Recenzja GRAID SupremeRAID SR-1000

Firma GRAID Technology wprowadziła na rynek latem swój pierwszy produkt, zaprojektowany z myślą o współczesnych wyzwaniach związanych z przepustowością, jakie stawiają dyski SSD NVMe. GRAID SupremeRAID, jak głosi deklaracja, to „pierwsza na świecie karta RAID NVMe zapewniająca 100% dostępnej wydajności dysków SSD”. Pomijając odrobinę marketingu, GRAID rzeczywiście rozwiązuje bardzo realny problem: tradycyjne karty RAID nie są w stanie zapewnić pełnej wydajności, jaką oferują nowoczesne dyski SSD. GRAID znacząco się wyróżnia dzięki zupełnie nowej architekturze. Graid SupremeRAID nie korzysta ze starszej karty RAID, lecz z procesora graficznego (GPU). 

Co jest nie tak z tradycyjnymi kartami RAID NVMe?

Tradycyjne sprzętowe karty RAID działały dobrze, do pewnego momentu. Teraz, gdy dyski SSD NVMe są tak szybkie, sprzętowy RAID stał się czynnikiem ograniczającym. Nie chodzi o to, że same karty RAID nie działają, to po prostu kwestia matematyki. Serwer z gniazdem PCIe Gen4 może liczyć jedynie na osiągnięcie 16 GB/s z gniazda x8 lub 32 GB/s z gniazda x16.

Karty RAID są zazwyczaj typu x8 , co oznacza, że ​​aby wykorzystać nawet niewielkie pule pamięci flash NVMe na jednym serwerze, konieczne jest zastosowanie wielu kart RAID. Standardowy dysk SSD klasy korporacyjnej, taki jak Intel P5510, może osiągnąć przepustowość odczytu sekwencyjnego 7000 MB/s. Nawet biorąc pod uwagę różnicę między specyfikacją a rzeczywistością, w tym obciążeniu oznacza to, że dwa dyski SSD ograniczą tradycyjną kartę RAID w tym konkretnym obciążeniu.

Oczywiście nie każde obciążenie będzie łatwe do sekwencyjnego odczytu, ale sedno sprawy pozostaje niezmienne. Umieszczenie 24 dysków SSD NVMe w standardowym serwerze 2U na standardowych kartach sprzętowych RAID jest skomplikowane, kosztowne i może negatywnie wpłynąć na wydajność systemu. Niemniej jednak, alternatywy, takie jak programowy RAID, również nie są zbyt dobre. Programowy RAID jest łatwy w konfiguracji i nie wymaga zakupu karty RAID, ale pochłania dużo zasobów procesora, co negatywnie wpływa na wydajność.

Wprowadź GRAID SupremeRAID

Jak wspomniano, główną różnicą jest to, że GRAID SupremeRAID jest oparty na procesorze graficznym NVIDIA T1000. Ten drobny szczegół nie jest szczególnie interesujący dla większości klientów GRAID, którym zależy tylko na wynikach, ale dla naszych odbiorców jest to niezwykle interesujący fakt. Procesor graficzny ma wiele zalet, jeśli chodzi o eliminację wąskich gardeł w macierzy RAID NVMe.

Po pierwsze, karta SupremeRAID bezpośrednio przetwarza dane wejścia/wyjścia, odciążając procesor. A ponieważ jest to karta GPU, dysponuje ogromną mocą obliczeniową, której po prostu nie oferują standardowe karty RAID. Sama ochrona RAID jest zintegrowana z siecią, co oznacza, że ​​dane mogą przepływać z procesora do pamięci masowej bez konieczności korzystania z karty SupremeRAID. GRAID posiada również silnik sztucznej inteligencji, który stanowi jej sekretny składnik, działający na karcie i zapewniający wydajne działanie całego ekosystemu.

Chociaż sama karta jest podstawą rozwiązania GRAID, nadal klasyfikuje się je jako oprogramowanie RAID. Obecnie GRAID obsługuje RAID 0, 1, 5, 6 i 10. Pod względem wydajności GRAID osiągnął około 6 milionów operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) i 100 GB/s w systemie 24-dyskowym. Nawiasem mówiąc, 24 dyski nie stanowią ograniczenia dla GRAID, po prostu są powszechnie spotykane w serwerach 2U. SupremeRAID nie ma sztywnego limitu liczby obsługiwanych dysków. GRAID obsługuje również NVMe-oF i różnorodne połączenia międzysystemowe, dzięki czemu jest gotowy na nowe architektury.

Ostatnia uwaga dotycząca architektury. To standardowa, dostępna od ręki karta, działająca w trybie plug-and-play i nie wymagająca okablowania. Karta nie wymaga również modułu podtrzymującego baterię.

Wydajność

W momencie rozpoczęcia tej recenzji, GRAID SupremeRAID obsługiwał tylko system Linux. Niedawno dowiedzieliśmy się, że Windows jest wycofywany z użytku. Do tej recenzji wykorzystaliśmy nasz serwer Intel Scalable Gen3 z obsługą NVMe Gen4, wyposażony w osiem dysków SSD Intel P5510 o pojemności 3.84 TB. Wybraliśmy RAID 5 zarówno dla sprzętowej grupy RAID z GRAID, jak i programowej RAID z wykorzystaniem mdadm w systemie Linux.

Konfiguracja RAID-u programowego wykorzystywała rozmiar paska 16 KB. Aby przetestować każdą konfigurację, użyliśmy FIO z szeregiem syntetycznych testów porównawczych, obejmujących sekwencyjne przetwarzanie dużych bloków i losowe przetwarzanie małych bloków.

Parametry obciążenia FIO

• 1M Sekwencyjny odczyt i zapis – 16 wątków / 32 kolejki
• Losowy odczyt i zapis 4K – 32 wątki / 64 kolejki
• 8K losowo 70/30 mieszanie – 32 wątki / 64 kolejki

Przystępując do tej recenzji, byliśmy dość optymistycznie nastawieni, biorąc pod uwagę imponujące obietnice. Nie znaczy to, że nie da się osiągnąć dobrej wydajności na rynku pamięci masowej, ale pojawia się wiele nowości w tym rozwiązaniu. Jak widać, GRAID bez problemu pokonał tradycyjny RAID programowy.

Zmierzyliśmy 8.88 mln IOPS dla losowego odczytu 4K z czasem 0.23 ms, w porównaniu z tradycyjnym RAID-em programowym, który zmierzył 2.9 mln IOPS przy opóźnieniu 0.89 ms. Przejście do pomiaru wydajności zapisu było, szczerze mówiąc, szaleństwem. Rozwiązanie GRAID HW RAID zmierzyło 863 tys. IOPS z czasem 2.4 ms, podczas gdy grupa SW RAID5 uzyskała raczej mierny wynik 52.6 tys. IOPS z czasem 38.9 ms.

Przechodząc do testu sekwencyjnego przepustowości dużych bloków, byliśmy pod ogromnym wrażeniem. W grupie GRAID RAID5 zaobserwowaliśmy maksymalną prędkość odczytu na poziomie 30.7 GB/s przy opóźnieniu 16.3 ms i szczytową prędkość zapisu 11.3 GB/s przy 44.4 ms. To całkowicie zmiażdżyło naszą grupę software'owego RAID5, która uzyskała całkiem niezły wynik 26.2 GB/s przy odczycie i opóźnieniu 19.1 ms, ale za to żałosny wynik zapisu 1.42 GB/s przy 360 ms. Software RAID historycznie charakteryzuje się bardzo słabą wydajnością RAID5/6, z ogromnym spadkiem wydajności zapisu.