Akcelerator SQL OCZ ZD-XL to dedykowane połączenie sprzętu i oprogramowania, zaprojektowane specjalnie, jak sama nazwa wskazuje, do przyspieszania baz danych SQL. ZD-XL wykorzystuje akcelerator aplikacji PCIe OCZ Z-Drive R4 serii RM jako warstwę pamięci flash połączoną z aplikacją hosta, aby przyspieszyć wolumin SQL na dyskach twardych lub przyspieszyć bazę danych SQL poprzez umieszczenie jej w pamięci flash. Największą zaletą jest jednak trzecia opcja; w razie potrzeby ZD-XL może wykonywać obie te czynności – przyspieszać wolumin SQL na karcie flash i buforować duże bazy danych znajdujące się na dyskach twardych.
Aby lepiej zrozumieć ZD-XL, podzielmy rozwiązanie na podstawowe komponenty sprzętowe i programowe. Od strony sprzętowej, jak wspomniano, ZD-XL wykorzystuje aktualną linię akceleratorów aplikacji PCIe R4 firmy OCZ, które posiadają wbudowane kondensatory zapobiegające utracie danych w przypadku nieoczekiwanego zaniku zasilania. Strukturalnie karta zawiera kilka drobnych usprawnień, ale ogólnie rzecz biorąc, jest mniej więcej taka sama, jak w wersji bez obudowy i w konfiguracji ZD-XL. Od strony programowej karta posiada specjalistyczne oprogramowanie układowe, które współpracuje ze sterownikiem systemu hosta i oprogramowaniem ZD-XL, przyspieszając obciążenia SQL. Ostateczną korzyścią jest łatwość instalacji i wdrożenia rozwiązania, które działa w istniejącym wdrożeniu SQL bez konieczności wymiany aktualnie działającego. ZD-XL można również wdrożyć w konfiguracji HA na wielu hostach, jeśli wymagane jest bardziej kompleksowe rozwiązanie.
Pod względem konfiguracji rozwiązania, ZD-XL jest jednym z najbardziej elastycznych narzędzi akceleracyjnych na rynku. Aby przyspieszyć ścieżkę danych transakcji SQL, ZD-XL oferuje kilka funkcji. Po pierwsze, na karcie można tworzyć woluminy flash, które pomieszczą tabele takie jak tempDB i pliki dziennika, co pozwala uzyskać maksymalną wydajność wejścia/wyjścia z pamięci flash. Jest to nowatorska funkcja, która zazwyczaj nie jest dostępna w innych rozwiązaniach do buforowania. Większość aplikacji buforujących wymaga wykorzystania całej dostępnej puli pamięci podręcznej. Oczywiście podstawową funkcją ZD-XL jest buforowanie aktywnych punktów w bazach danych, które są albo zbyt duże, aby zmieścić się w całości w pamięci flash, albo występują inne problemy, które uniemożliwiają umieszczenie baz danych w całości w pamięci flash. Algorytm buforowania został zoptymalizowany zarówno pod kątem zastosowań OLTP, jak i OLAP i został zaprojektowany tak, aby maksymalizować współczynnik trafień dla tych bardzo różnych wzorców wejścia/wyjścia. ZD-XL może być również proaktywny – administratorzy pamięci masowej mają możliwość wstępnego rozgrzania pamięci podręcznej w przypadku przewidywanego obciążenia o dużym zapotrzebowaniu. Rozwiązanie jest płynne i można je wdrożyć tak, aby spełniało potrzeby różnych środowisk bazujących na SQL.
Dysk ZD-XL jest dostępny w trzech pojemnościach, w tym o połowie wysokości i długości 600 GB oraz pełnej wysokości i długości 3/4 o pojemności 800 GB i 1.6 TB. Rozwiązanie objęte jest trzyletnią gwarancją i dedykowanym wsparciem FAE/FSE. Nasz egzemplarz testowy ma pojemność 1.6 TB.
Specyfikacje OCZ ZD-XL
- Możliwości
- ZD-XL Połowa wysokości, połowa długości
- 600GB
- 300GB
- ZD-XL Pełna wysokość, długość 3/4
- 800GB
- 1.6TB
- ZD-XL Połowa wysokości, połowa długości
- NAND: Komórka wielopoziomowa (MLC)
- Interfejs: PCI Express Gen. 2 x 8
- Pobór energii
- HHHL
- Bezczynność: 14.5 W
- Aktywny: 16 W
- FH 3/4L
- Bezczynność: 23 W
- Aktywny: 26 W
- HHHL
- Temperatura pracy: 0°C ~ 70°C
- Temperatura przechowywania: -45 ° C ~ 85 ° C
- Wymagania dotyczące przepływu powietrza: 300 stóp liniowych na minutę (LFM)
- Ochrona przed awarią zasilania: technologia DataWrite Assurance (zasilanie pojemnościowe zapewniające ochronę danych)
- Odzyskiwanie danych po awarii: Odzyskuje dane z maksymalnie jednego bloku pamięci flash NAND na kontroler NAND
- Ochrona ścieżki danych: ECC: do 55 bitów możliwych do skorygowania na sektor 512-bajtowy; ochrona parzystości ścieżki danych
- Niezawodność danych: współczynnik nieodwracalnych błędów bitowych odczytu (UBER) 10e-17
- Szyfrowanie danych: zgodne ze standardem AES 128-bitowym
- Wymagania dotyczące zasilania: PCI Express 12 V i 3.3 V
- Usługi i wsparcie: 3-letnia gwarancja; dedykowane wsparcie FAE/FSE (obejmuje wsparcie PM/inżyniera przez cały cykl walidacji)
Zaprojektuj i zbuduj
Akcelerator OCZ ZD-XL wykorzystuje sprawdzony w branży układ Z-Drive R4, który został poddany gruntownej modernizacji, aby zwiększyć jego wytrzymałość i poprawić chłodzenie. Zarówno ZD-XL, jak i Z-Drive R4 korzystają z tej samej dwupłytowej konstrukcji, choć ZD-XL posiada teraz solidną metalową obudowę, która poprawia sztywność i odprowadza ciepło z płyty do kanału przepływu powietrza w serwerze. Produkt przeszedł również gruntowny lifting, podkreślając większą dbałość o szczegóły, ponieważ akcelerator aplikacji PCIe dojrzewał od momentu premiery.
Wewnętrzna konstrukcja karty OCZ ZD-XL obejmuje osiem kontrolerów LSI SandForce SF-2500, pamięć NAND MLC o pojemności do 40 PB oraz kondensatory zabezpieczające przed awarią zasilania, które przesyłają dane w trakcie transmisji do pamięci NAND w przypadku awarii zasilania. Recenzowana przez nas karta o pojemności 1.6 TB ma pełną wysokość i 3/4 długości, natomiast wersje 300 GB i 600 GB to bardziej kompaktowa konstrukcja HHHL.
Zarząd
Po zainstalowaniu oprogramowania karta jest natychmiast identyfikowana, a użytkownicy są przeprowadzani przez kreator konfiguracji ZD-XL. Proces konfiguracji został zaprojektowany z myślą o administratorach baz danych znających język SQL i jego zastosowanie w ich środowisku. Terminologia jest zatem dostosowana do tej grupy odbiorców, a administratorzy baz danych SQL mogą być bardziej zainteresowani przyspieszeniem wydajności niż byciem ekspertami w zakresie pamięci flash i dostrajania pamięci podręcznej.
Użytkownicy są prowadzeni przez proces partycjonowania karty na część pamięci flash i część pamięci podręcznej. Ten proces jest wyjątkowy w przypadku PCIe Application Accelerator, które tradycyjnie opierały się na zasadzie „wszystko albo nic”, a dysk SSD nie mógł być używany do obu celów jednocześnie.
Po partycjonowaniu użytkownicy karty przechodzą przez krok, w którym wybierają wolumin dysku, który chcą buforować, oraz wybierają profil aktywności bazy danych, aby dopracować algorytm buforowania między OLTP i OLAP.
ZD-XL oferuje funkcję wstępnego podgrzewania, która pozwala administratorowi utworzyć plik analizy dla każdego woluminu, który może śledzić aktywność w określonym czasie. Po uruchomieniu procedury wstępnego podgrzewania pamięć podręczna jest podgrzewana potencjalnymi danymi, zanim dane faktycznie się nagrzeją. Zapewnia to natychmiastowy, niewielki wzrost wydajności woluminu, bez konieczności czekania na działanie algorytmów działających w tle.
Chociaż funkcja wstępnego podgrzewania jest przydatna, to nieco zawodzi w kwestii zarządzania. Brakuje opcji planowania i nie można uruchomić więcej niż jednej procedury rozgrzewki dla danego woluminu. Choć nie jest to jeszcze oficjalne, OCZ informuje, że firma jest świadoma tych próśb o dodanie funkcji i prawdopodobnie zobaczymy zaktualizowane narzędzie do wstępnego podgrzewania, które będzie bardziej rozbudowane w nadchodzących wersjach. Użytkownicy mogą również wybrać opcję „rozgrzewania woluminu”, która oferuje szersze możliwości buforowania całego woluminu bez konieczności czekania na analizę aktywności w bazie danych.
Testowanie tła
Laboratorium Testowe StorageReview Enterprise pozwala nam dostarczać trafne i obiektywne testy porównawcze urządzeń pamięci masowej klasy enterprise, tworząc środowisko testowe porównywalne z tym, z jakim administratorzy IT spotykają się w rzeczywistych centrach danych i wdrożeniach w terenie. Laboratorium Testowe Enterprise obejmuje różnorodne serwery, sieci, urządzenia do kondycjonowania zasilania i inną infrastrukturę, aby projektować rzeczywiste konfiguracje, które dokładnie odzwierciedlają wydajność urządzeń pamięci masowej podczas testów.
W recenzjach uwzględniamy szczegółowe informacje o naszym środowisku laboratoryjnym i protokołach testowych, aby administratorzy pamięci masowych i osoby odpowiedzialne za zakup sprzętu mogły rzetelnie ocenić warunki, w jakich osiągnęliśmy opublikowane wyniki. Żadna z naszych recenzji nie jest opłacana ani nadzorowana przez producenta testowanego sprzętu. Dodatkowe informacje na temat laboratorium testowego StorageReview Enterprise Test Lab oraz przegląd jego możliwości sieciowych są dostępne na odpowiednich stronach.
Serwer Lenovo ThinkServer RD630
- 2 x Intel Xeon E5-2690 (2.9 GHz, pamięć podręczna 20 MB, 2 rdzeni)
- Chipset Intel C602
- Pamięć – 256 GB (16 x 16 GB) 1333 MHz Micron DDR3 Registered RDIMM
- System Windows Server Standard 2012
- 100GB Micron RealSSD P400e Dysk SSD rozruchowy
- Karta HBA LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0 Gb/s (do rozruchowych dysków SSD)
- Karta sieciowa Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0
Analiza wydajności aplikacji
Na rynku przedsiębiorstw istnieje ogromna różnica między tym, jak produkty deklarują swoją wydajność na papierze, a tym, jak działają w środowisku produkcyjnym. Rozumiemy, jak ważna jest ocena pamięci masowej jako elementu większych systemów, a przede wszystkim, jak responsywna jest pamięć masowa w interakcji z kluczowymi aplikacjami korporacyjnymi. W tym celu przeprowadziliśmy testy aplikacji; w niniejszym przeglądzie uwzględniliśmy nasz nowy test porównawczy SQL Server OLTP.
Aby zmierzyć wydajność pamięci podręcznej i surowej pamięci flash urządzenia OCZ ZD-XL, stworzyliśmy test SQL Server, wykorzystując bazę danych SQL Server o pojemności 1.1 TB (skala 5,000) i mierząc wydajność od niewielkiego obciążenia 250 wirtualnych użytkowników (VU) do dużego obciążenia 20 000 VU. Wartością bazową w tym teście jest tablica 16 dysków WD Xe 10K SAS o pojemności 900 GB w macierzy RAID 6, której wydajność skalowała się z 51.8 TPS przy 250 VU do 719 TPS przy 15 000 VU, a następnie spadła do 592 TPS przy 20 000 VU. Po wprowadzeniu urządzenia ZD-XL do środowiska z 1.2 TB dysku przydzielonym do pamięci podręcznej, wydajność wzrosła z 51.8 TPS przy 250 VU do 1,244 TPS przy 20 000 VU. Buforowanie zaczęło naprawdę przynosić efekty przy obciążeniu 2,500 VU, gdzie zwiększyło wydajność o 13%, a następnie o 109% przy obciążeniu 20 000 VU. Mierząc wydajność bazy danych w całości przechowywanej w pamięci flash, odnotowaliśmy skalowanie wydajności od 52.7 TPS przy 250 VU do 4,205 TPS przy 20 000 VU.
Skupiając się na średnim opóźnieniu, nasza bazowa macierz dysków twardych skalowała się z 9.4 ms przy 250 VU do 29 sekund przy 20 000 VU. Po wprowadzeniu OCZ ZD-XL średnie opóźnienie spadło do 9.1 ms przy 250 VU i wzrosło do 11.3 sekundy przy 20 000 VU. Dzięki temu, że baza danych znajdowała się w całości w pamięci flash, wszystko pozostało znacznie szybsze – od 0.3 ms przy 250 VU do zaledwie 1.4 ms przy 20 000 VU.
Syntetyczne benchmarki przedsiębiorstwa
Przed rozpoczęciem każdego z naszych syntetycznych testów porównawczych dla przedsiębiorstw, laboratorium testowe StorageReview Enterprise Test Lab wstępnie kondycjonuje urządzenie do stanu stabilnego przy dużym obciążeniu 16 wątków i kolejce oczekujących na wykonanie 16 wątków na wątek. Następnie urządzenia są testowane w ustalonych odstępach czasu z wieloma profilami głębokości wątków/kolejek, aby pokazać wydajność przy lekkim i intensywnym użytkowaniu.
Wstępne kondycjonowanie i podstawowe testy stanu stacjonarnego:
- 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 OCZ ZD-XL SQL Accelerator jako urządzenia flash obejmuje trzy profile porównywalne z naszymi poprzednimi testami porównawczymi pamięci masowej klasy korporacyjnej.
- 4k losowo
- 100% odczytu i 100% zapisu
- 8k sekwencyjny
- 100% odczytu i 100% zapisu
- 128k sekwencyjny
- 100% odczytu i 100% zapisu
Akcelerator SQL OCZ ZD-XL oferuje pewne unikalne korzyści w porównaniu z innymi produktami do buforowania dostępnymi na rynku, które dotychczas pozwalały użytkownikom skonfigurować cały dysk SSD PCIe jako urządzenie flash lub urządzenie buforujące, a nie oba jednocześnie. Firma OCZ zaprojektowała tę podwójną funkcjonalność w modelu ZD-XL, umożliwiając administratorom wykorzystanie części jej zasobów do buforowania określonych baz danych, a jednocześnie użytkownikowi przypisanie części do woluminu flash. Aby pokazać, jak dobrze ZD-XL radzi sobie w tym zakresie, zmierzyliśmy wydajność sekcji dysku o pojemności 400 GB za pomocą naszego generatora syntetycznego obciążenia.
Po długim okresie wstępnego kondycjonowania zmierzyliśmy losową prędkość odczytu 4K na poziomie 171 984 IOPS i prędkość zapisu na poziomie 140 778 IOPS przy dużym obciążeniu 16T/16Q. Średnie opóźnienie podczas tego testu wyniosło zaledwie 1.5 ms dla odczytu i 1.8 ms dla zapisu. Przy sekwencyjnym obciążeniu 8K zmierzyliśmy 161 070 IOPS dla odczytu i 92 962 IOPS dla zapisu. W przypadku sekwencyjnego obciążenia 128K z dużym blokiem zanotowaliśmy prędkości transferu przekraczające 2.1 GB/s dla odczytu i 1.1 GB/s dla zapisu.
Wniosek
Akcelerator SQL ZD-XL firmy OCZ oferuje unikalne podejście do przyspieszania bardzo specyficznego obciążenia. W tym przypadku jest to SQL, ale w dłuższej perspektywie oprogramowanie może zostać dostosowane do przyspieszania różnorodnych aplikacji. ZD-XL składa się z dwóch komponentów: karty flash PCIe i oprogramowania. Chociaż karta flash R4 jest bardzo wydajna sama w sobie, to oprogramowanie ZD-XL stanowi kluczowy element wyróżniający. Oprogramowanie jest na tyle elastyczne, że pozwala administratorom pamięci masowej tworzyć woluminy bezpośrednio na karcie w celu przyspieszenia, jednocześnie przyspieszając bazy danych SQL znajdujące się na dyskach twardych o większej pojemności, ale znacznie wolniejszych.
Interfejs graficzny pozwala administratorom szybko decydować o konfiguracji ZD-XL zgodnie z ich specyficznymi potrzebami; w naszym środowisku konfigurowaliśmy oprogramowanie kilka razy i udało nam się dość szybko przejść przez proces bez konieczności proszenia o wsparcie. Po skonfigurowaniu ZD-XL nie ma potrzeby regularnego zaglądania do interfejsu graficznego, chyba że w celu wykonania zaawansowanych funkcji, takich jak wstępne podgrzewanie bazy danych. Ogólnie interfejs graficzny jest funkcjonalny, ale nieco toporny, jak to często bywa, dopóki użytkownik nie zaloguje się na jakiś czas do systemu. Ze swojej strony OCZ dostrzega niedociągnięcia i pokazał nam zapowiedź nadchodzących nowych funkcjonalności i funkcji. Wiele z tych aktualizacji dotyczy interfejsu użytkownika i udoskonala istniejące funkcje, takie jak opcja wstępnego podgrzewania bazy danych.
Przechodząc do wydajności SQL, która jest niewątpliwie kluczowa w przypadku ZD-XL, w naszym środowisku OLTP zaobserwowaliśmy poprawę w porównaniu z macierzą WD 10K SAS o ponad 100%. Biorąc pod uwagę, że przejście od konfiguracji do działania zajmuje mniej niż 30 minut, administratorzy SQL mają powody do entuzjazmu wobec możliwości ZD-XL. Nasze testy wykazały, że wzrost wydajności skalował się pod obciążeniem, co podkreśla korzyści z wstrzyknięcia niewielkiej ilości pamięci flash, gdy dyski twarde zaczynają wykazywać oznaki obciążenia pod ciężarem transakcji SQL. Oczywiście w przypadkach, gdy podwojenie wydajności nie jest wystarczające, ZD-XL umożliwia przeniesienie bazy danych w całości do pamięci flash na karcie PCIe, co pozwala na wykładniczy wzrost wydajności w porównaniu z samą macierzą dysków twardych.
ZALETY
- Łatwy w konfiguracji
- Może buforować bazę danych i przechowywać ją w całości w pamięci flash
- Wydajność SQL podwojona dzięki ZD-XL
Wady
- Interfejs użytkownika jest trochę nieporęczny
- Funkcja wstępnego podgrzewania wymaga większej elastyczności
Podsumowanie
Akcelerator SQL OCZ ZD-XL zapewnia firmom znaczny wzrost wydajności SQL przy niewielkich zmianach w istniejącym środowisku. Wzrost wydajności SQL jest dwukrotnie większy niż na dyskach twardych 10 tys., a bazy danych wymagające większej wydajności można zapisać w pamięci flash PCIe. Ze względu na łatwość wdrożenia i elastyczność konfiguracji, ZD-XL jest godnym towarzyszem dla tych, którzy chcą w pełni wykorzystać możliwości środowisk SQL opartych na dyskach twardych.
Amazon