Análise do array de armazenamento Dell EMC SC5020

O Dell EMC SC5020 se encaixa no portfólio de armazenamento de médio porte da Dell EMC e está disponível em uma variedade de configurações, incluindo HDD, SSD e híbrido. Anunciado como um burro de carga flexível para SMBs, o SC5020 não descarta recursos/funcionalidades para ser competitivo em preço. Na verdade, em termos de recursos, o SC5020 está no mesmo nível do SC9000 totalmente flash analisamos no ano passado. As diferenças estão principalmente nas especificações de desempenho de ponta, já que o SC9000 tem mais RAM e CPU nos controladores e, portanto, terá um limite de desempenho muito maior. Por sua vez, o SC5020 usa um chassi 3U com dois controladores hot-swappable em uma configuração ativa/ativa e 30 baias de 2.5″. O sistema pode ser expandido com prateleiras de unidade adicionais para suportar 192 unidades adicionais, superando o SC5020 em mais de 2 PB de capacidade bruta máxima.

Para serem atraentes para o mercado de médio porte, os arrays precisam ser flexíveis, eficientes com bom desempenho e não custar caro. O SC5020 leva algumas dessas ideias bem longe. Do ponto de vista da flexibilidade, os usuários podem ter de 0 a 100% de armazenamento flash e mudar conforme suas necessidades e demandas mudam. O SC5020 se encaixa perfeitamente no ecossistema Dell EMC, seja esta a direção que um cliente deseja seguir ou para clientes que já possuem vários outros produtos Dell EMC sob sua proteção. No entanto, o maior ponto de venda seria a eficiência do array. O array usa automação e classificação por níveis para reduzir os custos de desempenho e redução inteligente de dados para reduzir o custo da capacidade. O RAID pode ser definido em vários níveis na mesma unidade para ajudar a corresponder aos níveis de atividade ou políticas de volume atuais.

Já visualizamos alguns dos dados de desempenho do nosso SC5020, conforme publicamos sobre o nova atualização do SCOS 7.3 No verão passado. Embora as atualizações pontuais geralmente sejam mais centradas em correções de bugs e pequenas melhorias de funcionalidade, o 7.3 trouxe consigo um grande aumento de desempenho. O SCOS, é claro, também oferece todos os serviços de dados corporativos esperados, como desduplicação/compactação, snapshots, replicação, distribuição distribuída, criptografia e assim por diante. Também há bastante suporte a aplicativos de terceiros, incluindo VMware, Microsoft, IBM, OpenStack, Oracle, Symantec, Commvault, Foglight e Docker. Em termos de benefícios operacionais, o SC5020 suporta telefone residencial, atualizações de firmware on-line sem interrupções e a ferramenta de análise e monitoramento CloudIQ da Dell EMC. Do ponto de vista do gerenciamento, o SC5020 oferece as ferramentas HTML5 Unisphere for SC e Unisphere Central (gerenciamento multiarray), bem como o Dell Storage Manager (gerenciamento multiarray, multisite e multiplataforma).

Nesta revisão, revisitamos os dados da atualização do SCOS 7.3 e publicamos o restante de nossos dados de desempenho. O sistema em análise é totalmente preenchido com SSDs de 800 GB com gravação intensiva para uma capacidade total de mais de 20 TB brutos.

Especificações Dell EMC SC5020

Fator de Forma	3U
controladores	2 hot-swappable por chassi (ativo/ativo)
CPUs	Processador Intel Xeon E5-2630 v3, 2.4 GHz, 8 núcleos
Memória	128 GB por matriz SC5020 (64 GB por controlador)
OS	Dell Storage Center OS (SCOS) 7.2 ou superior
Armazenamento
Bays	30 x 2.5”
Gabinetes de expansão suportados	Dell SC420: 24 compartimentos de unidade de 2.5” (12 Gb SAS) Dell SC400: 12 compartimentos de unidade de 3.5” (12 Gb SAS)
Contagem máxima de unidades	222 (30 internos, mais 192 externos)
Capacidade bruta máxima	2PB por matriz
Capacidade bruta máxima (NAS)	2 PB por array com FS8600 opcional 4PB em um único namespace (com FS8600 e vários arrays da série SC)
Mídia de armazenamento	Unidades SAS e NL-SAS SSD: unidades de gravação e leitura intensivas HDD: 15K, 10K, 7.2K RPM
suporte RAID	RAID 0, 1, 5, 6, RAID 10 e RAID 10 DM (Dual Mirror)
Protocolos de rede front-end	FC, iSCSI, SAS
Portas	Máximo de portas FC de 32 Gb: 8 por array (SFP+) Máximo de portas FC de 16 Gb: 8 por array (SFP+) Máximo de portas iSCSI de 10 Gb/1 Gb: até 8 portas SFP+ ou BaseT por array Máximo de portas SAS de 12 Gb: até 8 portas SAS12 de 7 Gb Portas de gerenciamento: 2 por array (1Gb BASE-T) Protocolos de expansão de back-end: SAS de 12 Gb Máximo de portas de expansão de back-end: 4 por array Até 16 gabinetes de expansão por array
Ambiental
Temperatura de operação	50 - 95 ° F (10 - 35 ° C)
Temperatura fora de operação	-40 - 149 ° F (-40 - 65 ° C)
Faixas de umidade operacional	10% a 80% com ponto de orvalho máximo de 29°C (84.2°F)
Umidade fora de operação	5% a 95% com ponto de orvalho máximo de 33°C (91°F)
Energia
Potência	2 fontes de alimentação de 1485 W com troca automática; Potência máxima de 1485W
dissipação de calor	Máximo de 5,067 BTU/h
Voltagem	200 240-VAC
Frequência	50 / 60Hz
amperagem	1485/100-14A, 1485/240-6.2A
Físico
AxLxP	13.33 44.5 x x 78.5 cm (5.25 17.52 x x 30.9 in)
peso máximo	24.22 kg (53.4 lb)

Design e Construção

O Dell EMC SC5020 é uma matriz de armazenamento de 3U que vem com um dos painéis elegantes pelos quais a empresa é conhecida. Abaixo do painel estão os 30 compartimentos de unidade hot-swap de 2.5”. No lado direito do dispositivo estão o indicador de energia, o indicador de status e o botão de identificação.

Virando para a parte traseira do dispositivo, pode-se ver facilmente as duas fontes de alimentação e ventoinhas de cada lado. Os dois controladores de armazenamento são empilhados um sobre o outro no meio. Cada controlador contém um slot de E/S (que preenchemos com placas Fibre Channel), quatro portas iSCSI, duas portas mini-SAS, uma porta USB 2.0, uma porta de gerenciamento e uma porta serial.

Gestão de Sistemas

Parte da atualização do SCOS 7.3 traz o Unisphere e todos os seus benefícios para a série SC. O Unisphere é uma interface de usuário HTML5 mais elegante e intuitiva do que o Dell Storage Manager usado anteriormente.

O login leva os usuários à página Resumo. Como o nome indica, esta página fornece aos administradores um resumo do que está acontecendo no SC5020. Ao longo do lado esquerdo existem várias guias (Armazenamento, Sistema, Mobilidade de Dados, Monitoramento e Relatórios) com suas próprias subguias.

A guia Armazenamento possui várias subguias, incluindo Volumes, Servidores, Perfis, Discos e Tipos de armazenamento. Na subguia Volumes, os administradores podem ver rapidamente seus volumes existentes junto com informações pertinentes sobre eles, bem como a capacidade de criar novos volumes ou excluir os existentes.

A subguia Disks lista os discos, bem como a capacidade total com alocados versus não alocados e possui uma representação gráfica na parte inferior. Os administradores podem adicionar mais discos e reequilibrar o RAID por meio desta subguia.

Com a subguia Tipos de armazenamento, os administradores podem ver facilmente níveis, volumes e relatórios de pressão. E eles podem configurar o armazenamento entre atribuído e redundante.

A guia Sistema possui duas subguias: Hardware e Portas. A subguia Hardware oferece aos administradores uma visão geral rápida do sistema e seus componentes e permite que os usuários se aprofundem em cada parte por meio do Storage Center.

A guia Monitoramento possui três subguias: Alertas, Logs e Desempenho. Com a subguia de desempenho, podemos ver facilmente o desempenho dentro de um determinado intervalo de tempo em MB/s e IOPS no front-end ou no back-end.

Desempenho

Em todos os nossos testes de desempenho, aproveitamos um total de oito portas FC de 16 Gb conectadas por meio de uma estrutura de switch FC dupla de 16 Gb.

Análise de carga de trabalho do aplicativo

Os benchmarks de carga de trabalho de aplicativos para o Dell EMC SC5020 consistem no desempenho do MySQL OLTP via SysBench e no desempenho do Microsoft SQL Server OLTP com uma carga de trabalho TPC-C simulada. Em cada cenário, tínhamos o array configurado com 30 SSDs de gravação intensiva de 800 GB, usando volumes provisionados com um perfil de armazenamento RAID1 de nível 10. Quatro volumes foram então criados, balanceados em ambos os controladores de armazenamento. Em nosso ambiente de teste, isso criou uma carga balanceada para nossas cargas de trabalho SQL e Sysbench.

Desempenho do SQL Server

Cada VM do SQL Server é configurada com dois vDisks: volume de 100 GB para inicialização e um volume de 500 GB para o banco de dados e arquivos de log. Do ponto de vista dos recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 64 GB de DRAM e aproveitamos o controlador LSI Logic SAS SCSI. Embora nossas cargas de trabalho Sysbench testadas anteriormente tenham saturado a plataforma tanto em E/S de armazenamento quanto em capacidade, o teste de SQL procura desempenho de latência.

Este teste usa o SQL Server 2014 em execução em VMs convidadas do Windows Server 2012 R2 e é enfatizado pelo Benchmark Factory para bancos de dados da Quest. Embora nosso uso tradicional desse benchmark tenha sido testar grandes bancos de dados de escala 3,000 em armazenamento local ou compartilhado, nesta iteração nos concentramos em distribuir quatro bancos de dados de escala 1,500 uniformemente pela matriz de armazenamento.

Configuração de teste do SQL Server (por VM)

Windows Server 2012 R2
Ocupação de armazenamento: 600 GB alocados, 500 GB usados
SQL Server 2014
- Tamanho do banco de dados: escala 1,500
- Carga de cliente virtual: 15,000
- Memória RAM: 48 GB
Duração do teste: 3 horas
- 2.5 horas de pré-condicionamento
- período de amostra de 30 minutos

Equipamento LoadGen de referência de fábrica SQL Server OLTP

Dell EMC PowerEdge R740xd Cluster SQL virtualizado de 4 nós
- 8 CPU Intel Xeon Gold 6130 para 269 GHz em cluster (dois por nó, 2.1 GHz, 16 núcleos, cache de 22 MB)
- 1 TB de RAM (256 GB por nó, 16 GB x 16 DDR4, 128 GB por CPU)
- 4 x Emulex 16GB FC HBA de porta dupla
- 4 x NIC de porta dupla Mellanox ConnectX-4 rNDC 25GbE
- VMware ESXi vSphere 6.5 / Enterprise Plus 8 CPUs

Para SQL Server, o Dell EMC SC5020 atingiu uma pontuação transacional agregada de 12,630.3 TPS com VMs individuais variando de 3,156.6 TPS a 3,158.5 TPS.

Com a latência média do SQL Server, o SC5020 teve uma pontuação agregada de 7ms com VMs individuais variando de 6ms a 8ms.

Desempenho do Sysbench

Cada sysbench A VM é configurada com três vDisks: um para inicialização (~92 GB), um com o banco de dados pré-construído (~447 GB) e o terceiro para o banco de dados em teste (270 GB). Do ponto de vista dos recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 60 GB de DRAM e aproveitamos o controlador LSI Logic SAS SCSI. Sistemas de geração de carga são servidores Dell R740xd.

Dell PowerEdge R740xd MySQL virtualizado cluster de 8 nós

16 CPUs Intel Xeon Gold 6130 para 538 GHz em cluster (dois por nó, 2.1 GHz, 16 núcleos, cache de 22 MB)
2 TB de RAM (256 GB por nó, 16 GB x 16 DDR4, 128 GB por CPU)
8 x Emulex 16GB FC HBA de porta dupla
8 x NIC de porta dupla Mellanox ConnectX-4 rNDC 25GbE
VMware ESXi vSphere 6.5 / Enterprise Plus 8 CPUs

Configuração de teste do Sysbench (por VM)

CentOS 6.3 64 bits
Pegada de armazenamento: 1 TB, 800 GB usados
Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Tabelas de banco de dados: 100
- Tamanho do banco de dados: 10,000,000
- Segmentos de banco de dados: 32
- Memória RAM: 24 GB
Duração do teste: 3 horas
- 2 horas de pré-condicionamento 32 tópicos
- 1 hora 32 tópicos

Para o Sysbench, testamos o Dell EMC SC5020 com vários conjuntos de VMs, incluindo 8, 16 e 32 VMs. Com 8VM vimos uma pontuação agregada de 14,742 TPS, com 16VM vimos 18,384 TPS e com 32VM o SC5020 conseguiu atingir 26,723 TPS.

Para a latência média do Sysbench, vimos pontuações agregadas de 17.4ms para 8VM, 27.9ms para 16VM e 38.6ms para 32VM.

Olhando para a latência do percentil 99 (pior cenário), o SC5020 foi capaz de atingir 33.6 ms para 8 VM, 55 ms para 16 VM e 76.7 ms para 32 VM.

Análise de Carga de Trabalho do VDBench

Quando se trata de matrizes de armazenamento de comparação, o teste de aplicativo é o melhor e o teste sintético vem em segundo lugar. Embora não seja uma representação perfeita das cargas de trabalho reais, os testes sintéticos ajudam a estabelecer a linha de base dos dispositivos de armazenamento com um fator de repetibilidade que facilita a comparação entre soluções concorrentes. Essas cargas de trabalho oferecem uma variedade de perfis de teste diferentes, desde testes de "quatro cantos", testes de tamanho de transferência de banco de dados comuns, bem como capturas de rastreamento de diferentes ambientes VDI. Todos esses testes utilizam o gerador de carga de trabalho vdBench comum, com um mecanismo de script para automatizar e capturar resultados em um grande cluster de teste de computação. Isso nos permite repetir as mesmas cargas de trabalho em uma ampla variedade de dispositivos de armazenamento, incluindo arrays flash e dispositivos de armazenamento individuais. No lado do array, usamos nosso cluster de servidores Dell PowerEdge R740xd conectados a oito volumes Tier 1 RAID10 provisionados do Dell EMC SC5020.

perfis:

Leitura aleatória em 4K: 100% de leitura, 128 threads, 0-120% de atualização
Gravação aleatória em 4K: 100% de gravação, 64 threads, 0-120% de atualização
Leitura sequencial de 64K: 100% de leitura, 16 threads, 0-120% iorado
Gravação sequencial de 64K: 100% gravação, 8 threads, 0-120% iorado
Banco de Dados Sintético: SQL e Oracle
Clone completo de VDI e rastreamentos de clone vinculados

Com o VDBench, comparamos o Dell EMC SC5020 a si mesmo com software atualizado, SCOS 7.2 vs SCOS 7.3. Para leitura aleatória de pico de 4K, a versão 7.2 chegou a aproximadamente 275K IOPS em latência abaixo de um milissegundo, enquanto a 7.3 passou para mais de 400K antes de quebrar 1ms. O SCOS 7.2 atingiu o pico de 311,436 IOPS com 13.1 ms de latência. A versão SCOS 7.3 atingiu um pico de cerca de 450K IOPS e aproximadamente 7ms de latência.

Com gravação aleatória de 4K, a versão SCOS 7.2 funcionou abaixo de 1ms até cerca de 80K IOPS e atingiu o pico de 82,862 IOPS com 24.7ms de latência. O SCOS 7.3 teve desempenho de latência abaixo de milissegundos até cerca de 150 IOPS com desempenho máximo de cerca de 167 IOPS e latência de 4.8 ms.

O desempenho 4K sequencial do SCOS 7.3 continuou a mostrar fortes melhorias no desempenho traseiro 4K sequencial, permitindo que a unidade avançasse para 1.37M IOPS, enquanto a que executava 7.2 media 1.01M IOPS.

Novamente, em nosso teste de gravação medindo o desempenho sequencial de 4K, vimos o SCOS 7.3 ultrapassar 500 IOPS, melhorando além dos 326 IOPS medidos no SCOS 7.2 mais antigo.

Mudando para benchmarks sequenciais de 64K, vimos a versão SCOS 7.3 ficar atrás das leituras de 7.2 polegadas com 7.3 quebrando 1ms a 100K IOPS ou 6.2GB/s e atingindo um pico de aproximadamente 163K IOPS ou 10.2GB/s com latência de 2.6ms, enquanto o 7.2 atingiu cerca de 117K IOPS ou 7.6 GB/s abaixo de 1 ms e atingiu o pico de 172,247 IOPS ou 10.8 GB/s com uma latência de 2.96 ms.

A gravação sequencial de 64K viu a versão 7.3 saltar à frente novamente por uma boa margem. O SCOS 7.2 começou abaixo de 1 ms, mas rapidamente disparou acima, chegando ao pico de 59,408 IOPS ou 3.7 GB/s com uma latência de 4.3 ms. A versão 7.3 chegou a pouco mais de 87K IOPS ou 5.5 GB/s antes de ultrapassar 1 ms de latência e atingiu o pico de 96,868 IOPS ou 6.1 GB/s com uma latência de 2.6 ms.

Em seguida, passamos para nossas cargas de trabalho SQL. O Dell EMC SC5020 SCOS 7.2 teve desempenho de latência abaixo de milissegundos até cerca de 250 IOPS e atingiu o pico de 290,297 IOPS com uma latência de 3.52 ms. Para a versão SCOS 7.3, o array atingiu quase 400 IOPS com latência abaixo de 1 ms e atingiu um pico de aproximadamente 422 IOPS com uma latência de cerca de 2 ms.

Com o SQL 90-10, vimos o 7.2 chegar a cerca de 220 IOPS antes de quebrar a latência de 1 ms e chegar ao pico de 272,154 IOPS com uma latência de 3.8 ms. O 7.3 ultrapassou 350 IOPS e atingiu o pico de cerca de 396 IOPS com uma latência de 2.4 ms.

O SQL 80-20 viu a versão 7.2 quebrar 1ms em cerca de 185K IOPS com uma pontuação máxima de 242,928 IOPS e uma latência de 4.2ms. A versão 7.3 teve desempenho de latência abaixo de milissegundos até 327 IOPS ou mais e atingiu um pico de cerca de 364 IOPS com uma latência de 2.5 ms.

Passando para as cargas de trabalho Oracle, o SCOS 7.2 teve latência abaixo de um milissegundo de até cerca de 190 IOPS e atingiu o pico de 240,795 IOPS com uma latência de 5.3 ms. O SCOS 7.3 funcionou abaixo de 1ms até cerca de 323K IOPS e atingiu o pico em cerca de 360K IOPS com uma latência de 3.3ms.

Com o Oracle 90-10, o SCOS 7.2 chegou a cerca de 225K IOPS antes de quebrar 1 ms e atingir o pico de 263,969 IOPS com latência de 2.4 ms. O SCOS 7.3 atingiu cerca de 360 IOPS com desempenho de latência abaixo de milissegundos e atingiu o pico de 396,504 IOPS com uma latência de 1.6 ms.

Para Oracle 80-20, o SCOS 7.2 teve desempenho de latência abaixo de milissegundos até cerca de 190 IOPS e atingiu o pico de 236,098 IOPS com uma latência de 2.7 ms. O 7.3 quebrou 1ms em aproximadamente 330K IOPS e atingiu o pico em 363,286 IOPS com uma latência de 1.8ms.

Em seguida, mudamos para nosso teste de clone VDI, Full and Linked. Para VDI Full Clone Boot, o Dell EMC SC5020 SCOS 7.2 foi para cerca de 210K IOPS antes de quebrar 1 ms e atingiu o pico de 269,042 IOPS com uma latência de 3.8 ms. A versão 7.3 teve desempenho de latência abaixo de milissegundos até quase 350 IOPS e atingiu o pico de 377,413 IOPS com 2.7 ms de latência.

O VDI FC Initial Login viu o 7.2 começar com um grande aumento na latência que voltou a cair e atingiu o pico de 116,758 IOPS com uma latência de 6.8 ms. O 7.3 teve latência abaixo de milissegundos até pouco antes de 150 IOPS e atingiu um pico de aproximadamente 206 IOPS com uma latência de 3.9ms.

Para VDI FC Monday Login, o 7.2 começou com melhor desempenho ficando abaixo de 1ms até cerca de 60K IOPS e chegando ao pico de 148,872 IOPS com uma latência de 3.1ms. A versão 7.3 teve desempenho de latência abaixo de milissegundos até 150 IOPS e atingiu o pico de 239,271 IOPS com uma latência de 2.1 ms.

Passando para VDI Linked Clone (LC), o teste de inicialização teve 7.2 ultrapassando 1ms a cerca de 220K IOPS chegando ao pico de 266,623 IOPS com uma latência de 1.9ms. O 7.3 teve desempenho de latência abaixo de milissegundos até pouco menos de 270 IOPS, chegando ao pico de 337,175 IOPS com uma latência de 1.5 ms.

O VDI LC Initial Login teve o 7.2 com latência abaixo de 1ms até pouco mais de 70K IOPS com um pico de 132,284 IOPS e uma latência de 1.9ms. O 7.3 se saiu melhor com latência abaixo de milissegundos até cerca de 120 IOPS e desempenho máximo de 170,197 IOPS com latência de 1.5 ms.

Por fim, o VDI LC Monday Login teve o 7.2 com latência abaixo de milissegundos até cerca de 70 IOPS e um pico de 150,273 IOPS e uma latência de 3.4 ms. O 7.3 ficou abaixo de 1ms até atingir 115K IOPS e atingiu o pico de 198,092 IOPS com uma latência de 2.6ms.

Conclusão

O Dell EMC SC5020 é um dos arrays de armazenamento de médio porte da empresa que pode ser configurado com HDDs, SSDs e em uma configuração híbrida. O 3U SC5020 foi projetado para SMBs que precisam de níveis mais altos de desempenho e capacidade, com um máximo bruto de 2 PB com gabinetes de expansão. A matriz fornece HA com dois controladores hot-swappable ativos/ativos. O SC5020 pode ajudar os clientes a reduzir custos e ser mais eficiente por meio da redução inteligente de dados e RAID e níveis de armazenamento que permitem responder às necessidades atuais. E a atualização mais recente do SCOS para 7.3 traz o Unisphere para o array, uma interface de usuário mais intuitiva com mais benefícios.

Para nossa análise de carga de trabalho do aplicativo, executamos nossos testes SQL Server e Sysbench. Com o SQL Server, vimos uma pontuação transacional agregada de 12,630.2 TPS e uma latência média agregada de 7ms. Para o Sysbench, testamos vários conjuntos de VMs, incluindo 8, 16 e 32 VMs, resultando em pontuações TPS de 14,743, 18,385 e 26,723, respectivamente. Olhando para a latência média, vimos 17.4 ms, 27.9 ms e 38.6 ms em 8, 16 e 32 VMs. E nossa latência de 99º percentil de pior caso tinha apenas 33.6 ms em 8 VM, 55 ms em 16 VM e 76.7 ms em 32 VM.

Observando o desempenho do VDBench, houve um aumento geral na mudança do SCOS 7.2 para o 7.3. E, em alguns casos, houve um aumento muito dramático. Em vez de repetir os números acima, veremos algumas das porcentagens de melhorias. Para o 4K aleatório, uma vez que atualizamos, vimos um aumento de 62% no desempenho máximo na leitura e um aumento de 102% nas gravações. Para 4K sequencial, vimos uma melhoria de 35.6% nas leituras e de 53% nas gravações. Algumas outras melhorias de desempenho notáveis incluem gravação de 64K (aumento de 62%), SQL (aumento de 44.8%), login inicial de FC VDI (aumento de 77.5%) e login de segunda-feira de FC VDI (aumento de 62%).

Estamos claramente entusiasmados com o perfil de desempenho que o array totalmente flash SC5020 oferece; e isso nem leva em consideração que seu perfil de preços também é muito bom. É simplesmente impressionante ver o que a Dell EMC fez com uma “versão pontual” do SCOS subjacente. Além disso, com o SCOS 7.3, os usuários têm acesso a uma aparência muito mais moderna com o Unisphere, tornando o gerenciamento de armazenamento SC mais atual. Embora o Unity seja obviamente um ótimo produto para a Dell EMC, é revigorante ver também o compromisso contínuo da empresa com a família de armazenamento SC. Continuamos a ter um grande respeito pela família Dell EMC SC Storage e, especificamente, pelo SC5020.