는 매우 실제적인 빅 데이터 사용 사례를 살펴봅니다. 이 테스트는 8년 동안 장부를 거래하기 위해 델타, 감마, 베가 및 세타에 대한 위험 버킷을 포함하는 위험 데이터가 있는 거래 환경을 모방합니다. 일반적인 비즈니스 보기를 시뮬레이션하기 위해 SQL 'where', 'like' 및 'group by' 쿼리를 사용하여 데이터를 집계하여 위험 유형, 통화 및 상대방별로 분류된 위험 노출을 표시했습니다. 고도로 압축된 전체 데이터베이스 공간은 100TB를 약간 넘고 확장하면 XNUMXTB를 초과합니다. 이 테스트의 목적을 위해 데이터베이스는 인덱싱 없이 실행되므로 서버와 스토리지는 모든 데이터를 실시간으로 처리해야 합니다.
영국의 "The Test People"이 수행한 초기 테스트는 우리 연구실의 R920 구성에 비해 다소 평범했습니다. 그들의 발견은 단일 Intel Xeon CPU E32-5 v2690 @2GHZ와 인터페이스하는 Violin WFA-3.00를 사용했습니다. 테스트 과정은 4시간 19분이 소요되었습니다. 또한 "서버와 어레이를 확장하면 프로세스 시간을 더 줄일 수 있습니다."라고 언급했습니다.
어려움을 겪고 Violin이 몇 주 동안 사용할 WFA-64를 제공하면서 우리는 Violin 플래시, Windows 및 Infiniband 패브릭을 얼마나 세게 밀 수 있는지 확인했습니다. 우리는 Dell PowerEdge R920을 활용하여 단 한 대의 강력한 서버를 사용하여 처리 시간을 얼마나 단축할 수 있는지 확인했습니다. R920의 구성은 원래 보도 자료에서 활용한 138GHz에 비해 30GHz의 총 CPU 처리 능력을 제공했습니다.
Dell PowerEdge R920
- Intel E7-4870 v2 CPU 2.3개(15GHz, 30코어, XNUMXMB 캐시)
- 512GB RAM(8GB x 64 DDR3, CPU당 128GB)
- 2 x 300GB 10K SAS RAID1 부트
- Mellanox ConnectX-4 듀얼 포트 InfiniBand 어댑터 3개
새로운 테스트 플랫폼을 선택하고 Windows Server 2012 R2로 구성하여 벤치마크 동안 R920을 완전히 포화시킬 수 있었습니다. CPU 사용률은 테스트 과정 동안 90-100%였으며 유선 트래픽은 2-3GB/s였습니다. 결국 우리는 56분 16초라는 매우 짧은 시간으로 작업을 완료했습니다. 이는 원래 처리 시간보다 약 80% 단축되어 Mellanox Infiniband 패브릭과 같은 빠른 상호 연결과 혼합된 무거운 컴퓨팅 작업에서 Dell PowerEdge R920과 같은 쿼드 CPU 서버의 이점을 보여줍니다. 벤치마크 시간이 극적으로 향상되었지만 WFA-64는 여전히 두 컨트롤러 모두에 헤드룸이 남아 있었고 사용할 수 있는 대역폭이 있었습니다.
결론
All-Flash 스토리지 어레이는 기본적으로 단일 플랫폼에서 가능한 최대 성능을 짜내기 위한 연습입니다. Violin Windows 플래시 어레이는 Windows 기반 애플리케이션 서버 워크로드 및 SMB 프로토콜을 위한 스토리지가 필요한 조직을 위해 조정 및 통합에 중점을 두어 Violin의 올플래시 어레이 플랫폼의 성능을 최대화하기 위해 매우 구체적인 접근 방식을 취합니다. Violin의 주장은 많은 관리자에게 설득력 있게 들릴 것입니다. 즉, Windows Server 기능 세트 및 관리 패러다임에 완전히 전념함으로써 Windows Flash Array는 더 간단하고 배포 및 관리 비용이 적게 들 것입니다. Windows 상점의 경우 이는 사실일 수 있으며 다른 플랫폼을 사용하는 사람들에게는 Violin 7000 Flash Storage Platform이 더 적합한 전통적인 어레이입니다.
이 검토에서 테스트는 새로운 테스트 환경을 설정하는 데 걸리는 시간과 일반적으로 어레이에 대한 액세스로 다소 제한됩니다. 포괄적이지는 않지만 우리가 찾은 결과를 고려할 때 데이터 포인트는 고무적입니다. 우리의 테스트는 하드웨어가 상당히 개선되었음에도 불구하고 벤치마크를 완료하는 데 걸리는 시간을 80% 미만으로 단축했습니다. 어레이와 R920이 결합된 전체 밀도를 고려할 때 상당히 인상적입니다. WFA-64에 약간의 헤드룸이 남아 있으면 더 빠르거나 최신 컴퓨팅 하드웨어가 훨씬 더 큰 결과를 얻을 수 있습니다. R930과 같은 새로운 쿼드 CPU 플랫폼이 주어지면 내부에서 최신 Intel Haswell CPU를 실행하지도 않는 Violin WFA에서 더 많은 성능을 얻을 수 있을 것으로 예상됩니다.
WFA는 타협이 없는 것이 아니며, CPU는 최신 Intel 제품으로 업데이트되지 않았으며 Violin이 제공하는 하드웨어 설계 이점을 제외하고 Microsoft가 제공하지 않는 소프트웨어 측면에는 "특별한 소스"가 많지 않습니다. 이것이 반드시 문제가 되는 것은 아니며 Windows 환경에서는 이점이 될 수 있습니다. 문제는 기업이 기존의 SAN 제품과 비교하여 이 성능 계층을 얼마나 절실히 필요로 하는지로 귀결될 것입니다. 그러나 이 제한된 상호 작용에서 우리가 본 것은 WFA에 투입할 수 있는 충분한 컴퓨팅과 대기 시간에 매우 민감한 애플리케이션이 있는 경우 WFA가 정말 비명을 지르는 것입니다. 우리는 이 범주에서 더 나은 옵션이 있다고 믿게 만드는 다른 Windows 상자나 올플래시 DIY 솔루션에서 아무것도 보지 못했습니다.
이 리뷰에 대해 토론하기
