Home Enterprise Dell PowerScale profiteert van QLC SSD economie en prestaties

Dell PowerScale profiteert van QLC SSD economie en prestaties

by Brian Beeler

Dell PowerScale QLC SSD-ondersteuning gelanceerd in mei van dit jaar bij Dell Tech World voor hun F600- en F900-knooppunten. Ondersteuning voor de SSD's van 15.36 TB en 30.72 TB werd onmiddellijk omarmd door PowerScale-klanten, die deze extreem dichte PowerScale-knooppunten begonnen op te slokken toen ze in de zomer GA gingen. Deze nieuwe QLC-drives, ondersteund door OneFS 9.4 release, bieden klanten optimale economie voor NAS-workloads die prestaties, betrouwbaarheid en capaciteit vereisen, waardoor ze ideaal zijn voor financiële modellering, media en entertainment, kunstmatige intelligentie (AI), machine learning (ML) en diep leren (DL).

Dell PowerScale QLC SSD-ondersteuning gelanceerd in mei van dit jaar bij Dell Tech World voor hun F600- en F900-knooppunten. Ondersteuning voor de SSD's van 15.36 TB en 30.72 TB werd onmiddellijk omarmd door PowerScale-klanten, die deze extreem dichte PowerScale-knooppunten begonnen op te slokken toen ze in de zomer GA gingen. Deze nieuwe QLC-drives, ondersteund door OneFS 9.4 release, bieden klanten optimale economie voor NAS-workloads die prestaties, betrouwbaarheid en capaciteit vereisen, waardoor ze ideaal zijn voor financiële modellering, media en entertainment, kunstmatige intelligentie (AI), machine learning (ML) en diep leren (DL).

Met de voortdurende explosie van ongestructureerde gegevens is de F600-node met 246 TB onbewerkt of de F900 met 737 TB onbewerkt zeer aantrekkelijk. QLC-drives breiden het datameer uit met tot 2x meer capaciteit dan eerdere generaties in dezelfde voetafdruk, waardoor rackruimte en stroom/koeling worden bespaard.

Deze QLC-schijven worden onderdeel van het algehele levenscyclusbeheersysteem binnen OneFS, waardoor PowerScale een TCO-voordeel krijgt ten opzichte van de concurrentie. Naadloze integratie van knooppunten met QLC-schijven in bestaande PowerScale-clusters stelt clusters in staat nieuwe werklasten aan te nemen. Om tegemoet te komen aan de opslagcapaciteit, prestatiebehoeften en vereisten voor kostenoptimalisatie voor de huidige workloads en ontworpen voor de onvoorspelbare eisen van morgen, bieden PowerScale-systemen klanten keuze, schaalbaarheid en flexibiliteit.

Uithoudingsvermogen en levensduur

Het is geen nieuws dat de belangstelling voor en groei in SSD-technologie de afgelopen jaren een vlucht heeft genomen, maar er is altijd de onderliggende zorg geweest dat SSD's niet dezelfde levensduur hebben als HDD's. Er is een verschuiving in dat denkproces, vooral binnen Dell Technologies. We hebben onlangs een geplaatst podcast met Product Management VP van Dell, David Noy, gericht op SSD's met hoge capaciteit.

David legde uit dat het schrijven van gegevens naar QLC-schijven in PowerScale spaarzaam wordt gedaan vanwege het uithoudingsvermogen, en dat Dell voorzichtig is met de manier waarop de schijven worden gebruikt, aangezien gegevens in grote I/O's worden geschreven en de gegevens al zijn verwerkt voordat ze naar de schijf worden geschreven. Op basis van de resultaten ziet Dell een levensduur van ongeveer 14 jaar zonder schijfstoringen.

QLC zorgt voor enorme PowerScale-capaciteitswinsten

Dell PowerScale staat bekend om een ​​functieset die schaalbaarheid, flexibiliteit en eenvoud biedt. Klanten kunnen beginnen met één workload, zoals consolidatie van bestandsshares of gemengde mediaopslag, en vervolgens OneFS uitschalen om verschillende workloads te ondersteunen door gebruik te maken van de eenvoudige, cloudachtige opslagarchitectuur met één pool.

Dell voegde meer flexibiliteit en keuze toe toen het 15 TB en 30 TB Quad-level cell (QLC) flashgeheugendrives introduceerde voor PowerScale F900 en F600 all-flash modellen. Afhankelijk van de werklast ziet Dell tot 25 procent of betere prestaties voor streaming reads met all-flash nodes in de volgende PowerScale OneFS-release. Met voortdurende verbeteringen in betrouwbaarheid en prestaties in Gen 2 QLC-technologie, kunnen klanten meer kosten realiseren voor snelle NAS-workloads die prestaties en capaciteit vereisen. Dankzij de 30TB QLC-schijfondersteuning kan Dell de dichtheid in de PowerScale F600 en PowerScale F900 verhogen en de kosten van flash voor klanten verlagen.

Solidigm P5316 QLC-schijven

Het is geen geheim dat de QLC-drives die worden gebruikt in de PowerScale F600 en PowerScale F900 all-flash-systemen Solidigm D5-P5316-drives zijn. De D5-P5316 levert naar verluidt tot 7 GB/s in sequentiële leesbewerkingen, terwijl de 30.72 TB-modellen meer schrijfsnelheden bieden met 3.6 GB/s. In willekeurige 4K-lezingen citeert Solidigm hun drive op 800,000 IOPS voor alle modellen. De schijf heeft ook een DWPD-classificatie (0.41 schijfschrijfacties per dag), een garantie van 5 jaar en een reeks verbeterde beveiliging, waaronder AES-256 hardwareversleuteling, NVMe-opschoning en firmwaremeting.

De QLC-drives zijn ook voorzien van 144-laags QLC NAND, wat de kosten verlaagt met behoud van modellen met hoge capaciteit en solide prestaties en is ideaal voor omgevingen die opslag binnen datacenterworkloads moeten optimaliseren en versnellen, zoals Content Delivery Networks (CDN), Hyper-geconvergeerde infrastructuur (HCI) en big data. Over het algemeen bieden de Solidigm QLC-schijven een uitstekende balans tussen capaciteit, prestaties en kosten.

PowerScale F900/F600 QLC ruwe capaciteit

Chassisontwerp (per knooppunt) Ruwe capaciteit per knooppunt Ruwe capaciteit voor maximale clusterconfiguratie (252 nodes)
F900 2U met 24 NVMe SSD-schijven 737.28 TB met 30.72 TB QLC

368.6 TB met 15.36 TB QLC

185.79 PB met 30.72 TB QLC

92.89 PB met 15.36 TB QLC

F600 1U met 8 NVMe SSD-schijven 245.76 TB met 30.72 TB QLC

122.88 TB met 15.36 TB QLC

61.93 PB met 30.72 TB QLC

30.96 PB met 15.36 TB QLC

Dell PowerScale OneFS

Als we het over PowerScale hebben, is het essentieel om op zijn minst OneFS te noemen, de fundamentele bouwsteen voor scale-out infrastructuur die wordt gebruikt om alle Dell PowerScale NAS-opslagoplossingen aan te drijven. OneFS is een volledig symmetrisch bestandssysteem zonder single point of failure. Het maakt gebruik van clustering om de prestaties en capaciteit te schalen en maakt failover van elk naar elk en meerdere niveaus van redundantie mogelijk die verder gaan dan de mogelijkheden van RAID.

OneFS vermindert de last van opslagbeheer door complexiteit te elimineren en zelfherstel op te nemen. OneFS bevat ook parallellisme op een diep besturingssysteemniveau, dus vrijwel elke belangrijke systeemservice is verdeeld over meerdere hardware-eenheden. Dankzij dit ontwerp kan OneFS in elke dimensie worden geschaald naarmate de infrastructuur wordt uitgebreid. Gezien de snelle groei in opslagdichtheden en toenemende prestaties, is OneFS ontworpen om uit te groeien tot een schaal van meerdere petabytes en nog steeds een grotere betrouwbaarheid te bieden dan traditionele opslagsystemen.

OneFS is bij uitstek geschikt voor op bestanden gebaseerde en ongestructureerde 'big data'-toepassingen in bedrijfsomgevingen, waaronder grootschalige homedirectories, bestandsshares, archieven, virtualisatie en bedrijfsanalyses. OneFS wordt veel gebruikt in veel data-intensieve industrieën, zoals energie, financiële diensten, internet- en hostingdiensten, business intelligence, engineering, productie, media en entertainment, bio-informatica, wetenschappelijk onderzoek en andere krachtige computeromgevingen.

Dell PowerScale QLC-prestaties

Hoewel de capaciteitswinst duidelijk is en de behoefte van de klant duidelijk is, is een dichte voetafdruk alleen niet voldoende om de naald te verplaatsen. Klanten willen er ook zeker van zijn dat de clusterprestaties voldoen aan hun workloads. Om beter te begrijpen hoe QLC SSD's zich verhouden tot traditionele TLC SSD's in PowerScale, hebben we samengewerkt met het labteam van Dell om deze prestatieprofielen te begrijpen.

Op basis van de interne testgegevens van Dell leveren PowerScale met QLC-schijven:

  • Betere efficiëntie met de helft van het vermogen en de helft van de benodigde rackruimte per TB dan met de huidige node met de hoogste capaciteit.
  • Tot 2x hogere onbewerkte clustercapaciteit in vergelijking met huidige all-flash drives.
  • Tot 2x hogere onbewerkte knooppuntdichtheid in vergelijking met huidige all-flash drives.
  • Tot 19 procent lagere prijs per TB dan de huidige all-flash drives.

PowerScale-nodes bestaande uit QLC-drives kunnen hetzelfde prestatieniveau leveren als die van TLC-drives, terwijl ze slechts de helft van het vermogen en de helft van de rackruimte nodig hebben. QLC-drives zijn ook 19 procent goedkoper per TB, wat resulteert in superieure kosten en waarde. QLC-compatibele knooppunten presteerden op pariteit of iets beter dan TLC-compatibele knooppunten voor doorvoerbenchmarks en SPEC-workloads.

Om de prestaties zo nauwkeurig mogelijk te meten met de nadruk op de schijven zelf, maakte de testomgeving gebruik van dezelfde apparatuur, waarbij alleen de schijven werden verwisseld. Dell gebruikte twee F600-nodes met OneFS 9.4.0.007. Hoewel twee knooppunten geen traditionele of ondersteunde klantimplementatie zijn, werkte het om de prestaties tussen elke configuratie nauwkeurig te meten.

In een test gericht op sequentiële bandbreedte van grote blokken, werd op de knooppunten een werklast van 128K toegepast om de leessnelheid te meten. Hier boden de originele QLC SSD's een prestatieverbetering van 4.18 procent. Met een overdrachtsgrootte van 512K om de schrijfprestaties te meten, vertoonden de QLC SSD's een verbeterde schrijfsnelheidstoename van 4.56 procent. Door de overdrachtsgrootte terug te brengen tot 4K voor een willekeurige leeswerklast, overtroffen de QLC SSD's de TLC SSD's enigszins met een verbetering van 0.47 procent. Door over te gaan op een pure schrijfwerklast en de 4K willekeurige overdrachtsgrootte te behouden, kwamen de TLC- en QLC SSD's overeen met een verandering van 0.00 procent.

De volgende batch gegevens richt zich op 32K willekeurige lees- en willekeurige schrijfworkloads. Hier zien we opnieuw een minimaal prestatieverschil tussen de TLC- en QLC-configuraties van de PowerScale F600-nodes. In de 32K random read-workloads hadden de QLC SSD's een winst van 1.88 procent ten opzichte van de TLC SSD's. Bij 32K willekeurig schrijven vertoonden de QLC SSD's een verbetering van 2.67 procent ten opzichte van de TLC SSD's. Ten slotte sluiten we af met een gelijktijdige doorvoertest van 20 MB waarin de lees- en schrijfprestaties worden gemeten bij de overdracht van miljoenen bestanden. Hier boden de QLC SSD's een verbetering van 1.45 procent in leesprestaties en een toename van 2.32 procent in schrijfprestaties.

Onze volgende groep tests gaat van traditionele snelheden en voert synthetische workloads in SPEC-tests die verschillende toepassingsscenario's dekken. Dit omvat SPEC Software Build, SPEC Electronic Design Automation en SPEC Genomics. Deze prestatievergelijking gaat minder over hoe snel de F600-build met twee knooppunten is en meer over het verschil tussen de twee SSD-typen. Met dat uit de weg, duiken we eerst in de SPEC 2020 SWB-statistieken, waar de QLC SSD-configuratie een prestatiedaling had van -2.27 procent. In SPEC 2020 EDA behielden de QLC SSD's een kleine prestatiekloof en daalden slechts met -1.69 procent. In het laatste deel over SPEC 2020 Genomics, bleef de QLC SSD-kloof kleiner worden, met een verschil van slechts -1.32 procent.

Door deze prestatietests te doorstaan, hebben we een belangrijke conclusie kunnen trekken voor klanten van Dell PowerScale die overwegen over te stappen op op QLC gebaseerde systemen. Bij synthetische prestatiewerklasten met grote en kleine blokken, gelijktijdige werklasten en SPEC-toepassingswerklasten is er een minimale impact op de prestaties op basis van het schijftype. In elk gebied presteerden de schijven dicht bij elkaar, zo niet enigszins de TLC SSD's in bepaalde gebruikssituaties.

Een laatste gebied dat niet volledig verband houdt met de prestaties, maar een meting is van de schijfsnelheid, is hoe snel de F600-node opnieuw wordt opgebouwd in het geval van een enkele schijfstoring. Op dit gebied heeft Dell de herstelsnelheid van de F600-node gemeten met TLC's op 681 GB/uur, terwijl de QLC SSD's opnieuw werden opgebouwd met een snelheid van 720 GB/uur.

Conclusie

Een paar weken geleden werd Dell Technologies uitgeroepen tot leider in de 2022 Gartner Magisch Kwadrant voor gedistribueerde bestandssystemen en objectopslag voor het zevende achtereenvolgende jaar. Niet alleen dat, het rapport gaf Dell de hoogste algemene positie in het 'leiders'-kwadrant. Verder schat Gartner dat grote ondernemingen tegen 2026 hun ongestructureerde datacapaciteit op locatie zullen verdrievoudigen. Om aan deze aanhoudende groei te voldoen, hebben organisaties opslagoplossingen nodig die kunnen worden geschaald, eenvoudig te beheren zijn en inzicht bieden in klantgegevens.

In dit stuk hebben we specifiek naar die schaalbaarheidskwestie gekeken. Dell heeft wijselijk geïnvesteerd in OneFS en ondersteunt QLC SSD's in hun F600- en F900-knooppunten. In een PowerScale F900 betekent dat 737.28 TB aan onbewerkte flashcapaciteit per node met 30.72 TB SSD's. Nu de capaciteits- en dichtheidsvergelijking is opgelost, is de volgende vraag: kunnen op QLC gebaseerde systemen de zware werklast aan?

Het antwoord is duidelijk ja. Wanneer we Dell PowerScale-systemen met elkaar vergelijken, één met TLC SSD's en één met QLC, zien we nooit een werklastdelta van meer dan vijf procent. Dit betekent dat er in termen van applicatieprestaties in feite geen verschil is. Zelfs in een herstelsituatie, zoals een enkele schijffout, zag de PowerScale F600-node geen toename in de tijd om opnieuw op te bouwen. Dell heeft het goed gedaan bij het ontwerpen van PowerScale om zich aan te passen aan opslagtechnologieën. Vandaag hebben we het over QLC SSD's, maar morgen zou het gebruik van cloudbronnen kunnen zijn als onderdeel van Project Alpine, de stap van Dell om hun opslagsoftware naar de cloud te brengen.

Dell PowerScale

Solidigm sponsorde dit rapport. Alle standpunten en meningen in dit rapport zijn gebaseerd op onze onbevooroordeelde kijk op het (de) product(en) in kwestie.

Neem contact op met StorageReview

Nieuwsbrief | YouTube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | TikTok | RSS Feed