QNAP Systems kontynuuje rozszerzanie swojej linii produktów QuTS Hero o serwer NAS QNAP TS-h2490FU. Ten serwer NAS w obudowie rack 2U jest bardziej zorientowany na wydajność dzięki procesorowi AMD EPYC drugiej generacji i pamięci flash NVMe. Jako „heroiczny” serwer NAS, jest oparty na systemie plików ZFS, co, choć oferuje więcej funkcji klasy enterprise, ma tendencję do obniżania ogólnej wydajności. Dzisiaj przyjrzymy się, jak system oparty na systemie plików ZFS radzi sobie z wydajniejszą pamięcią masową po niedawnej recenzji QuTS na dyskach SATA.
Mówiąc o podzespołach, sprzęt QNAP TS-h2490FU obejmuje procesor AMD EPYC 7302P (16-rdzeniowy), do 256 GB pamięci DDR4 ECC (w zależności od modelu) oraz 24 dyski SSD NVMe. NAS może być skonfigurowany z maksymalnie czterema portami 25 GbE. Dostępnych jest również pięć gniazd rozszerzeń PCIe, umożliwiających dodanie dodatkowych modułów łączności, pamięci masowej lub akcesoriów. QNAP deklaruje wydajność na poziomie 472 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) przy odczycie i 205 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) przy bardzo niskim opóźnieniu, typowym dla pamięci NVMe. Przy pracy sekwencyjnej, NAS deklaruje prędkość odczytu 14 GB/s i zapisu 10.5 GB/s przy wyłączonej deduplikacji.
Jak wspomnieliśmy wcześniej, QuTS Hero to połączenie systemu QTS opartego na aplikacjach ze 128-bitowym systemem plików ZFS. QuTS Hero jest dedykowany szczególnie dla biznesowych serwerów NAS firmy QNAP. System operacyjny oferuje funkcje deduplikacji, kompresji i kompaktowania w trybie inline, co pomaga lepiej wykorzystać zasoby pamięci masowej. System operacyjny, oparty na systemie ZFS, umożliwia samodzielną naprawę, zwiększając niezawodność i zachowując integralność danych. Oprócz obsługi konwencjonalnych konfiguracji RAID, QuTS Hero obsługuje również RAIDZ.
Specyfikacje QNAP TS-h2490FU
| CPU | Procesor AMD EPYC 7302P 16-rdzeniowy 3.0 GHz (do 3.3 GHz) |
| Architektura procesora | 64-bitowy x86 |
| Silnik szyfrowania | (AES-NI) |
| Pamięć systemowa | Do 256 GB pamięci RDIMM DDR4 ECC |
| Maksymalna pojemność pamięci | 4 TB (16 dysków po 256 GB) |
| slot pamięci | 16 modułów pamięci DDR4 Long-DIMM |
| Pamięć flash | 5 GB (ochrona podwójnego rozruchu systemu operacyjnego) |
| Zatoka napędowa | 24 x 2.5-calowy U.2 PCIe NVMe |
| Kompatybilność napędu | 2.5-calowe dyski SSD U.2 NVMe Gen 3 x4 |
| Hot-swap | Tak |
| Obsługa przyspieszenia pamięci podręcznej SSD | Tak |
| Port Ethernet 2.5 Gigabit (2.5G/1G/100M) | 2 (obsługuje również 10M) |
| 25 port Gigabit Ethernet | 4 porty SmartNIC SFP28 25GbE |
| Rama Jumbo | Tak |
| Gniazdo PCIe | Gniazdo 1: PCIe Gen4 x4 Gniazdo 2: PCIe Gen4 x8 lub x4 Gniazdo 3: PCIe Gen4 x4 Gniazdo 4: PCIe Gen4 x8Gniazdo 5: PCIe Gen4 x16 lub x8 |
| Port USB 3.2 pierwszej generacji | 2 |
| Form Factor | Montaż w szafie |
| Wskaźniki LED | Dysk twardy, status, 10 GbE, sieć LAN, status portu rozszerzenia pamięci masowej |
| przyciski | Zasilanie, reset |
| Wymiary (WxSxG) | 3.48 × 18.94 × 20.09 inch |
| Waga (netto) | 33.51 lbs |
| Waga (brutto) | 48.19 lbs |
| Temperatura robocza | 0 – 35°C (32°F – 95°F) |
| Wilgotność względna | 5-95% RH bez kondensacji, temperatura mokrego termometru: 27˚C (80.6˚F) |
| Zasilacz | Zasilacz 1100 W (x2), 200-240 V prądu przemiennego, |
| Maksymalna moc: | 1100 W przy 200–240 V prądu przemiennego 850 W przy 100–240 V prądu przemiennego |
| Pobór mocy: Tryb pracy, typowy | W 277.64 |
| Wentylator | 4 x 60 mm, 12 V prądu stałego |
| Poziom głośności | 53.5 dB (A) |
| Ostrzeżenie systemowe | Brzęczyk |
QNAP TS-h2490FU Zaprojektuj i zbuduj
QNAP TS-h2490FU to serwer NAS o wysokości 2U, montowany w szafie rack. Z przodu urządzenia znajdują się 24 zatoki na dyski 2.5”. U góry każdej zatoki znajdują się diody LED. Po prawej stronie znajduje się przycisk zasilania oraz diody LED sygnalizujące stan sieci 10 Gigabit Ethernet, stan systemu, 2.5 Gigabit Ethernet oraz jednostkę rozszerzającą (jeśli jest używana).
Tylna część urządzenia w dużej mierze zajmuje wentylacja. W zależności od konfiguracji, po lewej stronie znajdują się cztery porty Ethernet 25 GbE SFP28. W lewym dolnym rogu znajdują się dwa porty USB 3.2 Gen1 typu A, przycisk zasilania i przycisk resetowania. Dalej na dole widzimy port COM, dwa porty Ethernet 2.5 GbE, trzy gniazda rozszerzeń PCIe i dwa zasilacze po prawej stronie.
Otwierając NAS-a, widzimy procesor AMD EPYC z tyłu. Mamy również dostęp do większej liczby gniazd PCIe.
Interfejs
Oparty na systemie ZFS system operacyjny QuTS hero został zaprojektowany specjalnie dla biznesowych rozwiązań NAS firmy QNAP, wyróżniając się połączeniem opartego na aplikacjach systemu QTS ze 128-bitowym systemem plików ZFS. Dzięki temu QNAP oferuje elastyczne zarządzanie pamięcią masową, a także deduplikację i kompresję inline oraz kompaktowanie inline. Pomaga to w efektywniejszym wykorzystaniu zasobów pamięci masowej, a jednocześnie promuje samonaprawianie się błędów, zwiększając niezawodność i zachowując integralność danych.
Na przykład, QuTS Hero obsługuje niemal nieograniczoną liczbę migawek (do 65 535 migawek dla iSCSI LUN) i folderów współdzielonych. Co więcej, technologia kopiowania przy zapisie sprawia, że migawki są niezwykle szybkie i nie wpływają na bieżącą transmisję danych.
QNAP TS-h2490FU Wydajność
Przetestowaliśmy serwer QNAP TS-h2490FU w konfiguracji RAID50, umieszczając w systemie 24 dyski SSD WDC Ultrastar DC SN640 NVMe (960 GB). W sieci ostatecznie wykorzystaliśmy 10 GbE przez cztery porty SFP+ z tyłu obudowy. Nie udało nam się nawiązać połączenia 25 GbE z naszymi przełącznikami Dell Z9100 i kablami rozgałęźnymi, podczas gdy połączenie 10 GbE było możliwe. W praktyce, choć może to ograniczyć szczytowe obciążenia sekwencyjne, nie będzie miało wpływu na obciążenia mieszane, które działają znacznie poniżej tego progu.
Wydajność serwera SQL
Protokół testowania OLTP dla Microsoft SQL Server firmy StorageReview wykorzystuje aktualną wersję roboczą testu Benchmark C (TPC-C) opracowanego przez Transaction Processing Performance Council – internetowego testu porównawczego przetwarzania transakcji, który symuluje działania występujące w złożonych środowiskach aplikacji. Test TPC-C jest bliższy niż syntetyczne testy wydajnościowe, mierząc mocne strony i wąskie gardła infrastruktury pamięci masowej w środowiskach baz danych.
Każda maszyna wirtualna SQL Server jest skonfigurowana z dwoma dyskami wirtualnymi: woluminem 100 GB na rozruch i woluminem 500 GB na bazę danych i pliki dziennika. Z perspektywy zasobów systemowych, skonfigurowaliśmy każdą maszynę wirtualną z 16 procesorami wirtualnymi, 64 GB pamięci DRAM i wykorzystaliśmy kontroler LSI Logic SAS SCSI. Podczas gdy nasze obciążenia Sysbench testowane wcześniej obciążały platformę zarówno pod względem operacji wejścia/wyjścia, jak i pojemności pamięci masowej, test SQL sprawdza wydajność opóźnień.
Konfiguracja testowania serwera SQL Server (na maszynę wirtualną)
- Windows Server 2012 R2
- Zajętość pamięci masowej: 600 GB przydzielonych, 500 GB wykorzystanych
- SQL Server 2014
-
- Rozmiar bazy danych: skala 1,500
- Obciążenie wirtualnego klienta: 15 000
- Bufor RAM: 48 GB
- Długość testu: 3 godziny
-
- 2.5 godziny przygotowania wstępnego
- 30-minutowy okres próbny
W przypadku średniego opóźnienia serwera SQL Server urządzenie QNAP TS-h2490FU odnotowało łączne opóźnienie na poziomie 96.5 µs przy 2 maszynach wirtualnych i 272 µs przy 4 maszynach wirtualnych.
Wydajność Sysbench MySQL
Nasz pierwszy test porównawczy aplikacji z pamięcią lokalną opiera się na bazie danych Percona MySQL OLTP, mierzonej za pomocą SysBench. Ten test mierzy również średnią liczbę transakcji na sekundę (TSP), średnie opóźnienie oraz średnie opóźnienie na poziomie 99. percentyla.
Każda maszyna wirtualna Sysbench jest skonfigurowana z trzema dyskami wirtualnymi: jednym do rozruchu (~92 GB), jednym z predefiniowaną bazą danych (~447 GB) i trzecim dla testowanej bazy danych (270 GB). Z perspektywy zasobów systemowych, skonfigurowaliśmy każdą maszynę wirtualną z 16 procesorami wirtualnymi, 60 GB pamięci DRAM i wykorzystaliśmy kontroler LSI Logic SAS SCSI.
Konfiguracja testów Sysbench (na maszynę wirtualną)
- CentOS 6.3 64-bit
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
-
- Tabele bazy danych: 100
- Rozmiar bazy danych: 10 000 000
- Wątki bazy danych: 32
- Bufor RAM: 24 GB
- Długość testu: 3 godziny
-
- 2 godziny wstępnego kondycjonowania 32 wątków
- 1 godzina 32 wątki
W przypadku Sysbench OLTP odnotowaliśmy łączny wynik 3,174 TPS dla 4 maszyn wirtualnych.
W teście Sysbench średnie opóźnienie urządzenia QNAP TS-h2490FU wyniosło łącznie 40.31 µs dla 4 maszyn wirtualnych.
W naszym najgorszym scenariuszu opóźnień (99. percentyl) QNAP TS-h2490FU uzyskał łączny wynik 480.35 µs dla 4 maszyn wirtualnych.
Analiza obciążenia VDBench
W przypadku testów porównawczych macierzy pamięci masowej, testy aplikacyjne sprawdzają się najlepiej, a testy syntetyczne plasują się na drugim miejscu. Chociaż testy syntetyczne nie odzwierciedlają idealnie rzeczywistych obciążeń, pomagają w ustaleniu punktu odniesienia dla urządzeń pamięci masowej, zapewniając powtarzalność, która ułatwia porównywanie konkurencyjnych rozwiązań.
Te obciążenia oferują szereg zróżnicowanych profili testowych, od testów „czterech narożników”, przez testy rozmiaru transferu wspólnej bazy 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 to nam powtarzać te same obciążenia w szerokiej gamie urządzeń pamięci masowej, w tym w macierzach flash i indywidualnych urządzeniach pamięci masowej.
Profile:
- Losowy odczyt 4K: 100% odczytu, 128 wątków, 0-120% ioratu
- Losowy zapis 4K: 100% zapisu, 128 wątki, 0-120% ioracji
- 64K Sekwencyjny odczyt: 100% odczytu, 32 wątków, 0-120% ioratu
- 64K Sekwencyjny zapis: 100% zapisu, 16 wątków, 0-120% ioratu
- Syntetyczna baza danych: SQL i Oracle
- Ślady pełnego klonu VDI i klonów powiązanych
Patrząc na losowy odczyt 4K, QNAP TS-h2490FU osiągnął szczytową wartość 121 tys. IOPS; jednak pod koniec testu nastąpiło znaczne pogorszenie opóźnienia, sięgające około 32 233 µs.
W przypadku losowego zapisu 4K serwer rozpoczął od 18K IOPS z opóźnieniem 407 μs i utrzymywał to opóźnienie aż do przekroczenia 10K IOPS, gdzie stopniowo osiągnęło ono ponad 35 000 μs, osiągając szczyt na poziomie 20 913 IOPS.
Przechodząc do 32K, TS-h2490FU osiągnął szczytową wartość IOPS wynoszącą 117 108 (lub 3.7 GB/s) przy 8,395 µs.
Podczas losowego zapisu 32K, TS-h2490FU wykazał pod koniec testu sporą niestabilność, osiągając szczytową wartość 37 292 IOPS (lub 1.2 GB/s) przy opóźnieniu 13 519 µs.
Następnie mamy obciążenia sekwencyjne. W odczycie sekwencyjnym 64 KB, TS-h2490FU osiągnął szczyt nieco poniżej 70 450 000 IOPS (czyli 4.4 GB/s) przy 12 307 μs.
W przypadku zapisu sekwencyjnego 64 KB serwer QNAP rozpoczął od 5,802 IOPS (362 MB/s) przy opóźnieniu 218.6 μs, a następnie osiągnął szczyt na poziomie około 62 991 IOPS lub 3.94 GB/s przy opóźnieniu 13 440 μs, po czym nastąpił niewielki spadek wydajności.
Kolejny zestaw testów obejmuje obciążenia SQL: SQL, SQL 90-10 i SQL 80-20. Począwszy od SQL, TS-h2490FU osiągnął szczytową wydajność 58 363 IOPS przy opóźnieniu zaledwie 17 382 μs.
W przypadku SQL 90-10 serwer QNAP rozpoczął od ok. 4,800 IOPS przy opóźnieniu 611 μs, a osiągnął szczyt na poziomie 46 836 IOPS przy opóźnieniu 21 828 μs.
W SQL 80-20 TS-h2490FU osiągnął szczytową wydajność 41 981 IOPS przy opóźnieniu 24 321 µs.
Następnie mamy obciążenia Oracle: Oracle, Oracle 90-10 i Oracle 80-20. Począwszy od Oracle, TS-h2490FU osiągnął szczytową wydajność na poziomie 43 916 IOPS i 28 761 μs opóźnienia, po czym pod koniec odnotował niewielki spadek wydajności.
Patrząc na Oracle 90-10, serwer QNAP rozpoczął od 4,809 IOPS przy opóźnieniu 586 μs, a osiągnął szczyt na poziomie 47 872 IOPS przy opóźnieniu 13 518 μs.
W przypadku Oracle 80-20 TS-h2490FU osiągnął na początku 4,902 IOPS i opóźnienie 536.3 µs, a szczytowo 46 709 IOPS i opóźnienie 13 856 µs.
Następnie przeszliśmy do testu klonowania VDI (pełnego i połączonego). Patrząc najpierw na rozruch VDI Full Clone (FC), QNAP TS-h2490FU wystartował z wynikiem 5,199 IOPS i opóźnieniem 758.2 μs, osiągając szczyt 50 938 IOPS przy opóźnieniu 21 304 μs.
Patrząc na początkowe logowanie VDI FC, serwer QNAP rozpoczął od 2,801 IOPS i opóźnienia 5,150 μs, osiągając szczyt na poziomie 26 920 IOPS przy 33 837 μs.
W przypadku logowania VDI FC Monday serwer wystartował z wartością 3,303 IOPS i opóźnieniem 802 μs, osiągając wartość maksymalną 33 872 IOPS przy 15 050 μs.
W przypadku rozruchu VDI Linked Clone (LC) TS-h2490FU wystartował z wynikiem 5,195 IOPS przy opóźnieniu 1,487 μs, osiągając szczyt na poziomie 48 645 IOPS przy opóźnieniu 10 520 μs.
Przechodząc do początkowego logowania VDI LC, TS-h2490FU rozpoczął od 3,403 IOPS z opóźnieniem 794.7 μs i osiągnął szczyt na poziomie 33 750 IOPS przy opóźnieniu 7,556 μs.
Wreszcie, w teście VDI LC Monday Login TS-h2490FU wystartował z wynikiem 3,100 IOPS i opóźnieniem 777.6 μs, osiągając szczyt na poziomie 30 957 IOPS przy 16 468 μs, po czym wydajność wyraźnie spadła pod sam koniec.
Wniosek
QNAP TS-h2490FU to najnowszy model w linii produktów QuTS Hero. Oferując format 2U, QNAP deklaruje, że został zaprojektowany z myślą o wydajności, o czym świadczy 16-rdzeniowy procesor AMD EPYC 7302P oraz pamięć masowa flash NVMe. Co więcej, ten serwer NAS klasy enterprise korzysta z nowszego systemu operacyjnego opartego na systemie plików ZFS (zapewniającego użytkownikom funkcje deduplikacji, kompresji i kompaktowania) i oferuje do 256 GB pamięci RAM, 24 wnęki na dyski SSD NVMe oraz wbudowaną łączność 25 GbE SFP28 i 2.5 GbE RJ45. Użytkownicy mogą również wykorzystać pięć gniazd rozszerzeń PCIe, aby dodatkowo rozszerzyć możliwości TS-h2490FU, w tym dodatkowe moduły łączności, pamięć masową i inne akcesoria.
Aby sprawdzić wydajność, przeprowadziliśmy analizę obciążenia syntetycznego w przedsiębiorstwie (Enterprise Synthetic Workload Analysis) i przetestowaliśmy serwer TS-h2490FU w konfiguracji RAID50, instalując w systemie 24 dyski SSD WD Ultrastar DC SN640 NVMe o pojemności 960 GB. Najpierw przeprowadziliśmy analizę obciążenia aplikacji, w której uzyskaliśmy łączny czas opóźnienia na poziomie 96.5 µs dla 2 maszyn wirtualnych i 272 µs dla 4 maszyn wirtualnych dla średniego opóźnienia serwera SQL Server. W Sysbench łączny wynik transakcji dla 4 maszyn wirtualnych wyniósł 3,174 TPS, podczas gdy łączny wynik średniego opóźnienia i najgorszych scenariuszy wyniósł odpowiednio 40.31 µs i 480.34 µs.
W naszej analizie obciążeń VDBench, TS-h2490FU wykazał szczytowe wyniki, takie jak 121 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę przy odczycie 4K, 18 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę przy zapisie 4K, 117 108 operacji wejścia/wyjścia na sekundę przy odczycie 32K, 86 918 operacji wejścia/wyjścia na sekundę przy zapisie 37 292 operacji wejścia/wyjścia na sekundę podczas naszych losowych testów, podczas gdy wydajność sekwencyjna osiągnęła 4.4 GB/s przy odczycie 64K i 3.94 GB/s przy sekwencyjnym zapisie 64K.
W przypadku naszych obciążeń SQL serwer QNAP odnotował szczyty IOPS na poziomie 58 363, 46 836 IOPS dla wersji 90-10 i 41 98 IOPS dla wersji 80-20. W przypadku Oracle odnotowaliśmy szczyty na poziomie 43 916 IOPS, 47 872 IOPS dla wersji 90-10 i 46 709 IOPS dla wersji 80-20. Następnie przeszliśmy do testu klonowania VDI, zaczynając od pełnego klonowania, gdzie serwer QNAP odnotował szczyty na poziomie 50 938 IOPS podczas rozruchu, 26 920 IOPS podczas logowania początkowego i 33 872 IOPS podczas logowania poniedziałkowego. W przypadku klonu połączonego odnotowaliśmy 48 645 IOPS podczas rozruchu, 33 750 IOPS podczas logowania początkowego i 30 957 IOPS podczas logowania poniedziałkowego.
Ogólnie rzecz biorąc, wydajność była momentami nieco nierówna dla konfiguracji pamięci masowej z 24 dyskami NVMe, ponieważ TS-h2490FU wydawał się mieć pewne problemy z osiągnięciem wyższych wartości podczas naszych testów. Przy zestawie 24 dysków SSD NVMe spodziewaliśmy się wyższych liczb losowych transferów i mieszanych obciążeń, ale jest to obszar, w którym w przeszłości obserwowaliśmy ograniczenia platform opartych na systemie ZFS. Mimo to, miło jest widzieć system QNAP, który obsługuje konfigurację all-NVMe i z pewnością jest to dobry kierunek dla firmy (my w StorageReview zdecydowanie preferujemy NVMe jako system podstawowy). Ponadto ZFS i QuTS Hero pozwalają QNAP zapewnić większą integralność danych i więcej funkcji w stylu korporacyjnym, w tym zaawansowane technologie redukcji danych oparte na blokach i wydajne migawki.
Amazon