Viool WFA-64 Windows Flash Array Review

Violin Windows Flash Array (WFA) is een all-flash SMB- en NFS-opslagoplossing die de Flash Fabric-architectuur van Violin Memory combineert met Windows Storage Server 2012 R2 om een ​​ongecompliceerde applicatieserveropslagoplossing in appliance-stijl te bieden met 10Gb Ethernet en 56Gb FDR InfiniBand-connectiviteit. Violin en Microsoft werkten samen aan de ontwikkeling van de WFA, zoals Windows Server-kerneloptimalisaties waarmee de WFA het SMB 3.0-protocol volledig kan benutten met ondersteuning voor SMB Direct via RDMA-enabled netwerkinterfaces.

Violin Windows Flash Array (WFA) is een all-flash SMB- en NFS-opslagoplossing die de Flash Fabric-architectuur van Violin Memory combineert met Windows Storage Server 2012 R2 om een ​​ongecompliceerde applicatieserveropslagoplossing in appliance-stijl te bieden met 10Gb Ethernet en 56Gb FDR InfiniBand-connectiviteit. Violin en Microsoft werkten samen aan de ontwikkeling van de WFA, zoals Windows Server-kerneloptimalisaties waarmee de WFA het SMB 3.0-protocol volledig kan benutten met ondersteuning voor SMB Direct via RDMA-enabled netwerkinterfaces.

De WFA is gebouwd op het 3U Violin All Flash Array 6000-platform, met dubbele blades waarop Windows Storage Server wordt uitgevoerd als een cluster met 2 knooppunten dat kan worden opgeschaald tot een ruwe capaciteit van 280 TB. Het systeem kan worden geschaald door nieuwe WFA-appliances toe te voegen aan het Windows-cluster in stappen van 35 of 70 TB aan onbewerkte capaciteit voor maximaal 4 arrays of 8 nodes. Violin maakt gebruik van een serverleasing- en 'pay-as-you-grow'-licentiemodel dat is ontworpen om te profiteren van de niet-verstorende schaalmogelijkheden van het platform, waardoor gebruikers een kleinere capaciteit in plaats van een volledige array kunnen licentiëren en het gebruik in de loop van de tijd kunnen vergroten. Deze beoordeling is gebaseerd op de prestaties van de WFA-64, de grootste array in de Windows Flash Array-reeks op 64x1TiB Violin Inline Memory Modules (VIMM's).

Een van de belangrijkste verkoopargumenten voor de Windows Flash Array is de uitgebreide ondersteuning voor het SMB 3.0-protocol via Windows Server 2012 R2. SMB 3.0 bevat bijvoorbeeld ondersteuning voor meerdere kanalen om meerdere netwerkpoorten samen te voegen voor failover en betere prestaties. In tegenstelling tot op blokken gebaseerde poortbinding en -aggregatie, waarbij individuele pakketten intact moeten blijven omdat ze over interfaces worden gesplitst, is SMB Multi-channel in staat om individuele pakketten te splitsen voor verzending over meerdere links. Afhankelijk van de omgeving en werklast heeft deze vorm van aggregatie het potentieel om zowel de latentie als de doorvoer te verbeteren.

Volledige ondersteuning voor SMB 3.0 betekent ook dat de Windows Flash Array gebruik kan maken van de nieuwe toevoeging van Remote Direct Memory Access (RDMA) aan SMB, een functie genaamd SMB Direct. Met SMB Direct kunnen netwerkinterfaces rechtstreeks toegang krijgen tot het systeem-RAM in plaats van via het besturingssysteem, om de netwerklatentie en het CPU-gebruik te verminderen. Volgens Microsoft kan SMB Direct het CPU-verbruik van de applicatieserver met 30% verminderen, waarbij I/O-intensieve workloads het meest profiteren. Violin wijst er ook snel op dat deze verhoogde CPU-efficiëntie een financieel resultaat heeft voor applicaties die licentiekosten per kern beoordelen.

Ons testmodel is de Violine WFA-64, met een adviesprijs van ongeveer $ 585,000.

Viool WFA-64 Specificaties

• Flash-type: MLC
• Ruwe capaciteit: 64TiB / 70TB
• Maximaal bruikbare capaciteit: 40 TiB / 44TB
• Maximale 4K IOPS: 1,100,000
• Minimale latentie: 220 μsec
• VIMM-telling (data + hot spares): 60+4
• Betrouwbaarheid/veerkracht: hardwareconfiguratie met hoge beschikbaarheid; Op hardware gebaseerde vRAID Dual of Quad vRAID Controller Modules op systeemniveau; 2 arraycontrollermodules en geheugengateways; 99.999% beschikbaarheid
• IO/Connectiviteit: 8 x 56Gb FDR Infiniband of 8x 40Gb Ethernet
• Hoogte: 3RU
• Breedte: 17.5 ″
• Diepte: 27 ″
• Kabelbeheer: 6″
• Gewicht: 92lbs
• Vermogen: 1500W
• Koeling: 4961 BTU/uur
• Flash Endurance: gedekt door een garantie van 3 jaar of een onderhoudscontract, afhankelijk van welke van de twee het grootst is

Bouw en Ontwerp

De Windows Flash Array bevat twee serverblades met Windows Server 2012 R2, aan de linkerkant van het chassis. Door de WFA te implementeren met RDMA-compatibele netwerkinterfaces, die zich net achter de serverblades bevinden, kan de array gebruikmaken van SMB Direct om de prestaties te verbeteren en de latentie te verminderen. De voorkant van het chassis is in de eerste plaats een enorm inlaatrooster voor de grote koelventilatoren, evenals een stevig handvat en status-LED's.

De Violin Intelligent Memory Modules (VIMM's) van de WFA bevinden zich achter de ventilatoren in het midden van het chassis. VIMM's zijn het alternatief van Violin voor SSD-opslag en beheren afvalverzameling, slijtage-nivellering en fout-/foutbeheer voor hun onderliggende opslagmedia. VIMM's zijn samengesteld uit een op logica gebaseerde flashcontroller, beheerprocessor, DRAM voor metadata en NAND Flash voor opslag. Elk is hot-swappable voor onderhoudsgemak, en in een kaartvormfactor in plaats van een traditionele 2.5″ SSD.

Vanaf de achterkant van het chassis zien we de primaire voeding en netwerkconnectiviteit.

Beheer en besturingssysteem

De kern van de Windows Flash Array-beheerervaring is de nauwe integratie van het platform met de Windows Server 2012 R2-instanties die worden uitgevoerd vanaf de dubbele serverblades van de array. WFA-implementaties zijn ontworpen om te worden beheerd via Microsoft System Center en PowerShell, waardoor organisaties die al over Microsoft-beheercapaciteit beschikken, hun processen kunnen stroomlijnen door de overhead van een andere beheeromgeving te vermijden.

Deze aanpak stelt Violin in staat om de sprong te maken op concurrerende arrays die nog geen ondersteuning bieden voor Microsoft SMB Direct om de prestaties van de array en applicatieserver te verbeteren. Volgens Violin kan de WFA met SMB Direct het CPU-gebruik van SQL Server met maximaal 30% verminderen, waardoor een aanhoudende doorvoer van 1.1 miljoen 4K IOPS en 4 GB/s aan bandbreedte in fabrikantbenchmarks wordt bereikt.

De Windows Flash Array biedt gedetailleerde controle over de implementatie van dataservices, waardoor deduplicatie en andere functies selectief kunnen worden geactiveerd voor nodes en shares.

De WFA werkt als een Windows Failover Cluster Failover in een actieve-actieve configuratie en kan gebruik maken van SMB Multipathing om verbindingsproblemen te detecteren en verkeer om te leiden. Het biedt ook Hyper-V Replica voor asynchrone replicatie van virtuele machines samen met live VM-migratie. Veel van deze functionaliteit is gericht op het SMB-protocol; Livemigratie is alleen beschikbaar via SMB.

Performance Testing

Het doel om de Violin WFA in het lab te krijgen was veelzijdig. Ten eerste hadden we een doel om te integreren met veel van onze geweldige partners. We hebben gebruik gemaakt van de ervaring van Dell om het meeste uit de PowerEdge R920 testplatform. Mellanox droeg bij aan Infiniband-configuratieondersteuning en Microsoft was beschikbaar om ervoor te zorgen dat SMB 3.0 best practices werden gebruikt. Ten tweede wilden we een intensievere benchmark inzetten in ons lab, ontworpen om high-end alle flitsconfiguraties zoals de WFA en de rest van de Violin-lijn te benadrukken. We zijn dus een partnerschap aangegaan met Stream Financial om hun te repliceren DataFusion-prestatietest in ons laboratorium. Ten slotte wilden we in staat zijn om de resultaten te verbeteren die Violin eerder met deze test had behaald, waarmee we een nieuw hoogtepunt neerzetten voor waartoe flash-opslag in staat is.

DataFusion in zijn eenvoudigste vorm is ontworpen om de verwerking en aggregatie van meer dan een biljoen rijen risicogegevens te demonstreren, die 13 biljoen gegevenspunten bevatten, één risicopunt per rij. De test kijkt naar een zeer reële use-case voor big data, waarbij de besluitvorming kan worden belemmerd door de tijd die nodig is om de gegevens te verwerken. De test bootst een handelsomgeving na met risicogegevens die risicocategorieën bevatten voor delta, gamma, vega en theta voor handelsboeken over een periode van 12 jaar. Om een ​​typisch zakelijk beeld te simuleren, werden de gegevens geaggregeerd met behulp van SQL-query's 'where', 'like' en 'group by' om de risicoblootstelling per risicotype, valuta en tegenpartij weer te geven. De algehele sterk gecomprimeerde databasevoetafdruk is iets meer dan 8 TB, uitgebreid meer dan 100 TB. Voor deze test wordt de database uitgevoerd zonder indexering, waardoor de server en opslag alle gegevens in realtime moeten verwerken.

De eerste tests, uitgevoerd door "The Test People" uit het VK, waren een beetje bescheiden in vergelijking met de R920-configuratie in ons laboratorium. Hun bevindingen gebruikten een Violin WFA-32-interface met een enkele Intel Xeon CPU E5-2690 v2 @3.00GHZ. Het testproces duurde 4 uur en 19 minuten. Ze merkten verder op dat "de procestijd verder kan worden verkort door de servers en arrays te schalen."

Met de handschoen gegooid en de viool die ons een WFA-64 gaf om een ​​paar weken te gebruiken, probeerden we te zien hoe hard we de vioolflitser, Windows en de Infiniband-stof konden duwen. We gebruikten een Dell PowerEdge R920 om te zien hoe ver we de verwerkingstijd konden verkorten met slechts één ongelooflijk krachtige server. De configuratie van onze R920 bood 138 GHz totale CPU-verwerkingskracht, tegenover 30 GHz die het oorspronkelijke persbericht gebruikte.

Dell PowerEdge R920

• Vier Intel E7-4870 v2 CPU's (2.3 GHz, 15 cores, 30 MB cache)
• 512 GB RAM (8 GB x 64 DDR3, 128 GB per CPU)
• 2 x 300 GB 10K SAS RAID1-opstart
• 4 x Mellanox ConnectX-3 InfiniBand-adapters met twee poorten

Met ons nieuwe testplatform gekozen en geconfigureerd met Windows Server 2012 R2, konden we de R920 volledig verzadigen tijdens de benchmark. CPU-gebruik was 90-100% in de loop van de test, met 2-3GB/s verkeer over de kabel. Toen alles was gezegd en gedaan, eindigden we met een ongelooflijk lage tijd van 56 minuten en 16 seconden. Dat scheelt ongeveer 80% ten opzichte van de oorspronkelijke verwerkingstijd, wat de voordelen aantoont van een quad-CPU-server zoals de Dell PowerEdge R920 bij zware rekentaken gecombineerd met een snelle verbinding zoals onze Mellanox Infiniband-fabric. Hoewel de benchmarktijd drastisch verbeterde, had de WFA-64 nog steeds ruimte over op beide controllers en beschikbare bandbreedte om gebruik van te maken.

Conclusie

All-Flash-opslagarrays zijn in wezen een oefening om de maximaal mogelijke prestaties uit één enkel platform te persen. Violin Windows Flash Array hanteert een zeer specifieke benadering om de prestaties van Violin's All-Flash array-platform te maximaliseren door zich te concentreren op tweaks en integraties voor organisaties die opslag nodig hebben voor op Windows gebaseerde applicatieserverworkloads en het SMB-protocol. Het argument van Violin zal voor veel beheerders overtuigend klinken: door volledig vast te houden aan de functieset en het beheerparadigma van Windows Server, zal de Windows Flash Array eenvoudiger en goedkoper te implementeren en te beheren zijn. Voor Windows-winkels is dit waarschijnlijk waar, en voor degenen die andere platforms gebruiken, is het Violin 7000 Flash Storage Platform een ​​meer traditionele array die daar beter zou passen.

Onze tests in deze review zijn enigszins beperkt door de tijd die nodig was om de nieuwe testomgeving op te zetten en in het algemeen de toegang tot de array. Hoewel ze niet bedoeld zijn om allesomvattend te zijn, zijn de datapunten bemoedigend als we kijken naar de resultaten die we hebben gevonden. Onze test, zij het met aanzienlijk verbeterde hardware, verminderde de tijd die de benchmark nodig had om te voltooien met iets minder dan 80%. Dat is behoorlijk indrukwekkend gezien de algehele dichtheid van de array en de R920 gecombineerd. Met wat ruimte over op de WFA-64, kunnen snellere of nieuwere rekenhardware nog betere resultaten behalen. Gezien nieuwe quad-CPU-platforms zoals de R930, zouden we verwachten dat nog meer prestaties kunnen worden geperst uit de Violin WFA, die niet eens de nieuwste Intel Haswell CPU's binnenin draait.

De WFA is niet zonder compromissen, de CPU's zijn niet geüpdatet naar het nieuwste Intel-aanbod en afgezien van de hardware-ontwerpvoordelen die Violin biedt, is er aan de softwarekant niet veel "speciale saus" die Microsoft niet biedt. Dat is niet noodzakelijk een probleem, en in Windows-omgevingen is het waarschijnlijk een voordeel. De vraag komt simpelweg neer op hoe hard een onderneming dit prestatieniveau nodig heeft in vergelijking met meer traditionele SAN-aanbiedingen. Van wat we echter in deze beperkte interactie hebben gezien, is dat de WFA echt schreeuwt als je genoeg rekenkracht hebt en een applicatie die zeer gevoelig is voor latentie. We hebben niets uit andere Windows-boxen of zelfs all-flash DIY-oplossingen gezien dat ons doet geloven dat er een betere optie in deze categorie is.

Viool Windows Flash Array-productpagina

Bespreek deze recensie

Meld u aan voor de StorageReview-nieuwsbrief