Test du JBOD iXsystems Titan 316J

L'iXsystems Titan iX-316J est une étagère d'extension de stockage JBOD de 16 baies de 3.5 pouces. Le JBOD est devenu un élément permanent du Laboratoire d'examen du stockage, nous permettant de connecter directement des disques SATA ou SAS à un système de calcul hôte via l'expandeur SAS LSI 9207-8e. L'iX-316J peut être utilisé dans une variété de cas d'utilisation, allant de l'acceptation de disques SATA jusqu'à 64 To, jusqu'aux disques 2.5″ 10K et 15K plus rapides, si l'utilisateur choisit d'emprunter cette voie. Dans cette revue, nous examinons trois ensembles différents de disques durs, illustrant clairement les compromis entre performances et capacité qui se produisent avec les disques durs d'entreprise modernes.

L'iXsystems Titan iX-316J est une étagère d'extension de stockage JBOD de 16 baies de 3.5 pouces. Le JBOD est devenu un élément permanent du Laboratoire d'examen du stockage, nous permettant de connecter directement des disques SATA ou SAS à un système de calcul hôte via l'expandeur SAS LSI 9207-8e. L'iX-316J peut être utilisé dans une variété de cas d'utilisation, allant de l'acceptation de disques SATA jusqu'à 64 To, jusqu'aux disques 2.5″ 10K et 15K plus rapides, si l'utilisateur choisit d'emprunter cette voie. Dans cette revue, nous examinons trois ensembles différents de disques durs, illustrant clairement les compromis entre performances et capacité qui se produisent avec les disques durs d'entreprise modernes.

Le concept d'étagère de stockage, ou JBOD, est l'un des plus basiques de l'architecture de stockage. Le châssis abrite essentiellement les disques, se connectant à une machine hôte via un câble SAS et un HBA dans l'hôte. Ce type d'arrangement continue d'être populaire lorsque les utilisateurs d'entreprise souhaitent conserver le stockage local sur l'hôte, mais ont peut-être dépassé les baies de lecteur disponibles, ou ont d'autres exigences uniques et n'ont pas besoin d'un SAN complet avec son propres contrôleurs de stockage. En fait, dans l'avenir, nous montrerons ces mêmes configurations de disques durs associées à des solutions de mise en cache, pour montrer comment le flash et les logiciels peuvent bénéficier à de larges baies de disques durs dans un environnement d'entreprise. Les cas d'utilisation de JBOD continuent de se développer avec de nouvelles technologies et une puissante puissance de calcul côté hôte.

Spécifications iXsystems Titan iX-316J

• Facteur de forme : Châssis de stockage 3U prenant en charge jusqu'à 16 disques durs
• Dimensions : 17.2″L x 5.2″H x 25.5″P
• Ventilateurs : 6 x 40 × 56, ensemble de ventilateurs PWM à 4 broches
• Rails de montage : jeu de rails, rapide/rapide
• Baies de disque dur : 16 x 3.5" SAS/SATA remplaçables à chaud - les disques SATA nécessitent des cartes d'extension d'interposeur
• Prise en charge RAID : prise en charge via le contrôleur RAID de l'unité principale
• Conformité SAS2
• Prise en charge 6 Go
• Connectivité SAS : compatible avec tout adaptateur de bus hôte SAS, SAS2.0 ou SAS3.0
• 2 connecteurs SFF-8088
• Alimentation : Alimentation redondante 720 W à haut rendement avec PMBus

Vue d'ensemble de la vidéo

Construire et concevoir

Le iXsystems Titan iX-316J est un boîtier de montage en rack 3U avec 16 baies de lecteur 3.5″ accessibles par l'avant. Il offre une interface SAS HA active-active pour se connecter à deux hôtes, ainsi qu'un port d'extension pour enchaîner plusieurs unités JBOD. Il prend en charge les lecteurs 3.5″ et 2.5″ en mode natif, grâce à l'utilisation de caddies de lecteur universels. Alors que les disques SAS et SATA sont pris en charge, les disques SATA doivent utiliser un adaptateur pour leur donner des capacités à double port. L'avant du Titan 316J est équipé d'un interrupteur d'alimentation, ainsi que de voyants d'interface qui indiquent quand les connexions sont actives et que l'appareil est en ligne. Ce châssis particulier a été conçu en gardant à l'esprit les tâches JBOD et de serveur de stockage, certaines lumières n'étant pas connectées dans notre configuration.

L'arrière de l'iXsystems Titan iX-316J est très basique, puisque l'unité ne contient aucune interface de calcul que vous pourriez trouver dans un serveur. Les seules connexions à cette unité sont deux alimentations ainsi que quatre connexions SAS. Le lien principal vers l'expandeur interne est une connexion SFF-4 à 8088 canaux, donnant à l'unité une vitesse de transfert maximale d'environ 2,400 316 Mo/s. Un port de chaque côté est dédié à une connexion au serveur qui l'hébergera, tandis que les deux autres servent à connecter le XNUMXJ à une autre étagère JBOD.

Étant donné que l'unité et le fond de panier sont adaptés aux environnements HA, iXsystems nous a fourni des adaptateurs LSI SATA vers SAS que nous avons utilisés lors du test du JBOD avec des disques durs SATA. Les caddies de lecteur ont été conçus avec ces adaptateurs à l'esprit, l'installation a donc été un jeu d'enfant.

Pour une installation en rack rapide et facile, iXsystems inclut un kit de rails coulissants avec le Titan iX-316J JBOD. L'installation n'a pris que quelques minutes, car les rails se sont mis en place dans notre rack sans l'utilisation d'outils. Une fois installé, vous étendez les rails de réception, installez les rails de montage sur le côté du châssis et faites glisser l'unité en place.

Contexte des tests et comparables

Le iXsystems Titan 316J JBOD prend en charge les disques durs SATA et SATA 3.5″ et 2.5″. Pour cet examen, nous avons utilisé à la fois des disques SATA grande capacité de 4 To à 7,200 2.5 tr/min avec des adaptateurs SAS, ainsi que des disques SAS 10″ 15K et XNUMXK.

Disques durs utilisés dans cette revue :

• Toshiba MK01GRRB (147 Go, 15,000 6.0 tr/min, XNUMX Gb/s SAS)
• Toshiba MBF2600RC (600 Go, 10,000 6.0 tr/min, XNUMX Gb/s SAS)
• Hitachi Ultrastar 7K4000 (4 To, 7,200 6.0 tr/min, XNUMX Gb/s SATA)

Tous les périphériques de stockage d'entreprise sont évalués sur notre plate-forme de test d'entreprise de nouvelle génération basée sur un Lenovo Think Server RD630. Le ThinkServer RD630 est configuré avec :

• 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0 GHz, cache de 15 Mo)
• Windows Server 2008 R2 SP1 64 bits, Windows Server 2012 64 bits et CentOS 6.3 64 bits
• Jeu de puces Intel C602
• Mémoire – 16 Go (2 x 8 Go) 1333 Mhz DDR3 enregistrés RDIMM
• HBA LSI 9207 SAS/SATA 6.0Gb/s

Analyse synthétique de la charge de travail d'entreprise

Notre processus de référence de stockage d'entreprise commence par une analyse des performances du disque au cours d'une phase de préconditionnement approfondie. Chacune des baies de disques durs comparables est configurée en RAID10, autorisée à se synchroniser entièrement, puis testée sous une charge importante de 16 threads avec une file d'attente exceptionnelle de 16 par thread jusqu'à notre charge légère de 2 threads avec une file d'attente exceptionnelle de 2 par fil de discussion.

Attributs de performance que nous mesurons dans nos charges de travail aléatoires :

• Débit (agrégat IOPS lecture + écriture)
• Latence moyenne (latence de lecture + écriture moyennée ensemble)
• Latence maximale (latence maximale de lecture ou d'écriture)
• Écart-type de latence (écart-type de lecture + écriture moyenné ensemble)

Notre analyse de charge de travail synthétique d'entreprise comprend six profils, certains basés sur des tâches réelles. Ces profils ont été développés pour faciliter la comparaison avec nos références passées ainsi qu'avec des valeurs largement publiées telles que la vitesse de lecture et d'écriture maximale de 4K et 8K 70/30, qui est couramment utilisée pour les disques d'entreprise. Nous avons également inclus deux charges de travail mixtes héritées, le serveur de fichiers traditionnel et le serveur Web, chacune offrant un large éventail de tailles de transfert.

• Séquentiel
  • 8K
    • 100 % de lecture ou 100 % d'écriture
    • 100% 8K
  • 128K
    • 100 % de lecture ou 100 % d'écriture
    • 100% 128K
• aléatoire
  • 4K
    • 100 % de lecture ou 100 % d'écriture
    • 100% 4K
  • 8K70/30
    • 70 % de lecture, 30 % d'écriture
    • 100% 8K
  • Serveur de fichiers
    • 80 % de lecture, 20 % d'écriture
    • 10 % 512b, 5 % 1k, 5 % 2k, 60 % 4k, 2 % 8k, 4 % 16k, 4 % 32k, 10 % 64k
  • webserver
    • 100 % lu
    • 22 % 512b, 15 % 1k, 8 % 2k, 23 % 4k, 15 % 8k, 2 % 16k, 6 % 32k, 7 % 64k, 1 % 128k, 1 % 512k

Le premier test que nous examinons lors de la mesure des performances de l'iXsystems Titan iX-316J est la lecture et l'écriture séquentielles 8K. Dans ce test, où la vitesse de broche et la densité surfacique entrent en jeu, le Hitachi Ultrastar 7,200K7 RAID4000 à 10 8 tr/min offrait la vitesse de lecture 911K la plus rapide, mesurant 15 Mo/s, tandis que le Toshiba 10K RAID811 mesurait 10 Mo/s, et le Toshiba 10K RAID612 mesurait 15 Mo/s. En comparant les vitesses d'écriture, le 10K RAID186 mesurait 10 Mo/s, tandis que le 10K RAID178 mesurait 7.2 Mo/s et le 10K RAID82 mesurait XNUMX Mo/s.

Notre prochain test séquentiel a mesuré les vitesses de transfert de gros blocs. Dans ce test, la baie 15K SAS a mesuré 1,535 839 Mo/s en lecture et 7.2 Mo/s en écriture, la baie 1,361 K SATA mesurant 912 10 Mo/s en lecture et 1,142 Mo/s en écriture, et la baie 540K SAS arrivant en dernier avec XNUMX XNUMX Mo/s. en lecture et XNUMX Mo/s en écriture.

Pour les points de repère restants de cette revue, nous passons de tests séquentiels à des tests entièrement aléatoires. À partir de l'iX-316J, nous avons pu obtenir 6,162 4 IOPS 3,474K en lecture et 4 15 IOPS en écriture 4,379K à partir de disques SAS 4K, 2,361 4 IOPS 10K en lecture et 2,218 4 IOPS 1,069K en écriture à partir de disques SAS 4K, et 7.2 XNUMX IOPS XNUMXK en lecture et XNUMX XNUMX IOPS XNUMXK en écriture à partir de XNUMX K disques SATA.

En comparant la latence moyenne dans notre test aléatoire 100% 4K, lorsque l'iXsystems Titan iX-316J est équipé de disques SAS 15K, les temps de réponse étaient aussi faibles que 41 ms en lecture et 73 ms en écriture. Avec des disques SATA 7.2K de stockage en masse plus importants, la latence de lecture est passée à 115 ms et la latence d'écriture est passée à 239 ms avec une profondeur de file d'attente effective de 256.

En comparant la latence maximale, les baies 10K et 15K offraient les temps de réponse de pointe les plus bas, la baie 7.2K ayant les temps de réponse les plus élevés.

En comparant la cohérence de la latence dans notre iX-316J, la matrice SAS 15K offrait l'écart type de latence de lecture et l'écart type d'écriture les plus faibles. Il y avait des bosses linéaires descendant à une vitesse de broche de 10K ou 7.2K, ce qui montre qu'il est logique de comprendre la charge de travail et de choisir les disques les plus logiques compte tenu des exigences.

En passant à notre profil 8K 70/30 avec une charge de travail évolutive de 2T/2Q à 16T/16Q, nous avons mesuré un taux d'E/S maximal de 4,803 15 IOPS à partir de la baie 10K SAS RAID3,600, 10 1,673 IOPS à partir de la baie 7.2K et XNUMX XNUMX IOPS à partir de la matrice XNUMXK.

Si l'exigence était de maintenir la latence en dessous de 20 ms, le point de vitesse des baies SAS 10K et 15K a été trouvé avec une profondeur de file d'attente effective de 32 ou moins. Dans ce paramètre, le débit maximal mesurait 2,686 15 IOPS à partir de la baie SAS 2,055K et 10 7.2 IOPS à partir de la baie SAS 8K. En gardant cette même exigence pour la baie SATA 460K, son point idéal était une profondeur de file d'attente effective de XNUMX ou moins, qui offre un débit de pointe de XNUMX IOPS.

Pour chaque vitesse de broche, le maintien de la profondeur de file d'attente effective en dessous de 32 a maintenu les temps de réponse maximaux au plus bas, avec le plus grand impact observé sur la matrice 7.2K.

En termes de cohérence de latence, les disques SAS 10K et 15K offraient des performances similaires à des profondeurs de file d'attente inférieures, l'avantage étant donné aux disques SAS 15K aux profondeurs de file d'attente effectives les plus élevées.

En passant à notre charge de travail de serveur de fichiers, l'impact de la vitesse de rotation de notre iX-16J à 316 baies est devenu plus évident. À une profondeur de file d'attente effective maximale de 256, la baie 15K SAS mesurait 4,943 10 IOPS avec la baie 3,652K SAS mesurant 7.2 1,296 IOPS. La baie XNUMXK n'offrait que XNUMX XNUMX IOPS à son maximum.

En comparant la latence moyenne entre chaque type de disque dans notre JBOD à 16 baies, les disques SAS 10K et 15K offraient les meilleures performances dans notre charge de travail de serveur de fichiers, la baie 7.2K ayant une latence plus élevée dans ce domaine. En termes de performances optimales par rapport à la latence, les baies SAS offraient les meilleures performances sans s'enliser avec une latence élevée à des profondeurs de file d'attente inférieures à 32 pour les baies 10K et 64 pour les baies 15K.

En comparant les temps de réponse de pointe, deux baies SAS ont maintenu la latence en dessous de 500 ms à des profondeurs de file d'attente effectives de 64 et moins. À partir de la baie SATA 7.2K, les charges de profondeur de file d'attente effectives supérieures à 32 ont entraîné une augmentation spectaculaire des temps de réponse de pointe.

En comparant l'écart type de latence dans notre profil de serveur de fichiers, nous avons trouvé des performances similaires de nos baies 10K et 15K, où la baie 15K avait l'avantage aux profondeurs de file d'attente effectives les plus élevées. Dans ce profil de transfert particulier, les disques durs 7.2K plus lents avaient plus de mal à maintenir une latence constante à mesure que la charge augmentait sur un taux effectif de 32.

Notre dernier profil couvrant l'activité simulée du serveur Web est entièrement en lecture seule. Dans cette configuration, les disques durs à 7,200 5,786 tr/min ont pu mieux suivre le rythme qu'ils ne l'avaient fait lors des tests précédents avec une activité d'écriture mélangée. À notre nombre de threads et de files d'attente le plus élevé, nous avons mesuré un taux d'E/S maximal de 15 4,068 IOPS avec notre matrice SAS 10K , 2,081 7.2 IOPS avec notre matrice SAS XNUMXK et XNUMX XNUMX IOPS avec la matrice SATA XNUMXK.

Les baies SAS 10K et 15K à l'envers iXsystems Titan iX-316J ont pu contrôler la latence moyenne à des profondeurs de file d'attente effectives inférieures à 64, la baie 7.2K ayant une limite inférieure de 32 avant que la latence moyenne n'augmente de manière significative.

La latence maximale dans notre test de serveur Web a donné des résultats similaires à ceux de la section de latence moyenne, où les temps de réponse de pointe ont été maintenus au minimum à des profondeurs de file d'attente effectives inférieures à 64 ou 32 (pour les baies SAS 10/15K et SATA 7.2K respectivement).

En l'absence d'activité d'écriture, la baie SAS 15K présentait le meilleur écart type de latence sur toute la plage de niveaux de thread et de file d'attente, suivie par les baies 10K puis 7.2K. Il en va de même pour le sweet spot, ayant la meilleure cohérence en dessous de EQD64 pour les broches les plus rapides et EQD32 pour la matrice 7.2K.

Pour aller plus loin

Il arrive souvent qu'un JBOD sans tête soit parfaitement logique pour les besoins de stockage croissants. L'iXsystems Titan iX-316J fournit un châssis 3U facile à configurer qui, avec des disques durs de 4 To, peut prendre en charge une capacité totale de 64 To. Bien sûr, comme nous l'avons montré, il s'adapte facilement aux disques 2.5 pouces, même si vous renoncez aux avantages de densité dans ce cas par rapport aux options SFF iXsystems 2U 24 baies. En ce qui concerne la compatibilité, le Titan iX-316J peut se connecter à la fois aux HBA et aux cartes RAID via une connexion SFF-8088 standard. Le seul inconvénient, qui ne s'appliquerait que si vous installiez des SSD dans cette baie, est qu'une seule connexion SAS à 4 canaux est limitée à 2,400 6.0 Mo/s sur SAS 500 Gb/s. Cette limite ne retiendra pas les lecteurs de plateau, mais les lecteurs flash qui culminent à XNUMX Mo/s + chacun nécessiteraient plus de connexions miniSAS pour utiliser leur plein potentiel.

Les baies de disques durs 10 15 et 7.2 10 offrent le débit le plus élevé et la latence la plus faible dans nos charges de travail mixtes à activité aléatoire. Dans les charges de travail séquentielles, la matrice 8K RAID128 offrait la plus grande vitesse de lecture de 7.2K et la vitesse d'écriture de 10K. Pour les acheteurs d'entreprise qui décident du meilleur disque dur pour une application particulière, ils doivent peser les besoins en capacité par rapport aux besoins en performances, puis prendre en compte le coût. Les disques 15K offrent la meilleure capacité par dollar, mais ne peuvent pas égaler les performances d'E/S des disques 7.2K et 316K plus rapides. Pour certains besoins tels que les sauvegardes ou le stockage en masse, l'accès aléatoire n'est pas aussi important, ce qui rend les disques durs XNUMXK plus attrayants. Dans les deux cas, l'iXsystems Titan iX-XNUMXJ a très bien fonctionné, quelle que soit la taille du lecteur ou l'interface.

Avantages

• Déploiement facile dans l'infrastructure HA
• Fonctionne avec les disques durs SAS et SATA
• Compatible avec tout ce qui prend en charge JBOD sur SFF-8088
• Comprend deux blocs d'alimentation

Inconvénients

• Pas assez de prise en charge du débit pour les SSD dans certains scénarios

Conclusion

L'iXsystems Titan iX-316J est un système de stockage sans tête simple à déployer qui offre une grande variété de cas d'utilisation pour l'entreprise. Bien que le stockage à connexion directe n'ait pas besoin d'être complexe, il doit fonctionner de manière fiable, ce que l'iX-316J a fait sur trois ensembles de disques durs SATA et SAS.

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