iXsystems Titan iX-316J は、16 個の 3.5 インチ ベイを備えた JBOD ストレージ拡張シェルフです。JBOD はStorage Review ラボの常設設備となり、LSI 9207-8e SAS エキスパンダーを介して SATA または SAS ドライブをホスト コンピューティング システムに直接接続できるようになりました。iX-316J は、最大 64TB の SATA ドライブから、ユーザーが選択すればより高速な 2.5 インチ 10K および 15K ドライブまで、さまざまなユース ケースで使用できます。このレビューでは、3 種類のハード ドライブを取り上げ、最新のエンタープライズ ハード ドライブで発生するパフォーマンスと容量のトレードオフを明確に示します。
ストレージ シェルフ (JBOD) の概念は、ストレージ アーキテクチャの最も基本的な概念の 1 つです。シャーシには基本的にドライブが収容されており、ホスト内の SAS ケーブルと HBA を介してホスト マシンに接続されます。このタイプの配置は、エンタープライズ ユーザーがストレージをホストに対してローカルに保ちたいが、使用可能なドライブ ベイが足りなくなった、またはその他の固有の要件があり、フルオンの SAN を必要としない場合に引き続き人気があります。独自のストレージ コントローラー。実際、将来的には、フラッシュとソフトウェアがエンタープライズ環境の大規模なハード ドライブ アレイにどのようなメリットをもたらすかを示すために、キャッシュ ソリューションと組み合わせたハード ドライブの同じ構成を紹介する予定です。 JBOD のユースケースは、新しいテクノロジーとホスト側の強力な計算能力によって拡大し続けています。
iXsystems Titan iX-316Jの仕様
- フォームファクタ: 最大 3 台のハードドライブをサポートする 16U ストレージ シャーシ
- 寸法: 幅17.2インチ x 高さ5.2インチ x 奥行き25.5インチ。
- ファン: 6 x 40x56、4 ピン PWM ファンアセンブリ
- 取り付けレール: レールセット、クイック/クイック
- ハードドライブベイ: 16 x 3.5 インチホットスワップ SAS/SATA – SATA ドライブにはインターポーザーアドオンカードが必要
- RAID サポート: ヘッドユニット RAID コントローラーを通じてサポート
- SAS2準拠
- 6Gbのサポート
- SAS 接続: SAS、SAS2.0、または SAS3.0 ホスト バス アダプターと互換性があります。
- 2×SFF-8088コネクタ
- 電源: PMBus を備えた冗長 720W 高効率電源
ビデオの概要
ビルドとデザイン
iXsystems Titan iX-316J は、前面からアクセス可能な 3 インチ ドライブ ベイを 16 個備えた 3.5U ラックマウント エンクロージャです。 3.5 台のホストに接続するためのアクティブ/アクティブ HA SAS インターフェイスと、複数の JBOD ユニットを連結するための拡張ポートを提供します。ユニバーサル ドライブ キャディを使用することで、2.5 インチと 316 インチの両方のドライブをネイティブにサポートします。 SAS ドライブと SATA ドライブの両方がサポートされていますが、SATA ドライブはアダプターを使用してデュアルポート機能を提供する必要があります。 Titan XNUMXJ の前面には電源スイッチと、接続がアクティブでユニットがオンラインであることを示すインターフェイス ライトが装備されています。この特定のシャーシは、JBOD とストレージ サーバーの両方の役割を念頭に置いて設計されており、構成では一部のライトが接続されていません。
iXsystems Titan iX-316J の背面は、サーバーにあるようなコンピューティング インターフェイスがユニットに含まれていないため、非常にシンプルです。このユニットへの接続は、4 つの電源装置と 8088 つの SAS 接続のみです。内部エクスパンダへのメインリンクは 2,400 チャンネル SFF-316 接続で、ユニットのピーク転送速度は約 XNUMXMB/s です。両側の XNUMX つのポートは、それをホストするサーバーへの接続専用であり、他の XNUMX つは XNUMXJ を別の JBOD シェルフに接続するためのものです。
ユニットとバックプレーンは HA 環境向けに設計されているため、iXsystems は SATA ハードドライブで JBOD をテストするときに使用した LSI SATA-to-SAS アダプターを提供してくれました。ドライブ キャディはこれらのアダプターを念頭に置いて設計されているため、取り付けは簡単でした。
迅速かつ簡単にラックを設置できるように、iXsystems には Titan iX-316J JBOD を備えたスライド レール キットが含まれています。工具を使わずにレールがラックの所定の位置にカチッとはまるため、取り付けにはわずか数分しかかかりませんでした。取り付けたら、受けレールを延長し、シャーシの側面に取り付けレールを取り付け、ユニットを所定の位置にスライドさせます。
テストの背景と比較対象
iXsystems Titan 316J JBOD は、3.5 インチと 2.5 インチの両方の SATA および SATA ハード ドライブをサポートします。このレビューでは、SAS アダプターを備えた大容量 4TB 7,200RPM SATA ドライブと、2.5 インチ 10K および 15K SAS ドライブの両方を使用しました。
このレビューで使用したハードドライブ:
- 東芝 MK01GRRB (147GB、15,000RPM、6.0Gb/s SAS)
- 東芝 MBF2600RC (600GB、10,000RPM、6.0Gb/s SAS)
- 日立ウルトラスター 7K4000 (4TB、7,200RPM、6.0Gb/s SATA)
すべてのエンタープライズストレージデバイスは、 Lenovo ThinkServer RD630をベースとした次世代エンタープライズテストプラットフォームでベンチマークテストされています。ThinkServer RD630は以下の構成となっています。
- 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0GHz、15MB キャッシュ)
- Windows Server 2008 R2 SP1 64 ビット、Windows Server 2012 64 ビット、および CentOS 6.3 64 ビット
- Intel C602チップセット
- メモリ – 16GB (2 x 8GB) 1333Mhz DDR3 レジスタード RDIMM
- LSI 9207 SAS/SATA 6.0Gb/秒 HBA
エンタープライズ総合ワークロード分析
当社のエンタープライズ ストレージ ベンチマーク プロセスは、徹底的な事前調整フェーズ中にドライブがどのように動作するかを分析することから始まります。同等のハード ドライブ アレイはそれぞれ RAID10 でセットアップされ、完全に同期できるようにしてから、スレッドあたり 16 個の未処理のキューを持つ 16 スレッドの重負荷の下で、2 スレッドあたり 2 個の未処理のキューを持つ XNUMX スレッドの軽負荷までテストしました。糸。
ランダムなワークロードで測定したパフォーマンス属性は次のとおりです。
- 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)
当社のエンタープライズ合成ワークロード分析には 4 つのプロファイルが含まれており、その一部は実際のタスクに基づいています。これらのプロファイルは、過去のベンチマークや、最大 8K 読み取りおよび書き込み速度、エンタープライズ ドライブで一般的に使用される 70K 30/XNUMX などの広く公開されている値との比較を容易にするために開発されました。また、従来のファイル サーバーと Web サーバーという XNUMX つの従来の混合ワークロードも含まれており、それぞれが幅広い転送サイズの組み合わせを提供します。
- シーケンシャル
- 8K
- 100% 読み取りまたは 100% 書き込み
- 100% 8
- 128K
- 100% 読み取りまたは 100% 書き込み
- 100% 128
- 8K
- ランダム
- 4K
- 100% 読み取りまたは 100% 書き込み
- 100% 4
- 8K 70/30
- 70% 読み取り、30% 書き込み
- 100% 8
- ファイルサーバー
- 80% 読み取り、20% 書き込み
- 10% 512b、5% 1k、5% 2k、60% 4k、2% 8k、4% 16k、4% 32k、10% 64k
- ウェブサーバー
- 100% 読み取り
- 22% 512b、15% 1k、8% 2k、23% 4k、15% 8k、2% 16k、6% 32k、7% 64k、1% 128k、1% 512k
- 4K
iXsystems Titan iX-316J のパフォーマンスを測定するときに最初に確認するテストは、8K シーケンシャル読み取りおよび書き込みです。スピンドル速度と面密度の両方が関係するこのテストでは、7,200RPM の Hitachi Ultrastar 7K4000 RAID10 が 8MB/s を測定し、最速の 911K 読み取り速度を提供しました。一方、Toshiba 15K RAID10 は 811MB/s を測定し、Toshiba 10K RAID10 は測定しました。 612MB/秒。書き込み速度を比較すると、15K RAID10 は 186MB/秒、10K RAID10 は 178MB/秒、7.2K RAID10 は 82MB/秒でした。
次の連続テストでは、大きなブロックの転送速度を測定しました。このテストでは、15K SAS アレイは読み取り 1,535MB/s と書き込み 839MB/s を測定し、7.2K SATA アレイは読み取り 1,361MB/s と書き込み 912MB/s を測定し、10K SAS アレイは最後に 1,142MB/s でした。読み取りおよび書き込み540MB/秒。
このレビューの残りのベンチマークについては、シーケンシャル テストから完全ランダム テストに切り替えます。 iX-316J では、6,162K SAS ドライブから 4 IOPS 3,474K 読み取りと 4 IOPS 15K 書き込み、4,379K SAS ドライブから 4 IOPS 2,361K 読み取りと 4 IOPS 10K 書き込み、そして 2,218 からは 4 IOPS 1,069K 読み取りと 4 IOPS 7.2K 書き込みを実現できました。 K 台の SATA ドライブ。
100% 4K ランダム テストでの平均遅延を比較すると、iXsystems Titan iX-316J に 15K SAS ドライブが搭載されている場合、応答時間は読み取り 41 ミリ秒、書き込み 73 ミリ秒と短かったです。より大きなバルクストレージ 7.2K SATA ドライブがインストールされていると、読み取りレイテンシーは 115 ミリ秒に増加し、書き込みレイテンシーは 239 ミリ秒に増加し、有効キュー深さは 256 になりました。
最大遅延を比較すると、10K アレイと 15K アレイのピーク応答時間が最も短く、7.2K アレイが最大でした。
iX-316J のレイテンシの一貫性を比較すると、15K SAS アレイは読み取りレイテンシの標準偏差と書き込み標準偏差が最も低くなりました。スピンドル速度が 10K または 7.2K に低下するにつれて線形の変化が見られました。これは、ワークロードを理解し、要件を考慮して最も合理的なドライブを選択することが理にかなっていることを示しています。
8T/70Q から 30T/2Q までのワークロード スケーリングを持つ 2K 16/16 プロファイルに切り替えると、ピーク I/O レートが 4,803K SAS RAID15 アレイから 10 IOPS、3,600K アレイから 10 IOPS、および 1,673 IOPS と測定されました。 7.2K アレイ。
レイテンシを 20 ミリ秒未満に抑えることが要件の場合、10K および 15K SAS アレイの両方からの速度スポットは、有効キュー深度 32 以下で見つかりました。この設定では、最大スループットは 2,686K SAS アレイから 15 IOPS、2,055K SAS アレイから 10 IOPS と測定されました。 7.2K SATA アレイでも同じ要件を維持し、そのスイート スポットは有効キュー深さ 8 以下であり、460 IOPS のピーク スループットを提供します。
各スピンドル速度において、実効キューの深さを 32 未満に保つと、最大応答時間が最低に保たれ、7.2K アレイで最大の影響が見られました。
レイテンシの一貫性の点では、10K と 15K SAS ドライブは両方とも、より低いキュー深度で同様のパフォーマンスを提供し、最も高い有効キュー深度では 15K SAS ドライブに優位性が与えられました。
ファイル サーバー ワークロードに切り替えると、16 ベイ iX-316J のスピンドル速度の影響がより明らかになりました。ピーク有効キュー深度 256 では、15K SAS アレイの測定値は 4,943 IOPS、10K SAS アレイの測定値は 3,652 IOPS でした。 7.2K アレイは最高でも 1,296 IOPS しか提供しませんでした。
16 ベイ JBOD の各ドライブ タイプ間の平均遅延を比較すると、10K および 15K SAS ドライブがファイル サーバー ワークロードで最高のパフォーマンスを提供し、この領域では 7.2K アレイの遅延が高くなりました。最適なパフォーマンスとレイテンシーの観点から見ると、SAS アレイは、32K アレイの場合は 10、64K アレイの場合は 15 未満のキュー深さで高いレイテンシーに陥ることなく、最高のパフォーマンスを提供しました。
ピーク応答時間を比較すると、500 つの SAS アレイは、有効キュー深度 64 以下でレイテンシーを 7.2 ミリ秒未満に抑えました。 32K SATA アレイでは、有効キュー深さの負荷が XNUMX を超えると、ピーク応答時間が大幅に急増しました。
ファイル サーバー プロファイルのレイテンシの標準偏差を比較すると、10K アレイと 15K アレイの両方で同様のパフォーマンスが得られ、最も有効なキューの深さでは 15K アレイが優位でした。この特定の転送プロファイルでは、負荷が実効レート 7.2 を超えて増加するため、低速の 32K ハードドライブではレイテンシーを一定に保つのに時間がかかりました。
シミュレートされた Web サーバー アクティビティをカバーする最後のプロファイルは完全に読み取り専用です。この設定では、7,200RPM ハード ドライブは、書き込みアクティビティを混ぜた以前のテストよりも良好なパフォーマンスを維持することができました。最大のスレッド数とキュー数で、5,786K SAS アレイで 15 IOPS のピーク I/O レートを測定しました。 、4,068K SAS アレイでは 10 IOPS、2,081K SATA アレイでは 7.2 IOPS。
iXsystems Titan iX-10J を裏返しに搭載した 15K および 316K SAS アレイは、有効キュー深度 64 未満で平均レイテンシーを抑制することができました。7.2K アレイの下限は 32 で、平均レイテンシーが大幅に増加しました。
Web サーバー テストの最大遅延は平均遅延セクションと同様の結果となり、有効キュー深さが 64 または 32 (それぞれ 10/15K SAS アレイと 7.2K SATA アレイの場合) 未満でピーク応答時間が最小限に抑えられました。
書き込みアクティビティがない場合、15K SAS アレイがスレッドおよびキュー レベルの全範囲にわたって最高のレイテンシー標準偏差を示し、次に 10K アレイ、次に 7.2K アレイでした。同じことがスイートスポットにも当てはまり、より高速なスピンドルの場合は EQD64 以下、32K アレイの場合は EQD7.2 以下で最良の一貫性が得られました。
結論
ストレージのニーズが増大する場合、ヘッドレス JBOD が最適な場合が多くあります。 iXsystems Titan iX-316J は、3 TB ハードドライブを搭載し、合計 4 TB の容量をサポートできる、構成が簡単な 64U シャーシを提供します。もちろん、これまでに示したように、2.5 インチ ドライブにも簡単に適応しますが、この場合、iXsystems 2U 24 ベイ SFF オプションと比較して密度の利点は犠牲になります。互換性に関しては、Titan iX-316J は業界標準の SFF-8088 接続を通じて HBA と RAID カードの両方に接続できます。唯一の欠点は、このアレイに SSD を取り付けた場合にのみ当てはまりますが、単一の 4 チャネル SAS 接続が SAS 2,400Gb/s で 6.0MB/s に制限されることです。この制限によってプラッター ドライブが制限されることはありませんが、フラッシュ ドライブのピーク速度が 500MB/s 以上になると、その可能性を最大限に活用するにはさらに多くの miniSAS 接続が必要になります。
10K および 15K ハード ドライブ アレイは、ランダム アクティビティが混在するワークロードにおいて最大のスループットと最小のレイテンシーを実現しました。シーケンシャル ワークロードでは、7.2K RAID10 アレイが最高の 8K 読み取り速度と 128K 書き込み速度を実現しました。企業の購入者が特定のアプリケーションに最適なハードドライブを決定する場合、容量要件とパフォーマンス要件を比較検討し、コストを考慮する必要があります。 7.2K ドライブは 10 ドルあたり最高の容量を提供しますが、より高速な 15K および 7.2K ドライブの I/O パフォーマンスには及びません。バックアップや大容量ストレージなどの特定のニーズでは、ランダム アクセスはそれほど重要ではないため、316K ハード ドライブがより魅力的になります。ただし、どちらの状況でも、iXsystems Titan iX-XNUMXJ は、ドライブのサイズやインターフェイスに関係なく、非常にうまく機能しました。
メリット
- HAインフラストラクチャへの簡単な導入
- SAS および SATA ハードドライブの両方で動作します
- SFF-8088 上の JBOD をサポートするものと互換性があります
- デュアル電源を搭載
デメリット
- 特定のシナリオでは SSD のスループット サポートが不十分です
ボトムライン
iXsystems Titan iX-316J は、導入が簡単なヘッドレス ストレージ システムで、企業向けのさまざまなユースケースに対応します。直接接続ストレージは複雑である必要はありませんが、確実に動作する必要があり、iX-316J は XNUMX セットの SATA および SAS ハード ドライブ上でこれを実行しました。
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