Fusion-io の ION データ アクセラレータ ソフトウェア プラットフォームは、ioMemory フラッシュ ストレージとオープン サーバー ハードウェアを活用し、高速 PCIe フラッシュの共有またはクラスタリングを通じてアプリケーションと SAN のパフォーマンスを高速化します。 ION Data Accelerator は、多数の主要ベンダーの Tier 1 サーバー ハードウェアで使用するように設計されており、8/16Gb ファイバー チャネル、QDR/FDR InfiniBand、10Gbit iSCSI などのブロック ストレージ プロトコルをサポートするアプリケーション アクセラレータ アプライアンスとして機能します。
Fusion-io の ION データ アクセラレータ ソフトウェア プラットフォームは、ioMemory フラッシュ ストレージとオープン サーバー ハードウェアを活用し、高速 PCIe フラッシュの共有またはクラスタリングを通じてアプリケーションと SAN のパフォーマンスを高速化します。 ION Data Accelerator は、多数の主要ベンダーの Tier 1 サーバー ハードウェアで使用するように設計されており、8/16Gb ファイバー チャネル、QDR/FDR InfiniBand、10Gbit iSCSI などのブロック ストレージ プロトコルをサポートするアプリケーション アクセラレータ アプライアンスとして機能します。
アプリケーション アクセラレータ アプライアンスとしての ION Data Accelerator の機能は、利用可能なすべての PCIe スロットで最大のパフォーマンスを発揮するように構築された Supermicro X9DRX+-F などのサーバー プラットフォームと組み合わせて使用すると、最大限に発揮されます。このレビューでは、ION Data Accelerator と併用した場合のパフォーマンスに焦点を当てます。 SuperChassis 9 の X747DRX+-F マザーボード Fusion-io の 3.2TB ioScale PCIe カードとともに。ネットワーク パフォーマンスがボトルネックにならないようにするために、SAN 接続に 16 つのデュアル ポート 2600Gb QLogic XNUMX シリーズ HBA を使用します。
ioScale は、エンタープライズ アプリケーション向けに大量にのみ提供されるアプリケーション アクセラレーション ソリューションとして始まりました。最近では、Fusion-io により、より広範囲の顧客が利用できるよう、少量の ioScale カードが提供されるようになりました。 ioScale を使用した ION データ アクセラレータ ソリューションは、SSD と階層型ストレージによる SAN およびアプリケーション アクセラレーションとは対照的です。理論的には、PCIe ソリューションは、競合する SSD ベースのアーキテクチャが必要とするよりも少ない新しい機器やインフラストラクチャへの投資でパフォーマンスを拡張できます。言い換えれば、Fusion-io のアプリケーション アクセラレータのアプローチが SSD ストレージよりもターゲットを絞った高速化を提供できるのであれば、ギガバイトあたりの観点で ioScale に価格プレミアムがあったとしても、このテクノロジーの新しい顧客を見つけ続ける必要があるということです。
ION Data Accelerator は、最も要求の厳しい I/O リクエストを管理し、ハード ドライブの遅延を回避するためにホット データのコピーを保持するだけでなく、ストレージ アレイを高速キャッシュや階層の管理から解放することで、ストレージ ネットワークのパフォーマンスを向上させます。 。これらのより軽いスループット要件により、基礎となる大容量ストレージ アレイのパフォーマンスを向上させることができます。 ION Data Accelerator は、読み取りと書き込みの両方の高速化を提供する Fusion-io の ioTurbine キャッシュ ソリューションと統合されています。
ION データ アクセラレータのシステム要件
- サポートされているサーバー
- デル: PowerEdge R720、PowerEdge R420
- HP: ProLiant DL370 G6、ProLiant DL380 G7、ProLiant DL380p Gen8、ProLiant DL580 G7
- IBM: x3650 M4
- Supermicro: スーパーサーバー 1026GT-TRF、スーパーサーバー 1027GR-TRF、スーパーサーバー 6037-TRXF
- Cisco: UCS C240 M3 (サポートは単一ノード用)
- 基本的なハードウェア要件
- ストレージコントローラ
- ファイバー チャネルには QLogic 2500 シリーズ ホスト バス アダプター (HBA) が必要です。
- InfiniBand には、Mellanox ConnectX-2 または ConnectX-3 InfiniBand ホスト チャネル アダプター (HCA) が必要です。
- iSCSI には、Intel、Emulex、Mellanox、または Broadcom の 10G ビット iSCSI NIC が必要です。
- ioメモリ
- ION Data Accelerator は、ioDrive、ioDrive Duo、ioDrive2、ioDrive2 Duo、ioScale を含む ioMemory のみをサポートします。
- 各 ION Data Accelerator システム内のすべての ioMemory 製品は、タイプと容量が同一である必要があります。
- サポートされる最小構成: 1 つの ioDrive (複数の ioDrive がない場合、RAID 機能はありません)。
- RAM: ION Data Accelerator には、ベース 8 GB に加えて、5 TB あたり 4.8 GB の ioMemory が必要です。たとえば、8TB の ioMemory がある場合、システムには 4.8GB + 5 * 32GB、つまり XNUMXGB の RAM が必要です。
- ハード ドライブ: Fusion-io では、サーバーにブートとアプリケーション用のミラーリングされたハード ドライブを搭載することをお勧めします。
- 管理 NIC: サポートされているハードウェア プラットフォームに含まれる基本的な NIC LOM で十分です。
- ストレージコントローラ
- 追加の HA システム要件
- 40G ビット Mellanox ConnectX-3 インターコネクトを備えた PCIe スロットが使用可能です。
- 両方の相互接続ポートを接続する必要があります。
- 各 ION データ アクセラレータ システムは、同じタイプと容量の ioDrive で同一に構成する必要があります。
- NTP (ネットワーク タイム プロトコル) を実装する必要がある
マネジメント
企業は、ION Data Accelerator を備えた Fusion ioSphere 管理を使用して、グラフィカル ユーザー インターフェイスとコマンド ラインの両方から集中制御を行うことができます。 ioSphere は、データセンター内のすべての ioMemory デバイスの監視と管理も提供し、展開全体での ioMemory の健全性と期待寿命情報の追跡を合理化します。
ION Data Accelerator は、コンポーネント障害から保護するための統合 RAID 上に構築された機能や、システム障害から保護するための非対称アクティブ/アクティブ フェールオーバー クラスタリングを備えた高可用性構成でも使用できます。 ION Data Accelerator HA は、ioSphere GUI およびコマンド ライン インターフェイスによって管理できます。 ION Data Accelerator HA には、クラスター化された ION Data Accelerator ノードのペア間で各書き込み操作を同期的に複製する Linbit の DRBD に基づくレプリケーション機能が含まれています。また、Corosync ツールと Pacemaker ツールを利用して、クラスタ リソースの管理と障害時のメッセージングも行います。
ユーザビリティの観点から見ると、Fusion-io は、ストレージやネットワーキングのすべての専門家でなくても、小規模な IT 部門でも管理できるほど簡単にセットアップ プロセスを行えるようにすることで、多くの点を適切に実現しました。私たちがテストした構成では、9 個の PCIe 10 スロットを備えた Supermicro X3.0DRX+-F マザーボードを活用し、サーバーに 8 個の 3.2TB ioScale PCIe SSD と 16 個のデュアルポート 2.1.11Gb FC HBA を搭載することができました。標準の 15 リリース ISO を使用すると、XNUMX 分以内にベア サーバーを ION Accelerator に変えることができました。
システムが起動して実行されたら、最初のステップは、LUN のカーブアウトを開始するストレージ プールを作成することです。ユーザーは、RAID0、RAID10、直接アクセスを含む 10 つのストレージ モードを選択できます。メインのテスト環境には RAIDXNUMX または信頼性の高いパフォーマンスを選択しました。これは依然として十分なパフォーマンスを提供しますが、データを失うことなく ioMemory 障害に対処できます。ストレージ プールを配置したら、次のステップは SAN 環境に LUN をプロビジョニングすることです。
私たちのテスト環境では、VMmark 用に 12 個の LUN と、合成ベンチマーク用に追加の LUN をプロビジョニングしました。このプロセスは非常に簡単で、ユーザーは必要な容量、アクセスを許可するイニシエーター グループ、セクター サイズ（512 バイトまたは 4K に設定可能）を入力するだけで済みました。このインターフェースを使用すると、LUN を XNUMX 回限り、または XNUMX つの設定で多数作成して、環境を迅速に展開できます。次のステップでは、マルチパス環境または仮想化環境で特定の LUN にアクセスできる複数の FC インターフェイスのイニシエータ グループを作成します。以下に示すように、VMware イニシエーターを XNUMX つのグループに配置し、FIO テスト用の Windows イニシエーターを別のグループに配置しました。
環境がセットアップされアクティブになると、ION Accelerator はユーザーに豊富な管理情報を提供し続けます。すべてのパフォーマンス監視は履歴目的で保存されるため、管理者はネットワークとデバイスのパフォーマンスを IOP まで追跡したり、フラッシュの耐久性や温度などのシステムの重要事項を追跡したりできます。 VMmark テストのサンプル レポートでは、選択した期間のスループット、平均転送速度、温度モニタリングがすぐにわかります。このデータは、特定の ioMemory デバイスに絞り込むこともできます。
より詳細な ioMemory 情報については、ユーザーは特定のカードにドリルダウンして、マウント ポイント、使用された総耐久性、その他の詳細情報を確認できます。
アプリケーションのパフォーマンス分析
StorageReview Enterprise Lab では、 VMmark ベースの仮想化ベンチマーク 仮想化環境で一般的に使用されるコンピューティング デバイスとストレージ デバイスを評価するため。 ION Data Accelerator の高度な PCIe 利用および管理機能は、そのような環境のパフォーマンスを向上させることを目的としており、VMware VMmark ベンチマークの明確な候補となっています。当社の VMmark プロトコルは、一般的な仮想化ワークロードと管理タスクに基づく一連のサブテストを利用し、結果は、VM のクローン作成やデプロイなどのさまざまな仮想ワークロードを実行するシステムの能力に対応するタイルベースのユニットを使用して測定されます。データセンター全体の VM ロード バランシング、VM ライブ マイグレーション (vMotion)、および動的データストア再配置 (ストレージ vMotion)。
3.2 枚の 2.5.1TB ioScale PCIe カードを使用して ION Data Accelerator のパフォーマンスを測定したところ、正規化された VMmark 15.40 アプリケーション スコアの最高値は 10 タイルで 12.66、全体の最高スコアは 10 タイルで 1.7 でした。 1.58 つのタイルでは、正規化されたアプリケーション スコアは XNUMX でしたが、XNUMX タイルの全体スコアは XNUMX に達しました。
エンタープライズ総合ベンチマーク
当社のエンタープライズ ストレージ合成ベンチマーク プロセスでは、スレッドごとに 16 の未処理のキューを備えた 16 スレッドの高負荷下でデバイスがテストされるのと同じワークロードで各デバイスを定常状態に事前調整し、その後複数のスレッド/キューで設定された間隔でテストします。深度プロファイルを使用して、軽い使用状況と重い使用状況でのパフォーマンスを示します。
プレコンディショニングおよび一次定常状態テスト:
- スループット (読み取り+書き込み IOPS 合計)
- 平均レイテンシ (読み取りと書き込みのレイテンシを合わせて平均)
- 最大遅延 (ピーク読み取りまたは書き込み遅延)
- レイテンシの標準偏差 (読み取りと書き込みの標準偏差を合わせて平均)
ION Data Accelerator の分析には、過去のエンタープライズ ストレージ ベンチマークに匹敵する 4 つのプロファイルと、最大 8k の読み取りおよび書き込み速度や、メーカーの仕様やベンチマークで一般的に公開されている 70k 30/XNUMX などの広く公開されている値が含まれています。
- 4k
- 100% 読み取りおよび 100% 書き込み
- 8k
- 100% 読み取りおよび 100% 書き込み
- 70% 読み取り/30% 書き込み
- 128k
- 100% 読み取りおよび 100% 書き込み
4k テストで ION データ アクセラレータ システムのスループットを測定すると、最大のパフォーマンスを得るために RAID301,638 アレイで構成した場合、読み取り IOPS が 324,506、書き込み IOPS が 0 であることがわかりました。 RAID10 アレイとして再構成されたシステムは、269,203 IOPS の読み取りパフォーマンスを維持し、199,557 IOPS の書き込みパフォーマンスを実現しました。
平均 4k の読み取りおよび書き込み遅延をプロットすると、RAID0 アレイの読み取りおよび書き込み操作の遅延がそれぞれ 0.847 ミリ秒と 0.786 ミリ秒で同様であることがわかります。 RAID10 アレイのベンチマークでは、平均読み取り遅延は 0.949 ミリ秒にわずかに増加し、書き込み遅延は 1.280 ミリ秒に達しました。
最大遅延の結果から、RAID4 構成では 10k 書き込み遅延が顕著に高く、評価中にある時点で 145.75 ミリ秒の遅延が発生したことがわかりました。
4k レイテンシの標準偏差は、RAID10 アレイによって生じる書き込みレイテンシの大きなばらつきも反映しています。 RAID0 の場合、Fusion ION Data Accelerator 構成は両方の標準偏差を 0.62 ミリ秒付近に維持しましたが、RAID0.709 の読み取り操作では 10 ミリ秒、書き込み操作では 1.619 ミリ秒に増加しました。
8k ワークロード用に ioScale カードを事前調整した後、8% 読み取り操作と 16% 書き込み操作の両方で、16k 転送、100 スレッドの重負荷、キュー深さ 100 で 330,646 つのアレイ タイプのスループットを測定しました。 ION システムは、RAID310,740 アレイとして構成された場合、読み取り IOPS が 0 および書き込み IOPS が 171,341 に達しましたが、RAID191,423 では読み取り IOPS が 10、書き込み IOPS が XNUMX にスケールダウンされました。
8K 転送のパフォーマンスをより微妙に把握するために、次に、さまざまなスレッド数とキュー数にわたって 70% の読み取り操作と 30% の書き込み操作で構成されるテストを使用しました。このベンチマークでは、スループットは 0 つの RAID タイプ間で引き続き競争力があり、一般的にワークロードが大きい場合、特にキューが深い場合には RAIDXNUMX が最大のパフォーマンス上の利点を提供します。
8k 70/30 ベンチマークの平均レイテンシーのグラフでは、スレッドとキューの数が増加するにつれて、RAID0 が RAID10 を上回り、両方の RAID 構成で非常に類似したパフォーマンスが得られていることがわかります。
このテスト中の最大遅延の結果は、一貫性の低いパターンを示していますが、ワークロード スペクトルの下限と上限では RAID10 が若干の優位性を維持しています。
どちらの RAID 構成も、8k 70/30 ベンチマーク中に非常に一貫したレイテンシ パフォーマンスを管理しました。キューの深さが高く、スレッド数が 8 を超えると、RAID0 が RAID10 よりも優位になります。
最終的な合成ベンチマークでは、128% 読み取り操作と 100% 書き込み操作の両方のテストで、はるかに大きな 100k 転送サイズを使用します。転送サイズが大きくなると、ION システムの RAID0 アレイのパフォーマンス上の利点がほとんどなくなり、読み取り操作と書き込み操作の両方のパフォーマンス結果はアレイ タイプ間で 1% 以内の変動になります。
まとめ：
Fusion-io は、入手可能な最も洗練されたアプリケーション アクセラレーション デバイスのいくつかを提供しており、その ioScale PCIe カードがエンタープライズ市場のより広範なセグメントで利用できるようになったことで、このテクノロジーがより頻繁かつ多様に利用されることが期待されます。 Fusion の ION Data Accelerator は、PCIe ストレージが進む 1 つの方向性、つまり、複数のホスト サーバーにわたる高速ストレージ リソースの調整および自動化されたプールを明らかにします。 ION のパフォーマンスの向上と、複数のサーバーにわたる ioScale PCIe カードの統合管理により、ION Data Accelerator は、PCIe には明確な将来性があり、SSD ベースのアプローチから高速化までのユースケースがあることを実証しました。
使いやすさとパフォーマンスに関して言えば、Fusion-io の ION Accelerator には多くの機能があります。当社独自のサーバー上でのソフトウェアのロールアウトには、開始から完了まで 15 分もかかりませんでした。オンラインになった後のストレージのプロビジョニングには、待機中のサーバーにストレージを分配するための直感的なメニューと簡単な設定により、ほんの数分しかかかりませんでした。パフォーマンスの観点から見ると、テストでの 4 ポート 16Gb FC 接続は、5.8GB/秒以上の読み取りと 4GB/秒の書き込みシーケンシャルを実現し、ピーク時のランダム I/O は読み取り 301k IOPS と 324k IOPS を上回り、非常に感銘を受けました。書く。 VMmark 2.5.1 でテストしたアプリケーションのパフォーマンスも素晴らしく、構成を RAID10 の 10 台の ioScale PCIe SSD にスケールダウンしたにもかかわらず、XNUMX タイルを簡単に処理できました。 Fusion-io は、汎用ハードウェア上の「独自のフラッシュ SAN をロールバック」として、ION Accelerator のハードルを高く設定しました。
メリット
- ユーザーは、ストレージ、ネットワーキング インターフェイス、サーバーに至るまで、必要な正確なフラッシュ SAN を構築できます。
- セットアップと管理が簡単
- 優れたパフォーマンス
- HA構成のサポートを含む
デメリット
- 限定サーバーサポートリスト
ボトムライン
Fusion-io ION Data Accelerator は、IT 管理者に、主流の SAN 市場に見られる多くの制限なしで、共有ストレージ環境にフラッシュを導入する新しい方法を提供します。 Fusion-io は、シンプルな GUI インターフェイス、ほとんどの主流サーバー ブランドとインターフェイス カードのサポート、HA 構成オプションを提供しながら、単一のボックスから非常にスケーラブルな IO を実現します。
