LSI MegaRAID CacheCade Pro 2.0 評測

LSI 的 MegaRAID RAID 卡系列擁有巨大的市場份額是有充分理由的，由於堅固的硬件和出色的軟件堆棧，它們被許多人視為事實上的標準。當然，LSI 的 MegaRAID 卡不僅僅能夠將驅動器連接在一起，他們的 CacheCade Pro 2.0 附加組件還利用 SSD 的速度優勢作為更大容量硬盤陣列的緩存池。

緩存的概念很簡單——在這種情況下，LSI 使用 CacheCade 將頻繁請求的數據存儲在 SSD（或 SSD，最多支持 32 個）上。當請求熱數據時，SSD 會做出響應，從而顯著改善讀取和寫入密集型應用程序的延遲。 Web、文件和數據服務器都將從提高的緩存讀取和寫入速度中受益匪淺。 CacheCade 繼續在後台運行，使用其算法在 SSD 緩存中添加或刪除文件。

也許 CacheCade 最好的部分是它的簡單性和低總擁有成本。該軟件包適用於 LSI 的 9260 和 9280 系列 RAID 卡，可在 LSI 網站上以 270 美元的價格購買。 TCO 價值巨大，因為不再需要整個快速 SSD 陣列來獲得對數據的低延遲訪問。緩存通過允許用戶使用更便宜的磁盤調整數據存儲的大小並僅添加處理熱數據所需的數量的 SSD 來降低成本。它還允許緩存陣列根據需要增長，支持在熱數據擴展時添加 SSD，而不會影響陣列的其餘部分。

LSI MegaRAID CacheCade Pro 2.0 規格

兼容 MegaRAID SAS 9260/9261/9280 系列控制器
支持的操作系統——MegaRAID 控制器卡支持的所有操作系統
最大限度。 CacheCade SSD 池中的 SSD 數量 – 32
最大限度。每個控制器支持的 SSC VD 數量 – 最多 64 個
最大限度。每個控制器的 CacheCade 容量 – 512GB
RAID 1、10 SSD 寫緩存保護

設置和配置

為了展示跨多個場景的改進，我們構建了三個獨特的緩存平台來模擬發燒友、工作站和企業磁盤環境。所有三個平台都通過我們的 Lenovo RD240 ThinkServer 測試平台進行了測試，使用 SAS/SATA 6.0Gb/s LSI MegaRAID 9260-8i 作為 RAID 和緩存接口。以下配置用於每個場景：

愛好者:

四 5,400RPM 三星 2TB F4EG SATA 硬盤在 RAID6 中
一 240GB OCZ 頂點 3 最大 IOPS MLC-SSD 用於緩存
3.6TB 可用容量
3.6TB 固態硬盤的成本：7,200 美元
SSD/HDD 緩存的成本： $1,120

工作站:

一 7,200RPM 3TB 希捷星座 ES.2 SAS 硬盤
一 240GB OCZ 頂點 3 最大 IOPS MLC-SSD 用於緩存
2.8TB 可用容量
2.8TB 固態硬盤的成本：5,850 美元
SSD/HDD 緩存的成本： $1,120

企業:

三 10,000RPM 600GB 希捷 Savvio 10K.4 SAS 硬盤驅動器在 RAID5 中
一 100GB 美光 P300 SLC-SSD 用於緩存
1.12TB 可用容量
1.12TB 固態硬盤的成本：12,000 美元
SSD/HDD 緩存的成本： $2,170

在每個場景中，我們都利用具有 100-240GB SSD 的硬盤驅動器陣列的容量進行緩存。在 Enthusiast 設置的情況下，它需要超過 16 個 240GB SSD 來匹配低功耗 5,400RPM 硬盤驅動器提供的總存儲容量。該陣列的零售價約為 450 美元，售價將超過 7,000 美元。使用 LSI 的 CacheCade Pro 2.0 軟件（假設您已經擁有 RAID 卡），硬盤驅動器只需 400 美元，加上 CacheCade Pro 270 2.0 美元，單個 SSD 450 美元。大約 7,200 美元對 1,120 美元，兩者的表現非常相似

了解每個設置的要點之一是我們了解不同的用戶在存儲空間要求和用於緩存的熱數據大小方面會有不同的需求。但是，在每種情況下，節省的成本都是驚人的。

合成基準

我們測試 LSI 的 CacheCade Pro 2.0 軟件的方法涉及在未啟用緩存的情況下對每組驅動器進行基準測試，然後使用 25GB 熱數據區和全速 SSD 緩存對每組進行重新基準測試。這些數字顯示的是“冷”數據速度與“熱”數據速度的性能。另一種看待它的方法是查看緩存的速度有多快，或者緩存的速度如何僅受 SSD 緩存陣列的速度限制。

我們認為，展示 CacheCade 運行情況的最佳方式是擺脫我們直接的綜合基準測試（2MB 順序/隨機，4K 隨機），並僅使用混合工作負載來展示緩存在給定場景中的幫助程度。

第一個是我們的數據庫配置文件，67% 的讀取和 33% 的寫入工作負載組合主要集中在 8K 傳輸大小上。

看看三個陣列中每一個的性能，很難不看到速度的急劇上升。緩存性能不會受到緩存平台的阻礙，而是您使用的 SSD 的真實速度。差異簡直令人驚嘆。

下一個配置文件著眼於一個文件服務器，80% 的讀取和 20% 的寫入工作負載分佈在從 512 字節到 64KB 的多種傳輸大小上。

文件服務器配置文件也遵循相同的趨勢，緩存的 SSD/HDD 速度除了它們自己的速度外，不會受到任何阻礙。仔細觀察 Seagate Savvio 在最高隊列深度與 Micron P300 SSD 的搭配，冷熱數據速度之間的比較是 1,157 IOPS 和 22,902 IOPS

我們的網絡服務器配置文件是只讀的，傳輸大小從 512 字節到 512KB 不等。

在此設置中，使用 SandForce SF-2200 處理器的配置在與 Micron P300 的速度遊戲中勝出，這要歸功於其更快的讀取速度和巨大的性能提升。看看三星 RAID6 陣列速度從 478 IOPS 或 7.54MB/s 躍升至 20,079 IOPS 和 308MB/s。

最後一個配置文件查看一個工作站，其中 20% 的寫入和 80% 的讀取混合在 8K 傳輸附近。

通過高度混合的讀取傳輸，所有陣列的性能都非常好，並且全面獲得了顯著的收益。對於 Seagate Constellation ES.2，在 267 隊列深度級別下，性能從 32,422 IOPS 躍升至 128 IOPS。

真實世界的基準

要真正了解驅動器在正常工作負載下的性能，您需要記錄傳入和傳出設備的確切流量，然後使用它來比較驅動器。為此，我們求助於 StorageMark 2010 跟踪，其中包括涵蓋 HTPC、生產力和遊戲場景的消費者跟踪以及包括郵件服務器和 Web 服務器場景在內的企業跟踪。

第一個真實測試是我們的 HTPC 場景。在此測試中，我們包括：在 Media Player Classic 中播放一部 720P HD 電影，在 VLC 中播放一部 480P SD 電影，通過 iTunes 同時下載三部電影，以及通過 Windows Media Center 在 1080 分鐘內錄製一個 15i HDTV 流。具有較低延遲時間的較高 IOps 和 MB/s 速率是首選。在此跟踪中，我們記錄了寫入驅動器的 2,986MB 和讀取的 1,924MB。

我們發現 CacheCade Pro 2.0 的表現非常好，在我們的測試陣列上的 HTPC 跡線中發布了 512% 的平均增益。

我們的第二個真實測試涵蓋了生產力場景中的磁盤活動。出於所有意圖和目的，此測試顯示了大多數用戶在正常日常活動下的驅動器性能。此測試包括：在辦公生產力環境中運行 32 位 Vista、運行 Outlook 2007 並連接到 Exchange 服務器、使用 Chrome 和 IE8 瀏覽網頁、在 Office 2007 中編輯文件、在 Adobe Reader 中查看 PDF 以及一小時通過 Pandora 播放兩小時的本地音樂和額外的在線音樂。在此跟踪中，我們記錄了寫入驅動器的 4,830MB 和讀取的 2,758MB。

在生產力跟踪中，平均增益為 1,080%，最大的躍升是啟用緩存的三星 F4EG 陣列。

我們的第三個基於客戶端的真實生活測試涵蓋了遊戲環境中的磁盤活動。與 HTPC 或 Productivity trace 不同，這個在很大程度上依賴於驅動器的讀取性能。簡單分解讀/寫百分比，HTPC 測試為 64% 寫入，36% 讀取，Productivity 測試為 59% 寫入和 41% 讀取，而遊戲軌跡為 6% 寫入和 94% 讀取。測試由預配置了 Steam 的 Windows 7 Ultimate 64 位系統組成，其中已經下載並安裝了 Grand Theft Auto 4、Left 4 Dead 2 和 Mass Effect 2。跟踪記錄了每個遊戲從一開始加載的大量讀取活動，以及遊戲進程中的紋理。在此跟踪中，我們記錄了寫入驅動器的 426MB 和讀取的 7,235MB。

我們的大量讀取遊戲軌蹟的平均改進是健康的 682%，單個 Seagate Constellation ES.2 看到的最大躍升。

我們的第一個企業跟踪涵蓋 Microsoft Exchange 郵件服務器環境。我們在幾天內捕獲了 StorageReview 郵件服務器的活動。該服務器硬件包括運行 Windows Server 2970 R2003 環境的 Dell PowerEdge 2，在 Dell Perc 73/I 集成控制器上以 RAID10 的形式運行三個 5GB 5k SAS 硬盤驅動器。跟踪由許多小的傳輸請求組成，具有 95% 的強大讀取負載和 5% 的寫入流量。

郵件服務器跟踪獲得了一些最大的全面收益，每個配置的緩存和未緩存之間的平均值為 1,868%。

我們的網絡服務器跟踪是在每天處理數千名訪問者的實時網絡服務器上捕獲的。對於活躍的訪問者日誌記錄，平均傳輸大小為 16K，峰值為 1024K，此跟踪是寫入密集型的，具有 33% 的讀取/67% 的寫入混合。

在我們的網絡服務器跟踪中，未緩存和完全緩存的存儲陣列之間的平均增益為 684%。

結論

LSI 的 CacheCade Pro 2.0 硬件/軟件設置在緩存領域真的很難被擊敗，特別是考慮到軟件的低成本。在比較冷和熱（完全緩存）基準測試結果時，我們看到了全面的顯著進步，其中最高的真實世界增長是在我們的郵件服務器跟踪中，它看到了超過 1,800% 的改進。唯一阻礙這些改進的是 SSD 緩存陣列的速度，可以對其進行定制以滿足其使用環境的確切需求。

歸根結底，緩存的全部意義在於為頻繁訪問的數據獲得 SSD 速度。使用 CacheCade Pro 2.0，您可以構建所需大小的硬盤驅動器陣列，並且只需添加滿足熱數據大小或速度要求所需的數量的 SSD。昂貴的替代方案是創建一個完全由 SSD 組成的陣列，以匹配所需速度下所需的容量，或者調整由數千個短行程硬盤驅動器組成的陣列的大小，以滿足 IOPS 對所需容量的要求。這兩種選擇都非常昂貴，短行程硬盤驅動器方法甚至需要大量的物理空間和功率才能實現，這使得它在大多數情況下甚至不可行。

實施 CacheCade 陣列的成本最低，軟件包僅為 270 美元。對於需要比磁盤陣列更快速度的專業消費者或發燒友，您可能已經擁有兼容的 LSI MegaRAID 卡，因此增加軟件成本並不令人望而卻步。在企業方面，您幾乎肯定會使用兼容的 LSI RAID 卡，與使用中的服務器或存儲陣列的總成本相比，270 美元微不足道。在所有情況下，只要花費最少的現金，用戶就可以獲得與廉價硬盤驅動器存儲相匹配的 SSD 速度，以應對大部分負載——這是技術領域為數不多的雙贏場景之一。

優點