iXsystems Titan iX-316J to 16-zatokowa półka rozszerzeń pamięci masowej JBOD w formacie 3.5″. JBOD na stałe zagościł w laboratorium Storage Review , umożliwiając bezpośrednie podłączanie dysków SATA lub SAS do systemu obliczeniowego hosta za pośrednictwem ekspandera SAS LSI 9207-8e. iX-316J może być używany w różnych zastosowaniach, od obsługi dysków SATA o pojemności do 64 TB, aż po szybsze dyski 2.5″ 10K i 15K, jeśli użytkownik zdecyduje się na takie rozwiązanie. W tej recenzji przyjrzymy się trzem różnym zestawom dysków twardych, wyraźnie ilustrując kompromisy między wydajnością a pojemnością, jakie występują w przypadku nowoczesnych dysków twardych klasy enterprise.
Koncepcja półki pamięci masowej, czyli JBOD, jest jedną z bardziej podstawowych w architekturze pamięci masowej. Obudowa zasadniczo mieści dyski, łącząc się z maszyną hosta za pomocą kabla SAS i karty HBA w hoście. Ten typ konfiguracji jest nadal popularny tam, gdzie użytkownicy korporacyjni chcą zachować pamięć masową lokalnie, ale być może wyrośli z dostępnych kieszeni na dyski lub mają inne unikalne wymagania i nie potrzebują pełnej sieci SAN z własnymi kontrolerami pamięci masowej. W rzeczywistości, patrząc w przyszłość, zaprezentujemy te same konfiguracje dysków twardych w połączeniu z rozwiązaniami buforowania, aby pokazać, jak pamięć flash i oprogramowanie mogą przynieść korzyści dużym macierzom dysków twardych w środowisku korporacyjnym. Przypadki użycia JBOD stale się rozszerzają wraz z nowymi technologiami i potężną mocą obliczeniową po stronie hosta.
Specyfikacja iXsystems Titan iX-316J
- Współczynnik kształtu: obudowa pamięci masowej 3U obsługująca do 16 dysków twardych
- Wymiary: 17.2″ szer. x 5.2″ wys. x 25.5″ gł.
- Wentylatory: 6 x 40×56, 4-pinowy zespół wentylatorów PWM
- Szyny montażowe: Zestaw szyn, szybki/szybki
- Zatoki na dyski twarde: 16 x 3.5” SAS/SATA z możliwością wymiany na gorąco – dyski SATA wymagają przejściówek
- Obsługa RAID: Obsługiwana przez kontroler RAID jednostki głównej
- Zgodność z SAS2
- Obsługa 6 Gb
- Łączność SAS: Kompatybilność z dowolnym adapterem magistrali hosta SAS, SAS2.0 lub SAS3.0
- 2 złącza SFF-8088
- Zasilanie: redundantny zasilacz o wysokiej wydajności 720 W z magistralą PMBus
Omówienie wideo
Budowa i projektowanie
iXsystems Titan iX-316J to obudowa 3U do montażu w szafie rack z 16 zatokami na dyski 3.5″ dostępnymi od przodu. Oferuje interfejs HA SAS typu active-active do podłączenia dwóch hostów, a także port rozszerzeń umożliwiający łączenie wielu jednostek JBOD. Obsługuje natywnie zarówno dyski 3.5″, jak i 2.5″, dzięki zastosowaniu uniwersalnych kieszeni na dyski. Chociaż obsługiwane są zarówno dyski SAS, jak i SATA, dyski SATA wymagają użycia adaptera, aby mogły obsługiwać dwa porty. Z przodu obudowy Titan 316J znajduje się wyłącznik zasilania oraz kontrolki interfejsu, które sygnalizują aktywność połączeń i pracę urządzenia w trybie online. Ta konkretna obudowa została zaprojektowana z myślą zarówno o JBOD, jak i serwerach pamięci masowej, a niektóre kontrolki nie są podłączone w naszej konfiguracji.
Tylna część obudowy iXsystems Titan iX-316J jest bardzo prosta, ponieważ urządzenie nie posiada interfejsu obliczeniowego, który można znaleźć w serwerach. Jedynymi złączami do tego urządzenia są dwa zasilacze oraz cztery złącza SAS. Głównym łączem do wewnętrznego ekspandera jest 4-kanałowe złącze SFF-8088, zapewniające maksymalną prędkość transferu danych około 2,400 MB/s. Jeden port z każdej strony jest dedykowany do połączenia z serwerem, na którym będzie hostowany, a pozostałe dwa służą do podłączenia 316J do innej półki JBOD.
Ponieważ jednostka i płyta bazowa są przeznaczone do środowisk HA, firma iXsystems dostarczyła nam adaptery LSI SATA-SAS, których użyliśmy podczas testowania JBOD z dyskami twardymi SATA. Kieszenie na dyski zostały zaprojektowane z myślą o tych adapterach, więc instalacja przebiegła bezproblemowo.
Aby zapewnić szybką i łatwą instalację w szafie rack, iXsystems dołącza do modułu Titan iX-316J JBOD zestaw szyn przesuwnych. Instalacja zajęła zaledwie kilka minut, ponieważ szyny zatrzasnęły się w szafie rack bez użycia narzędzi. Po zainstalowaniu wystarczy wysunąć szyny odbiorcze, zamontować szyny montażowe z boku obudowy i wsunąć urządzenie na miejsce.
Testowanie tła i porównań
iXsystems Titan 316J JBOD obsługuje dyski twarde SATA i SATA 3.5″ i 2.5″. Do tej recenzji użyliśmy zarówno dysków SATA o dużej pojemności 4 TB i prędkości 7,200 obr./min z adapterami SAS, jak i dysków SAS 2.5″ o prędkości 10 tys. i 15 tys. obr./min.
Dyski twarde użyte w tej recenzji:
- Toshiba MK01GRRB (147 GB, 15 000 obr./min, 6.0 Gb/s SAS)
- Toshiba MBF2600RC (600 GB, 10 000 obr./min, 6.0 Gb/s SAS)
- Hitachi Ultrastar 7K4000 (4TB, 7,200 obr./min, 6.0 Gb/s SATA)
Wszystkie urządzenia pamięci masowej klasy korporacyjnej są testowane na naszej platformie testowej nowej generacji opartej na serwerze Lenovo ThinkServer RD630 . Serwer ThinkServer RD630 jest skonfigurowany z następującymi elementami:
- 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0 GHz, pamięć podręczna 15 MB)
- Windows Server 2008 R2 SP1 64-bitowy, Windows Server 2012 64-bitowy i CentOS 6.3 64-bitowy
- Chipset Intel C602
- Pamięć – 16 GB (2 x 8 GB) 1333 MHz DDR3 Registered RDIMM
- Karta HBA LSI 9207 SAS/SATA 6.0 Gb/s
Analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa
Nasz proces testowania pamięci masowej dla przedsiębiorstw rozpoczyna się od analizy działania dysku podczas dokładnej fazy wstępnego kondycjonowania. Każda z porównywalnych macierzy dysków twardych jest konfigurowana w RAID10, poddawana pełnej synchronizacji, a następnie testowana pod dużym obciążeniem 16 wątków z kolejką oczekujących 16 wątków na wątek, aż do lekkiego obciążenia 2 wątków z kolejką oczekujących 2 wątków na wątek.
Atrybuty wydajności mierzone przez nas w przypadku obciążeń losowych:
- Przepustowość (łączna liczba operacji wejścia/wyjścia na sekundę odczytu i zapisu)
- Średnie opóźnienie (średnie opóźnienie odczytu i zapisu)
- Maksymalne opóźnienie (maksymalne opóźnienie odczytu lub zapisu)
- Odchylenie standardowe opóźnienia (uśrednione odchylenie standardowe odczytu i zapisu)
Nasza analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa obejmuje sześć profili, z których niektóre oparte są na rzeczywistych zadaniach. Profile te zostały opracowane, aby ułatwić porównanie z naszymi poprzednimi testami porównawczymi, a także z powszechnie publikowanymi wartościami, takimi jak maksymalna prędkość odczytu i zapisu 4K oraz 8K 70/30, powszechnie stosowana w przypadku dysków korporacyjnych. Uwzględniliśmy również dwa starsze, mieszane obciążenia: tradycyjny serwer plików i serwer WWW, z których każdy oferuje szeroki zakres rozmiarów transferu.
- Sekwencyjna
- 8K
- 100% odczytu lub 100% zapisu
- 100% 8 tys.
- 128 tysięcy
- 100% odczytu lub 100% zapisu
- 100% 128 tys.
- 8K
- Losowy
- 4K
- 100% odczytu lub 100% zapisu
- 100% 4 tys.
- 8K 70/30
- 70% czytania, 30% pisania
- 100% 8 tys.
- Serwer plików
- 80% czytania, 20% pisania
- 10% 512b, 5% 1 tys., 5% 2 tys., 60% 4 tys., 2% 8 tys., 4% 16 tys., 4% 32 tys., 10% 64 tys.
- Serwer internetowy
- 100% przeczytane
- 22% 512b, 15% 1 tys., 8% 2 tys., 23% 4 tys., 15% 8 tys., 2% 16 tys., 6% 32 tys., 7% 64 tys., 1% 128 tys., 1% 512 tys.
- 4K
Pierwszym testem, który bierzemy pod uwagę mierząc wydajność iXsystems Titan iX-316J, jest sekwencyjny odczyt i zapis 8K. W tym teście, w którym brane są pod uwagę zarówno prędkość obrotowa, jak i gęstość zapisu, Hitachi Ultrastar 7K4000 RAID10 o prędkości 7,200 obr./min zaoferował najwyższą prędkość odczytu 8K, wynoszącą 911 MB/s, podczas gdy Toshiba 15K RAID10 uzyskała 811 MB/s, a Toshiba 10K RAID10 612 MB/s. Porównując prędkości zapisu, RAID10 15K osiągnął 186 MB/s, RAID10 10K 178 MB/s, a RAID10 7.2K 82 MB/s.
Nasz kolejny test sekwencyjny zmierzył prędkości transferu dużych bloków. W tym teście macierz SAS 15K uzyskała odczyt na poziomie 1,535 MB/s i zapis na poziomie 839 MB/s, macierz SATA 7.2K uzyskała odczyt na poziomie 1,361 MB/s i zapis na poziomie 912 MB/s, a macierz SAS 10K znalazła się na ostatnim miejscu z odczytem na poziomie 1,142 MB/s i zapisem na poziomie 540 MB/s.
W pozostałych testach porównawczych w tej recenzji przeszliśmy z testów sekwencyjnych na testy w pełni losowe. Na iX-316J uzyskaliśmy 6,162 IOPS 4K przy odczycie i 3,474 IOPS 4K przy zapisie z dysków SAS 15K, 4,379 IOPS 4K przy odczycie i 2,361 IOPS 4K przy zapisie z dysków SAS 10K oraz 2,218 IOPS 4K przy odczycie i 1,069 IOPS 4K przy zapisie z dysków SATA 7.2K.
Porównując średnie opóźnienie w naszym losowym teście 100% 4K, gdy iXsystems Titan iX-316J jest wyposażony w dyski SAS 15K, czasy reakcji wynosiły zaledwie 41 ms dla odczytu i 73 ms dla zapisu. Po zainstalowaniu większych dysków SATA 7.2K do przechowywania danych, opóźnienie odczytu wzrosło do 115 ms, a opóźnienie zapisu do 239 ms, przy efektywnej głębokości kolejki 256.
Porównując maksymalne opóźnienia, macierze 10K i 15K oferowały najkrótsze czasy reakcji szczytowej, a macierz 7.2K – najdłuższe.
Porównując spójność opóźnień w naszym iX-316J, macierz SAS 15K oferowała najniższe odchylenie standardowe opóźnień odczytu i zapisu. Liniowe wahania wystąpiły przy prędkości wrzeciona 10K lub 7.2K, co pokazuje, że sensowne jest zrozumienie obciążenia i wybór dysków, które mają największy sens w danych wymaganiach.
Przechodząc na nasz profil 8K 70/30 ze skalowaniem obciążenia od 2T/2Q do 16T/16Q, zmierzyliśmy szczytową szybkość operacji wejścia/wyjścia wynoszącą 4,803 IOPS dla macierzy 15K SAS RAID10, 3,600 IOPS dla macierzy 10K i 1,673 IOPS dla macierzy 7.2K.
Jeśli wymaganiem było utrzymanie opóźnienia poniżej 20 ms, punkt prędkości dla macierzy SAS 10K i 15K został znaleziony przy efektywnej głębokości kolejki 32 lub mniejszej. W tym ustawieniu maksymalna przepustowość wyniosła 2,686 IOPS dla macierzy SAS 15K i 2,055 IOPS dla macierzy SAS 10K. Utrzymując to samo wymaganie dla macierzy SATA 7.2K, jej optymalnym punktem była efektywna głębokość kolejki 8 lub mniejsza, co zapewnia szczytową przepustowość 460 IOPS.
Dla każdej prędkości wrzeciona utrzymanie efektywnej głębokości kolejki poniżej 32 pozwoliło uzyskać najkrótszy maksymalny czas reakcji, przy czym największy wpływ zaobserwowano w przypadku tablicy 7.2K.
Jeśli chodzi o spójność opóźnień, dyski SAS 10K i 15K oferowały podobną wydajność przy niższych głębokościach kolejki, przy czym przewagę miały dyski SAS 15K przy najwyższych efektywnych głębokościach kolejki.
Przechodząc na obciążenie serwera plików, wpływ prędkości obrotowej wrzeciona w naszym 16-zatokowym iX-316J stał się bardziej widoczny. Przy maksymalnej efektywnej głębokości kolejki 256, macierz SAS 15K osiągnęła 4,943 IOPS, a macierz SAS 10K – 3,652 IOPS. Macierz 7.2K oferowała maksymalnie zaledwie 1,296 IOPS.
Porównując średnie opóźnienie między poszczególnymi typami dysków w naszej 16-kieszeniowej macierzy JBOD, dyski SAS o pojemności 10 000 i 15 000 obr./min oferowały najlepszą wydajność w obciążeniu serwera plików, przy czym macierz 7.2 000 obr./min charakteryzowała się wyższym opóźnieniem w tym obszarze. Pod względem optymalnej wydajności w stosunku do opóźnienia, macierze SAS oferowały najlepszą wydajność bez przestojów spowodowanych wysokim opóźnieniem przy głębokości kolejki mniejszej niż 32 dla macierzy 10 000 obr./min i 64 dla macierzy 15 000 obr./min.
Porównując szczytowe czasy reakcji, dwie macierze SAS utrzymały opóźnienie poniżej 500 ms przy efektywnej głębokości kolejki 64 i mniejszej. W przypadku macierzy SATA 7.2 KB, efektywne obciążenie kolejki powyżej 32 spowodowało gwałtowny wzrost szczytowych czasów reakcji.
Porównując odchylenie standardowe opóźnienia w naszym profilu serwera plików, zaobserwowaliśmy podobną wydajność zarówno dla naszych macierzy 10 000, jak i 15 000, gdzie macierz 15 000 miała przewagę przy najwyższej efektywnej głębokości kolejki. W tym konkretnym profilu transferu wolniejsze dyski twarde 7.2 000 miały większe trudności z utrzymaniem stałego opóźnienia wraz ze wzrostem obciążenia powyżej efektywnej wartości 32.
Nasz ostatni profil, obejmujący symulowaną aktywność serwera WWW, jest w pełni przeznaczony do odczytu. W tym ustawieniu dyski twarde 7,200 obr./min radziły sobie lepiej niż w poprzednich testach, z włączoną aktywnością zapisu. Przy najwyższej liczbie wątków i kolejek zmierzyliśmy szczytową szybkość operacji wejścia/wyjścia na poziomie 5,786 IOPS z naszą macierzą SAS o pojemności 15 tys. dysków, 4,068 IOPS z naszą macierzą SAS o pojemności 10 tys. dysków i 2,081 IOPS z macierzą SATA o pojemności 7.2 tys. dysków.
Macierze SAS 10K i 15K w systemie iXsystems Titan iX-316J były w stanie utrzymać średnie opóźnienie pod kontrolą przy efektywnej głębokości kolejki poniżej 64, przy czym macierz 7.2K miała dolną granicę 32, zanim średnie opóźnienie znacznie wzrosło.
Maksymalne opóźnienie w naszym teście serwera WWW dało podobne wyniki, jak średnia wartość opóźnienia, gdzie szczytowe czasy reakcji były utrzymywane na minimalnym poziomie przy efektywnej głębokości kolejki poniżej 64 lub 32 (odpowiednio dla macierzy SAS 10/15K i macierzy SATA 7.2K).
Przy braku aktywności zapisu, macierz SAS 15K charakteryzowała się najlepszym odchyleniem standardowym opóźnienia w całym zakresie poziomów wątków i kolejek, a następnie macierze 10K, a następnie 7.2K. To samo dotyczyło optymalnego punktu, gdzie najlepsza spójność była poniżej EQD64 dla szybszych wrzecion i EQD32 dla macierzy 7.2K.
Wniosek
Wielokrotnie bezgłowa obudowa JBOD idealnie sprawdza się w przypadku rosnących potrzeb w zakresie pamięci masowej. iXsystems Titan iX-316J to łatwa w konfiguracji obudowa 3U, która dzięki dyskom twardym 4 TB może obsłużyć łączną pojemność 64 TB. Oczywiście, jak pokazaliśmy, łatwo dostosowuje się do dysków 2.5″, choć w tym przypadku traci się korzyści w zakresie gęstości w porównaniu z opcjami iXsystems 2U SFF z 24 zatokami. Jeśli chodzi o kompatybilność, Titan iX-316J może łączyć się zarówno z kartami HBA, jak i RAID za pomocą standardowego złącza SFF-8088. Jedyną wadą, która miałaby zastosowanie tylko w przypadku instalacji dysków SSD w tej macierzy, jest ograniczenie przepustowości pojedynczego 4-kanałowego złącza SAS do 2,400 MB/s w porównaniu ze złączem SAS 6.0 Gb/s. To ograniczenie nie będzie miało wpływu na dyski talerzowe, ale dyski flash o przepustowości powyżej 500 MB/s każdy wymagałyby większej liczby połączeń miniSAS, aby w pełni wykorzystać swój potencjał.
Macierze dysków twardych 10K i 15K oferowały największą przepustowość i najniższe opóźnienia w naszych mieszanych obciążeniach o losowej aktywności. W obciążeniach sekwencyjnych macierz RAID10 7.2K oferowała najwyższą prędkość odczytu 8K i zapisu 128K. Klienci korporacyjni, decydujący o najlepszym dysku twardym do konkretnego zastosowania, muszą rozważyć wymagania dotyczące pojemności w stosunku do potrzeb wydajnościowych, a następnie uwzględnić koszty. Dyski 7.2K oferują najlepszą pojemność w stosunku do ceny, ale nie dorównują wydajnością wejścia/wyjścia szybszym dyskom 10K i 15K. W przypadku niektórych potrzeb, takich jak tworzenie kopii zapasowych lub przechowywanie danych masowych, dostęp losowy nie jest tak istotny, co czyni dyski 7.2K bardziej atrakcyjnymi. W obu przypadkach jednak iXsystems Titan iX-316J działał całkiem dobrze, niezależnie od rozmiaru dysku i interfejsu.
ZALETY
- Łatwe wdrażanie w infrastrukturze HA
- Działa zarówno z dyskami twardymi SAS, jak i SATA
- Kompatybilny ze wszystkim, co obsługuje JBOD przez SFF-8088
- Zawiera dwa zasilacze
Wady
- Niewystarczająca przepustowość dla dysków SSD w niektórych scenariuszach
Podsumowanie
iXsystems Titan iX-316J to prosty we wdrożeniu, bezobsługowy system pamięci masowej, który ma szeroki zakres zastosowań w przedsiębiorstwach. Chociaż pamięć masowa podłączana bezpośrednio nie musi być skomplikowana, musi działać niezawodnie, co iX-316J zapewniał dzięki trzem zestawom dysków twardych SATA i SAS.
Produkt Page
Omów tę recenzję
Amazon