Violino WFA-64 Windows Flash Array Review

O Violin Windows Flash Array (WFA) é uma solução de armazenamento SMB e NFS totalmente flash que combina a arquitetura Flash Fabric da Violin Memory com o Windows Storage Server 2012 R2 para oferecer uma solução simples de armazenamento de servidor de aplicativos no estilo dispositivo com 10 Gb Ethernet e 56 Gb FDR InfiniBand conectividade. A Violin e a Microsoft colaboraram no desenvolvimento do WFA, como otimizações de kernel do Windows Server que permitem que o WFA aproveite totalmente o protocolo SMB 3.0 com suporte para SMB Direct sobre interfaces de rede habilitadas para RDMA.

O Violin Windows Flash Array (WFA) é uma solução de armazenamento SMB e NFS totalmente flash que combina a arquitetura Flash Fabric da Violin Memory com o Windows Storage Server 2012 R2 para oferecer uma solução simples de armazenamento de servidor de aplicativos no estilo dispositivo com 10 Gb Ethernet e 56 Gb FDR InfiniBand conectividade. A Violin e a Microsoft colaboraram no desenvolvimento do WFA, como otimizações de kernel do Windows Server que permitem que o WFA aproveite totalmente o protocolo SMB 3.0 com suporte para SMB Direct sobre interfaces de rede habilitadas para RDMA.

O WFA é construído na plataforma 3U Violin All Flash Array 6000, com lâminas duplas que executam o Windows Storage Server como um cluster de 2 nós que pode ser dimensionado para uma capacidade bruta de 280 TB. O sistema é dimensionado adicionando novos dispositivos WFA ao cluster do Windows em incrementos de 35 ou 70 TB de capacidade bruta para até 4 arrays ou 8 nós. O Violin usa um modelo de licenciamento de locação de servidor e "pague conforme o crescimento" projetado para aproveitar os recursos de dimensionamento sem interrupções da plataforma que permite aos usuários licenciar uma capacidade menor em vez de uma matriz completa e aumentar a utilização ao longo do tempo. Esta revisão é baseada no desempenho do WFA-64, o maior array na linha Windows Flash Array em 64x1TiB Violin Inline Memory Modules (VIMMs).

Um dos principais pontos de venda do Windows Flash Array é seu suporte abrangente para o protocolo SMB 3.0 via Windows Server 2012 R2. Por exemplo, o SMB 3.0 inclui suporte multicanal para agregar várias portas de rede para failover e maior desempenho. Ao contrário da ligação e agregação de porta baseada em bloco, que deve manter os pacotes individuais intactos à medida que são divididos entre as interfaces, o SMB Multicanal é capaz de dividir pacotes individuais para transmissão em vários links. Dependendo do ambiente e da carga de trabalho, essa forma de agregação tem o potencial de melhorar a latência e a taxa de transferência.

O suporte completo para SMB 3.0 também significa que o Windows Flash Array pode aproveitar a nova adição de acesso remoto direto à memória (RDMA) para SMB, um recurso denominado SMB Direct. O SMB Direct permite que as interfaces de rede acessem diretamente a RAM do sistema em vez de passar pelo sistema operacional para reduzir a latência da rede e a utilização da CPU. De acordo com a Microsoft, o SMB Direct reduz o consumo de CPU do servidor de aplicativos em 30%, com as cargas de trabalho intensivas de E/S sendo as mais beneficiadas. Violin também é rápido em apontar que essa maior eficiência da CPU tem um resultado financeiro para aplicativos que avaliam taxas de licença por núcleo.

Nosso modelo de análise é o Violine WFA-64, com um preço sugerido de cerca de US$ 585,000.

Especificações do violino WFA-64

• Tipo de Flash: MLC
• Capacidade Bruta: 64TiB / 70TB
• Capacidade máxima utilizável: 40 TiB / 44 TB
• Máximo de 4K IOPS: 1,100,000
• Latência mínima: 220 μsec
• Contagem VIMM (Dados + Hot Spares): 60+4
• Confiabilidade/resiliência: configuração de hardware altamente disponível; Módulos controladores vRAID duplos ou quádruplos baseados em hardware de nível do sistema; 2 Módulos Controladores de Array e Gateways de Memória; Disponibilidade de 99.999%
• E/S/Conectividade: 8 x 56 Gb FDR Infiniband ou 8 x 40 Gb Ethernet
• Altura: 3RU
• Largura: 17.5 "
• Profundidade: 27 ″
• Gerenciamento de cabos: 6″
• Peso: 92lbs
• Potência: 1500W
• Arrefecimento: 4961 BTU/h
• Flash Endurance: Coberto por 3 anos de garantia ou contrato de manutenção, o que for maior

Construir e projetar

O Windows Flash Array incorpora dois servidores blade executando o Windows Server 2012 R2, localizados no lado esquerdo do chassi. Ao implantar o WFA com interfaces de rede habilitadas para RDMA, localizadas logo atrás dos blades de servidor, o array pode usar o SMB Direct para melhorar o desempenho e diminuir a latência. A frente do chassi é principalmente uma enorme grade de entrada para os grandes ventiladores de resfriamento, bem como uma alça robusta e LEDs de status.

Os Violin Intelligent Memory Modules (VIMMs) do WFA estão localizados atrás dos ventiladores no centro do chassi. Os VIMMs são a alternativa do Violin para armazenamento SSD e gerenciam coleta de lixo, nivelamento de desgaste e gerenciamento de erro/falha para sua mídia de armazenamento subjacente. Os VIMMs são compostos de um controlador flash baseado em lógica, processador de gerenciamento, DRAM para metadados e NAND Flash para armazenamento. Cada um pode ser trocado a quente para facilitar a manutenção e em um fator de forma de cartão em vez de um SSD tradicional de 2.5 ″.

Na parte traseira do chassi, vemos a alimentação primária e a conectividade de rede.

Sistema de Gestão e Operação

O núcleo da experiência de gerenciamento do Windows Flash Array é a forte integração da plataforma com as instâncias do Windows Server 2012 R2 executadas nos servidores blade duplos do array. As implantações WFA são projetadas para serem gerenciadas por meio do Microsoft System Center e do PowerShell, o que permite que as organizações que já possuem capacidade administrativa da Microsoft simplifiquem seus processos evitando a sobrecarga de outro ambiente de gerenciamento.

Essa abordagem permite que o Violin ganhe vantagem sobre os arrays concorrentes que ainda precisam fornecer suporte para o Microsoft SMB Direct para aumentar o desempenho do array e do servidor de aplicativos. De acordo com a Violin, o WFA com SMB Direct pode reduzir a utilização da CPU do SQL Server em até 30%, alcançando assim uma taxa de transferência sustentada de 1.1 milhão de IOPS de 4K e 4 GB/s de largura de banda nos benchmarks do fabricante.

O Windows Flash Array oferece controle granular sobre a implantação do serviço de dados, permitindo que a desduplicação e outros recursos sejam ativados seletivamente para nós e compartilhamentos.

O WFA opera como um Windows Failover Cluster Failover em uma configuração ativo-ativo e pode usar SMB Multipathing para detectar falhas de conectividade e redirecionar o tráfego. Ele também oferece Hyper-V Replica para replicação assíncrona de máquinas virtuais junto com migração de VM ao vivo. Grande parte dessa funcionalidade é focada no protocolo SMB; A Live Migration só está disponível via SMB.

Teste de Desempenho

O objetivo de obter o Violin WFA no laboratório era multifacetado. Primeiro, tínhamos o objetivo de nos integrar com muitos de nossos grandes parceiros. Aproveitamos a experiência da Dell para obter o máximo do PowerEdge R920 plataforma de teste. A Mellanox contribuiu com o suporte de configuração Infiniband e a Microsoft estava disponível para garantir que as melhores práticas do SMB 3.0 fossem usadas. Em segundo lugar, queríamos implantar um benchmark mais intensivo em nosso laboratório, projetado para enfatizar todas as configurações de flash de ponta, como o WFA e o restante da linha Violin. Assim, fizemos uma parceria com a Stream Financial para replicar seus Teste de desempenho do DataFusion em nosso laboratório. Por fim, queríamos ser capazes de superar os resultados que o Violin havia produzido com este teste anterior, estabelecendo um novo limite máximo para o que o armazenamento flash é capaz de fazer.

DataFusion em sua forma mais simples é projetado para demonstrar o processamento e agregação de mais de um trilhão de linhas de dados de risco, contendo 13 trilhões de pontos de dados, um ponto de risco por linha. O teste analisa um caso de uso de big data muito real, em que a tomada de decisões pode ser dificultada pelo tempo necessário para processar os dados. O teste imita um ambiente de negociação com dados de risco contendo intervalos de risco para delta, gama, vega e teta para carteiras de negociação durante um período de 12 anos. Para simular uma visão de negócios típica, os dados foram agregados usando consultas SQL 'where', 'like' e 'group by' para mostrar a exposição ao risco agrupada por tipo de risco, moeda e contraparte. A pegada geral do banco de dados altamente compactado é de pouco mais de 8 TB, expandida excede 100 TB. Para efeitos deste teste, a base de dados é executada sem indexação, obrigando o servidor e o armazenamento a processar todos os dados em tempo real.

O teste inicial feito por “The Test People” fora do Reino Unido foi um pouco modesto em comparação com a configuração do R920 em nosso laboratório. Suas descobertas usaram uma interface Violin WFA-32 com uma única CPU Intel Xeon E5-2690 v2 @3.00GHZ. O processo de teste levou 4 horas e 19 minutos. Eles comentaram ainda que “o tempo de processo pode ser reduzido ainda mais com o dimensionamento dos servidores e arrays”.

Com o desafio lançado e o Violin nos fornecendo um WFA-64 para usar por algumas semanas, procuramos ver o quanto poderíamos forçar o flash Violin, o Windows e o tecido Infiniband. Aproveitamos um Dell PowerEdge R920 para ver até onde poderíamos diminuir os tempos de processamento usando apenas um servidor incrivelmente poderoso. A configuração do nosso R920 oferecia 138 GHz de potência agregada de processamento da CPU, contra 30 GHz que o comunicado de imprensa original utilizava.

Dell Power Edge R920

• Quatro CPUs Intel E7-4870 v2 (2.3 GHz, 15 núcleos, 30 MB de cache)
• 512 GB de RAM (8 GB x 64 DDR3, 128 GB por CPU)
• 2x 300GB 10K SAS RAID1 Boot
• 4 adaptadores InfiniBand de porta dupla Mellanox ConnectX-3

Com nossa nova plataforma de teste escolhida e configurada com Windows Server 2012 R2, conseguimos saturar completamente o R920 durante o benchmark. A utilização da CPU foi de 90 a 100% durante o teste, com 2 a 3 GB/s de tráfego na rede. Quando tudo foi dito e feito, concluímos com um tempo incrivelmente baixo de 56 minutos e 16 segundos. Isso reduziu cerca de 80% do tempo de processamento original, mostrando os benefícios do servidor de quatro CPUs, como o Dell PowerEdge R920, em tarefas pesadas de computação combinadas com uma interconexão rápida, como nossa estrutura Mellanox Infiniband. Embora o tempo de referência tenha melhorado drasticamente, o WFA-64 ainda tinha espaço livre em ambos os controladores e largura de banda disponível para ser aproveitada.

Conclusão

As matrizes de armazenamento totalmente em Flash são fundamentalmente um exercício para extrair o máximo desempenho possível de uma única plataforma. O Violin Windows Flash Array adota uma abordagem muito específica para maximizar o desempenho da plataforma de array All-Flash do Violin, concentrando-se em ajustes e integrações para organizações que precisam de armazenamento para cargas de trabalho do servidor de aplicativos baseado em Windows e o protocolo SMB. O argumento de Violin parecerá convincente para muitos administradores: ao se comprometer totalmente com o conjunto de recursos e o paradigma de gerenciamento do Windows Server, o Windows Flash Array será mais simples e mais barato de implantar e gerenciar. Para lojas do Windows, isso provavelmente é verdade e, para quem usa outras plataformas, a Violin 7000 Flash Storage Platform é uma matriz mais tradicional que se encaixaria melhor lá.

Nossos testes nesta revisão são um pouco limitados ao tempo necessário para configurar o novo ambiente de teste e, geralmente, o acesso ao array. Embora não pretendam ser abrangentes, os pontos de dados são encorajadores ao considerar os resultados que encontramos. Nosso teste, embora com hardware substancialmente aprimorado, reduziu o tempo que o benchmark levou para ser concluído em pouco menos de 80%. Isso é bastante impressionante, dada a densidade geral da matriz e do R920 combinados. Com algum espaço sobrando no WFA-64, um hardware de computação mais rápido ou mais novo pode alcançar resultados ainda melhores. Dadas as novas plataformas quad-CPU como o R930, esperamos que ainda mais desempenho possa ser extraído do Violin WFA, que nem sequer está executando as mais recentes CPUs Intel Haswell internas.

O WFA não é isento de concessões, as CPUs não foram atualizadas para a última oferta da Intel e, além das vantagens de design de hardware que o Violin oferece, não há muito “molho especial” no lado do software que a Microsoft não esteja fornecendo. Isso não é necessariamente um problema e, em ambientes Windows, provavelmente é um benefício. A questão vai simplesmente se resumir a quanto uma empresa precisa desse nível de desempenho em relação às ofertas de SAN mais tradicionais. Pelo que vimos nessa interação limitada, porém, é que o WFA realmente grita se você tiver computação suficiente para acioná-lo e um aplicativo altamente sensível à latência. Não vimos nada em outras caixas do Windows ou mesmo em soluções DIY totalmente em flash que nos levem a acreditar que há uma opção melhor nesta categoria.

Página do produto Violin Windows Flash Array

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