Nous avons examiné la carte et le logiciel Graid SupremeRAID à plusieurs reprises et sommes perpétuellement impressionnés par les performances de stockage extrêmes permises par Graid. Le RAID matériel et logiciel traditionnel laisse beaucoup à désirer en termes de performances, ce qui ouvre la porte à Graid pour proposer une meilleure souricière. Avec les SSD Gen5 désormais disponibles en grand nombre, nous avons mis au point un serveur bien équipé pour voir ce qui est possible lorsque vous laissez le flash voler.
Nous avons examiné la carte et le logiciel Graid SupremeRAID à plusieurs reprises et sommes perpétuellement impressionnés par les performances de stockage extrêmes permises par Graid. Le RAID matériel et logiciel traditionnel laisse beaucoup à désirer en termes de performances, ce qui ouvre la porte à Graid pour proposer une meilleure souricière. Avec les SSD Gen5 désormais disponibles en grand nombre, nous avons mis au point un serveur bien équipé pour voir ce qui est possible lorsque vous laissez le flash voler.
Pourquoi Graid SupremeRAID par rapport au RAID matériel ?
La solution Graid comprend deux éléments principaux : un GPU et une pile de stockage défini par logiciel (SDS). Comme une carte RAID, le GPU retire la plupart des tâches de gestion des disques et de protection des données du processeur, le libérant ainsi pour exécuter des applications. Contrairement à une carte RAID, SupremeRAID est cependant beaucoup plus efficace. Il s'adresse aux disques directement via le BUS PCIe sans nécessiter de câblage supplémentaire ni de configurations de châssis compliquées. Et comme le GPU est plus dynamique que l'ASIC d'une carte RAID, la mise à l'échelle des performances avec Graid est grandement améliorée.
L’avantage de l’évolutivité est immédiatement évident lorsque l’on examine où se produisent les goulots d’étranglement au sein d’un serveur. Les cartes RAID actuelles sont limitées à Gen4, qui atteint 28 Go/s. Quatre SSD Gen4 décents peuvent saturer une seule carte RAID. Le système aurait besoin de plusieurs cartes RAID pour tirer parti de tous les disques d'un serveur à 24 baies. D'un autre côté, SupremeRAID peut prendre en charge 32 disques dans un seul système et ne présente aucune des limitations de bande passante des emplacements PCIe.
Les problèmes de performances du RAID matériel s’aggravent à chaque saut générationnel d’interface. Pour prendre en charge les SSD Gen5, un nouveau matériel RAID ASIC est requis. Mais même dans ce cas, le RAID matériel souffrira du même problème de mise à l’échelle évoqué ci-dessus. Le GPU SupremeRAID utilise aujourd'hui une interface Gen4, et pour être honnête, ce n'est qu'un problème Intel/AMD/NVIDIA pour l'instant. Mais cela ne l'empêche pas de libérer les performances des disques Gen5. Cela signifie des niveaux de performances allant jusqu'à 260 Go/s et 28 millions d'IOPS. Lorsque les GPU Gen5 arriveront sur le marché, Graid pourra encore améliorer les chiffres IOPS.
Une dernière remarque sur le GPU Graid : aujourd'hui, la plupart de leurs implémentations sont sur le SR-1010 produit, qui exploite un GPU NVIDIA A2000. Nous soulignons cela pour noter que Graid ne nécessite pas de GPU coûteux ou difficile à trouver pour SupremeRAID, ni d'en utiliser un avec une alimentation externe. Si, pour une raison quelconque, un utilisateur préfère une autre carte, le logiciel de Graid fonctionne sur à peu près n'importe quel silicium NVIDIA que nous avons testé sur un A2 dans notre laboratoire avec d'excellents résultats. Quoi qu’il en soit, le GPU est simple à installer et ne nécessite aucune batterie supplémentaire.
Pourquoi Graid SupremeRAID par rapport au RAID logiciel ?
Le RAID logiciel a pris de l'ampleur ces dernières années en raison du coût, de la complexité et des performances modérées des premières cartes RAID NVMe. Nous sommes coupables d'avoir déployé des espaces de stockage Windows, Linux MD ou ZFS RAIDZ lorsque nous avons besoin d'un moyen rapide et facile de regrouper les SSD NVMe et en ligne. Mais comme pour tout logiciel de stockage qui n’utilise pas l’accélération matérielle, il y a un coût. Le processeur hôte doit exécuter la gestion des disques et la protection des données, en éliminant les cycles des applications. L'offre basée sur GPU de Graid n'a pas cette limitation, garantissant les meilleures performances possibles pour le stockage et les applications sur le serveur.
De plus, avec le RAID logiciel, la sélection du système d'exploitation limite les choix. Graid fonctionne sur presque tout, y compris plus d'une demi-douzaine de distributions Linux et Windows. Pour être honnête, Graid est un moyen légèrement plus lourd à rendre opérationnel sur le RAID logiciel ; un GPU doit être installé dans le système, et l'effort supplémentaire est sans doute négligeable. Les retours sont cependant incroyables, comme vous le verrez ci-dessous. Nous parlons d'un ordre de grandeur avec SupremeRAID par rapport au RAID logiciel.
Performances Graid SupremeRAID Gen5
Pour ce test, nous avons assemblé un serveur Supermicro AS-2125HS-TNR avec deux processeurs AMD EPYC 9654, 384 Go de DRAM et 24 processeurs de 3.84 To. SSD CM7-R Gen5 de KIOXIA.
Nous avons configuré les disques dans une configuration RAID5 pour SW RAID et Graid. Pour la taille des bandes, nous avons utilisé une bande 4K pour Graid, avec des morceaux de 4K, 64K et 512K pour mdadm. La taille variable des blocs pour le RAID logiciel était nécessaire pour afficher les vitesses de transfert maximales 4K dans une configuration optimisée et la bande passante maximale des grands blocs sous son meilleur jour. Ce n'était pas aussi important pour Graid, qui gérait les différentes tailles de blocs sans nuire aux performances.
- Serveur : Supermicro AS-2125HS-TNR
- Processeur : 2 x processeur AMD EPYC 9654 96 cœurs x 2
- Mémoire : 24 x Samsung M321R2GA3BB6-CQKVS DDR5 4800 16 MT/s 24 Go x XNUMX
- Lecteur NVMe : 24 x KIOXIA CM7-R 3.84T KCMY1RUG3T84 x 24
- Contrôleur RAID : SupremeRAID SR-1010
- SupremeRAID Driver: 1.5.0-659.g10e76f72.010
- Système d'exploitation Linux : Ubuntu 22.04.1 LTS
| Performances RAID 5 FIO |
||||
| Teste | Morceau de 5 Ko du logiciel RAID4 |
Morceau SW RAID5 64K |
Morceau SW RAID5 512K |
Bande SupremeRAID 4 Ko |
| 1 Mo d'écriture séquentielle (192T/16Q) | 1.22GB / s | 3.51GB / s | 801MB / s | 148GB / s |
| 1 Mo de lecture séquentielle (192T/16Q) | 21.8GB / s | 279GB / s | 235GB / s | 279GB / s |
| Écriture aléatoire 64K (192T/16Q) | 822MB / s | 627MB / s | 795MB / s | 30.2GB / s |
| Écriture aléatoire 4K (192T/32Q) | 49.8 61.6 IOPS (XNUMX ms) | 205 15.01 IOPS (XNUMX ms) | 78.7 39 IOPS (XNUMX ms) | 2.02 millions d'IOPS (1.52 ms) |
| Lecture aléatoire 4K (192T/32Q) | 5.6 millions d'IOPS (1.1 ms) | 5.5 millions d'IOPS (1.11 ms) | 5.53 millions d'IOPS (1.11 ms) | 28.5 millions d'IOPS (22 ms) |
La comparaison des performances des logiciels RAID et Graid était assez révélatrice. En termes de bande passante maximale, nous avons fini par augmenter la taille du bloc mdadm au cours de cette évaluation de 4K à 64K et 512K car, à 4K, la bande passante maximale de lecture était faible. Mdadm n'était pas génial dans l'ensemble, mais la vitesse de lecture séquentielle la plus élevée était dans la taille de bloc de 64 Ko, mesurant 279 Go/s, correspondant à la vitesse de la configuration Graid HW RAID. Les performances d'écriture séquentielle pour SW RAID ont atteint 3.51 Go/s dans une taille de bloc de 64 Ko, bien que ce ne soit rien comparé à Graid, qui mesurait 148 Go/s.
En passant à un transfert d'écriture aléatoire en gros blocs de 64 Ko, SW RAID variait de 627 Mo/s à 822 Mo/s, tandis que Graid l'a fait exploser, mesurant 30.2 Go/s.
Dans le dernier domaine, en examinant les vitesses de transfert aléatoires 4K, nous avons mesuré les meilleures performances SW RAID avec une taille de bloc 4K, mesurant 5.6 millions d'IOPS à 1.1 ms. Graid a atteint un impressionnant 28.5 millions d'IOPS dans ce même test. La vitesse d'écriture 4K a connu ses meilleures performances SW RAID avec le bloc 64K, mesurant 205 15.01 IOPS à 2.02 ms, par rapport à Graid avec 1.52 millions d'IOPS à XNUMX ms.
Réflexions finales
Nous avons été confrontés à presque toutes les versions RAID modernes, allant des cartes matérielles dédiées à diverses solutions logicielles. Nous avons également testé la solution Graid à plusieurs reprises sur trois GPU différents et une variété de types de supports SSD et d'interfaces NVMe. Pour être honnête, de nombreux ensembles de données, tels que la sauvegarde et la restauration, les grands lacs de données, les partages de fichiers et bien d'autres qui n'ont pas d'exigences de performances sérieuses, seraient parfaitement satisfaits de l'une de ces solutions. Mais si une application a besoin d’un accès complet au flash sous-jacent, Graid joue à un tout autre niveau.
Alors que la plupart des clients examinent le matériel NVMe et supposent que les performances seront excellentes quoi qu'il arrive, il est important de comprendre comment ces systèmes fonctionneront une fois les disques combinés, puis d'ajouter une couche RAID par-dessus. Dans un environnement Linux, le RAID logiciel montre vraiment ses limites pour suivre les appareils NVMe, notamment les SSD Gen5.
Même si les performances des disques individuels sont excellentes, toutes les solutions RAID ne sont pas parfaitement adaptées. En comparant les configurations optimisées les unes par rapport aux autres, Graid offrait une bande passante supérieure à 279 Go/s en lecture et 148 Go/s en écriture sur 24 SSD KIOXIA CM7-R Gen5, tandis que SW RAID gérait 279 Go/s en lecture et 3.51 Go/s en écriture. Dans les transferts aléatoires 4K, nous avons constaté un nombre incroyable de 28.5 millions d'IOPS en lecture et 2.02 millions d'IOPS en écriture depuis Graid, avec SW RAID offrant seulement 5.6 millions d'IOPS en lecture et 205 XNUMX IOPS en écriture. SW RAID est peut-être « assez rapide » pour certains environnements, mais il se compare à peine au SupremeRAID de Graid pour ceux qui exigent les niveaux de performances les plus élevés possibles.
Pour maximiser les performances du SSD NVMe dans un seul hôte comme celui-ci, nous n'avons rien vu sur le marché qui puisse égaler la solution Graid SupremeRAID Gen5. C'est fantastique, et lors de ces tests, nous travaillons sur un GPU NVIDIA A2000 bon marché. Toute organisation cherchant à maximiser son investissement dans le flash Gen5 serait sage d’adopter un PoC Graid pour voir l’impact de sa technologie.
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