Il y a eu beaucoup de discussions sur les problèmes liés aux disques de démarrage dans l'espace hyperscale au cours des dernières années. Bien que les hyperscalers ne veuillent pas trop dépenser pour eux, ils ont besoin d'un seuil de performance minimum de base parmi d'autres spécifications nécessaires.
Il y a aussi la question de savoir qui va réellement continuer à fabriquer des disques de démarrage M.2 NVMe de petite capacité, car les fabricants de SSD d'entreprise ont pour la plupart quitté cet espace. Solidigm n'a pas de lecteur de démarrage M.2 moderne dans son portefeuille de stockage, et la plupart des options modernes proposées par Samsung, KIOXIA et Micron ont des problèmes de coût en raison de leur grande capacité. Ensuite, il y a le besoin de performance. Bien qu'il ne soit pas génial, un lecteur de démarrage doit toujours produire de manière fiable un résultat minimum.
Comme vous pouvez le voir dans le tableau ci-dessous, la capacité des disques de démarrage et de données augmente continuellement, ce qui signifie plus de dépenses pour les organisations.
Exigences et obstacles du lecteur de démarrage NVMe hyperscale
Lors du sommet OCP, ces questions ont été discutées lors d'une présentation des représentants de Google et de Meta et, surtout, ce qu'ils font pour les résoudre.
Un exemple de SSD de démarrage à grande échelle a été présenté, représentant l'activité d'une journée, qui comprenait des lectures et des écritures d'E/S ainsi que des transactions TRIM. Le plus remarquable est le débit élevé des TRIM, qui démontre des données de courte durée (créées puis supprimées peu de temps après). S'ils ne sont pas correctement conçus, les TRIM entraîneront des blocages de latence et interféreront avec le trafic de lecture et d'écriture. La majeure partie du trafic est également constituée de lectures et d'écritures aléatoires.
Certains obstacles auxquels Hyperscale NVMe Boot est confronté incluent :
- En fin de compte, les charges de travail hyperscale sont sensibles à la latence, donc des performances soutenues sont très importantes pour offrir une expérience utilisateur efficace.
- Il est également difficile de déboguer à grande échelle, il est donc primordial de disposer de métriques de surveillance détaillées pour prévoir et détecter les défaillances.
- L'endurance est très importante pour les SSD de démarrage. Une fois que vous avez finalisé votre système (ce qui peut prendre un certain temps), le fait d'avoir des disques de démarrage avec une endurance élevée leur permettra de durer aussi longtemps que le cycle de vie complet du produit.. Cela aidera également à éliminer le besoin de réparation et à prévenir l'usure prématurée.
- Plus important encore, les clients hyperscale accordent une grande importance à la confidentialité et à la sécurité et il est parfois difficile de respecter toutes ces normes.
Il s'agit d'un éventail assez varié de problèmes, donc les résoudre peut être un processus compliqué s'il n'est pas fait correctement.
Résolution des problèmes rencontrés par les lecteurs de démarrage
Conformément à la vocation première d'OCP, la collaboration et les spécifications ouvertes sont les seules solutions possibles à ces problèmes. C'est pourquoi Meta et Google ont uni leurs forces pour combiner les exigences et créer la spécification Hyperscale NMEe Boot SSD (version 1.0) , une étape importante pour l'efficacité des disques de démarrage. Soumise en début d'année, elle est disponible sur le site web d'OCP.
Ces spécifications présentent de nombreux avantages. Elles permettent notamment au marché de mieux comprendre les fonctionnalités dont les hyperscalers ont besoin pour leurs périphériques de démarrage et garantissent une harmonisation des pratiques de l'industrie concernant l'adoption des disques SSD pour le démarrage. De plus, elles mettent à la disposition des entreprises des outils open source pour la gestion des SSD de démarrage, ce qui favorise le développement de suites de tests tierces conformes à toutes les exigences.
Au cours de la session, ils ont également indiqué qu'il existe deux façons d'aborder la création d'un SSD de démarrage à grande échelle. Rétrogradez un SSD de classe entreprise ou mettez à niveau un SSD grand public, car ses exigences se situent quelque part au milieu de ces deux espaces.
Banc de démarrage
Nous avons commencé à ajouter une section sur les performances du banc de démarrage dans nos revues SSD, qui est un profil de charge de travail adopté par OCP pour évaluer les SSD conçus pour le démarrage du serveur. Cette charge de travail de démarrage exécute un plan de test relativement intense qui remplit entièrement le lecteur d'écritures avant de tester une séquence de charge de travail à lecture intensive.
Pour chaque test, il effectue une opération asynchrone de lecture aléatoire de 32 Ko parallèlement à une écriture aléatoire synchrone de 15 Ko de 128 Mio/s ainsi qu'une charge de travail en arrière-plan d'écriture/coupure aléatoire de 5 Mio/s de 128 Ko. Le script commence par l'activité de lecture aléatoire à un niveau de 4 tâches et évolue jusqu'à 256 tâches à son apogée. Le résultat final correspond aux opérations de lecture effectuées pendant son exécution maximale.
L'objectif de l'OCP pour ce benchmark est une réussite/échec à 60 970 IOPS en lecture. La plupart des disques que nous testons dépasseront de loin le minimum, mais les résultats sont instructifs malgré tout. Ce qui était le plus intéressant dans nos tests, c'est que nous avons pu dépasser de loin le seuil d'IOPS avec des modèles de SSD NVMe orientés performances, mais pas des SSD à passage plus lent. De nombreux modèles de SSD plus lents semblent facilement tomber dans la catégorie des non-passages, bien que nous ayons obtenu un modèle 2 EVO Plus XNUMX To pour signaler une vitesse non qualifiante plus lente.
| SSD | Lire les IOPS |
| Sk hynix Platine P41 | 220,884 IOPS |
| WDSN850X | 219,883 IOPS |
| Solidigm P44 Pro | 211,999 IOPS |
| Fantôme VENOM8 | 190,573 IOPS |
| Samsung 990 Pro | 176,677 IOPS |
| Sabrent Fusée 4 Plus | 162,230 IOPS |
| Samsung 970 EVO Plus 2 To | 52,005 IOPS |
| Corsaire MP600 GS | DNF |
| Solidigm P41 Plus | DNF |
Exemple de cas d'utilisation de charge de travail à grande échelle
Au cours de la session, ils ont également comparé deux disques différents : un plus générique et un plus conforme aux spécifications hyperscale OCP. Dans l'ensemble, ils ont constaté qu'il y avait une amélioration spectaculaire de la latence à tous les niveaux avec ce dernier lecteur, ce qui est très important pour l'espace hyperscale.
Dans le monde réel, cela signifie qu'il y a une amélioration notable du délai de mise sur le marché lorsque vous essayez de déployer un lecteur plus adapté aux spécifications.
Avancer avec le Spécifications du SSD de démarrage OCP Hyperscale NVMe
Alors que certaines entreprises créaient auparavant leurs propres disques de démarrage hyperscale pour répondre à leurs propres besoins spécifiques (et aux demandes spécifiques de leurs clients), ces spécifications n'étaient pas partagées par l'industrie. Cela a obligé les fournisseurs à produire leur propre matériel/firmware personnalisé afin de répondre aux besoins de leurs clients.
Depuis, nous avons parcouru un long chemin : l’OCP a désormais publié officiellement la version 1.0 de sa spécification Hyperscale NVMe Boot SSD . Cela permet aux fabricants de systèmes et aux fournisseurs de SSD de s’aligner sur un ensemble d’exigences communes, tout en encourageant une collaboration accrue.
OCP appelle tous les OEM (c'est-à-dire les fabricants de systèmes) et les hyperscalers à rejoindre la cause et promet de continuer à évoluer et à améliorer les spécifications à mesure que le paysage du stockage change.
Impact sur l'entreprise
Le besoin de lecteur de démarrage n'est pas limité aux cas d'utilisation Hyperscale. M.2 est désormais la norme de facto du lecteur de démarrage pour la plupart des serveurs et des baies de stockage. Bien que le lecteur n'ait pas à faire une tonne dans la plupart des cas, il doit être fiable, quelque peu performant et pas plus grand (plus cher) que ce qui est absolument nécessaire. Espérons que nous verrons les fournisseurs de stockage répondre à cette initiative avec un SSD spécifique au démarrage pour que les fournisseurs d'infrastructure puissent maintenir un certain degré de normalisation.
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