Nie ma wątpliwości, że zastosowania brzegowe stanowią główny problem wielu organizacji IT. Nie trzeba pracować w handlu detalicznym ani w branży poszukiwań ropy i gazu, aby zrozumieć, że wraz z rosnącą ilością danych tworzonych i gromadzonych na brzegu, IT potrzebuje lepszych rozwiązań sprzętowych zaprojektowanych do obsługi tej szerokiej gamy nowych zadań brzegowych. Dodaj do tego dodatkowe korzyści płynące ze sztucznej inteligencji w czasie rzeczywistym na brzegu, a lekkie serwery brzegowe łatwo się przeciążą.
Istnieje jednak ciekawa alternatywa. Cheetah RAID Raptor pomaga organizacjom zarządzać rozległymi danymi brzegowymi dzięki serwerowi oferującemu modułowe pojemniki na dane, które mogą teraz obsłużyć prawie 3/4 petabajta na zaledwie 12 dyskach.
Cheetah RAID Raptor
Cheetah RAID Raptor to serwer o wysokiej wydajności, zaprojektowany z myślą o pokonaniu typowego wąskiego gardła w wydajności pamięci masowej, które często ogranicza wydajność serwera w środowiskach brzegowych. Oprócz szerokiej gamy opcji rozszerzeń PCIe®, Raptor wyróżnia się trzema modułami NVMe® Gen4 z możliwością podłączania podczas pracy, procesorami AMD EPYC z maksymalnie 64 rdzeniami oraz 128 liniami PCIe Gen4.
Z perspektywy projektowania serwerów, konstrukcja z trzema pojemnikami jest kluczową cechą wyróżniającą serwer Raptor. Każdy z pojemników mieści do czterech dysków SSD. Pojemniki umożliwiają niezależne rejestrowanie i przetwarzanie danych, a modułowa konstrukcja pozwala na łatwą wymianę pojemników na gorąco i migrację do różnych lokalizacji. Możliwość fizycznej wymiany pojemników uwalnia migrację danych od ograniczeń związanych z infrastrukturą sieciową.
W przypadku różnorodnych zastosowań brzegowych, generujących ogromne ilości danych, Raptor w znacznym stopniu korzysta z dysków o dużej pojemności. W tym przypadku dyski SSD idealnie sprawdzają się, ponieważ serwery te znajdują się z tyłu pojazdów autonomicznych lub są montowane w samolotach i innych pojazdach, w których występuje duże obciążenie. Dzięki niedawno wprowadzonym na rynek dyskom SSD Solidigm o pojemności 61.44 TB , jeden system może pomieścić zdumiewającą gęstość danych. Możliwość przechowywania prawie petabajta danych na jednym serwerze przekłada się na większy zbiór danych i krótszy czas wymiany pojemników. W naszych testach wykorzystaliśmy 12 dysków SSD Solidigm P5316 o pojemności 30.72 TB.
Projekt Cheetah RAID Raptor
Jak wspomniano wcześniej, serwer jest wyposażony w procesor AMD EPYC Zen 3 (Milan), co zapewnia serwerowi Cheetah RAID Raptor imponującą moc obliczeniową. Pojemniki danych Cheetah zostały zaprojektowane z myślą o obsłudze procesora AMD Milan, co pozwala im na natychmiastową migrację danych z poruszającego się pojazdu do centrum danych.
Projekt Raptora uwzględnia szczegółowe założenia dotyczące przepływu powietrza, które wykorzystują moc procesora AMD Milan, umożliwiając wykorzystanie wszystkich 64 rdzeni i 128 linii PCIe Gen4. Raptor, wyposażony w AMD Milan, może obsługiwać wymagające aplikacje, oferując jednocześnie dostęp do pamięci masowej z niskim opóźnieniem.
Konstrukcja pojemnika umożliwia oddzielne rejestrowanie i przetwarzanie danych. Po przetworzeniu danych pojemnik można wymienić w dowolnym miejscu, bez wyłączania urządzenia. Firma Raptor wyeliminowała ograniczenia migracji danych do zewnętrznej struktury sieciowej. Pojemniki obsługują dyski SED i mogą być szyfrowane, co zapewnia dodatkowe bezpieczeństwo danych.
| Obsługiwany procesor | Obsługa procesorów AMD EPYC™ serii 7003 i 7002 |
| Gniazdo | Pojedyncze gniazdo SP3 (LGA4094) |
| chipset | System na chipie |
| Obsługiwana pamięć RAM! | 8 gniazda DIMM (1DPC) Obsługuje do 2 TB pamięci RAM DDR4 3200 MHz z rejestracją ECC 8-kanałowa magistrala pamięci |
| Interfejs IO | 1x port COM Port VN 1x 4x Typ-A (USB3.0) 2x RJ45 1x IPMI |
| Gniazda rozszerzeń | 5 PCI-E 4.0 x16 2 PCI-E 4.0 x8 – Obsługuje 3 kontrolery RAID sprzętowe Broadcom/Microchip lub 3 karty retimer Gen4 x16 – Cztery wolne gniazda na karty sieciowe lub akceleratory sprzętowe |
| wnęki na napędy | 12 dysków SSD U.2/U.3 2.5” NVMe PCIe Gen 4 za pośrednictwem 3 wymiennych na gorąco pojemników NVMe |
| Chłodzenie | 4x 80x38mm szybkie wentylatory chłodzące |
| Przedni panel | Włączanie/wyłączanie za pomocą diody LED Przełącznik resetowania Przełącznik NMI Znajdź przełącznik z diodą LED 4x dioda LED LAN Ostrzegawcza dioda LED |
| obsługiwane systemy operacyjne | Microsoft® Windows: – Serwer 2016 (64-bitowy) – Serwer 2019 (64-bitowy) Linux: – RedHat Enterprise Linux Server 8.2 (64-bitowy) / 7.9 (64-bitowy) – CentOs 8.2 (64-bitowy) / 7.9 (64-bitowy) – SUSE SLES 15.2 (64-bitowy) / 12.5 (64-bitowy) – UBuntu 20.04.1 (64 bity) /18.04.5 (64 bity) / 16.04.7 (64 bity) Nadzorca: – VMWare® ESXi 6.7 u3 / 7.0 u1 – vSphere 6.7 u3 / 7.0 u1 – Hiperwizor CITRIX 8.1.0 |
| Zasilanie | Zasilacz nadmiarowy 800 W |
| Środowiskowy | Temperatura pracy: 10°C ~ 35°C Temperatura w stanie spoczynku: -40°C ~ 70°C Wilgotność podczas przechowywania: 20% ~ 90% (bez kondensacji) |
Migracja danych
Każdy moduł Cheetah RAID Raptor można podłączyć bezpośrednio do procesora AMD za pomocą 16 linii PCIe Gen4 lub za pomocą sprzętowego kontrolera RAID NVMe. Aby spełnić wymagania serwera pamięci masowej o dużej pojemności i wysokiej szybkości transferu z możliwością wymiany dysków na gorąco, system Cheetah RAID Storage wykorzystał adaptery RAID Adaptec SmartRAID serii 3200 firmy Microchip.
Seria Adaptec SmartRAID 3200 została oparta na kontrolerze pamięci masowej 5. generacji firmy Microchip, SmartROC 3200, z obsługą adapterów interfejsu hosta PCIe Gen 4 x8 i x16, co zapewnia lepszą wydajność i przepustowość do 29.6 GB/s. Adaptery Adaptec SmartRAID oferują bogaty zestaw funkcji, obsługują do 32 urządzeń NVMe i do 256 macierzy SAS/SATA oraz do 64 macierzy LD/RAID, funkcjonalność trójmodową SAS/SATA/NVMe, obsługę platformy Trusted Platform dla wyższego poziomu bezpieczeństwa obliczeniowego i łańcucha dostaw, obsługę pakietu narzędzi maxView™, funkcję bezpiecznego rozruchu, bezpiecznej aktualizacji i atestacji oraz oprogramowanie do zarządzania dyskami samoszyfrującymi (SED).
W grudniu 2021 roku recenzowaliśmy Cheetah RAID Prowler, aby podkreślić zapotrzebowanie na wytrzymały serwer, który można zamontować w samochodzie pod siedzeniem lub w bagażniku (dla Brytyjczyków – w bagażniku). Stworzenie serwera, który wytrzyma trudne warunki panujące w pojeździe, samolocie, statku lub na krawędzi sieci, wymaga ogromnego nakładu pracy. Więcej informacji można znaleźć w naszym artykule „Cheetah RAID Prowler radzi sobie z trudnymi warunkami przetwarzania brzegowego”.
Wydajność pamięci masowej
Dyski QLC (Quad-Level Cell) oferują szereg istotnych korzyści w świecie dysków SSD i potwierdzają swoją wartość. Zaletą dysków QLC jest większa pojemność i niższy koszt w porównaniu z innymi technologiami NAND. Dyski QLC charakteryzują się niższym kosztem w przeliczeniu na gigabajt, co czyni je doskonałym wyborem dla użytkowników dbających o budżet. Dyski QLC są dostępne w formatach SATA i NVMe, przy czym NVMe zapewnia wyższą prędkość transferu danych, w dużej mierze dzięki wydajności protokołu NVMe.
Rozwiązanie Cheetah RAID Raptor wykorzystuje niedawno zaprezentowany dysk Solidigm D5-P5336 , specjalnie zaprojektowany dysk QLC, idealny do zadań wymagających dużej ilości danych, takich jak potoki danych, jeziora danych oparte na sztucznej inteligencji, analiza dużych zbiorów danych, skalowalne systemy NAS i przetwarzanie brzegowe, zapewniając wydajne i szybkie przechowywanie oraz pobieranie rozległych zestawów danych. Dla użytkowników wymagających ogromnej pojemności pamięci masowej do aplikacji zorientowanych na odczyt i obliczeń ogólnego przeznaczenia, dyski QLC stanowią atrakcyjną i ekonomiczną opcję.
Seria Solidigm D5-P5336 (15.36 TB, E1.L 9.5 mm PCIe 4.0 x4, 3D5, QLC)
Niezbędniki |
|
| Kolekcja produktów | Seria Solidigm D5-P5336 |
| Pojemność | 15.36TB 30.72TB 61.44TB |
| Typ litografii | 192L QLC 3D NAND |
| Warunki użytkowania | Serwer/Enterprise |
| MMID | 99C54G |
Dane techniczne |
|
| Sekwencyjna przepustowość – 100% odczytu (do) | 7000 MB/s |
| Sekwencyjna przepustowość – 100% zapisu (do) | 3100 MB / s |
| Odczyt losowy (zakres 100%) | 1005 KIOPS (4K, QD256) |
| Losowy zapis (100% zakresu) | 35 KIOPS (16K, QD256) |
| Opóźnienie – odczyt sekwencyjny (typ.) | 8μs (4 tys. bloków) |
| Opóźnienie – zapis sekwencyjny (typ.) | 15μs (16 tys. bloków) |
| Opóźnienie – Odczyt | 110μs (4 tys. bloków) |
| Opóźnienie – zapis | 31μs (16 tys. bloków) |
| Moc – Aktywna | 25W |
| Moc – Bezczynność | 5W |
Niezawodność |
|
| Wibracje – działanie | 2.17 GRMS (5 – 700 Hz) maks. |
| Wibracje – w stanie spoczynku | 3.13 GRMS (5 – 800 Hz) maks. |
| Wstrząs (w trakcie pracy i w stanie spoczynku) | 1,000 G (maks.) przy 0.5 ms |
| Zakres temperatury pracy | 0 - 70 ° C |
| Ocena wytrzymałości (zapisy w ciągu całego życia) | 14.11 PBW (16 tys. RW) |
| Średni czas między awariami (MTBF) | 2 milion godzin |
| Niekorygowana stopa błędów bitowych (UBER) | <1 sektor na 10^17 odczytanych bitów |
| Okres gwarancji | 5 roku |
Specyfikacja pakietu |
|
| Waga | 185g +/- 10g |
| Form Factor | E1.L |
| Interfejs | PCIe 4.0 x4, NVMe |
Zaawansowane technologie |
|
| Ulepszona ochrona danych przed utratą zasilania | |
| Szyfrowanie sprzętowe | |
| Monitorowanie i rejestrowanie temperatury | |
| Kompleksowa ochrona danych |
W przypadku obciążeń wydajności pamięci masowej zmierzyliśmy wydajność za pomocą adapterów RAID Microchip Adaptec SmartRAID serii 3200 z dyskami SSD w trybie JBOD. Następnie przetestowaliśmy kombinacje 4, 8 i 12 dysków, gdzie każda grupa 4 dysków SSD reprezentowała pełny kontener NVMe i dodatkowy adapter RAID. W tym celu wykorzystaliśmy nasze obciążenia Vdbench do testów przepustowości i przepustowości, mierząc wydajność sekwencyjną 64 KB i losową 4 KB.
Analiza obciążenia VDBench
W przypadku benchmarkingu urządzeń pamięci masowej, testy aplikacji sprawdzają się najlepiej, a testy syntetyczne plasują się na drugim miejscu. Chociaż testy syntetyczne nie odzwierciedlają idealnie rzeczywistych obciążeń, pomagają one w ustaleniu punktu odniesienia dla urządzeń pamięci masowej, zapewniając powtarzalność, która ułatwia porównywanie konkurencyjnych rozwiązań. Obciążenia te oferują szereg różnych profili testowych, od testów „czterech kątów”, przez testy rozmiaru transferu w typowych bazach danych, po przechwytywanie śladów z różnych środowisk VDI.
Wszystkie te testy wykorzystują wspólny generator obciążeń vdBench z silnikiem skryptowym do automatyzacji i przechwytywania wyników w dużym klastrze obliczeniowym. Pozwala nam to na powtarzanie tych samych obciążeń na szerokiej gamie urządzeń pamięci masowej, w tym macierzach flash i indywidualnych urządzeniach pamięci masowej. Nasz proces testowania tych benchmarków polega na wypełnieniu całej powierzchni dysku danymi, a następnie partycjonowaniu sekcji dysku odpowiadającej 25% pojemności dysku, aby symulować potencjalną reakcję dysku na obciążenia aplikacji. Różni się to od testów pełnej entropii, które wykorzystują 100% pojemności dysku i wprowadzają go w stan ustalony. W rezultacie te wartości będą odzwierciedlać wyższe, stałe prędkości zapisu.
Profile:
- Losowy odczyt 4K: 100% odczytu, 128 wątków, 0-120% ioratu
- 4K losowy zapis: 100% zapisu, 128 wątki, 0-120% ioracji
- 64K Sekwencyjny odczyt: 100% odczytu, 32 wątków, 0-120% ioracji
- 64K Sekwencyjny zapis: 100% zapisu, 16 wątków, 0-120% ioratu
W naszym pierwszym teście sprawdzającym wydajność losowego odczytu 4K z wykorzystaniem 4, 8 i 12 dysków SSD QLC w systemie CheetahRAID Raptor zmierzyliśmy wydajność na poziomie 2.5 mln IOPS dla 4 dysków SSD, 3.5 mln IOPS dla 8 dysków i 3.54 mln IOPS dla 12 dysków SSD.
W naszym obciążeniu losowym 4K widzimy znacznie wyraźniejszą różnicę między 4, 8 lub 12 dyskami SSD w systemie Raptor. Tutaj zmierzyliśmy 75 tys. IOPS z 4, 146 tys. IOPS z 8 i 218 tys. IOPS z 12 dysków SSD. Należy zauważyć, że wydajność losowego zapisu 4K jest piętą achillesową tego typu dysków SSD QLC. Na przykład Solidigm P5430 to model QLC, który jest bardziej zoptymalizowany pod kątem mniejszych bloków.
Przechodząc do pomiaru szczytowej przepustowości w CheetahRAID Raptor, zmierzyliśmy 10.8 GB/s z 4 dysków SSD, 16.9 GB/s z 8 dysków SSD i 31.2 GB/s z 12 dysków SSD. Główną różnicą w skalowaniu jest dodatkowa karta RAID dodawana do każdego z 4 dysków SSD.
W naszym ostatnim obciążeniu zmierzyliśmy wydajność zapisu sekwencyjnego 64K. Zmierzyliśmy 5.6 GB/s dla 4 dysków SSD, 11.3 GB/s dla 8 dysków SSD i 16.8 GB/s dla 12 dysków SSD.
Wydajność AI
Jedną z naprawdę spektakularnych zalet serwera Raptor jest jego zdolność nie tylko do szybkiego i wydajnego rejestrowania danych, ale dzięki energooszczędnemu procesorowi graficznemu (GPU) może on również obsługiwać zadania AI w czasie rzeczywistym. Skonfigurowaliśmy serwer z procesorem graficznym NVIDIA A2 do wnioskowania, aby przetestować możliwości Raptora w zakresie AI.
Dzięki kompatybilności Raptora z procesorami graficznymi, takimi jak NVIDIA A2, który dodaliśmy do naszego systemu, staje się on jeszcze lepszym wyborem w przypadku obliczeń brzegowych, szczególnie w obszarze sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego.
Wyposażony w dyski SSD o wysokiej przepustowości i procesory AMD EPYC z maksymalnie 64 rdzeniami, Raptor radzi sobie z wymagającymi algorytmami AI, oferując dostęp do pamięci masowej z niskim opóźnieniem, co umożliwia szybkie przetwarzanie danych na krawędzi sieci i wnioskowanie. Konstrukcja umożliwiająca wymianę danych bez wyłączania systemu (hot-swap) pozwala na migrację danych bez ograniczeń sieciowych, co dodatkowo skraca cykl życia aplikacji AI, od gromadzenia danych po wnioskowanie w czasie rzeczywistym.
W scenariuszach, w których urządzenia brzegowe, takie jak pojazdy autonomiczne, maszyny przemysłowe, a nawet drony, przetwarzają ogromne ilości danych, zdolność Raptora do obsługi zadań AI w czasie rzeczywistym okaże się cenna. Wnioskowanie AI na brzegu sieci przybliża proces podejmowania decyzji do źródła danych, co przekłada się na szybsze działania i bardziej trafne spostrzeżenia. Na przykład, w pojazdach autonomicznych, natychmiastowe przetwarzanie danych z czujników może prowadzić do podejmowania decyzji w czasie rzeczywistym, co zwiększa bezpieczeństwo i wydajność. Wytrzymała, półprzewodnikowa konstrukcja Raptora gwarantuje odporność na wibracje i wahania temperatury występujące w tych trudnych warunkach, zapewniając jednocześnie wymaganą moc obliczeniową.
Możliwość przeniesienia mocy obliczeniowej AI na krawędź sieci zmniejsza również potrzebę przesyłania ogromnych ilości surowych danych do centralnego centrum danych, zmniejszając zużycie przepustowości i obniżając koszty. Zamiast tego, tylko przetworzone, istotne informacje mogą być przechowywane i w razie potrzeby przesyłane z powrotem na sankach dyskowych do dalszej analizy lub długoterminowego przechowywania.
Obsługa przez Raptor pamięci masowej o dużej pojemności i wysokiej szybkości transferu, w połączeniu z zaawansowanymi możliwościami GPU, oznacza, że można go dostosować do konkretnych zastosowań AI. Niezależnie od tego, czy chodzi o analizę wideo w czasie rzeczywistym, konserwację predykcyjną, czy analizę danych opartą na sztucznej inteligencji, konfiguracja Cheetah RAID Raptor pozwala na dostosowanie go do unikalnych wymagań różnych środowisk brzegowych.
Uwagi końcowe
Najnowsza oferta Cheetah RAID Storage zmienia zasady gry na rynku wzmocnionych, wysokowydajnych systemów obliczeniowych. Raptor łączy w sobie wszystkie te cechy, aby sprostać rygorystycznym wymaganiom wydajnościowym stawianym aplikacjom brzegowym, obsługując operacje sekwencyjne i dostęp wielowątkowy do przechwytywania, przetwarzania i przechowywania danych o znaczeniu krytycznym. Przykłady zastosowań Raptora obejmują monitoring wizyjny, streaming, rejestrowanie/przechwytywanie danych, pojazdy autonomiczne oraz wzmocnione pamięci masowe do celów obronnych i przemysłowych.
Niewielkie wymiary produktów Cheetah RAID Storage robią wrażenie. Konstrukcja serwera idealnie sprawdza się w trudnych warunkach, wymagających solidnej konstrukcji, a jednocześnie umożliwia szybką wymianę komponentów, takich jak pamięć flash NVMe, gdy jest pełna. Zaprojektowano je tak, aby zmieściły się pod siedzeniem, w bagażniku pojazdu autonomicznego, w samolocie lub na statku. Są odporne na ekstremalne temperatury i ciągłe wstrząsy na lądzie, morzu i w powietrzu.
Dzięki przesunięciu obliczeń i danych bliżej użytkownika, przetwarzanie brzegowe może zapewnić znacząco zwiększoną przepustowość, lepszą wydajność i przetwarzanie w czasie rzeczywistym. Możliwość analizowania danych bliżej źródła minimalizuje opóźnienia, zmniejsza ruch sieciowy i obniża koszty zarządzania danymi, jednocześnie zwiększając prywatność i bezpieczeństwo. Dzięki wymiennym dyskom twardym użytkownicy mogą przesyłać zaszyfrowane dane w locie, aby analizować je w czasie rzeczywistym.
Aby sprostać wymaganiom serwera pamięci masowej o dużej pojemności i szybkości transferu danych z funkcją hot-swap, Cheetah RAID Storage wykorzystał adaptery RAID Adaptec SmartRAID serii 3200 firmy Microchip. Adaptery SmartRAID serii 3200 to bezpieczne, bogate w funkcje, obsługujące trzy tryby i charakteryzujące się wysoką wydajnością, o przepustowości sięgającej prawie 30 GB. Taka wydajność i przepustowość są niezbędne w zastosowaniach, do których został zaprojektowany Raptor.
Dzięki nowym dyskom SSD Solidigm D5-P5336 QLC, Raptor może gromadzić, rejestrować i przechowywać dane o wielkości zbliżonej do petabajta, co przekłada się na mniejszą liczbę migracji danych. Nowe dyski SSD QLC spełniają wymagania dotyczące prędkości odczytu/zapisu dla rynku AV i wojskowego, oferując jednocześnie bardziej ekonomiczny profil $/TB.
Podsumowując, Cheetah RAID Storage Raptor to wydajny serwer o niewielkich rozmiarach, zaprojektowany tak, aby przetrwać nawet najtrudniejsze warunki.
Niniejszy raport jest sponsorowany przez firmę Solidigm. Wszystkie poglądy i opinie wyrażone w niniejszym raporcie opierają się na naszej obiektywnej ocenie rozpatrywanego produktu/produktów.
Amazon