Eerder dit jaar hebben we gepost Intel Optane DC persistent geheugen gegevens in onze beoordeling van de Supermicro SuperServer 1029U-TN10RT platform. Supermicro was een van de eersten met ondersteuning voor persistent geheugen van Intel en het 2U-systeem met dubbele processor heeft geweldig werk verricht als een testbed voor persistent geheugen. Kijken naar de persistente geheugensnelheid van Optane DC op de traditionele manier van blokopslag is leerzaam, maar de echte waarde van persistent geheugen wordt onthuld door applicaties die native kunnen profiteren van dit nieuwe medium, door gegevens op intelligente wijze in DRAM, persistent geheugen of interne opslag te plaatsen als de applicatie nodig heeft. Om het prestatieprofiel van het persistente geheugen van Optane DC beter te begrijpen, hebben we de Supermicro-server aan het werk gezet met behulp van een toonaangevend NoSQL-platform, Aerospike.
Eerder dit jaar hebben we gepost Intel Optane DC persistent geheugen gegevens in onze beoordeling van de Supermicro SuperServer 1029U-TN10RT platform. Supermicro was een van de eersten met ondersteuning voor persistent geheugen van Intel en het 2U-systeem met dubbele processor heeft geweldig werk verricht als een testbed voor persistent geheugen. Kijken naar de persistente geheugensnelheid van Optane DC op de traditionele manier van blokopslag is leerzaam, maar de echte waarde van persistent geheugen wordt onthuld door applicaties die native kunnen profiteren van dit nieuwe medium, door gegevens op intelligente wijze in DRAM, persistent geheugen of interne opslag te plaatsen als de applicatie nodig heeft. Om het prestatieprofiel van het persistente geheugen van Optane DC beter te begrijpen, hebben we de Supermicro-server aan het werk gezet met behulp van een toonaangevend NoSQL-platform, Aerospike.
Intel Optane DC Persistent Memory Modules in de Supermicro Server
Wat is Aerospike?
Aerospike biedt een gedistribueerd, zeer schaalbaar, niet-relationeel databasebeheersysteem voor veeleisende lees-/schrijfwerklasten met operationele gegevens. Het is ontworpen om extreem snelle en voorspelbare responstijden te leveren voor toegang tot datasets die miljarden records omvatten in databases van 10s - 100s TB. Aerospike ondersteunt een breed scala aan strategische toepassingen, waaronder fraudepreventie, digitale betalingen, aanbevelingsengines, realtime bieden en meer. Tot de klanten van Aerospike behoren zeer grote namen zoals Adobe, Airtel, FlipKart, Kayak, Nielsen, PayPal en Wayfair.
Afhankelijk van de use case en dataset kan Aerospike worden ingezet in verschillende configuraties die de systeembronnen optimaliseren voor een use case. Aerospike kan worden gestart met data in het geheugen, of index in geheugen met data op SSD, of index op SSD met data op SSD. Onlangs heeft Aerospike een nieuwe configuratie uitgebracht die gebruik maakt van Intel's Optane DC persistent geheugen in AppDirect-modus. De index wordt opgeslagen in PMEM met de data op SSD. Deze nieuwe modus breidt de capaciteit van Aerospike uit terwijl de prestaties zeer dicht bij de index in het geheugen blijven met gegevens op SSD. Deze nieuwe modus biedt niet alleen latenties van minder dan een milliseconde, maar ook een snelle volledige herstart van Aerospike is mogelijk zonder herbouw van de primaire index.
Door verschillende soorten workloads toe te passen in verschillende Aerospike-configuraties, is het mogelijk om de voordelen en prestaties te evalueren van het gebruik van Intel Optane DC persistent geheugen op een SuperMicro SuperServer. Het uitvoeren en vergelijken van benchmarks met een index in geheugen/data op SSD-configuratie en een index in PMEM/data op SSD biedt de informatie om een weloverwogen keuze te maken over het gebruik van permanent geheugen versus DRAM. Er is één aanvullende configuratie die extra prestatie-inzicht kan bieden voor permanent geheugen. Hoewel de index in PMEM en data in PMEM-functie nog niet zijn vrijgegeven, is er een manier om de PMEM op de server te configureren om te worden uitgevoerd met index in PMEM en een deel van PMEM uit te voeren dat is geconfigureerd als een blokapparaat om u een idee te geven van de prestatiemogelijkheden voor index in PMEM en data in PMEM.
Aerospike NoSQL-configuratie
Drie verschillende workloads werden toegepast op elk van de drie verschillende configuraties. De Aerospike Java Benchmark genereerde een 50/50 lees/schrijf-werklast, een alleen-lezen-werklast en een alleen-schrijven-werklast van 4 clientservers. Elke test bestond uit meerdere fasen:
- Ingest-fase – Laden van gegevens in de database.
- Opwarmfase – Voer een schrijfbelasting uit gedurende twee uur om een stabiele toestand voor de database te creëren.
- Testfase – Voer de werkelijke werklast voor de test gedurende een uur uit.
Voordat er tests werden uitgevoerd, werden een geschikte sleutelset en objectgrootte voor de gegevens geselecteerd. Hoewel Aerospike een groot aantal objectgroottes heeft, van enkele bytes tot een miljoen bytes, zijn de sleutelset en de objectgrootte geselecteerd om de serverhardware te oefenen en de prestaties van PMEM-configuraties te demonstreren. Grotere objectgroottes kunnen een knelpunt in het netwerk veroorzaken en de kracht van het persistente geheugen van Optane DC niet volledig demonstreren. Daarom werd voor alle tests een objectgrootte van 440 bytes gebruikt.
De grootte van de sleutelset werd beperkt door de hoeveelheid geheugen die werd gebruikt voor de index in geheugen/gegevens op SSD-configuratie. De index in geheugenconfiguratie was beperkt tot een dataset van 4 miljard objecten. Hoewel de index in PMEM de capaciteit van 15.5 miljard sleutels aankon, werden er slechts 4 miljard sleutels gebruikt voor een betere vergelijking met de index in geheugentest. De laatste sets tests werden uitgevoerd met index in PMEM en gegevens in PMEM. Omdat de server in totaal 1.5 TB aan PMEM had, werden er voor deze tests slechts een miljard sleutels gebruikt.
Hardware configuratie
De hardwareconfiguratie omvat twee hoofdcomponenten. De enkele databaseserver herbergt het persistente geheugen van de Intel Optane pc. De vier clientservers genereren de belasting van de databaseserver.
Database server
- Chassis – SuperMicro Ultra 1U SYS-1029U-TN10RT
- CPU
- 2 x Intel Xeon schaalbare 8268 (2.9 GHz, 24C)
- 2 x Intel Xeon schaalbare 8280 (2.7 GHz, 28C)
- Opslag – 10 x Intel DC P4510 2TB NVMe SSD, 1DWPD
- DRAM - 12 x 32 GB DDR4-2933
- Persistent geheugen - 12 x 128 GB DDR4-2666 Intel Optane DC PMM's
- Netwerk – 100 GbE
- Besturingssysteem - Fedora 29
Client-servers
- Chassis - Dell R740xd
- CPU - 2 x Intel Xeon schaalbare 6130
- DRAM-256 GB
- Netwerk – 2 x 25 GbE
- Besturingssysteem - Ubuntu - 18.04
- Software – Aerospike Enterprise 4.5.1
- Load Generator - Aerospike Java Benchmark (Aerospike Java Client 4.4.0)
Aerospike-prestatieresultaten
Zoals opgemerkt, hebben we de test uitgevoerd in verschillende werklastconfiguraties, evenals de locatie van de index en database. Daarnaast hebben we twee verschillende sets gebruikt Tweede generatie Intel Xeon schaalbare CPU's. We hebben zowel de 8268's als de 8280's in de databaseserver uitgevoerd, waarbij de 8280 CPU's de hoogste Intel CPU zijn die Optane DC persistent geheugen ondersteunt. In ruwe kloksnelheid bieden de 8280's een 12Ghz-hobbel ten opzichte van de 8268's, of 8.6% prestatieverbetering. Hoewel niet in de onderstaande tabellen, moet worden opgemerkt dat in termen van servicekwaliteit alle latentieresultaten voor de tests op of nabij 100% minder dan een milliseconde op de server waren.
Index in geheugen, gegevens op NVMe SSD's
| Activiteit | Doorvoer operaties Intel 8268 |
Doorvoer operaties Intel 8280 |
|---|---|---|
| Lezen/schrijven 50/50 | 2,100,000 | 2,298,000 |
| Lees 100% | 2,240,000 | 2,720,000 |
| Schrijf 100% | 1,760,000 | 2,020,000 |
Hoewel we weten dat de 8280's een verbetering van 8.6% bieden in ruwe kloksnelheid ten opzichte van de 8268's, is het een kerndoel om te zien hoe dat zich vertaalt in applicatieverbetering. Met Aerospike, met de index in het geheugen en de gegevens op NVMe SSD's, zagen we de volgende regelitemwijzigingen. Mixed Read/Write 50/50 prestaties opgeschaald met 9.4%, 100% lezen met 21.4% en in 100% schrijven de prestaties met 14.8%.
Index in Optane DC permanent geheugen, gegevens op NVMe SSD's
| Activiteit | Doorvoer operaties Intel 8268 |
Doorvoer operaties Intel 8280 |
|---|---|---|
| Lezen/schrijven 50/50 | 2,000,000 | 2,252,000 |
| Lees 100% | 2,200,000 | 2,630,000 |
| Schrijf 100% | 1,740,000 | 1,980,000 |
Zoals we in deze gegevens kunnen zien, had het verplaatsen van de indexen van DRAM naar permanent geheugen weinig invloed op de transactieprestaties. In productie betekent dit echter dat, omdat Aerospike persistent geheugen kan gebruiken in plaats van DRAM voor indexen, het herstellen na het opnieuw opstarten van een databaseknooppunt veel sneller gaat, omdat er geen grote hoeveelheid DRAM naar SSD's hoeft te gaan om opnieuw op te bouwen. Er is ook een kostenbesparing in dozen met een hoge dichtheid, aangezien de 128 GB Optane DC persistente geheugenmodules die worden getest aanzienlijk goedkoper zijn dan 128 GB DIMM's.
Index en gegevens over permanent geheugen van Optane DC
| Activiteit | Doorvoer operaties Intel 8268 |
Doorvoer operaties Intel 8280 |
|---|---|---|
| Lezen/schrijven 50/50 | 2,600,000 | 2,866,000 |
| Lees 100% | 2,810,000 | 3,100,000 |
| Schrijf 100% | 2,120,000 | 2,210,000 |
Zoals opgemerkt, heeft Aerospike aangekondigd, maar nog geen algemene beschikbaarheid geboden voor de mogelijkheid om zowel de indexen als de database op Intel Optane DC persistent geheugen uit te voeren. Dat gezegd hebbende, hebben we de huidige code-build gedemonstreerd die dit mogelijk maakt, wat een boost laat zien van ongeveer 33% of 600,000 bewerkingen per seconde in de gemengde werklast.
Conclusie
Intel Optane DC permanent geheugen is een ongelooflijk krachtig onderdeel van de gegevenshiërarchie. Tussen RAM en opslag in, brengt Intels incarnatie van permanent geheugen eindelijk de technologie mainstream. Maar alleen toegang hebben tot een nieuwe opslagtechnologie is niet goed genoeg, applicaties die kunnen profiteren van permanent geheugen zullen een enorm concurrentievoordeel hebben. De flexibiliteit die we zien met Aerospike laat zien dat ze klaar waren met de directe ondersteuning van de app-modus (blokopslag) voor persistent geheugen van Optane DC. Verder zijn ze een leider in de NoSQL-wereld als het gaat om het bewaren van zowel indexen als gegevens op de persistente geheugenmodules. Hoewel dat laatste nog steeds een opkomende visie is, zien de eerste resultaten er veelbelovend uit.
Meld u aan voor de StorageReview-nieuwsbrief
