A série MegaRAID 9600 é um adaptador de armazenamento de terceira geração que suporta unidades SATA, SAS e NVMe, projetado para oferecer o melhor desempenho possível e disponibilidade de dados para servidores de armazenamento. Em comparação com a geração anterior, a série 9600 oferece um aumento de 2x na largura de banda, aumento de 4x em IOPs, redução de 25x na latência de gravação e aumento de 60x no desempenho durante as reconstruções.
A série MegaRAID 9600 é um adaptador de armazenamento de terceira geração que suporta unidades SATA, SAS e NVMe, projetado para oferecer o melhor desempenho possível e disponibilidade de dados para servidores de armazenamento. Em comparação com a geração anterior, a série 9600 oferece um aumento de 2x na largura de banda, aumento de 4x em IOPs, redução de 25x na latência de gravação e aumento de 60x no desempenho durante as reconstruções. Como de costume, a família de placas 9600 inclui várias configurações. Nesta análise, estamos analisando o Broadcom MegaRAID 9670W-16i, que suporta 16 portas internas.
O MegaRAID 9670W-16i é baseado no RAID-on-Chip (RoC) SAS4116W, que é um fator chave nas melhorias de desempenho em toda a placa. Os usuários podem conectar até 240 dispositivos SAS/SATA ou 32 dispositivos NVMe por controlador com a interface x16 PCIe Gen 4.0.
A série 9600 também oferece inicialização segura de hardware e suporte a atestado SPDM, proteção de equilíbrio e desempenho para RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50 e 60 e JBOD. A proteção de cache flash CacheVault é uma opção para quem deseja mais proteção.
Por que RAID de hardware para NVMe?
O RAID de hardware tem sido a opção ideal para oferecer armazenamento resiliente desde antes de as barbas dos administradores de TI de hoje serem grisalhas. Mas, à medida que o armazenamento se tornou mais rápido, especificamente os SSDs NVMe, as placas RAID tiveram dificuldade para acompanhar os tempos. Portanto, quando a Broadcom nos apresentou uma análise do MegaRAID 9670W-16i, ficamos um pouco em dúvida. A verdade é que há um custo de desempenho para uma placa RAID e, como resultado, evitamos isso por muitos anos. Dito isso, o valor do que o RAID de hardware oferece é inegável.
Para ambientes que não oferecem opções de RAID de software, que incluem o VMware ESXi, os clientes não podem agregar armazenamento facilmente ou proteger o armazenamento com RAID. Embora o vSAN possa ser facilmente implementado no nível do cluster, ele não pode ser usado para um nó ESXi independente na borda. Aqui, os clientes podem querer os benefícios de reunir vários SSDs em RAID para um armazenamento de dados maior ou alguma resiliência de dados.
Mesmo no Windows, que oferece espaços de armazenamento para servidores individuais, certos tipos de RAID de software, como RAID5/6, sofrem um impacto significativo. No passado, o RAID de hardware foi uma solução eficaz para preencher a lacuna de desempenho para dispositivos SAS e SATA, o MegaRAID 9670W pretende mudar isso para dispositivos NVMe.
Cama de teste Broadcom MegaRAID 9670W-16i
Para esta revisão, trabalhamos com a Micron, Supermicro e Broadcom para montar um banco de teste. O servidor é um sistema Supermicro AS-1114S-WN10RT 1U com CPU AMD Milan 7643 e 128 GB de DDR4. Dentro desse sistema está o 9670W-16i, cabeado a 8-Bay NVMe JBODs. Dentro de cada um estão 8 SSDs Micron 7450 formatados para capacidade de 6.4 TB.
Para medir o desempenho das unidades por meio do adaptador MegaRAID 9670W-16i, os benchmarks foram divididos nas seguintes configurações. O primeiro incluiu uma configuração JBOD medindo cada unidade fora do RAID (mas ainda através do HBA), RAID10 e configurações RAID5. Essas configurações passaram por um processo de script para pré-condicionar o flash, executar os testes para os quais foram condicionadas e passar para a próxima mistura de pré-condicionamento/carga de trabalho. Este processo, no total, durou cerca de 16 horas.
- Tempo total de execução do teste de cerca de 16 horas, nesta ordem:
- Pré-condicionamento sequencial (~2:15)
- Testes sequenciais em 16x JBOD, 2x 8DR10, 2x 8DR5 (~2 horas)
- Pré-condicionamento aleatório - 2 partes (~4:30)
- Testes otimizados aleatórios em 16x JBOD, 2x 8DR10, 2x 8DR5 (~3 horas)
- Testes aleatórios de reconstrução em 1x 16DR10, 1x 16DR5 (~2:30)
- Latência de gravação aleatória para otimizar e reconstruir para 1x 16DR5 (~1:40)
A primeira seção de métricas de desempenho concentra-se na largura de banda através da placa nos modos JBOD, RAID10 e RAID5. Com o MegaRAID 9670W-16i oferecendo uma largura de slot x16 PCIe Gen4, seu desempenho máximo será em torno de 28 GB/s em uma direção, e é aí que o slot Gen4 se destaca. Em comparação, um SSD U.2 Gen4 se conecta por meio de uma conexão x4 e pode atingir um pico de cerca de 7 GB/s, e é aí que a maioria das unidades corporativas pode chegar ao máximo para cargas de trabalho de leitura.
Com isso dito, o MegaRAID 9670W satura completamente o slot ao qual está conectado. Ao olhar para o desempenho de leitura, a configuração JBOD chega com 28.3 GB/s com RAID10, e o RAID5 chega bem abaixo dela, medindo 28 GB/s. Quando mudamos nosso foco para o desempenho de gravação, a linha de base do JBOD é de 26.7 GB/s, enquanto a configuração RAID10 veio com 10.1 GB/s e RAID5 com 13.2 GB/s. Quando observamos uma divisão de 50:50 do tráfego simultâneo de leitura e gravação, a configuração JBOD mediu 41.6 GB/s, RAID10 a 19.6 GB/s e RAID5 a 25.8 GB/s.
| Carga de trabalho | JBOD (MB/s) | RAID 10 – Ideal (MB/s) | RAID 5 – Ideal (MB/s) |
|---|---|---|---|
| Máximo de leituras sequenciais | 28,314 | 28,061 | 28,061 |
| Máximo de gravações sequenciais | 26,673 | 10,137 | 13,218 |
| Máximo de 50:50 Seq Reads:Writes | 41,607 | 19,639 | 25,833 |
Ao mudar nosso foco para transferências aleatórias de pequenos blocos, vemos que o MegaRAID 9670W se manteve muito bem no desempenho de leitura em comparação com o valor da linha de base do JBOD de 7 milhões de IOPS. Essa velocidade caiu para cerca de metade (3.2 M IOPS) durante uma operação de reconstrução se um SSD falhou no grupo RAID. Observando o desempenho de gravação aleatória, a linha de base do JBOD mediu 6.3 milhões de IOPS contra 2.2 milhões do RAID10 e 1 milhão do RAID5. Esses números não tiveram uma queda considerável quando um SSD falhou do grupo e a placa RAID foi forçada a reconstruir. Nessa situação, o RAID10 não mudou, embora o RAID5 tenha caído de 1M para 788k IOPS.
Na carga de trabalho 4K OLTP com uma mistura de desempenho de leitura e gravação, a linha de base JBOD mediu 7.8 milhões de IOPS contra RAID10 com 5.6 milhões de IOPS e RAID5 com 2.8 milhões de IOPS. Durante uma reconstrução, o RAID10 caiu de 5.6 M para 2.4 M IOPS e o RAID5 caiu de 2.8 M para 1.8 M IOPS.
| Carga de trabalho | JBOD | RAID 10 – Ideal | RAID 5 – Ideal | RAID 10 – Reconstruindo | RAID 5 – Reconstruindo |
|---|---|---|---|---|---|
| Leituras aleatórias de 4 KB (IOPs) | 7,017,041 | 7,006,027 | 6,991,181 | 3,312,304 | 3,250,371 |
| Gravações aleatórias de 4 KB (IOPs) | 6,263,549 | 2,167,101 | 1,001,826 | 2,182,173 | 788,085 |
| OLTP de 4 KB (IOPs) | 7,780,295 | 5,614,088 | 2,765,867 | 2,376,036 | 1,786,743 |
Outro aspecto importante do desempenho do RAID é como o armazenamento se comporta entre as condições ideais e o desempenho de reconstrução se uma unidade falhar. Se o desempenho ou a latência sofrerem um grande impacto, a capacidade de resposta do aplicativo pode se tornar um problema. Para esse fim, focamos na latência de gravação aleatória RAID5 4K nos modos otimizado e de reconstrução. Em todo o espectro, a latência permaneceu bastante semelhante, exatamente o que você deseja ver em um sistema de armazenamento de ambiente de produção.
Não apenas avaliamos o desempenho geral de cada modo por meio de métricas de desempenho pontuais, que também incluíam o desempenho da placa RAID durante uma operação de reconstrução, mas também realizamos testes para determinar o tempo total necessário para a reconstrução. Aqui no RAID10, remover um SSD de 6.4 TB do grupo de RAID e adicioná-lo novamente levou 60.7 minutos para o RAID10 com uma velocidade de reconstrução de 10.4 min/TB. O grupo RAID5 levou 82.3 minutos com uma velocidade de 14.1 Min/TB.
Considerações Finais
Para ser honesto, chegamos a esta revisão com as cabeças ligeiramente erguidas e uma sobrancelha levantada. Faz algum tempo que não ouvimos um argumento de placa RAID para SSDs NVMe, fora da classe emergente de soluções projetadas em torno de GPUs. Portanto, tivemos que fazer a pergunta fundamental: o RAID de hardware pode ser uma coisa para SSDs NVMe?
A resposta é claramente sim. O desempenho do PCIe Gen4 permite que a placa RAID MegaRAID 9670W-16i acompanhe os SSDs modernos em uma variedade de cargas de trabalho. Sim, algumas áreas, como largura de banda, serão limitadas com menos pistas PCIe, mas, novamente, a maioria dos ambientes de produção não fica nesses níveis.
No pico de largura de banda, vimos o MegaRAID 9670W-16i levar as coisas até o limite x16 PCIe Gen4 de 28 GB/s em leitura e oferecer até 13 GB/s em RAID5 em largura de banda de gravação. No lado da taxa de transferência, o desempenho de leitura aleatória de 4K atingiu o máximo de 7M IOPS com gravação abrangendo de 1 a 2.1M IOPS entre RAID5 e RAID10. Para implantações que procuram consolidar flash em volumes maiores ou contornar sistemas que não suportam RAID de software, o MegaRAID 9670W tem muito a oferecer.
Se você gosta de adaptadores de armazenamento, está prestes a obter mais desse tipo de cobertura. Já estamos explorando os servidores de última geração, como o Dell PowerEdge R760, que oferece uma configuração de placa RAID dupla baseada no mesmo silício desta placa. No caso do R760, a Dell conecta 8 SSDs NVMe a cada placa, dando-nos uma solução empresarial mais robusta do que a que testamos aqui para validação. Portanto, há muito mais por vir agora que parece que as placas RAID estão de volta ao menu para servidores com SSDs NVMe.
Página do produto Broadcom 9670W-16i
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