Revisão iXsystems Titan 316J JBOD

O iXsystems Titan iX-316J é uma prateleira de expansão de armazenamento JBOD de 16 compartimentos de 3.5 ″. O JBOD tornou-se um elemento permanente do Laboratório de revisão de armazenamento, permitindo-nos conectar diretamente as unidades SATA ou SAS a um sistema de computação host por meio do expansor LSI 9207-8e SAS. O iX-316J pode ser usado em uma variedade de casos de uso, desde a aceitação de unidades SATA de até 64 TB, até as unidades mais rápidas de 2.5 ″ 10K e 15K, caso o usuário escolha seguir esse caminho. Nesta revisão, analisamos três conjuntos diferentes de discos rígidos, ilustrando claramente as compensações de desempenho versus capacidade que ocorrem com discos rígidos corporativos modernos.

O iXsystems Titan iX-316J é uma prateleira de expansão de armazenamento JBOD de 16 compartimentos de 3.5 ″. O JBOD tornou-se um elemento permanente do Laboratório de revisão de armazenamento, permitindo-nos conectar diretamente as unidades SATA ou SAS a um sistema de computação host por meio do expansor LSI 9207-8e SAS. O iX-316J pode ser usado em uma variedade de casos de uso, desde a aceitação de unidades SATA de até 64 TB, até as unidades mais rápidas de 2.5 ″ 10K e 15K, caso o usuário escolha seguir esse caminho. Nesta revisão, analisamos três conjuntos diferentes de discos rígidos, ilustrando claramente as compensações de desempenho versus capacidade que ocorrem com discos rígidos corporativos modernos.

O conceito de prateleira de armazenamento, ou JBOD, é um dos mais básicos na arquitetura de armazenamento. O chassi basicamente abriga as unidades, conectando-se a uma máquina host via cabo SAS e HBA no host. Esse tipo de arranjo continua a ser popular onde os usuários corporativos desejam manter o armazenamento local para o host, mas talvez tenham crescido fora dos compartimentos de unidade disponíveis ou tenham outros requisitos exclusivos e não precisem de uma SAN completa com seu próprios controladores de armazenamento. Na verdade, no futuro, mostraremos essas mesmas configurações de discos rígidos emparelhados com soluções de cache, para mostrar como o flash e o software podem beneficiar grandes matrizes de discos rígidos em um ambiente corporativo. Os casos de uso do JBOD continuam a se expandir com novas tecnologias e poder computacional poderoso no lado do host.

Especificações iXsystems Titan iX-316J

• Fator de forma: Chassi de armazenamento 3U com suporte para até 16 discos rígidos
• Dimensões: 17.2 ″ L x 5.2 ″ H x 25.5 ″ D
• Ventiladores: 6 x 40 × 56, conjunto de ventiladores PWM de 4 pinos
• Trilhos de montagem: Conjunto de trilhos, rápido/rápido
• Baías de disco rígido: 16 x 3.5” Hot-Swap SAS/SATA – as unidades SATA requerem placas complementares intermediárias
• Suporte RAID: Suportado através do controlador RAID da unidade principal
• Conformidade SAS2
• suporte de 6 GB
• Conectividade SAS: Compatível com qualquer adaptador de barramento de host SAS, SAS2.0 ou SAS3.0
• 2 x Conectores SFF-8088
• Fonte de alimentação: Fonte de alimentação redundante de alta eficiência de 720 W com PMBus

Visão geral do vídeo

Construir e projetar

O iXsystems Titan iX-316J é um gabinete de montagem em rack 3U com 16 compartimentos de unidade de 3.5 ″ acessíveis pela frente. Ele oferece uma interface HA SAS ativo-ativo para conectar-se a dois hosts, bem como uma porta de expansão para agrupar várias unidades JBOD. Ele suporta unidades de 3.5″ e 2.5″ nativamente, por meio do uso de caddies de unidade universal. Embora as unidades SAS e SATA sejam suportadas, as unidades SATA devem usar um adaptador para fornecer recursos de porta dupla. A frente do Titan 316J está equipada com um botão liga/desliga, bem como luzes de interface que mostram quando as conexões estão ativas e a unidade está online. Este chassi em particular foi projetado tendo em mente as tarefas do JBOD e do servidor de armazenamento, com algumas luzes não sendo conectadas em nossa configuração.

A parte traseira do iXsystems Titan iX-316J é muito básica, pois a unidade não contém nenhuma interface de computação que você possa encontrar em um servidor. As únicas conexões a esta unidade são duas fontes de alimentação e quatro conexões SAS. O link principal para o expansor interno é uma conexão SFF-4 de 8088 canais, dando à unidade uma velocidade máxima de transferência de cerca de 2,400 MB/s. Uma porta de cada lado é dedicada a uma conexão com o servidor que o hospedará, enquanto as outras duas são para conectar o 316J a outra prateleira JBOD.

Como a unidade e o painel traseiro são voltados para ambientes HA, a iXsystems nos forneceu adaptadores LSI SATA para SAS que usamos ao testar o JBOD com discos rígidos SATA. Os caddies da unidade foram projetados com esses adaptadores em mente, portanto, a instalação foi fácil.

Para instalação rápida e fácil em rack, o iXsystems inclui um kit de trilho deslizante com o Titan iX-316J JBOD. A instalação levou apenas alguns minutos, pois os trilhos se encaixaram em nosso rack sem o uso de ferramentas. Depois de instalado, você estende os trilhos de recepção, instala os trilhos de montagem na lateral do chassi e desliza a unidade para o lugar.

Histórico de testes e comparáveis

O iXsystems Titan 316J JBOD suporta discos rígidos SATA e SATA de 3.5″ e 2.5″. Para esta análise, usamos unidades SATA de 4 TB e 7,200 RPM de grande capacidade com adaptadores SAS, bem como unidades SAS de 2.5″ 10K e 15K.

Discos rígidos usados ​​nesta revisão:

• Toshiba MK01GRRB (147 GB, 15,000 RPM, 6.0 Gb/s SAS)
• Toshiba MBF2600RC (600 GB, 10,000 RPM, 6.0 Gb/s SAS)
• Hitachi Ultrastar 7K4000 (4 TB, 7,200 RPM, 6.0 Gb/s SATA)

Todos os dispositivos de armazenamento corporativo são comparados em nossa plataforma de testes corporativos de última geração com base em um Lenovo ThinkServer RD630. O ThinkServer RD630 é configurado com:

• 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0 GHz, 15 MB de cache)
• Windows Server 2008 R2 SP1 de 64 bits, Windows Server 2012 de 64 bits e CentOS 6.3 de 64 bits
• Chipset Intel C602
• Memória – 16GB (2 x 8GB) 1333Mhz DDR3 RDIMMs registrados
• HBA LSI 9207 SAS/SATA 6.0Gb/s

Análise de Carga de Trabalho Sintética Corporativa

Nosso processo de benchmark de armazenamento corporativo começa com uma análise do desempenho da unidade durante uma fase completa de pré-condicionamento. Cada uma das matrizes de disco rígido comparáveis ​​é configurada em RAID10, com permissão para sincronizar totalmente e, em seguida, testada sob uma carga pesada de 16 threads com uma fila pendente de 16 por thread até nossa carga leve de 2 threads com uma fila excelente de 2 por fio.

Atributos de desempenho que medimos em nossas cargas de trabalho aleatórias:

• Rendimento (Agregado de IOPS de Leitura+Gravação)
• Latência média (latência de leitura+gravação calculada em conjunto)
• Latência máxima (latência máxima de leitura ou gravação)
• Desvio padrão de latência (desvio padrão de leitura + gravação calculado em conjunto)

Nossa Enterprise Synthetic Workload Analysis inclui seis perfis, alguns baseados em tarefas do mundo real. Esses perfis foram desenvolvidos para facilitar a comparação com nossos benchmarks anteriores, bem como valores amplamente publicados, como velocidade máxima de leitura e gravação de 4K e 8K 70/30, que é comumente usado para unidades corporativas. Também incluímos duas cargas de trabalho mistas herdadas, o servidor de arquivos tradicional e o servidor da Web, cada um oferecendo uma ampla combinação de tamanhos de transferência.

• Seqüencial
  • 8K
    • 100% de leitura ou 100% de gravação
    • 100% 8K
  • 128K
    • 100% de leitura ou 100% de gravação
    • 100% 128K
• Aleatória
  • 4K
    • 100% de leitura ou 100% de gravação
    • 100% 4K
  • 8K 70/30
    • 70% de leitura, 30% de gravação
    • 100% 8K
  • Servidor de arquivos
    • 80% de leitura, 20% de gravação
    • 10% 512b, 5% 1k, 5% 2k, 60% 4k, 2% 8k, 4% 16k, 4% 32k, 10% 64k
  • webserver
    • 100% lido
    • 22% 512b, 15% 1k, 8% 2k, 23% 4k, 15% 8k, 2% 16k, 6% 32k, 7% 64k, 1% 128k, 1% 512k

O primeiro teste que analisamos ao medir o desempenho do iXsystems Titan iX-316J é leitura e gravação sequencial de 8K. Neste teste, em que tanto a velocidade do eixo quanto a densidade de área entram em jogo, o Hitachi Ultrastar 7,200K7 RAID4000 de 10 RPM ofereceu a velocidade de leitura de 8K mais rápida, medindo 911 MB/s, enquanto o Toshiba 15K RAID10 mediu 811 MB/s e o Toshiba 10K RAID10 mediu 612MB/s. Comparando as velocidades de gravação, o RAID15 de 10K mediu 186MB/s, enquanto o RAID10 de 10K mediu 178MB/s e o RAID7.2 de 10K mediu 82MB/s.

Nosso próximo teste sequencial mediu as velocidades de transferência de blocos grandes. Neste teste, o array SAS de 15K mediu 1,535MB/s de leitura e 839MB/s de gravação, com o array SATA de 7.2K medindo 1,361MB/s de leitura e 912MB/s de gravação, e o array SAS de 10K vindo em último lugar com 1,142MB/s leitura e gravação de 540 MB/s.

Para os benchmarks restantes nesta revisão, mudamos de testes sequenciais para testes totalmente aleatórios. Do iX-316J, conseguimos 6,162 IOPS 4K de leitura e 3,474 IOPS 4K de gravação de drives SAS de 15K, 4,379 IOPS de leitura de 4K e 2,361 IOPS de gravação de 4K de drives SAS de 10K e 2,218 IOPS de leitura de 4K e 1,069 IOPS de gravação de 4K de 7.2 Unidades K SATA.

Comparando a latência média em nosso teste aleatório 100% 4K, quando o iXsystems Titan iX-316J está equipado com drives SAS de 15K, os tempos de resposta foram tão baixos quanto 41ms de leitura e 73ms de gravação. Com unidades SATA de 7.2K de armazenamento em massa maiores instaladas, a latência de leitura aumentou para 115ms e a latência de gravação subiu para 239ms com uma profundidade de fila efetiva de 256.

Comparando a latência máxima, os arrays de 10K e 15K ofereceram os tempos de resposta de pico mais baixos, com o array de 7.2K tendo o maior.

Comparando a consistência de latência em nosso iX-316J, o array SAS de 15K ofereceu o menor desvio padrão de latência de leitura e desvio padrão de gravação. Houve solavancos lineares descendo para uma velocidade de eixo de 10K ou 7.2K, o que mostra que faz sentido entender a carga de trabalho e escolher as unidades que fazem mais sentido de acordo com os requisitos.

Mudando para nosso perfil 8K 70/30 com escala de carga de trabalho de 2T/2Q para 16T/16Q, medimos uma taxa de E/S de pico de 4,803 IOPS do array 15K SAS RAID10, 3,600 IOPS do array 10K e 1,673 IOPS de a matriz de 7.2 K.

Se o requisito fosse manter a latência abaixo de 20ms, o ponto de velocidade dos arrays SAS de 10K e 15K foi encontrado com uma profundidade de fila efetiva de 32 ou menos. Nessa configuração, a taxa de transferência máxima mediu 2,686 IOPS do array SAS de 15K e 2,055 IOPS do array SAS de 10K. Mantendo o mesmo requisito para o array SATA de 7.2 K, seu ponto ideal foi uma profundidade de fila efetiva de 8 ou menos, que oferece uma taxa de transferência de pico de 460 IOPS.

Para cada velocidade do fuso, manter a profundidade efetiva da fila abaixo de 32 manteve os tempos máximos de resposta os mais baixos, com o maior impacto observado na matriz de 7.2 K.

Em termos de consistência de latência, os drives SAS de 10K e 15K ofereceram desempenho semelhante em profundidades de fila mais baixas, com a vantagem dada aos drives SAS de 15K nas profundidades de fila efetivas mais altas.

Mudando para a carga de trabalho do servidor de arquivos, o impacto da velocidade do eixo em nosso iX-16J de 316 baias tornou-se mais aparente. Em uma profundidade de fila efetiva de pico de 256, o array SAS de 15K mediu 4,943 IOPS com o array SAS de 10K medindo 3,652 IOPS. O array de 7.2K ofereceu apenas 1,296 IOPS em seu ponto mais alto.

Comparando a latência média entre cada tipo de drive em nosso JBOD de 16 baias, os drives SAS de 10K e 15K ofereceram o melhor desempenho em nossa carga de trabalho do servidor de arquivos, com o array de 7.2K tendo maior latência nessa área. Em termos de desempenho ideal versus latência, os arrays SAS ofereceram o melhor desempenho sem se sobrecarregar com alta latência em profundidades de fila inferiores a 32 para os arrays de 10K e 64 para os arrays de 15K.

Comparando os tempos de resposta de pico, dois arrays SAS mantiveram a latência abaixo de 500ms em profundidades de fila efetivas 64 e abaixo. A partir do array SATA de 7.2 K, cargas efetivas de profundidade de fila acima de 32 causaram picos dramáticos nos tempos de resposta de pico.

Comparando o desvio padrão de latência em nosso perfil de servidor de arquivos, encontramos um desempenho semelhante de nossos arrays de 10K e 15K, onde o array de 15K tinha a vantagem nas profundidades de fila efetivas mais altas. Nesse perfil de transferência específico, os discos rígidos mais lentos de 7.2 K tiveram mais dificuldade em manter a latência consistente à medida que a carga aumentava em uma taxa efetiva de 32.

Nosso último perfil que cobre a atividade simulada do servidor da Web é totalmente somente leitura. Nesta configuração, os discos rígidos de 7,200 RPM foram capazes de se manter melhor do que em testes anteriores com atividade de gravação misturada. , 5,786 IOPS com nosso array SAS de 15K e 4,068 IOPS com o array SATA de 10K.

Os arrays SAS de 10K e 15K dentro do iXsystems Titan iX-316J foram capazes de manter a latência média sob controle em profundidades de fila efetivas abaixo de 64, com o array de 7.2K tendo um limite inferior de 32 antes que a latência média aumentasse significativamente.

A latência máxima em nosso teste de servidor Web teve resultados semelhantes aos da seção de latência média, onde os tempos de resposta de pico foram mantidos no mínimo em profundidades de fila efetivas abaixo de 64 ou 32 (para arrays SAS de 10/15K e array SATA de 7.2K, respectivamente).

Sem atividade de gravação, o array SAS de 15K teve o melhor desvio padrão de latência em toda a gama de níveis de encadeamento e fila, seguido pelos arrays de 10K e depois de 7.2K. O mesmo aconteceu com o ponto ideal, com melhor consistência abaixo de EQD64 para os fusos mais rápidos e EQD32 para a matriz de 7.2K.

Conclusão

Muitas vezes, um JBOD sem cabeça faz todo o sentido para as crescentes necessidades de armazenamento. O iXsystems Titan iX-316J fornece um chassi 3U fácil de configurar que, com discos rígidos de 4 TB, pode suportar uma capacidade total de 64 TB. É claro que, como mostramos, ele se adapta facilmente a unidades de 2.5″, embora você desista dos benefícios de densidade neste caso em comparação com as opções SFF de 2 compartimentos iXsystems 24U. Quando se trata de compatibilidade, o Titan iX-316J pode se conectar a HBAs e placas RAID por meio de uma conexão SFF-8088 padrão do setor. A única desvantagem, que se aplicaria apenas se você instalasse SSDs neste array, é que uma única conexão SAS de 4 canais é limitada a 2,400 MB/s em SAS 6.0 Gb/s. Esse limite não impedirá as unidades de prato, mas as unidades flash com pico de 500 MB/s+ cada exigiriam mais conexões miniSAS para utilizar todo o seu potencial.

As matrizes de disco rígido de 10K e 15K ofereceram a maior taxa de transferência e a menor latência em nossas cargas de trabalho mistas de atividade aleatória. Em cargas de trabalho sequenciais, o array RAID7.2 de 10 K oferece a maior velocidade de leitura de 8 K e velocidade de gravação de 128 K. Para os compradores corporativos decidirem qual o melhor disco rígido para uma aplicação específica, eles precisam pesar os requisitos de capacidade em relação às necessidades de desempenho e, em seguida, considerar o custo. As unidades de 7.2 K oferecem a melhor capacidade por dólar, mas não conseguem igualar o desempenho de E/S das unidades de 10 K e 15 K mais rápidas. Para certas necessidades, como backups ou armazenamento em massa, o acesso aleatório não é tão importante, tornando os discos rígidos de 7.2 K mais atraentes. Em qualquer situação, porém, o Titan iX-316J da iXsystems funcionou muito bem, independentemente do tamanho da unidade ou da interface.

Vantagens

• Implantação fácil na infraestrutura HA
• Funciona com discos rígidos SAS e SATA
• Compatível com qualquer coisa que suporte JBOD sobre SFF-8088
• Inclui fontes de alimentação duplas

Desvantagens

• Não há suporte de taxa de transferência suficiente para SSDs em determinados cenários

ponto de partida

O iXsystems Titan iX-316J é um sistema de armazenamento headless simples de implantar que possui uma ampla variedade de casos de uso para a empresa. Embora o armazenamento de conexão direta não precise ser complexo, ele precisa funcionar de maneira confiável, o que o iX-316J fez em três conjuntos de discos rígidos SATA e SAS.

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