We hebben de Graid SupremeRAID-kaart en -software verschillende keren bekeken en zijn voortdurend onder de indruk van de extreme opslagprestaties die Graid mogelijk maakt. Zowel traditionele hardware- als software-RAID laten veel te wensen over op het gebied van prestaties, wat de deur opent voor Graid om met een betere muizenval te komen. Nu Gen5 SSD's in grote hoeveelheden worden verzonden, hebben we een goed uitgeruste server samengesteld om te zien wat er mogelijk is als je de flitser de vrije loop laat.
We hebben de Graid SupremeRAID-kaart en -software verschillende keren bekeken en zijn voortdurend onder de indruk van de extreme opslagprestaties die Graid mogelijk maakt. Zowel traditionele hardware- als software-RAID laten veel te wensen over op het gebied van prestaties, wat de deur opent voor Graid om met een betere muizenval te komen. Nu Gen5 SSD's in grote hoeveelheden worden verzonden, hebben we een goed uitgeruste server samengesteld om te zien wat er mogelijk is als je de flitser de vrije loop laat.
Waarom Graid SupremeRAID versus hardware RAID?
De Graid-oplossing bestaat uit twee kernelementen: een GPU en een softwaregedefinieerde opslagstapel (SDS). Net als bij een RAID-kaart neemt de GPU de meeste taken voor schijfbeheer en gegevensbescherming over van de CPU, waardoor deze vrijkomt voor het uitvoeren van applicaties. In tegenstelling tot een RAID-kaart is SupremeRAID echter veel efficiënter. Het adresseert de schijven rechtstreeks via de PCIe BUS, zonder dat extra bekabeling of ingewikkelde chassisconfiguraties nodig zijn. En omdat de GPU dynamischer is dan de ASIC van een RAID-kaart, wordt de prestatieschaling met Graid aanzienlijk verbeterd.
Het schaalvoordeel wordt meteen duidelijk als we kijken waar knelpunten optreden binnen een server. De huidige RAID-kaarten zijn beperkt tot Gen4, met een topsnelheid van 28 GB/s. Vier fatsoenlijke Gen4 SSD's kunnen een enkele RAID-kaart verzadigen. Het systeem zou meerdere RAID-kaarten nodig hebben om te kunnen profiteren van alle schijven in een server met 24 bays. Aan de andere kant kan SupremeRAID 32 schijven in één systeem ondersteunen en heeft het geen van de PCIe-slotbandbreedtebeperkingen.
De prestatieproblemen voor hardware RAID worden met elke generatie-interfacesprong verder verergerd. Om Gen5 SSD's te ondersteunen is een nieuwe hardware RAID ASIC vereist. Maar zelfs dan zal hardware RAID lijden onder hetzelfde schaalprobleem als hierboven beschreven. De SupremeRAID GPU gebruikt tegenwoordig een Gen4-interface en om eerlijk te zijn is dat voorlopig slechts een Intel/AMD/NVIDIA-probleem. Maar dat weerhoudt hem er niet van om de prestaties van Gen5-schijven te ontketenen. Dat betekent prestatieniveaus tot 260 GB/s en 28 miljoen IOPS. Wanneer Gen5 GPU's op de markt komen, kan Graid de IOPS-cijfers verder verbeteren.
Nog een laatste opmerking over de Graid GPU: tegenwoordig bevinden de meeste van hun implementaties zich op de SR-1010 product, dat gebruik maakt van een NVIDIA A2000 GPU. We brengen dit ter sprake en merken op dat Graid geen dure of moeilijk te vinden GPU nodig heeft voor SupremeRAID, en ook geen externe voeding. Als een gebruiker om wat voor reden dan ook de voorkeur geeft aan een alternatieve kaart, draait de software van Graid op vrijwel elk NVIDIA-silicium dat we met uitstekende resultaten op een A2 in ons laboratorium hebben getest. De GPU is in ieder geval eenvoudig te installeren en vereist geen extra batterij.
Waarom Graid SupremeRAID versus Software RAID?
Software RAID heeft de afgelopen jaren aan kracht gewonnen vanwege de kosten, complexiteit en matige prestaties van vroege NVMe RAID-kaarten. We maken ons schuldig aan het inzetten van Windows Storage Spaces, Linux MD of ZFS RAIDZ wanneer we een snelle en gemakkelijke manier nodig hebben om NVMe SSD's gegroepeerd en online te krijgen. Maar zoals bij alle opslagsoftware die geen gebruik maakt van hardwareversnelling, zijn er kosten aan verbonden. De host-CPU moet het schijfbeheer en de gegevensbescherming uitvoeren, waardoor applicaties minder cycli hoeven te gebruiken. Het GPU-gebaseerde aanbod van Graid kent deze beperking niet, waardoor de best mogelijke prestaties worden gegarandeerd voor zowel de opslag als de applicaties op de server.
Bovendien beperkt de selectie van het besturingssysteem bij software-RAID de keuzes. Graid draait op vrijwel alles, inclusief meer dan een half dozijn Linux-distributies en Windows. Om eerlijk te zijn, is Graid een iets zwaardere lift om operationeel te krijgen via software-RAID; er moet een GPU in het systeem worden geïnstalleerd, en de extra inspanning is aantoonbaar te verwaarlozen. Het rendement is echter verbluffend, zoals u hieronder zult zien. We hebben het over een orde van grootte met SupremeRAID via software-RAID.
Graid SupremeRAID Gen5-prestaties
Voor deze test hebben we een Supermicro AS-2125HS-TNR-server samengesteld met twee AMD EPYC 9654 CPU's, 384 GB DRAM en 24 3.84 TB KIOXIA's CM7-R Gen5 SSD's.
We hebben de schijven geconfigureerd in een RAID5-configuratie voor zowel SW RAID als Graid. Voor de stripegrootte hebben we een 4K-stripe gebruikt voor Graid, met 4K-, 64K- en 512K-chunks voor mdadm. De variërende chunkgrootte voor software-RAID was nodig om de maximale 4K-overdrachtssnelheden in een geoptimaliseerde configuratie en de maximale bandbreedte van grote blokken in het beste licht te laten zien. Dit was niet zo belangrijk voor Graid, dat de verschillende blokgroottes kon verwerken zonder prestatieverlies.
- Server: Supermicro AS-2125HS-TNR
- CPU: 2 x AMD EPYC 9654 96-coreprocessor x 2
- Geheugen: 24 x Samsung M321R2GA3BB6-CQKVS DDR5 4800 MT/s 16 GB x 24
- NVMe-schijf: 24 x KIOXIA CM7-R 3.84T KCMY1RUG3T84 x 24
- RAID-controller: SupremeRAID SR-1010
- SupremeRAID Driver: 1.5.0-659.g10e76f72.010
- Linux-besturingssysteem: Ubuntu 22.04.1 LTS
| RAID 5 FIO-prestaties |
||||
| Test | SW RAID5 4KB-stuk |
SW RAID5 64K-stuk |
SW RAID5 512K-stuk |
SupremeRAID 4KB-streep |
| 1 MB sequentieel schrijven (192T/16Q) | 1.22GB / s | 3.51GB / s | 801MB / s | 148GB / s |
| 1 MB sequentieel lezen (192T/16Q) | 21.8GB / s | 279GB / s | 235GB / s | 279GB / s |
| 64K willekeurig schrijven (192T/16Q) | 822MB / s | 627MB / s | 795MB / s | 30.2GB / s |
| 4K willekeurig schrijven (192T/32Q) | 49.8k IOPS (61.6 ms) | 205k IOPS (15.01 ms) | 78.7k IOPS (39 ms) | 2.02 miljoen IOPS (1.52 ms) |
| 4K willekeurig lezen (192T/32Q) | 5.6 miljoen IOPS (1.1 ms) | 5.5 miljoen IOPS (1.11 ms) | 5.53 miljoen IOPS (1.11 ms) | 28.5 miljoen IOPS (22 ms) |
Het vergelijken van de prestaties van software RAID en Graid was behoorlijk eye-openend. In termen van piekbandbreedte hebben we tijdens deze evaluatie uiteindelijk de mdadm-chunkgrootte vergroot van 4K naar 64K en 512K, omdat bij 4K de piekleesbandbreedte laag was. Mdadm was over het algemeen niet geweldig, maar de hoogste sequentiële leessnelheid lag in de 64K-stukgrootte, met een snelheid van 279 GB/s, wat overeenkomt met de snelheid van de Graid HW RAID-configuratie. De sequentiële schrijfprestaties voor SW RAID bedroegen 3.51 GB/s in een blokgrootte van 64K, hoewel dat niets was vergeleken met Graid, dat 148 GB/s meette.
Op weg naar een willekeurige schrijfoverdracht met grote blokken van 64K, varieerde SW RAID van 627 MB/s tot 822 MB/s, terwijl Graid dat uit het water blies met een snelheid van 30.2 GB/s.
In het laatste gebied, kijkend naar willekeurige 4K-overdrachtssnelheden, hebben we de beste SW RAID-prestaties gemeten bij een chunkgrootte van 4K, met een IOPS van 5.6 miljoen bij 1.1 ms. Graid kwam in dezelfde test uit op een indrukwekkende 28.5 miljoen IOPS. De 4K-schrijfsnelheid behaalde de beste SW RAID-prestaties met het 64K-segment, met een IOPS van 205k bij 15.01 ms, vergeleken met Graid met 2.02M IOPS bij 1.52 ms.
Conclusie
We hebben vrijwel alle moderne RAID-smaken uitgeprobeerd, variërend van speciale hardwarekaarten tot verschillende op software gebaseerde oplossingen. We hebben de Graid-oplossing ook vele malen getest op drie verschillende GPU's en een verscheidenheid aan SSD-mediatypen en NVMe-interfaces. Om eerlijk te zijn, veel datasets, zoals back-up en herstel, grote datameren, bestandsshares en vele andere die geen serieuze prestatie-eisen stellen, zouden volkomen tevreden zijn met elk van deze oplossingen. Maar als een applicatie volledige toegang tot de onderliggende flitser nodig heeft, speelt Graid op een heel ander niveau.
Hoewel de meeste klanten naar NVMe-hardware kijken en ervan uitgaan dat de prestaties hoe dan ook geweldig zullen zijn, is het belangrijk om te begrijpen hoe deze systemen zullen presteren zodra de schijven zijn gecombineerd - en er vervolgens een RAID-laag bovenop te plaatsen. In een Linux-omgeving laat software-RAID echt zijn beperkingen zien bij het bijhouden van NVMe-apparaten, vooral Gen5 SSD's.
Hoewel de individuele schijfprestaties sterk zijn, passen niet alle RAID-oplossingen hier het beste bij. Door geoptimaliseerde configuraties met elkaar te vergelijken, bood Graid een bandbreedte van meer dan 279 GB/s lezen en 148 GB/s schrijven over 24 KIOXIA CM7-R Gen5 SSD's, terwijl SW RAID 279 GB/s lezen en 3.51 GB/s schrijven beheerde. Bij willekeurige overdrachten in 4K zagen we een ongelooflijke 28.5 miljoen IOPS bij lezen en 2.02 miljoen IOPS bij Graid, waarbij SW RAID slechts 5.6 miljoen IOPS bij lezen en 205k IOPS bij schrijven bood. SW RAID is misschien “snel genoeg” voor sommige omgevingen, maar is nauwelijks te vergelijken met Graid's SupremeRAID voor omgevingen die de hoogst mogelijke prestatieniveaus eisen.
Voor het maximaliseren van NVMe SSD-prestaties in een enkele host als deze hebben we niets op de markt gezien dat de Graid SupremeRAID Gen5-oplossing kan raken. Het is fantastisch, en tijdens deze tests doen we het werk op een goedkope NVIDIA A2000 GPU. Elke organisatie die zijn investering in Gen5-flash wil maximaliseren, doet er verstandig aan een Graid PoC aan te gaan om te zien hoe impactvol hun technologie kan zijn.
Neem contact op met StorageReview
Nieuwsbrief | YouTube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | TikTok | RSS Feed
