Análise da série Dell EMC PowerVault ME4

O Dell EMC PowerVault ME4 Series é uma família de arrays de armazenamento projetados para atender às necessidades do mercado de armazenamento básico, geralmente considerado na faixa de preço abaixo de US$ 25. No entanto, o PowerVault ME4 Series é extremamente flexível. O sistema pode ser implantado em uma configuração de HDD para atender às necessidades do mercado de entrada ou borda com preços iniciais abaixo de US$ 10, ou pode ser configurado de forma híbrida ou totalmente flash para atender às necessidades mais exigentes de uma empresa em crescimento. Independentemente de como é implantado, o PowerVault ME4 fornece às organizações uma solução de armazenamento fácil de implantar e gerenciar que oferece uma profundidade de recursos comuns em produtos de armazenamento corporativo.

O PowerVault ME4 é fornecido em algumas configurações diferentes, mas todas elas são projetadas para começar pequenas e escalar adicionando unidades para atender às demandas de negócios ao longo do tempo. O ME4 também vem com um programa de licenciamento completo, tornando a propriedade mais fácil para as pequenas empresas entenderem e fazerem o orçamento. Em termos de implantação, o ME4 pode ser configurado em DAS e SAN, atendendo a diversos casos de uso. O gerenciamento é feito por meio de uma interface web HTML5, tornando o gerenciamento e a implementação inicial intuitivos; A Dell EMC espera que os novos sistemas estejam operacionais em menos de 15 minutos.

Embora muitos iniciem seu PowerVault ME4 em uma configuração de HDD, o sistema pode ser transformado em um híbrido posteriormente adicionando um pouco de flash. Com SSDs integrados, o ME4 pode oferecer bastante desempenho; na verdade, a Dell EMC diz até 320,000 IOPS. O ME4 também é construído para confiabilidade, com disponibilidade de cinco 9. Se a escala for uma preocupação, o ME4 também oferece aqui, escalando até 4 PB em capacidade bruta por meio do back-end 12G SAS. Todos os sistemas têm um conjunto profundo de recursos, incluindo armazenamento em cache/camadas, replicação assíncrona, instantâneos, suporte para unidades SED, integração com VMware vCenter e SRM, RAID distribuído, provisionamento fino e assim por diante.

Dependendo da necessidade do negócio, o ME4 vem em três opções de chassis para começar: ME4012, ME4024 e ME4048. O ME4012 e o ME4024 são chassis 2U que podem vir com controladores simples ou duplos e podem ser dimensionados para aproximadamente 3 PB. A principal diferença entre os dois é que o ME4012 suporta 12 drives de 3.5″, enquanto o ME4024 suporta 24 drives de 2.5″. A Dell EMC também oferece um chassi maior como parte da linha PowerVault ME4; o ME4048 é um chassi 5U que vem em configuração de controlador duplo apenas e integrado, tem suporte para 84 unidades de 3.5 ″. Todos os sistemas podem ser expandidos com ME412 (2U, 12 unidades de 3.5″), ME424 (2U, 24 unidades de 2.5″) ou ME484 (5U, 84 unidades de 3.5″) que está disponível como JBOD.

Vale a pena notar que a Dell EMC está usando seu próprio chassi baseado em designs PowerEdge, com controladores Seagate (Dot Hill). Embora esses controladores estejam disponíveis em outros fornecedores, a Dell EMC acredita que eles têm uma vantagem quando se trata de integração e escalabilidade em ambientes VMware, Microsoft e até mesmo HPC, entre outros. Eles também oferecem o ME4 em seu “Programa de Fidelidade à Prova do Futuro”, que abrange toda uma série de serviços e garantias. A Dell EMC diferencia ainda mais sua oferta com uma escala máxima geral de 4 PB, conectada com back-end SAS de 12 Gb. Além disso, a Dell EMC oferece uma gama completa de opções JBOD.

Nesta análise, testamos o PowerVault ME4024 em uma configuração híbrida totalmente preenchida com doze HDDs de 1.8 TB e 10K e doze SSDs de leitura intensiva de 960 GB. Nosso array também foi fornecido com oito óticas FC de 16 Gb. Especificações completas e recursos são disponíveis aqui.

Projeto e construção do Dell EMC PowerVault ME4024

O Dell EMC PowerVault ME4 é uma matriz de armazenamento de 2U com design consistente com o restante da geração atual de produtos de data center da Dell EMC. A unidade tem um painel elegante com as marcas Dell EMC e PowerVault na frente. A remoção do painel em nosso ME4024 revela os vinte e quatro compartimentos de unidade de 2.5” que podem acomodar HDDs ou SDDs.

Virando para a parte traseira do dispositivo, podemos ver a conectividade da plataforma. Cada controlador oferece uma variedade de conexões espelhadas. Olhando para o controlador superior, a porta azul é para expansão JBOD, a preta é de gerenciamento (LAN, USB e serial), enquanto as portas roxas são conexões SFP+ que podem ser usadas para rede 10G ou 8/16Gb FC. Em nossa configuração, temos óptica de 16 Gb instalada e todas as portas alocadas para FC. A matriz oferece suporte a todas as portas para FC, todas as portas para Ethernet ou metade de cada uma em uma configuração híbrida. Embora o sistema ofereça determinados elementos de design do PowerEdge, ele não inclui o gerenciamento iDRAC que você pode encontrar em outras ofertas de armazenamento da Dell EMC baseadas em hardware PowerEdge.

O Dell EMC PowerVault ME4024 é altamente reparável, com fontes de alimentação redundantes substituíveis pelo usuário, bem como controladores ativos-ativos duplos. Os usuários podem puxar e trocar controladores online, bem como gerenciar o espelhamento de firmware entre os controladores. Isso facilita manter o sistema atualizado e sincronizado à medida que o firmware é enviado. As mesmas ferramentas de firmware integradas também podem ser aproveitadas para atualizar JBODs e discos conectados (qualquer coisa que os controladores possam ver).

Gerenciamento Dell EMC PowerVault ME4024

Para gerenciamento, o Dell EMC PowerVault ME4 utiliza o ME Storage Manager. Abrindo a tela inicial, os usuários podem acessar as configurações do sistema e configurar ações como o modo de porta do host. Na tela mostrada abaixo você pode ver a configuração por porta para cada conexão Fibre Channel (todas as portas configuradas para FC) e a opção de reconfigurar o array para iSCSI ou Híbrido. Você também pode observar o modo de conexão de porta para cada porta FC, que pode ser ajustado com base no fato de você conectar servidores ao array por meio de um switch ou conexão direta. Certos ambientes menores podem aproveitar esse tipo de topografia para reduzir custos e complexidade.

A próxima guia é a guia Sistema, que permite aos usuários obter uma visão geral rápida de várias partes do sistema. Passar o mouse sobre os elementos expande as informações desse item. Na guia Sistema, você pode ver a parte frontal ou traseira de forma gráfica ou todas as informações apresentadas em uma tabela de texto. Essa área é útil para detalhar detalhes do sistema, como níveis de desgaste da unidade, revisões de firmware ou outras estatísticas não diárias.

A guia Pools permite que os usuários configurem, obtenham informações ou excluam pools de armazenamento. Eles também obterão informações básicas, como capacidade, classe e capacidade disponível. Se os usuários estiverem adicionando discos à matriz, eles podem usar uma ação para adicionar um grupo de discos para expandir a capacidade de armazenamento.

Semelhante à guia Pools, a guia Volumes oferece aos usuários um rápido resumo dos volumes atuais criados com informações pertinentes e permite que novos volumes sejam criados ou os existentes sejam expandidos ou excluídos. Essa área também permite que os volumes sejam mapeados para os hosts e inclui opções de volume, como definir a prioridade da camada.

Dell EMC PowerVault ME4024 Configuração

O Dell EMC PowerVault ME4024 foi fornecido com 24 discos, metade dos quais são SSDs de leitura intensiva de 960 GB e a outra metade HDDs SAS 1.8K de 10 TB. O ME4024 oferece suporte para armazenamento em cache e camadas, sendo que a última oferece a vantagem de desempenho total do flash quando os dados são enviados para essa camada. Para acelerar nosso processo de teste e mostrar as características de desempenho de ambos os tipos de armazenamento, criamos pools de armazenamento de apenas flash ou apenas mídia giratória. Em um sistema de produção, os usuários teriam os dois tipos de armazenamento no mesmo pool, com o array gerenciando os dados movendo-se para cima e para baixo com base nos padrões de acesso.

Especificamente para armazenamento, aproveitamos o RAID10, que é comumente usado por clientes que compram esse array de armazenamento. Com 12 drives de cada tipo e um layout de dois controladores, nós os dividimos em dois grupos de seis drives. Isso nos permitiu criar um pool RAID10 de seis unidades em cada controlador, com três grupos de discos. Essa configuração foi usada para SSDs e HDDs separadamente.

Para a conectividade de back-end, o ME4024 suporta três modos; iSCSI, FC ou híbrido FC/iSCSI. O sistema foi fornecido com todas as óticas FC de 16 Gb, então optamos por uma configuração FC pura. Isso aproveitou todas as 8 portas (quatro por controlador) conectadas à nossa malha FC de comutador duplo. No total, isso permitiu uma largura de banda teórica de 128 Gb do array de armazenamento (16 GB/s), onde nosso cluster de 8 hosts de porta dupla suporta picos de 256 Gb ou 32 GB/s.

Análise de desempenho do Dell EMC PowerVault ME4024

Desempenho do SQL Server

O protocolo de teste OLTP do Microsoft SQL Server da StorageReview emprega o rascunho atual do Benchmark C (TPC-C) do Transaction Processing Performance Council, um benchmark de processamento de transações on-line que simula as atividades encontradas em ambientes de aplicativos complexos. O benchmark TPC-C chega mais perto do que os benchmarks sintéticos de desempenho para medir os pontos fortes de desempenho e os gargalos da infraestrutura de armazenamento em ambientes de banco de dados.

Cada VM do SQL Server é configurada com dois vDisks: volume de 100 GB para inicialização e um volume de 500 GB para o banco de dados e arquivos de log. Do ponto de vista dos recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 64 GB de DRAM e aproveitamos o controlador LSI Logic SAS SCSI. Embora nossas cargas de trabalho Sysbench testadas anteriormente tenham saturado a plataforma tanto em E/S de armazenamento quanto em capacidade, o teste SQL procura desempenho de latência.

Este teste usa o SQL Server 2014 em execução em VMs convidadas do Windows Server 2012 R2 e é enfatizado pelo Benchmark Factory da Dell para bancos de dados. Embora nosso uso tradicional desse benchmark tenha sido testar grandes bancos de dados de escala 3,000 em armazenamento local ou compartilhado, nesta iteração nos concentramos em distribuir quatro bancos de dados de escala 1,500 uniformemente em nossos servidores.

Configuração de teste do SQL Server (por VM)

Windows Server 2012 R2
Ocupação de armazenamento: 600 GB alocados, 500 GB usados
SQL Server 2014
- Tamanho do banco de dados: escala 1,500
- Carga de cliente virtual: 15,000
- Memória RAM: 48 GB
Duração do teste: 3 horas
- 2.5 horas de pré-condicionamento
- período de amostra de 30 minutos

Para nosso desempenho transacional do SQL Server, o Dell EMC PowerVault ME4 obteve um agregado de 12,622.2 TPS com VMs individuais variando de 3,152.5 TPS a 3,158.6 TPS.

Observando a latência média do SQL Server, o ME4 nos deu um agregado de 10.5ms com VMs individuais variando de 6ms a 15ms.

Desempenho do Sysbench MySQL

Nosso primeiro benchmark de aplicativo de armazenamento local consiste em um banco de dados Percona MySQL OLTP medido via SysBench. Este teste mede o TPS (transações por segundo) médio, a latência média e também a latência média do 99º percentil.

Cada VM do Sysbench é configurada com três vDisks: um para inicialização (~92 GB), um com o banco de dados pré-construído (~447 GB) e o terceiro para o banco de dados em teste (270 GB). Do ponto de vista dos recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 60 GB de DRAM e aproveitamos o controlador LSI Logic SAS SCSI.

Configuração de teste do Sysbench (por VM)

CentOS 6.3 64 bits
Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Tabelas de banco de dados: 100
- Tamanho do banco de dados: 10,000,000
- Segmentos de banco de dados: 32
- Memória RAM: 24 GB
Duração do teste: 3 horas
- 2 horas de pré-condicionamento 32 tópicos
- 1 hora 32 tópicos

Para o Sysbench, testamos conjuntos de VMs que incluem 4VM e 8VM. Para o teste transacional médio, o ME4 conseguiu atingir 9,330.1 TPS para 4VM e 13,606.8 TPS para 8VM.

Com latência média Sysbench, o ME4 teve latência de 13.7ms para 4VM e 18.9ms para 8VM.

Em nosso pior cenário (99º percentil) de latência, o ME4 conseguiu atingir 33.5ms para 4VM e 39.5ms para 8VM.

Análise de Carga de Trabalho do VDBench

Quando se trata de matrizes de armazenamento de comparação, o teste de aplicativo é o melhor e o teste sintético vem em segundo lugar. Embora não seja uma representação perfeita das cargas de trabalho reais, os testes sintéticos ajudam a estabelecer a linha de base dos dispositivos de armazenamento com um fator de repetibilidade que facilita a comparação entre soluções concorrentes. Essas cargas de trabalho oferecem uma variedade de perfis de teste diferentes, desde testes de "quatro cantos", testes de tamanho de transferência de banco de dados comuns, bem como capturas de rastreamento de diferentes ambientes VDI. Todos esses testes utilizam o gerador de carga de trabalho vdBench comum, com um mecanismo de script para automatizar e capturar resultados em um grande cluster de teste de computação. Isso nos permite repetir as mesmas cargas de trabalho em uma ampla variedade de dispositivos de armazenamento, incluindo arrays flash e dispositivos de armazenamento individuais.

perfis:

4K Random Read: 100% Read, 128 threads, 0-120% iorate
4K Random Write: 100% Write, 64 threads, 0-120% iorate
Leitura sequencial de 64K: 100% de leitura, 16 threads, 0-120% iorado
Gravação sequencial de 64K: 100% gravação, 8 threads, 0-120% iorado
Banco de Dados Sintético: SQL e Oracle
Clone completo de VDI e rastreamentos de clone vinculados

O Dell EMC PowerVault ME4 provavelmente será usado como híbrido, mas pode ser preenchido com todos os discos giratórios ou totalmente flash. Testamos SSDs e HDDs individualmente para dar aos leitores uma visão geral de como a unidade reagiria aos dados contidos nessas duas camadas. Quando operado com mídia giratória e flash dentro do mesmo pool, o sistema lidará automaticamente com a divisão de dados por níveis, com licenças incluídas na compra do ME4.

Para desempenho de leitura aleatória de 4K, os HDDs tiveram desempenho máximo ou 4,986 IOPS a uma latência de 820ms. Os SSDs conseguiram ficar abaixo de 1ms até cerca de 260K IOPS e atingiram o pico de 299,962 IOPS com uma latência de 13.6ms.

Com desempenho aleatório de gravação em 4K, os HDDs atingiram um pico de 3,621 IOPS e uma latência de 566 ms. Os SSDs permaneceram abaixo de 1ms até cerca de 150K IOPS e atingiram o pico de 167,569 IOPS com uma latência de 12.2ms.

Em seguida, passamos para testes sequenciais com nossos benchmarks de 64K. Com leitura, os HDDs atingiram um pico de 11,764 IOS ou 735 MB/s com uma latência de 41.5 ms (embora a latência tenha subido para cerca de 80 ms perto do meio do benchmark). Os SSDs tiveram latência abaixo de milissegundos até cerca de 34K IOPS ou cerca de 2.2 GB/s e atingiram o pico de 83,860 IOPS ou 5.2 GB/s com uma latência de 6 ms, novamente com um pico maior perto do meio (próximo de 9 ms).

Para gravação sequencial de 64K, os HDDs tiveram uma execução bastante consistente até atingir o pico de 13,664 IOPS ou 854 MB/s e uma latência de 18.3 ms. Os SSDs também tiveram uma grande execução em desempenho consistente e permaneceram abaixo de 1ms até cerca de 17.5K IOPS, chegando ao pico de aproximadamente 18,200 IOPS ou 1.15GB/s com uma latência de aproximadamente 12ms antes de cair no desempenho e sua latência aumentar.

Nosso próximo lote de benchmarks são nossos testes SQL. No SQL, o ME4 com HDDs atingiu o pico de 4,752 IOPS com latência de 215 ms. Os SSDs tiveram desempenho de latência abaixo de milissegundos até cerca de 227 IOPS e atingiram o pico de 251,860 IOPS com uma latência de 4 ms.

Para o SQL 90-10, os HDDs atingiram um pico de 4,441 IOPS e uma latência de 230ms. Os SSDs permaneceram abaixo de 1ms até cerca de 210K IOPS e atingiram o pico de 233,040 IOPS com uma latência de 4.4ms.

Com o SQL 80-20, os HDDs tiveram um desempenho máximo de 4,131 IOPS com uma latência de 244ms. Os SSDs permaneceram abaixo de 1ms até cerca de 195K IOPS e atingiram o pico de 214,547 IOPS com uma latência de 4.8ms.

Passando para nossas cargas de trabalho Oracle, vimos o pico de HDDs em 4,138 IOPS e uma latência de 302ms. Os SSDs mantiveram latência abaixo de milissegundos até cerca de 193K IOPS e atingiram o pico de 212,272 IOPS com uma latência de 5.98ms.

Para o Oracle 90-10, os HDDs atingiram um pico de 4,477 IOPS com uma latência de 152 ms antes de cair um pouco. Os SSDs rodaram abaixo de 1 ms durante a maior parte do teste e atingiram um pico de 231,521 IOPS com uma latência de 2.8 ms.

O Oracle 80-20 teve o pico de HDDs em 4,017 IOPS com uma latência de 175 ms. Os SSDs atingiram 193 IOPS abaixo de 1 ms e atingiram um pico de 213,965 IOPS com 3 ms de latência.

Em seguida, mudamos para nosso VDI Clone Test, Full and Linked. Para VDI Full Clone Boot, os HDDs atingiram um pico de 4,257 IOPS com uma latência de 249 ms. Os SDDs atingiram um pico de 212,565 IOPS e uma latência de 4.8 ms.

Com o VDI FC Initial Log In, os HDDs atingiram um pico de 3,614 IOPS e uma latência de 265ms. Os SSDs mantiveram latência abaixo de milissegundos até cerca de 70 IOPS e atingiram um pico de cerca de 76 IOPS a 10ms antes de cair um pouco.

O VDI FC Monday Login viu o pico dos HDDs em cerca de 3,400 IOPS com latência de 120 ms. Os SSDs permaneceram abaixo de 1ms até cerca de 75K IOPS e atingiram o pico de 83,371 IOPS com 5.9ms de latência.

Mudando para o VDI Linked Clone (LC), no teste de inicialização, os HDDs atingiram um pico de 5,588 IOPS com uma latência de 870ms. Os SSDs tiveram desempenho abaixo de milissegundos até cerca de 181 IOPS e atingiram o pico de 203,898 IOPS com uma latência de 2.5 ms.

Para VDI LC Initial Log In, os HDDs atingiram um pico de 4,067 IOPS com uma latência de 63.2 ms. O armazenamento flash permaneceu abaixo de 1ms até pouco menos de 50K IOPS e atingiu o pico de 54,120 IOPS com uma latência de 4.5ms.

Por fim, para VDI LC Monday Login, os HDDs atingiram um pico de cerca de 3,900 IOPS a aproximadamente 120ms antes de cair um pouco. Os SSDs permaneceram abaixo de 1ms até cerca de 49K IOPS e atingiram um pico de cerca de 57K IOPS com uma latência de 7ms.

Conclusão

Quando se trata de matrizes de armazenamento, nem todas as empresas procuram a caixa de maior desempenho com uma série de recursos. Muitas empresas estão procurando arrays de armazenamento de alto desempenho, confiáveis e acessíveis. Este é o ponto em que plataformas como o Dell EMC PowerVault ME4 entram, como uma oferta básica e com velocidade e preço adequados para a maioria dos casos de uso de SMB/edge. O ME4 bate fora do parque nesta frente, com um preço inicial abaixo de $ 10 e um modelo de preços construído conforme necessário. Os compradores do PowerVault ME4 também obtêm um pacote de licenciamento com tudo incluído, permitindo flash caching/tiering com suporte para implementações iSCSI ou FC, entre outros recursos.

Em termos de desempenho, o PowerVault ME4 oferece até 320 IOPS de taxa de transferência. Em nossos testes com uma configuração preenchida pela metade com flash de leitura intensiva, conseguimos apenas 300 IOPS de leitura 4K com dois pools RAID10 (um por controlador) em nosso ambiente virtualizado. O desempenho de gravação aleatória foi de 167k IOPS 4K, o que também é muito respeitável para uma plataforma de armazenamento neste segmento de mercado. A largura de banda medida também foi forte, com pico acima de 5 GB/s de leitura e 1.15 GB de gravação.

O que chama a atenção, no entanto, é o desempenho dele em nossos testes de aplicativos com foco no desempenho do SQL Server e do MySQL. Nessas áreas, vimos uma latência média de 10.5 ms no SQL Server, o que é muito bom mesmo quando comparado a arrays totalmente em flash muito mais caros. O desempenho do Sysbench foi escalado de 9K TPS para 13.6K TPS, o que novamente é muito forte. A única desvantagem dessa plataforma é que, ao tentar usá-la em um ambiente maior do que o pretendido, o desempenho falhará. Esse é o domínio dos produtos totalmente flash de médio porte, porém, que podem lidar melhor com o aumento de cargas. No jargão da Dell EMC, são as linhas Unity ou SC Storage.

No geral, porém, o ME4 sabe o que está tentando ser. Nossos resultados analisaram pools de HDD e totalmente flash. A maioria dos casos de uso ficará no meio como uma configuração ME4 híbrida. Alguns SSDs aceleram bastante os volumes de HDD. Caso haja um aplicativo que possa se beneficiar totalmente do flash, as organizações podem fixar volumes facilmente em uma camada flash. Embora a história de desempenho seja forte para o mercado de entrada, o restante do pacote também está lá. A GUI é fácil de entender e configurar, e as opções de expansão podem levar nosso modelo de análise até 3 PB, com o ME4084 chegando a 4 PB. Além disso, há um conjunto profundo de recursos empresariais. Essa faixa de preço tem muitas opções no mercado, mas não muitas opções “muito boas”. O PowerVault ME4 é um líder claro no mercado de armazenamento básico.