GRAID SupremeRAID SR-1000 Testbericht

GRAID Technology brachte im Sommer sein erstes Produkt auf den Markt, das für die Bewältigung moderner Durchsatzherausforderungen durch NVMe-SSDs konzipiert ist. GRAID SupremeRAID, so heißt es, sei „die weltweit erste NVMe-RAID-Karte, die 100 % verfügbare SSD-Leistung liefert“. Abgesehen vom kleinen Marketing trifft GRAID tatsächlich auf ein sehr reales Problem: Herkömmliche RAID-Karten können nicht die gesamte Leistung liefern, die moderne SSDs zu bieten haben. GRAID ist dank einer völlig neuartigen Architektur deutlich anders. Sie sehen, GRAID SupremeRAID verwendet keine ältere RAID-Karte; Es verwendet eine GPU, um die Arbeit zu erledigen. 

Was stimmt nicht mit herkömmlichen NVMe-RAID-Karten?

Herkömmliche Hardware-RAID-Karten haben bis zu einem gewissen Punkt gut funktioniert. Da NVMe-SSDs mittlerweile so schnell sind, ist Hardware-RAID ein limitierender Faktor. Es ist nicht so, dass die RAID-Karten selbst nicht funktionieren, es ist einfach eine Frage der Mathematik. Ein Server mit einem Gen4-PCIe-Steckplatz kann nur hoffen, 16 GB/s aus einem x8-Steckplatz oder 32 GB/s aus einem x16-Steckplatz zu erreichen.

RAID-Karten sind üblicherweise vom Typ x8 , was bedeutet, dass man selbst für moderate NVMe-Flash-Speicherbestände in einem einzelnen Server mehrere RAID-Karten benötigt. Eine gängige Enterprise-SSD wie die Intel P5510 erreicht beispielsweise eine sequentielle Lesegeschwindigkeit von 7000 MB/s. Selbst wenn man die Unterschiede zwischen technischen Daten und tatsächlicher Leistung berücksichtigt, bedeutet dies, dass zwei SSDs bei dieser speziellen Arbeitslast die Kapazität einer herkömmlichen RAID-Karte voll ausschöpfen.

Natürlich werden nicht alle Workloads einfache sequentielle Lesevorgänge sein, aber der Punkt bleibt bestehen. Die Unterbringung von 24 NVMe-SSDs in einem Standard-2U-Server auf Standard-Hardware-RAID-Karten ist kompliziert, teuer und kann die Systemleistung beeinträchtigen. Allerdings waren auch die Alternativen wie Software-RAID nicht so toll. Software-RAID lässt sich einfach und ohne Kosten für eine RAID-Karte einrichten, beansprucht jedoch viele CPU-Ressourcen, was zu Leistungseinbußen führt.

Geben Sie GRAID SupremeRAID ein

Wie bereits erwähnt, besteht der große Unterschied zum Sprung darin, dass GRAID SupremeRAID auf einer NVIDIA T1000-GPU basiert. Dieses kleine Detail ist für die meisten GRAID-Kunden, denen nur die Ergebnisse am Herzen liegen, nicht besonders interessant, aber für unser Publikum ist dies eine äußerst interessante Tatsache. Die GPU bietet viele Vorteile, wenn es darum geht, Engpässe im NVMe-RAID zu beheben.

Zunächst einmal verarbeitet die SupremeRAID-Karte die I/O direkt und entlastet so die CPU von dieser Aufgabe. Und da es sich bei der Karte um eine GPU handelt, verfügt sie über eine enorme Rechenleistung, die bei Standard-RAID-Karten einfach nicht vorhanden ist. Der RAID-Schutz selbst ist Out-of-Path, was bedeutet, dass Daten von der CPU zum Speicher fließen können, ohne die SupremeRAID-Karte zu durchlaufen. GRAID verfügt außerdem über eine KI-Engine, die das Geheimnis bildet, die auf der Karte läuft und für einen effizienten Betrieb des gesamten Ökosystems sorgt.

Obwohl die Karte selbst für die GRAID-Lösung von grundlegender Bedeutung ist, kategorisieren sie sich selbst dennoch als Software-RAID-Lösung. Derzeit unterstützt GRAID RAID0, 1, 5, 6 und 10. In Bezug auf die Leistung hat GRAID rund 6 Millionen IOPS und 100 GB/s aus einem System mit 24 Laufwerken herausgeholt. 24 Laufwerke stellen übrigens keine Einschränkung für GRAID dar, sondern sind lediglich das, was bei einem 2U-Server üblich ist. Bei SupremeRAID gibt es keine feste Grenze für die Anzahl der unterstützten Laufwerke. GRAID ist auch bereit für NVMe-oF und eine Vielzahl von Verbindungen, sodass sie für neue Architekturen gerüstet sind.

Eine letzte Anmerkung zur Architektur. Dabei handelt es sich um eine handelsübliche Standardkarte, die Plug-and-Play-fähig ist und keine Verkabelung erfordert. Die Karte benötigt außerdem kein Batterie-Backup-Modul.

Leistung

Zum Zeitpunkt unseres Tests unterstützte GRAID SupremeRAID nur Linux. Uns wurde kürzlich mitgeteilt, dass die Windows-Version bald folgen wird. Für diesen Test nutzten wir unseren Intel Scalable Gen3 Server mit NVMe Gen4-Unterstützung, der mit acht Intel P5510 SSDs mit je 3.84 TB ausgestattet ist. Wir entschieden uns für RAID 5, sowohl für ein Hardware-RAID-System mit GRAID als auch für ein Software-RAID mit mdadm unter Linux.

Die Software-RAID-Konfiguration nutzte eine Stripe-Größe von 16 KB. Um jede Konfiguration herauszufiltern, verwendeten wir FIO mit einer Reihe synthetischer Benchmarks, die sequenzielle große Blöcke bis hin zu zufälligen kleinen Blöcken abdeckten.

FIO-Workload-Parameter

• 1 Mio. sequentielles Lesen und Schreiben – 16 Threads / 32 Warteschlangen
• 4K zufälliges Lesen und Schreiben – 32 Threads / 64 Warteschlangen
• 8K zufällig 70/30 gemischt – 32 Threads / 64 Warteschlangen

Angesichts der beeindruckenden Behauptungen waren wir angesichts dieser Rezension einigermaßen optimistisch. Es ist zwar nicht unmöglich, auf dem Speichermarkt erfolgreich zu sein, aber mit dieser Lösung werden viele neue Dinge auf den Markt gebracht. Wie Sie schnell erkennen können, hatte GRAID kein Problem damit, herkömmliches Software-RAID zu zerstören.

Wir haben 8.88 Mio. IOPS beim 4K-Zufallslesen bei 0.23 ms gemessen, verglichen mit herkömmlichem Software-RAID, das 2.9 Mio. IOPS bei einer Latenz von 0.89 ms gemessen hat. Der Wechsel zur Messung der Schreibleistung war ehrlich gesagt verrückt. Die GRAID-HW-RAID-Lösung maß 863 IOPS bei 2.4 ms, während die SW-RAID5-Gruppe eher schwache 52.6 IOPS bei 38.9 ms erreichte.

Als wir den Fokus auf einen sequentiellen Bandbreitentest mit großen Blöcken verlagerten, waren wir nach wie vor sehr beeindruckt. Bei der GRAID RAID5-Gruppe sahen wir eine Spitzenlesegeschwindigkeit von 30.7 GB/s bei 16.3 ms Latenz und 11.3 GB/s Spitzenschreibgeschwindigkeit bei 44.4 ms. Dies hat unsere Software-RAID5-Gruppe völlig durcheinander gebracht, die mit nicht allzu schlechten 26.2 GB/s beim Lesen bei 19.1 ms Latenz, aber traurigen 1.42 GB/s beim Schreiben bei 360 ms aufwartete. Software-RAID weist in der Vergangenheit eine sehr schlechte RAID5/6-Leistung auf, mit massiven Einbußen bei der Schreibleistung.