GRAID Technology は、NVMe SSD によってもたらされた最新のスループットの課題に対処するように設計された最初の製品を夏に発売しました。 GRAID SupremeRAID は、「100% 利用可能な SSD パフォーマンスを提供する世界初の NVMe RAID カード」であると謳われています。マーケティングの話はさておき、GRAID は非常に現実的な問題に直面しています。従来の RAID カードでは最新の SSD が提供するパフォーマンスをすべて提供できないということです。 GRAID は、まったく新しいアーキテクチャのおかげで大きく異なります。ご存知のとおり、GRAID SupremeRAID はレガシー RAID カードを使用しません。 GPU を使用してジョブを実行します。
従来の NVMe RAID カードの何が問題なのでしょうか?
従来のハードウェア RAID カードは、ある程度まではうまく機能していました。 NVMe SSD が非常に高速になった現在、ハードウェア RAID が制限要因となっています。 RAID カード自体が機能しないわけではなく、単純に数学の問題です。 Gen4 PCIe スロットを備えたサーバーは、x16 スロットから 8GB/s、x32 スロットから 16GB/s しか達成できません。
しかし、RAIDカードは一般的にx8タイプであるため、1台のサーバーで中程度のNVMeフラッシュのプールを活用するには、複数のRAIDカードが必要になります。たとえば、Intel P5510のような主流のエンタープライズSSDは、7000MB/sのシーケンシャル読み取り帯域幅を実現できます。仕様書と実際の性能の差を考慮しても、このワークロードでは、2つのSSDで従来のRAIDカードの性能が限界に達します。
もちろん、すべてのワークロードが簡単なシーケンシャル読み取りになるわけではありませんが、重要なことは変わりません。標準の 24U サーバー内の 2 台の NVMe SSD を標準のハードウェア RAID カードに取り付けるのは複雑で高価であり、システム パフォーマンスを損なう可能性があります。とはいえ、ソフトウェア RAID などの代替手段も優れたものではありません。ソフトウェア RAID は、RAID カードに費用をかけずに簡単にセットアップできますが、多くの CPU リソースを消費するため、パフォーマンスが低下します。
GRAID SupremeRAID に入る
前述したように、ジャンプとの大きな違いは、GRAID SupremeRAID が NVIDIA T1000 GPU に基づいていることです。結果だけを気にするほとんどの GRAID 顧客にとって、その詳細はそれほど興味深いものではありませんが、私たちの視聴者にとって、これは非常に興味深い事実です。 NVMe RAID のボトルネックに対処する場合、GPU には多くの利点があります。
まず、SupremeRAID カードは I/O を直接処理し、CPU のこの義務を軽減します。また、カードは GPU であるため、カードには標準の RAID カードには存在しない膨大な計算能力があります。 RAID 保護自体はパス外にあるため、SupremeRAID カードを経由せずにデータが CPU からストレージに流れることができます。 GRAID には、秘密のソースを構成する AI エンジンもあり、カード上で実行され、エコシステム全体が効率的に動作します。
カード自体が GRAID ソリューションの基礎であるにもかかわらず、依然としてソフトウェア RAID ソリューションとして分類されています。現在、GRAID は RAID0、1、5、6、および 10 をサポートしています。パフォーマンスの点では、GRAID は 6 ドライブ システムから約 100 万 IOPS と 24GB/秒を実現しました。ちなみに、24 ドライブは GRAID の制限ではなく、2U サーバーで一般的なものにすぎません。 SupremeRAID には、サポートされるドライブの数に関して厳密な制限はありません。 GRAID は、NVMe-oF やさまざまな相互接続にも対応しているため、新しいアーキテクチャに対応できます。
最後にアーキテクチャに関するメモをもう 1 つ。これは、ケーブル接続が不要なプラグアンドプレイの標準的な既製カードです。このカードにはバッテリ バックアップ モジュールも必要ありません。
パフォーマンス
このレビューを開始した時点では、GRAID SupremeRAIDはLinuxのみをサポートしていましたが、最近Windowsのサポートも終了する予定であるとの情報が入りました。今回のレビューでは、NVMe Gen4をサポートするIntel Scalable Gen3サーバーを使用し、8台のIntel P5510 3.84TB SSDを搭載しました。ハードウェアRAIDグループにはGRAIDを使用し、ソフトウェアRAIDグループにはLinuxのmdadmを使用してRAID5構成を採用しました。
ソフトウェア RAID 構成では、16K のストライプ サイズを利用しました。各構成を徹底的に検討するために、大きなブロックのシーケンシャルから小さなブロックのランダムまでをカバーする一連の合成ベンチマークを備えた FIO を使用しました。
FIO ワークロードパラメータ
- 1M シーケンシャル読み取りおよび書き込み – 16 スレッド / 32 キュー
- 4K ランダム読み取りおよび書き込み – 32 スレッド / 64 キュー
- 8K ランダム 70/30 混合 - 32 スレッド / 64 キュー
このレビューに入るにあたり、印象的な主張を考えると、私たちはいくぶん楽観的になりました。ストレージ市場で高いパフォーマンスを発揮することが不可能というわけではありませんが、このソリューションでは多くの新しいアイテムが投入されています。すぐにわかるように、GRAID は従来のソフトウェア RAID を問題なく破壊できました。
8.88K ランダム読み取りでは 4 ミリ秒で 0.23 万 IOPS を測定しました。これに対し、従来のソフトウェア RAID では 2.9 ミリ秒の遅延で 0.89 万 IOPS が測定されました。書き込みパフォーマンスの測定に移るのは、正直言って大変でした。 GRAID HW RAID ソリューションは 863 ミリ秒で 2.4K IOPS を測定しましたが、SW RAID5 グループは 52.6 ミリ秒で 38.9K IOPS とあまり精彩を欠きました。
焦点を大規模ブロックシーケンシャル帯域幅テストに切り替えても、私たちは依然として非常に感銘を受けました。 GRAID RAID5 グループでは、30.7 ミリ秒の遅延で 16.3 GB/秒のピーク読み取り速度、11.3 ミリ秒で 44.4 GB/秒のピーク書き込み速度が確認されました。これにより、5 ミリ秒のレイテンシーで 26.2 GB/秒の読み取りというそれほどひどいものではなかったものの、19.1 ミリ秒での悲しい書き込み 1.42 GB/秒で実現したソフトウェア RAID360 グループは完全にダメになりました。ソフトウェア RAID は歴史的に RAID5/6 のパフォーマンスが非常に低く、書き込みパフォーマンスに大きな影響を及ぼします。
最後に、ランダムなワークロードに戻りましたが、今回は 8K 70/30 プロファイルを使用した読み取り/書き込み混合のスプレッドです。ここでは、GRAID セットアップは素晴らしい速度で実行を続けることができ、ソフトウェア RAID1.59 が 1.3 ミリ秒の遅延で 5K IOPS であったのに対し、101.3 ミリ秒の遅延で 20.2 万 IOPS を測定しました。
結論
GRAID SupremeRAID SR-1000 ソリューションは、NVMe SSD のグループ全体で RAID を活用する必要がある場合に非常に便利です。従来のハードウェア RAID ソリューションには、そこを通過できるデータ量の制限があり、最終的には、ソリューションの帯域幅が PCIe インターフェイス カードがサポートできるものに制限されてしまいます。 GRAID は、データ パスを回避することでこの問題を軽減します。ソフトウェア RAID ソリューションは、NVMe トラフィックをルーティングするための物理カードの必要性を回避できましたが、パフォーマンスは歴史的に最低でした。
GRAID SupremeRAIDソリューションをテストしたところ、8台のIntel P5510 Gen4 SSDをRAID5構成で使用した場合、総合的に驚異的なパフォーマンスを発揮しました。これに対し、ソフトウェアRAID5はパフォーマンスが著しく低下し、書き込み処理では大きな負荷がかかりました。
ハイライトを見れば一目瞭然です。GRAIDによる4Kランダム読み取り性能は最大8.88万IOPSに達し、ソフトウェアRAIDのわずか290万IOPSを大きく上回りました。4Kランダム書き込み性能ではその差はさらに広がり、GRAIDは86万3000IOPSを記録したのに対し、SW RAID5ではわずか5万2600IOPSにとどまりました。
1MBのシーケンシャル転送ワークロードに移行したところ、GRAIDでは読み込み30.7GB/s、書き込み11.3GB/sという結果が得られました。一方、ソフトウェアRAIDでは読み込み26.2GB/s、書き込み1.42GB/sでした。読み込み性能だけを見ればソフトウェアRAIDも悪くないように見えますが、書き込みアクティビティでは圧倒的に劣ります。
Gen4 (および間もなく Gen5) SSD に投資する場合は、パフォーマンスを優先したくないでしょう。 GRAID SupremeRAID ソリューションはまさに驚異的で、この使いやすいカードと付属のソフトウェアの有効性に驚かされました。従来のハードウェア RAID や一般的なソフトウェア RAID オプションと比較して、SupremeRAID 1000 は要求の厳しいワークロードに対して驚くべき ROI を提供します。
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