LSI の MegaRAID RAID カード シリーズが絶大な市場シェアを誇るのには十分な理由があり、堅牢なハードウェアと素晴らしいソフトウェア スタックのおかげで、多くの人に事実上の標準とみなされています。もちろん、LSI の MegaRAID カードはドライブを結合するだけではなく、CacheCade Pro 2.0 アドオンは、大容量ハードディスク アレイのキャッシュ プールとして SSD の速度の利点を活用します。
キャッシュの概念は単純です。この場合、LSI は CacheCade を使用して、頻繁に要求されるデータを SSD (または SSD、最大 32 個がサポートされます) に保存します。ホット データが要求されると、SSD が応答し、読み取りおよび書き込みが集中するアプリケーションのレイテンシーを大幅に改善します。 Web サーバー、ファイル サーバー、およびデータ サーバーはすべて、キャッシュによる読み取りおよび書き込み速度の向上から大きな恩恵を受けることができます。 CacheCade はバックグラウンドで動作し続け、そのアルゴリズムを使用して SSD キャッシュにファイルを追加または削除します。
おそらく CacheCade の最も優れている点は、そのシンプルさと総所有コストの低さです。このソフトウェア パックは、LSI の 9260 および 9280 ファミリの RAID カードで動作し、LSI の Web サイトから 270 ドルで購入できます。データへの低遅延アクセスを実現するために高速 SSD のアレイ全体が必要なくなるため、TCO 値は膨大になります。キャッシュにより、ユーザーは安価なディスクを使用してデータ ストアのサイズを設定し、ホット データの処理に必要な数だけ SSD を追加できるため、コストが削減されます。また、必要に応じてキャッシュ アレイを拡張できるため、アレイの残りの部分に影響を与えることなく、ホット データの拡張に応じた SSD の追加をサポートできます。
LSI MegaRAID CacheCade Pro 2.0 の仕様
- MegaRAID SAS 9260/9261/9280 シリーズコントローラーと互換性あり
- サポートされているオペレーティング システム – MegaRAID コントローラ カードでサポートされているすべてのオペレーティング システム
- 最大。 CacheCade SSD プール内の SSD の数 – 32
- 最大。コントローラーごとにサポートされる SSC VD の数 – 最大 64
- 最大。コントローラーあたりの CacheCade 容量 – 512GB
- RAID 1、10 SSD書き込みキャッシュ保護
セットアップと構成
複数のシナリオにわたる改善を示すために、エンスージアスト、ワークステーション、エンタープライズ ディスク環境を模倣する 240 つの独自のキャッシュ プラットフォームを構築しました。 6.0 つのプラットフォームはすべて、RAID およびキャッシュ インターフェイスとして SAS/SATA 9260Gb/s LSI MegaRAID 8-XNUMXi を搭載した Lenovo RDXNUMX ThinkServer テスト プラットフォームを通じてテストされました。各シナリオでは次の構成が使用されました。
愛好家：
- 四 5,400RPM Samsung 2TB F4EG SATA HDD RAID6で
- 1 240GB OCZ Vertex 3 MAX IOPS MLC-SSD キャッシング用
- 3.6TBの使用可能容量
- 3.6TB SSD のコスト: 7,200 ドル
- SSD/HDD キャッシュのコスト: $1,120
ワークステーション：
- 1 7,200RPM 3TB Seagate Constellation ES.2 SAS HDD
- 1 240GB OCZ Vertex 3 MAX IOPS MLC-SSD キャッシング用
- 2.8TBの使用可能容量
- 2.8TB SSD のコスト: 5,850 ドル
- SSD/HDD キャッシュのコスト: $1,120
企業：
- スリー 10,000RPM 600GB Seagate Savvio 10K.4 SAS HDD RAID5で
- 1 100GB ミクロン P300 SLC-SSD キャッシング用
- 1.12TBの使用可能容量
- 1.12TB SSD のコスト: 12,000 ドル
- SSD/HDD キャッシュのコスト: $2,170
各シナリオでは、100 ～ 240 GB SSD を備えたハード ドライブ アレイの容量をキャッシュに利用しています。 Enthusiast セットアップの場合、低電力 16RPM ハード ドライブが提供する総ストレージ容量に匹敵するには、240GB SSD が 5,400 個以上必要になります。実売価格が約 450 ドルであるため、このアレイの価格は 7,000 ドル以上になります。 LSI の CacheCade Pro 2.0 ソフトウェアを使用すると (すでに RAID カードを所有していると仮定して)、ハード ドライブの費用はわずか 400 ドル、さらに CacheCade Pro 270 の場合は 2.0 ドル、SSD 450 台の場合は 7,200 ドルです。全体でほぼ同様のパフォーマンスの場合、約 1,120 ドル対 XNUMX ドル
各セットアップで理解すべき重要な点の 1 つは、ストレージ容量要件とキャッシュ用のホット データのサイズに関して、ユーザーが異なればニーズも異なることを理解していることです。ただし、それぞれの状況において、コスト削減は驚くべきものです。
合成ベンチマーク
LSI の CacheCade Pro 2.0 ソフトウェアをテストする方法では、キャッシュを有効にせずにドライブの各グループをベンチマークし、次に 25 GB のホットデータ ゾーンと SSD キャッシュをフルスピードで使用して各セットを再ベンチマークする必要がありました。これらの図が示しているのは、「コールド」データ速度と「ホット」データ速度のパフォーマンスです。別の見方としては、キャッシュがどれほど速いか、またはキャッシュ速度が SSD キャッシュ アレイの速さによってのみ制限される様子を確認することです。
CacheCade の動作を示す最良の方法は、単純な合成ベンチマーク (2MB シーケンシャル/ランダム、4K ランダム) から離れ、混合ワークロードのみを使用して、特定のシナリオでキャッシュがどの程度役立つかを示すことだと考えました。
67 つ目はデータベース プロファイルで、主に 33K 転送サイズを中心とした読み取り 8% と書き込み XNUMX% のワークロード構成です。
3 つのアレイのそれぞれのパフォーマンスを見ると、速度が大幅に向上していることがわかります。キャッシュされたパフォーマンスはキャッシュ プラットフォームによって抑制されるのではなく、使用している SSD の真の速度です。その違いは驚くべきものです。
次のプロファイルは、80% の読み取りワークロードと 20% の書き込みワークロードが 512 バイトから 64KB の範囲の複数の転送サイズに分散されているファイル サーバーを調べます。
ファイル サーバー プロファイルでも同じ傾向が見られ、キャッシュされた SSD/HDD の速度は、それぞれの個別の速度以外によって制限されることはありません。 Seagate Savvio と Micron P300 SSD を最も高いキュー深度で組み合わせた場合の比較を詳しく見ると、コールド データ速度とホット データ速度の比較は 1,157 IOPS から 22,902 IOPS です。
当社の Web サーバー プロファイルは読み取り専用で、転送サイズは 512 バイトから 512 KB までです。
このセットアップでは、SandForce SF-2200 プロセッサを使用した構成が、より高速な読み取り速度のおかげで Micron P300 との速度勝負で勝利し、パフォーマンスが大幅に向上しました。 Samsung RAID6 アレイの速度を見ると、478 IOPS または 7.54MB/s から 20,079 IOPS または 308MB/s に跳ね上がりました。
最後のプロファイルは、20K 転送あたりの書き込み 80% と読み取り 8% の組み合わせのワークステーションを調べています。
読み取り転送が多量に混在していると、すべてのアレイが非常に優れたパフォーマンスを発揮し、全体的に劇的なゲインが得られます。 Seagate Constellation ES.2 の場合、キュー深さ 267 レベルでパフォーマンスが 32,422 IOPS から 128 IOPS に向上しました。
現実世界のベンチマーク
通常のワークロード下でドライブがどのように動作するかを実際に確認するには、デバイスとの間でやり取りされる正確なトラフィックを記録し、それを使用してドライブを相互に比較する必要があります。このため、私たちは StorageMark 2010 トレースに注目しました。これには、HTPC、生産性、ゲーム シナリオをカバーするコンシューマー トレースと、メール サーバーと Web サーバー シナリオを含むエンタープライズ トレースが含まれます。
最初の実際のテストは、HTPC シナリオです。このテストには、Media Player Classic での 720 つの 480P HD ムービーの再生、VLC での 1080 つの 15P SD ムービーの再生、iTunes を介して同時にダウンロードする 2,986 つのムービー、および Windows Media Center を介して 1,924 分間録画される XNUMXi HDTV ストリームが含まれます。 IOps と MB/秒のレートが高く、待ち時間が短いことが推奨されます。このトレースでは、ドライブに XNUMXMB が書き込まれ、XNUMXMB が読み取られていることが記録されました。
CacheCade Pro 2.0 が非常にうまく機能し、テスト アレイの HTPC トレースで平均 512% の向上を記録したことがわかりました。
32 番目の実際のテストでは、生産性シナリオにおけるディスク アクティビティを対象としています。あらゆる目的と目的において、このテストは、ほとんどのユーザーの通常の日常活動におけるドライブのパフォーマンスを示します。このテストには、Exchange サーバーに接続された Outlook 2007 を実行する 8 ビット Vista を使用したオフィス生産性環境での 2007 時間の操作、Chrome および IE4,830 を使用した Web ブラウジング、Office 2,758 内でのファイルの編集、Adobe Reader での PDF の表示、および XNUMX 時間の作業が含まれます。 Pandora 経由で XNUMX 時間の追加オンライン音楽を含むローカル音楽再生。このトレースでは、ドライブに XNUMXMB が書き込まれ、XNUMXMB が読み取られていることが記録されました。
生産性トレースでは、平均ゲインは 1,080% で、キャッシュを有効にした Samsung F4EG アレイで最大のジャンプが見られました。
64 番目のクライアントベースの実生活テストでは、ゲーム環境でのディスク アクティビティを対象としています。 HTPC または生産性トレースとは異なり、これはドライブの読み取りパフォーマンスに大きく依存します。読み取り/書き込みパーセンテージの簡単な内訳を示すと、HTPC テストは書き込み 36%、読み取り 59%、生産性テストは書き込み 41%、読み取り 6%、ゲーム トレースは書き込み 94%、読み取り 7% です。テストは、Steam で事前設定された Windows 64 Ultimate 4 ビット システムで構成されており、Grand Theft Auto 4、Left 2 Dead 2、および Mass Effect 426 がすでにダウンロードおよびインストールされています。トレースは、ゲームの進行に伴うテクスチャだけでなく、最初から読み込まれる各ゲームの大量の読み取りアクティビティをキャプチャします。このトレースでは、ドライブに 7,235MB が書き込まれ、XNUMXMB が読み取られていることが記録されました。
読み取り負荷の高いゲーム トレースの平均改善率は 682% で、最大の伸びは単一の Seagate Constellation ES.2 で見られました。
最初のエンタープライズ トレースは、Microsoft Exchange メール サーバー環境を対象としています。私たちは、StorageReview メール サーバーのアクティビティを数日間にわたってキャプチャしました。このサーバー ハードウェアは、Dell Perc 2970/I 統合コントローラ上の RAID2003 内の 2 台の 73GB 10k SAS ハード ドライブで動作する、Windows Server 5 R5 環境を実行する Dell PowerEdge 95 で構成されています。トレースは多数の小さな転送リクエストで構成されており、5% の強力な読み取り負荷と XNUMX% の書き込みトラフィックが発生します。
メール サーバー トレースでは、全体的に最も大きな増加が見られ、キャッシュありとキャッシュなしの各構成の平均は 1,868% でした。
私たちの Web サーバー トレースは、16 日に数千人の訪問者を処理するライブ Web サーバーでキャプチャされました。アクティブな訪問者ログの場合、平均転送サイズは 1024K、ピークは 33K で、このトレースは書き込みが多く、読み取り 67% と書き込み XNUMX% が混在していました。
当社の Web サーバー トレースでは、キャッシュされていないストレージ アレイと完全にキャッシュされたストレージ アレイの間で、平均の利得が 684% でした。
結論
LSI の CacheCade Pro 2.0 ハードウェア/ソフトウェア セットアップは、特にソフトウェアの低コストを考慮すると、キャッシュ分野では非常に優れています。コールド ベンチマーク結果とホット (フル キャッシュ) ベンチマーク結果を比較すると、全体的に大幅な向上が見られ、実際の増加が最も高かったのはメール サーバー トレースで、1,800% 以上の改善が見られました。これらの改善を妨げていた唯一の点は、使用されている環境の正確なニーズに合わせてカスタマイズできる SSD キャッシュ アレイの速度でした。
結局のところ、キャッシュの目的は、頻繁にアクセスされるデータの SSD 速度を確保することです。 CacheCade Pro 2.0 を使用すると、必要なサイズに合わせてハード ドライブのアレイを構築し、ホット データのサイズや速度の要件を満たすために必要な数だけ SSD を追加できます。高価な代替案は、必要な速度で必要な容量に合わせて完全に SSD からアレイを作成するか、必要な容量を超える IOPS 要件を満たすように数千のショートストローク ハード ドライブのアレイのサイズを調整することです。これらの代替案は両方とも非常にコストがかかり、ショートストロークのハードドライブ方式は実装するにも膨大な物理的スペースと電力を必要とするため、ほとんどの場合は実現不可能です。
CacheCade アレイの実装コストは、ソフトウェア パッケージに対してわずか 270 ドルと最小限です。ディスクアレイの高速化を必要とするプロシューマーや愛好家の場合は、互換性のある LSI MegaRAID カードをすでに持っている可能性があるため、ソフトウェアの追加コストは法外なものではありません。企業側では、ほぼ間違いなく互換性のある LSI RAID カードを使用しており、使用中のサーバーまたはストレージ アレイの総コストと比較すると、270 ドルは微々たるものです。いずれの場合も、ユーザーは最小限の現金支出で、負荷の大部分に対して安価なハード ドライブ ストレージと同等の SSD 速度を得ることができます。これは、テクノロジーにおける数少ない双方にとって有利なシナリオの XNUMX つです。
メリット
- 非常に費用対効果の高い
- 驚くべきパフォーマンスの向上
- LSI の広範なドライバー スタックにより複数の OS と互換性があります
デメリット
- 小規模な規模（愛好家レベル）ではコストが法外に高くなる可能性があります
ボトムライン
LSI の MegaRAID CacheCade Pro 2.0 ソフトウェアは、企業や愛好家に最小限の追加コストで大規模なハード ドライブ アレイ上で SSD の速度を向上させる方法を提供します。 CacheCade は、ワークステーションからデータセンターまで、素晴らしい価値を提供し、ストレージから XNUMX ドル当たり最高のパフォーマンスを引き出したいと考えているユーザーにとって、絶対に必須の拡張機能です。
Amazon