A linha de placas MegaRAID RAID da LSI tem uma enorme participação de mercado por um bom motivo, elas são vistas por muitos como o padrão de fato, graças ao hardware sólido e a uma fantástica pilha de software. É claro que os cartões MegaRAID da LSI são capazes de mais do que apenas unir unidades, seu complemento CacheCade Pro 2.0 aproveita o benefício de velocidade dos SSDs como pools de cache para uma matriz de disco rígido de maior capacidade.
A linha de placas MegaRAID RAID da LSI tem uma enorme participação de mercado por um bom motivo, elas são vistas por muitos como o padrão de fato, graças ao hardware sólido e a uma fantástica pilha de software. É claro que os cartões MegaRAID da LSI são capazes de mais do que apenas unir unidades, seu complemento CacheCade Pro 2.0 aproveita o benefício de velocidade dos SSDs como pools de cache para uma matriz de disco rígido de maior capacidade.
O conceito de cache é simples – neste caso, o LSI está usando CacheCade para armazenar dados solicitados com frequência no SSD (ou SSDs, até 32 são suportados). Quando dados dinâmicos são solicitados, o SSD responde, oferecendo grandes melhorias de latência em aplicativos de leitura e gravação intensivos. Todos os servidores da Web, de arquivos e de dados se beneficiam muito com o aumento das velocidades de leitura e gravação do cache. O CacheCade continua operando em segundo plano, usando seus algoritmos para adicionar ou remover arquivos do cache do SSD.
Talvez a melhor parte do CacheCade seja sua simplicidade e baixo custo total de propriedade. O pacote de software funciona com as famílias de placas RAID 9260 e 9280 da LSI e pode ser adquirido no site da LSI por US$ 270. O valor do TCO é enorme, pois não é mais necessário todo um conjunto de SSDs rápidos para obter acesso de baixa latência aos dados. O armazenamento em cache reduz os custos, permitindo que os usuários dimensionem um armazenamento de dados com discos mais baratos e adicionem apenas quantos SSDs forem necessários para lidar com os dados quentes. Ele também permite que a matriz de cache cresça conforme necessário, suportando a adição de SSDs à medida que os dados dinâmicos se expandem sem afetar o restante da matriz.
Especificações LSI MegaRAID CacheCade Pro 2.0
- Compatível com controladores da série MegaRAID SAS 9260/9261/9280
- Sistemas operacionais suportados – Todos os sistemas operacionais suportados pela placa controladora MegaRAID
- máx. Número de SSD em um pool de SSD CacheCade – 32
- máx. Número de SSC VD suportado por controlador - até 64
- máx. Capacidade CacheCade por controlador – 512 GB
- RAID 1, 10 proteção de cache de gravação SSD
Configuração e Configuração
Para mostrar as melhorias em vários cenários, construímos três plataformas de cache exclusivas para imitar um entusiasta, uma estação de trabalho e um ambiente de disco corporativo. Todas as três plataformas foram testadas por meio de nossa plataforma de teste Lenovo RD240 ThinkServer com um SAS/SATA 6.0Gb/s LSI MegaRAID 9260-8i como RAID e interface de cache. As seguintes configurações foram usadas para cada cenário:
Entusiasta:
- Quatro Discos rígidos Samsung 5,400TB F2EG SATA de 4 RPM em RAID6
- completa 240 GB OCZ Vertex 3 IOPS MÁXIMOS MLC-SSD para cache
- Capacidade utilizável de 3.6 TB
- Custo de 3.6 TB de SSDs: US$ 7,200
- Custo com cache SSD/HDD: $1,120
Workstation:
- completa Disco rígido Seagate Constellation ES.7,200 SAS de 3 RPM de 2 TB
- completa 240 GB OCZ Vertex 3 IOPS MÁXIMOS MLC-SSD para cache
- Capacidade utilizável de 2.8 TB
- Custo de 2.8 TB de SSDs: US$ 5,850
- Custo com cache SSD/HDD: $1,120
Empreendimento:
- Três Disco rígido Seagate Savvio 10,000K.600 SAS de 10 RPM 4 GB em RAID5
- completa SLC-SSD Micron P100 de 300 GB para cache
- Capacidade utilizável de 1.12 TB
- Custo de 1.12 TB de SSDs: US$ 12,000
- Custo com cache SSD/HDD: $2,170
Em cada cenário, estamos aproveitando a capacidade da matriz de disco rígido com um SSD de 100 a 240 GB para armazenamento em cache. No caso da configuração Enthusiast, seriam necessários mais de 16 SSDs de 240 GB para corresponder à capacidade total de armazenamento oferecida pelos discos rígidos de 5,400 RPM de baixa potência. Com um preço de mercado de cerca de US$ 450, essa matriz custaria mais de US$ 7,000. Usando o software CacheCade Pro 2.0 da LSI (supondo que você já possua a placa RAID), custa apenas $ 400 para os discos rígidos, mais $ 270 para o CacheCade Pro 2.0 e $ 450 para um único SSD. Aproximadamente US$ 7,200 contra US$ 1,120 para desempenho muito semelhante em t
Um dos pontos principais a serem entendidos com cada configuração é que entendemos que usuários diferentes terão necessidades diferentes em relação aos requisitos de espaço de armazenamento e tamanho dos dados ativos para armazenamento em cache. Em cada situação, porém, a economia de custos é incrível.
Pontos de referência sintéticos
Nosso método de teste do software CacheCade Pro 2.0 da LSI envolveu o benchmarking de cada grupo de unidades sem o cache ativado e, em seguida, o novo benchmarking de cada conjunto com uma zona de dados quentes de 25 GB e cache SSD em velocidade total. O que esses números mostram é o desempenho das velocidades de dados "frios" versus as velocidades de dados "quentes". Outra maneira de ver isso é ver o quão rápido é o armazenamento em cache ou como as velocidades em cache são limitadas apenas pela velocidade do seu array de armazenamento em cache SSD.
Sentimos que a melhor maneira de mostrar o CacheCade em ação era afastar-nos de nossos benchmarks sintéticos diretos (2 MB sequencial/aleatório, 4K aleatório) e usar apenas cargas de trabalho mistas para mostrar como o armazenamento em cache pode ajudar em um determinado cenário.
O primeiro é nosso perfil de banco de dados, com uma mistura de carga de trabalho de 67% de leitura e 33% de gravação centrada principalmente em tamanhos de transferência de 8K.
Olhando para o desempenho de cada uma das três matrizes, é difícil não ver o aumento drástico na velocidade. O desempenho em cache não é retido pela plataforma de cache, mas sim pela verdadeira velocidade do SSD que você está usando. A diferença é nada menos que incrível.
O próximo perfil analisa um servidor de arquivos, com carga de trabalho de 80% de leitura e 20% de gravação distribuída em vários tamanhos de transferência variando de 512 bytes a 64 KB.
A mesma tendência é seguida para o perfil do servidor de arquivos, com as velocidades de SSD/HDD em cache não sendo retidas por nada além de suas próprias velocidades individuais. Observando mais de perto o Seagate Savvio emparelhado com o SSD Micron P300 na profundidade de fila mais alta, a comparação é de 1,157 IOPS a 22,902 IOPS entre velocidades de dados frias e quentes
Nosso perfil de servidor da Web é somente leitura com tamanhos de transferência de 512 bytes a 512 KB.
Neste setup as configurações utilizando o processador SandForce SF-2200 ganharam no jogo de velocidade para o Micron P300 graças a suas velocidades de leitura mais rápidas e ofereceram enormes ganhos de performance. Olhando para a matriz RAID6 da Samsung, as velocidades saltaram de 478 IOPS ou 7.54 MB/s para 20,079 IOPS e 308 MB/s.
O último perfil analisa uma estação de trabalho, com uma mistura de 20% de gravação e 80% de leitura em torno de transferências de 8K.
Com uma alta mistura de transferências de leitura, todos os arrays têm um desempenho notavelmente bom com ganhos dramáticos em toda a linha. No caso do Seagate Constellation ES.2, o desempenho saltou de 267 IOPS para 32,422 IOPS no nível de profundidade de 128 filas.
Benchmarks do mundo real
Para realmente ver como as unidades funcionam sob cargas de trabalho normais, você precisa registrar o tráfego exato que está sendo passado de e para o dispositivo e, em seguida, usar isso para comparar as unidades umas com as outras. Por esse motivo, nos voltamos para nossos rastreamentos do StorageMark 2010, que incluem rastreamentos de consumidores que abrangem cenários de HTPC, produtividade e jogos e rastreamentos corporativos, incluindo um cenário de servidor de e-mail e servidor da web.
O primeiro teste da vida real é nosso cenário HTPC. Neste teste, incluímos: reproduzir um filme HD 720P no Media Player Classic, um filme SD 480P reproduzido no VLC, três filmes baixados simultaneamente pelo iTunes e um fluxo HDTV 1080i sendo gravado pelo Windows Media Center em um período de 15 minutos. Taxas de IOps e MB/s mais altas com tempos de latência mais baixos são preferidas. Nesse rastreamento, registramos 2,986 MB sendo gravados no drive e 1,924 MB sendo lidos.
Descobrimos que o CacheCade Pro 2.0 se saiu muito bem, registrando um ganho médio de 512% no rastreamento HTPC em nossas matrizes de teste.
Nosso segundo teste real abrange a atividade do disco em um cenário de produtividade. Para todos os efeitos, este teste mostra o desempenho do drive sob atividade diária normal para a maioria dos usuários. Este teste inclui: um período de três horas operando em um ambiente de produtividade de escritório com Vista de 32 bits executando Outlook 2007 conectado a um servidor Exchange, navegação na Web usando Chrome e IE8, edição de arquivos no Office 2007, visualização de PDFs no Adobe Reader e uma hora de reprodução de música local com duas horas adicionais de música online via Pandora. Nesse rastreamento, registramos 4,830 MB sendo gravados no drive e 2,758 MB sendo lidos.
No rastreamento de produtividade, o ganho médio foi de 1,080%, com o maior salto visto com o array Samsung F4EG com cache habilitado.
Nosso terceiro teste da vida real baseado em cliente cobre a atividade do disco em um ambiente de jogo. Ao contrário do rastreamento HTPC ou produtividade, este depende muito do desempenho de leitura de uma unidade. Para fornecer uma divisão simples das porcentagens de leitura/gravação, o teste HTPC é de 64% de gravação, 36% de leitura, o teste de produtividade é de 59% de gravação e 41% de leitura, enquanto o rastreamento de jogos é de 6% de gravação e 94% de leitura. O teste consiste em um sistema Windows 7 Ultimate de 64 bits pré-configurado com Steam, com Grand Theft Auto 4, Left 4 Dead 2 e Mass Effect 2 já baixados e instalados. O rastreamento captura a atividade de leitura pesada de cada carregamento do jogo desde o início, bem como as texturas à medida que o jogo avança. Nesse rastreamento, registramos 426 MB sendo gravados na unidade e 7,235 MB sendo lidos.
A melhoria média em nosso rastreamento de jogo pesado de leitura foi de 682%, com o maior salto visto pelo único Seagate Constellation ES.2.
Nosso primeiro rastreamento corporativo abrange um ambiente de servidor de correio do Microsoft Exchange. Capturamos a atividade de nosso servidor de e-mail StorageReview durante alguns dias. Este hardware de servidor consiste em um ambiente Dell PowerEdge 2970 executando o Windows Server 2003 R2 operando a partir de três discos rígidos SAS de 73 GB 10k em RAID5 no controlador integrado Dell Perc 5/I. O rastreamento consiste em muitas solicitações de transferência pequenas, com uma forte carga de leitura de 95% e tráfego de gravação de 5%.
O rastreamento do servidor de e-mail teve alguns dos maiores ganhos em toda a linha, com a média para cada configuração sendo 1,868% entre cache e sem cache.
Nosso rastreamento do servidor da web foi capturado em um servidor da web ao vivo que lida com milhares de visitantes por dia. Com o registro de visitantes ativos, um tamanho médio de transferência de 16K com um pico de 1024K, esse rastreamento foi pesado para gravação com uma mistura de 33% de leitura/67% de gravação.
Em nosso rastreamento de servidor da web, o ganho médio observado foi de 684% entre as matrizes de armazenamento sem cache e totalmente em cache.
Conclusão
A configuração de hardware/software CacheCade Pro 2.0 da LSI é realmente difícil de superar na área de armazenamento em cache, especialmente considerando o baixo custo do software. Vimos ganhos significativos em toda a linha ao comparar resultados de benchmark frios a quentes (cache completo), com o maior aumento no mundo real sendo em nosso rastreamento de servidor de e-mail, que teve uma melhoria de mais de 1,800%. A única coisa que impedia essas melhorias era a velocidade da matriz de cache SSD, que pode ser personalizada para atender às necessidades exatas do ambiente em que está sendo usada.
Quando se trata disso, todo o objetivo do cache é obter velocidades de SSD para dados acessados com frequência. Usando o CacheCade Pro 2.0, você pode criar uma matriz de discos rígidos do tamanho que desejar e adicionar apenas quantos SSDs precisar para atender aos requisitos de tamanho ou velocidade de dados quentes. A alternativa cara seria criar uma matriz inteiramente de SSDs para corresponder à capacidade necessária nas velocidades necessárias ou dimensionar uma matriz de milhares de discos rígidos curtos para atender ao requisito de IOPS sobre a capacidade necessária. Ambas as alternativas são muito caras, com o método de disco rígido de curso curto exigindo grandes quantidades de espaço físico e energia para implementar, tornando-o inviável na maioria dos casos.
O custo para implementar uma matriz CacheCade é mínimo de apenas US$ 270 para o pacote de software. Para o consumidor profissional ou entusiasta que precisa de mais velocidade em uma variedade de discos, é provável que você já tenha um cartão LSI MegaRAID compatível, portanto, adicionar o custo do software não é proibitivo. Do lado da empresa, você está quase definitivamente usando uma placa RAID LSI compatível e $ 270 é uma ninharia em comparação com o custo total do servidor ou matriz de armazenamento em uso. Em todos os casos, por um gasto mínimo de dinheiro, os usuários obtêm velocidades de SSD combinadas com armazenamento de disco rígido barato para a maior parte da carga - um dos poucos cenários em que todos saem ganhando em tecnologia.
Vantagens
- Muito rentável
- Ganhos de desempenho incríveis
- Compatível com vários sistemas operacionais por meio da extensa pilha de drivers do LSI
Desvantagens
- Pode ser um custo proibitivo em escalas menores (nível de entusiasta)
ponto de partida
O software MegaRAID CacheCade Pro 2.0 da LSI oferece a empresas e entusiastas uma maneira de aumentar as velocidades de SSD em uma grande matriz de discos rígidos, com custo adicional mínimo. Da estação de trabalho ao data center, o CacheCade oferece um valor fantástico e é absolutamente um aprimoramento obrigatório para quem procura obter o melhor desempenho por dólar de seu armazenamento.
