Violin Windows Flash Array (WFA) は、オールフラッシュ SMB および NFS ストレージ ソリューションであり、Violin Memory のフラッシュ ファブリック アーキテクチャと Windows Storage Server 2012 R2 を組み合わせて、10Gb イーサネットおよび 56Gb FDR InfiniBand 接続を備えた簡単なアプライアンス スタイルのアプリケーション サーバー ストレージ ソリューションを提供します。 Violin と Microsoft は、WFA が RDMA 対応ネットワーク インターフェイス上で SMB ダイレクトをサポートする SMB 3.0 プロトコルを完全に活用できるようにする Windows Server カーネルの最適化など、WFA の開発で協力しました。
WFA は 3U Violin All Flash Array 6000 プラットフォーム上に構築されており、Windows Storage Server を 2 ノード クラスタとして実行するデュアル ブレードを備えており、未加工容量 280TB まで拡張できます。このシステムは、新しい WFA アプライアンスを Windows クラスターに追加することによって、最大 35 つのアレイまたは 70 ノードの生容量を 4 TB または 8 TB ずつ増分して拡張します。 Violin は、サーバー リースと「成長に応じて支払う」ライセンス モデルを採用しています。このモデルは、プラットフォームの無停止スケーリング機能を活用するように設計されており、ユーザーはアレイ全体ではなく、より小さな容量でライセンスを取得し、時間の経過とともに使用率を高めることができます。このレビューは、64x64TiB ヴァイオリン インライン メモリ モジュール (VIMM) の Windows フラッシュ アレイ ラインナップの中で最大のアレイである WFA-1 のパフォーマンスに基づいています。
| Windows フラッシュ アレイ モデル | WFA-64 | WFA-48 | WFA-32 | WFA-24 | WFA-16 |
|---|---|---|---|---|---|
| フォームファクタ/フラッシュタイプ | 3U/MLC | 3U/MLC | 3U/MLC | 3U/MLC | 3U/MLC |
| 未処理容量 (TB) | 70 | 52 | 35 | 26 | 17.5 |
| 使用可能な容量 (TB) 84% フォーマットレベルで |
44 | 33 | 22 | 16 | 11 |
| I / O接続 | 40GbE、56Gb IB | 40GbE、56Gb IB | 40GbE、56Gb IB | 40GbE、56Gb IB | 40GbE、56Gb IB |
| 最大。 4KB IOPS | 1.1万IOPS | 1.1万IOPS | 800K IOPS | 800K IOPS | 800K IOPS |
| 最大。 帯域幅 | 4GB /秒 | 4GB /秒 | 4GB /秒 | 4GB /秒 | 4GB /秒 |
| 公称レイテンシー | <500μ秒 | <500μ秒 | <500μ秒 | <500μ秒 | <500μ秒 |
Windows Flash Array の主なセールス ポイントの 3.0 つは、Windows Server 2012 R2 による SMB 3.0 プロトコルの包括的なサポートです。たとえば、SMB XNUMX には、フェイルオーバーとパフォーマンスの向上のために複数のネットワーク ポートを集約するマルチチャネル サポートが含まれています。インターフェイス間で分割される個々のパケットをそのまま保持する必要があるブロックベースのポート ボンディングおよびアグリゲーションとは異なり、SMB マルチチャネルは、複数のリンクを介して送信するために個々のパケットを分割できます。環境とワークロードに応じて、この形式の集約はスループットだけでなくレイテンシも改善する可能性があります。
| ストレージとファイル システム | ファイルとブロックのアクセス | Networking |
|---|---|---|
| データ重複排除 圧縮 NTFSの可用性 オフロードデータ転送 (ODX) シンプロビジョニング Encryption |
SMB3.0 NFS 3.0 および NFS 4.1 NFS 経由の VMware VM のサポート スケールアウト ファイル サーバー (SOFS) リモート SMB ファイル共有用の VSS (スナップ) |
SMB ダイレクト (RDMA) SMB マルチチャネル Encryption 透過的フェイルオーバー |
| クラスタリング | 仮想化 | マネジメント |
| クラスター共有ボリューム v2 DFSレプリケーション |
ライブストレージマイグレーション 新しい VHDX 規格 |
Microsoftシステムセンター PowerShellの |
SMB 3.0 の完全サポートは、Windows フラッシュ アレイが SMB に新しく追加されたリモート ダイレクト メモリ アクセス (RDMA)、SMB ダイレクトと呼ばれる機能を利用できることも意味します。 SMB ダイレクトを使用すると、ネットワーク遅延と CPU 使用率を削減するために、ネットワーク インターフェイスがオペレーティング システムを経由せずにシステム RAM に直接アクセスできるようになります。 Microsoft によると、SMB ダイレクトはアプリケーション サーバーの CPU 消費量を 30% 削減し、I/O 集中型のワークロードで最も効果が得られるとしています。また、Violin 氏は、この CPU 効率の向上が、コアごとにライセンス料金を評価するアプリケーションにとって経済的な影響を与えることもすぐに指摘しています。
私たちのレビューモデルは Violine WFA-64 で、メーカー希望小売価格は約 585,000 ドルです。
ヴァイオリン WFA-64の仕様
- フラッシュタイプ: MLC
- 生容量: 64TiB / 70TB
- 最大使用可能容量: 40 TiB / 44TB
- 最大4K IOPS: 1,100,000
- 最小レイテンシ: 220 μ秒
- VIMM 数 (データ + ホット スペア): 60+4
- 信頼性/復元力: 可用性の高いハードウェア構成。システム レベルのハードウェア ベースの vRAID デュアルまたはクアッド vRAID コントローラ モジュール。 2 つのアレイ コントローラー モジュールとメモリ ゲートウェイ。 99.999% の可用性
- IO/接続: 8 x 56Gb FDR Infiniband または 8x 40Gb イーサネット
- 高さ: 3RU
- 幅：17.5インチ
- 奥行き：27インチ
- ケーブル管理: 6インチ
- 重量：92lbs
- 電源：1500W
- 冷却: 4961 BTU/時
- フラッシュ耐久性: 3 年間の保証または保守契約のどちらか長い方でカバーされます。
ビルドとデザイン
Windows フラッシュ アレイには、Windows Server 2012 R2 を実行する XNUMX つのサーバー ブレードが組み込まれており、シャーシの左側に沿って配置されています。 RDMA 対応のネットワーク インターフェイスを備えた WFA をサーバー ブレードのすぐ後ろに展開することで、アレイは SMB ダイレクトを利用してパフォーマンスを向上させ、遅延を短縮できます。シャーシの前面には、主に大型冷却ファン用の巨大な吸気グリルと、頑丈なハンドルとステータス LED があります。
WFA の Violin Intelligent Memory Modules (VIMM) は、シャーシ中央のファンの後ろにあります。 VIMM は、Violin の SSD ストレージの代替品であり、基盤となるストレージ メディアのガベージ コレクション、ウェア レベリング、エラー/障害管理を管理します。 VIMM は、ロジックベースのフラッシュ コントローラー、管理プロセッサ、メタデータ用の DRAM、ストレージ用の NAND フラッシュで構成されます。それぞれホットスワップ可能でメンテナンスが容易で、従来の 2.5 インチ SSD ではなくカード フォーム ファクターを採用しています。
シャーシの背面からは、主電源とネットワーク接続が見えます。
管理とオペレーティング システム
Windows Flash Array 管理エクスペリエンスの核となるのは、アレイのデュアル サーバー ブレードで実行される Windows Server 2012 R2 インスタンスとのプラットフォームの緊密な統合です。 WFA の展開は、Microsoft System Center および PowerShell を介して管理されるように設計されており、これにより、すでに Microsoft の管理能力を備えている組織は、別の管理環境のオーバーヘッドを回避してプロセスを合理化できます。
このアプローチにより、Violin は Microsoft SMB ダイレクトのサポートをまだ提供していない競合アレイに飛びつき、アレイとアプリケーション サーバーのパフォーマンスを向上させることができます。 Violin 氏によると、SMB ダイレクトを備えた WFA は SQL Server の CPU 使用率を最大 30% 削減できるため、メーカーのベンチマークで 1.1 万 4K IOPS の持続スループットと 4GB/秒の帯域幅を達成できます。
Windows フラッシュ アレイは、データ サービスの展開をきめ細かく制御できるため、重複排除やその他の機能をノードと共有に対して選択的にアクティブ化できます。
WFA は、アクティブ/アクティブ構成の Windows フェールオーバー クラスター フェールオーバーとして動作し、SMB マルチパスを利用して接続障害を検出し、トラフィックを再ルーティングできます。また、ライブ VM マイグレーションとともに、仮想マシンの非同期レプリケーションのための Hyper-V レプリカも提供します。この機能の多くは SMB プロトコルに焦点を当てています。ライブ マイグレーションは SMB 経由でのみ利用できます。
性能試験
Violin WFAをラボに導入した目的は多岐に渡りました。まず、多くの優れたパートナー企業との連携を図ることが目標でした。Dellの経験を活かし、PowerEdge R920テストプラットフォームを最大限に活用しました。MellanoxはInfiniband構成のサポートを提供し、MicrosoftはSMB 3.0のベストプラクティスが確実に適用されるよう協力しました。次に、WFAをはじめとするViolin製品群のようなハイエンドのオールフラッシュ構成に負荷をかける、より集中的なベンチマークをラボに導入したいと考えました。そこで、Stream Financialと提携し、同社のDataFusionパフォーマンステストをラボで再現しました。最後に、このテストでViolinがこれまで達成した結果を上回り、フラッシュストレージの性能の新たな最高記録を打ち立てたいと考えました。
最も単純な形式の DataFusion は、13 行あたり 12 つのリスク ポイント、8 兆ポイントのデータを含む 100 兆行を超えるリスク データの処理と集計をデモンストレーションするように設計されています。このテストでは、データの処理にかかる時間によって意思決定が妨げられる可能性がある、非常に現実的なビッグデータの使用例を検討します。このテストは、XNUMX 年間の取引帳簿のデルタ、ガンマ、ベガ、シータのリスク バケットを含むリスク データを使用して取引環境を模倣します。典型的なビジネス ビューをシミュレートするために、SQL の「where」、「like」、「group by」クエリを使用してデータが集計され、リスク タイプ、通貨、取引相手ごとにバケット化されたリスク エクスポージャーが表示されました。高度に圧縮されたデータベース全体のフットプリントは XNUMX TB をわずかに超え、拡張すると XNUMX TB を超えます。このテストの目的では、データベースはインデックス付けなしで実行され、サーバーとストレージがすべてのデータをリアルタイムで処理するようになります。
英国の「The Test People」によって行われた最初のテストは、私たちのラボの R920 構成と比較すると少し控えめなものでした。彼らの調査結果では、単一の Intel Xeon CPU E32-5 v2690 @2GHZ とインターフェースする Violin WFA-3.00 が使用されました。テストプロセスには 4 時間 19 分かかりました。彼らはさらに、「サーバーとアレイを拡張することで処理時間をさらに短縮できる可能性がある」ともコメントしました。
ガントレットが投げられ、Violin が数週間使用できる WFA-64 を提供してくれたので、私たちは Violin フラッシュ、Windows、Infiniband ファブリックをどれだけ強力に推し進めることができるかを試してみました。 Dell PowerEdge R920 を活用して、信じられないほど強力なサーバー 920 台だけで処理時間をどこまで短縮できるかを確認しました。当社の R138 の構成では、合計 CPU 処理能力が 30 GHz でしたが、元のプレス リリースでは XNUMX GHz が使用されていました。
デル PowerEdge R920
- 7 つの Intel E4870-2 v2.3 CPU (15GHz、30 コア、XNUMXMB キャッシュ)
- 512GB RAM (8GB x 64 DDR3、CPU あたり 128GB)
- 2 x 300GB 10K SAS RAID1 ブート
- 4 x Mellanox ConnectX-3 デュアルポート InfiniBand アダプター
新しいテスト プラットフォームを選択し、Windows Server 2012 R2 で構成したことで、ベンチマーク中に R920 を完全に飽和させることができました。テスト期間中、CPU 使用率は 90 ～ 100% で、ネットワーク上のトラフィックは 2 ～ 3 GB/秒でした。結局のところ、56分16秒という信じられないほど短いタイムで完走できました。これにより、元の処理時間の約 80% が削減され、Mellanox Infiniband ファブリックなどの高速インターコネクトと混合された計算負荷の高いタスクにおいて、Dell PowerEdge R920 などのクアッド CPU サーバーの利点が示されました。ベンチマーク時間は劇的に改善されましたが、WFA-64 にはまだ両方のコントローラーに余裕があり、利用可能な帯域幅が残っていました。
結論
オールフラッシュ ストレージ アレイは基本的に、単一のプラットフォームから可能な最大のパフォーマンスを引き出すための練習です。 Violin Windows Flash Array は、Windows ベースのアプリケーション サーバー ワークロードと SMB プロトコル用のストレージを必要とする組織向けの調整と統合に焦点を当て、Violin のオールフラッシュ アレイ プラットフォームのパフォーマンスを最大化するための非常に特殊なアプローチを採用しています。 Violin 氏の主張は、多くの管理者にとって説得力のあるものに聞こえるでしょう。Windows Server の機能セットと管理パラダイムに全面的に取り組むことで、Windows Flash Array の導入と管理はよりシンプルになり、より低コストになります。 Windows ショップにとってはこれはおそらく真実であり、他のプラットフォームを使用している人にとっては、Violin 7000 フラッシュ ストレージ プラットフォームの方がより適していると思われる、より伝統的なアレイです。
このレビューでのテストは、新しいテスト環境のセットアップにかかる時間と、一般にアレイへのアクセスにある程度限定されています。包括的であることを意図したものではありませんが、データポイントは、私たちが見つけた結果を考慮する際に励みになります。私たちのテストでは、ハードウェアが大幅に改善されたにもかかわらず、ベンチマークの完了にかかる時間が 80% 弱短縮されました。アレイと R920 を組み合わせた全体の密度を考えると、これは非常に印象的です。 WFA-64 にある程度のヘッドルームが残っているため、より高速または新しいコンピューティング ハードウェアを使用すると、さらに優れた結果を達成できる可能性があります。 R930 のような新しいクアッド CPU プラットフォームを考慮すると、最新の Intel Haswell CPU が内部で実行されていない Violin WFA からさらに多くのパフォーマンスが絞り出される可能性があると予想されます。
WFA には妥協がないわけではなく、CPU は最新の Intel 製品に更新されておらず、Violin が提供するハードウェア設計の利点を除けば、ソフトウェア側には Microsoft が提供していない「特別なソース」はあまりありません。これは必ずしも問題ではなく、Windows 環境ではおそらく利点です。問題は、企業が従来の SAN 製品と比較して、この層のパフォーマンスをどの程度必要とするかということになります。ただし、この限られたやり取りでわかったことは、WFA に投入できる十分なコンピューティングと、遅延に非常に敏感なアプリケーションがある場合、WFA は本当に悲鳴をあげるということです。他の Windows ボックスやオールフラッシュ DIY ソリューションでさえ、このカテゴリにはこれより優れたオプションがあると信じられるものは何もありませんでした。
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