OCP's Hyperscale NVMe Boot SSD-specificatie zorgt voor prestaties, betaalbaarheid en efficiëntie

Er is de afgelopen jaren veel discussie geweest over de problemen rond opstartschijven in de hyperscale ruimte. Hoewel hyperscalers er niet te veel aan willen uitgeven, hebben ze naast andere noodzakelijke specificaties een minimale minimale prestatiedrempel nodig.

Er is de afgelopen jaren veel discussie geweest over de problemen rond opstartschijven in de hyperscale ruimte. Hoewel hyperscalers er niet te veel aan willen uitgeven, hebben ze naast andere noodzakelijke specificaties een minimale minimale prestatiedrempel nodig.

Er is ook de vraag wie daadwerkelijk M.2 NVMe-opstartschijven met kleine capaciteit gaat maken, aangezien de fabrikanten van zakelijke SSD's deze ruimte grotendeels hebben verlaten. Solidigm heeft geen moderne M.2-opstartschijf in zijn opslagportfolio, en de meeste moderne opties die worden aangeboden door Samsung, KIOXIA en Micron hebben kostenoverwegingen vanwege hun hoge capaciteit. Dan is er de prestatiebehoefte. Hoewel niet geweldig, moet een opstartschijf nog steeds betrouwbaar een minimaal resultaat opleveren.

Zoals u in de onderstaande grafiek kunt zien, groeit de capaciteit van zowel opstart- als gegevensschijven continu, wat betekent dat er meer uitgaven zijn voor organisaties.

Hyperscale NVMe-opstartschijf Vereisten en hindernissen

Tijdens de OCP-top werden deze kwesties besproken tijdens een presentatie van vertegenwoordigers van Google en Meta en, belangrijker nog, wat ze doen om ze aan te pakken.

Er werd een voorbeeld getoond van een hyperscale boot-SSD die activiteit voor één dag vertegenwoordigde, inclusief I/O-lees- en schrijfbewerkingen en TRIM-transacties. Het meest opvallend is de hoge verwerkingscapaciteit van TRIM's, die gegevens van korte duur demonstreert (gemaakt en kort daarna verwijderd). Als TRIM's niet goed zijn ontworpen, leiden ze tot vertragingen en interfereren ze met lees- en schrijfverkeer. Het meeste verkeer is ook willekeurig lezen en schrijven.

Enkele hindernissen waarmee Hyperscale NVMe Boot wordt geconfronteerd, zijn onder meer:

• Uiteindelijk zijn hyperscale workloads gevoelig voor latentie, dus aanhoudende prestaties zijn erg belangrijk om een ​​efficiënte gebruikerservaring te bieden.
• Het is ook een uitdaging om op grote schaal te debuggen, dus het hebben van gedetailleerde monitoringstatistieken is van het grootste belang voor zowel het voorspellen als het detecteren van fouten.
• Uithoudingsvermogen is erg belangrijk voor opstart-SSD's. Nadat u uw systeem hebt voltooid (wat enige tijd kan duren), kunnen opstartschijven met een hoog uithoudingsvermogen net zo lang meegaan als de gehele levenscyclus van het product. Dit zal ook helpen de noodzaak tot reparatie te elimineren en vroegtijdige slijtage te voorkomen.
• Het belangrijkste is dat hyperscale klanten veel belang hechten aan privacy en veiligheid en dat het soms moeilijk is om aan al deze normen te voldoen.

Dit zijn nogal uiteenlopende problemen, dus het aanpakken ervan kan een ingewikkeld proces zijn als het niet correct wordt gedaan.

De problemen met opstartschijven aanpakken

Net als de belangrijkste drijfveer en het doel achter OCP, is samenwerking en open specificaties de enige manier om deze problemen op te lossen. Als zodanig hebben Meta en Google hun krachten gebundeld om vereisten te combineren en de Hyperscale NMEe Boot SSD-specificatie (versie 1.0), wat een belangrijke mijlpaal markeert voor de efficiëntie van de opstartschijf. Het werd begin dit jaar ingediend en is beschikbaar via de OCP-website.

Er zijn veel voordelen verbonden aan deze specificaties. Uiteindelijk stelt het de markt in staat om functies beter te begrijpen die hyperscalers nodig hebben en gebruiken voor hun opstartapparaten en zorgt het ervoor dat ze branche-afstemming krijgen op het gebied van SSD-opstartschijven. Bovendien geeft het organisaties open-source tools om boot-SSD te beheren, wat leidt tot de ontwikkeling van 3^rd-party testsuites die aan alle eisen kunnen voldoen.

Tijdens de sessie gaven ze ook aan dat er twee manieren zijn om een ​​hyperscale boot-SSD te maken. Downgrade een SSD van ondernemingsklasse of upgrade een SSD van consumentenklasse, aangezien de vereisten ergens in het midden van deze twee ruimtes liggen.

Laarzenbank

We zijn begonnen met het toevoegen van een prestatiegedeelte voor de opstartbank in onze SSD-beoordelingen, een werkbelastingsprofiel dat door OCP is aangenomen om SSD's te meten die zijn ontworpen voor het opstarten van servers. Deze opstartworkload voert een relatief intensief testplan uit dat de schijf volledig vult met schrijfbewerkingen voordat een reeks leesintensieve workloads wordt getest.

Voor elke test voert het een 32K willekeurige lees-async-bewerking uit naast een 15 MiB/s synchrone 128 k willekeurige schrijfbewerking en een 5 MiB/s synchrone 128 k willekeurige schrijf/trim-achtergrondbelasting. Het script begint met de willekeurige leesactiviteit op een niveau van 4 banen en schaalt op tot 256 banen op zijn hoogtepunt. Het uiteindelijke resultaat zijn de leesbewerkingen die tijdens de piekrun zijn uitgevoerd.

Het OCP-doel voor deze benchmark is een geslaagd/mislukt bij 60 gelezen IOPS. De meeste schijven die we testen, zullen het minimum ver overschrijden, maar de resultaten zijn hoe dan ook leerzaam. Wat het meest interessant was in onze tests, is dat we de IOPS-drempel ver konden overschrijden met prestatiegerichte NVMe SSD-modellen, maar niet met langzamer passerende SSD's. Veel langzamere SSD-modellen lijken gemakkelijk in de categorie niet-geslaagd te vallen, hoewel we een 970 EVO Plus 2TB-model een langzamere niet-kwalificerende snelheid hebben laten melden.

Gebruiksvoorbeeld van grootschalige werkbelasting

Tijdens de sessie vergeleken ze ook twee verschillende schijven: een die meer generiek is en een die meer voldoet aan de OCP-hyperscale-specificaties. Over het algemeen ontdekten ze dat er over de hele linie een dramatische verbetering in latentie was met de laatste drive, wat iets heel belangrijks is voor de hyperscale ruimte.

In de echte wereld betekent dit dat er een merkbare verbetering is in time-to-market wanneer wordt geprobeerd een schijf in te zetten die beter is afgestemd op de specificaties.

Vooruit met de OCP Hyperscale NVMe Boot SSD-specificaties

Terwijl sommige bedrijven voorheen hun eigen hyperscale opstartschijven creëerden om aan hun eigen specifieke behoeften (en specifieke verzoeken van hun klanten) te voldoen, werden deze specificaties niet gedeeld met de industrie. Dit had tot gevolg dat leveranciers hun eigen aangepaste hardware/firmware moesten produceren om aan de behoeften van hun klanten te voldoen.

We hebben sindsdien een lange weg afgelegd, zoals OCP nu heeft gedaan versie 1.0 van hun Hyperscale NVMe Boot SSD-specificatie officieel beschikbaar. Hierdoor kunnen systeemmakers en SSD-providers zich afstemmen op een gemeenschappelijke reeks vereisten, terwijl verdere samenwerking wordt aangemoedigd.

OCP roept alle OEM's (dwz systeemfabrikanten) en hyperscalers op om zich bij de zaak aan te sluiten en belooft te blijven evolueren en de specificaties te verbeteren naarmate het opslaglandschap verandert.

Gevolgen voor de onderneming

De behoefte aan een opstartschijf is niet beperkt tot grootschalige gebruiksscenario's. M.2 is nu de defacto standaard voor opstartschijven voor de meeste servers en opslagarrays. Hoewel de schijf in de meeste gevallen niet veel hoeft te doen, moet hij wel betrouwbaar zijn, enigszins performant en niet groter (duurder) dan absoluut vereist is. Hopelijk zullen opslagleveranciers op dit initiatief reageren met een opstartspecifieke SSD, zodat infrastructuuraanbieders een zekere mate van standaardisatie kunnen handhaven.

Neem contact op met StorageReview

Nieuwsbrief | YouTube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | TikTok | RSS Feed