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Análise de desempenho do Graid SupremeRAID QLC

by Lyle Smith

Em 2021, a Graid revelou o que eles chamaram de “placa RAID” NVMe, embora fosse mais do que apenas isso – era uma fusão única de uma GPU NVIDIA e o software da Graid. Somos grandes fãs do SupremeRAID desde então, o desempenho é simplesmente surpreendente e a integração é extremamente simples.

Em 2021, a Graid revelou o que eles chamaram de “placa RAID” NVMe, embora fosse mais do que apenas isso – era uma fusão única de uma GPU NVIDIA e o software da Graid. Somos grandes fãs do SupremeRAID desde então, o desempenho é simplesmente surpreendente.

Um projeto Gen5 Graid de alto desempenho em andamento nos fez pensar em sua solução. Estando perpetuamente curiosos, adormecemos pensando em algumas de nossas outras coisas favoritas no laboratório. O problema é que não temos um cartão SupremeRAID gratuito disponível por capricho. Para nunca permitir que coisas como a falta de hardware interrompam nossas atividades frívolas, achamos que poderíamos fazer algo divertido acontecer.

E se combinássemos o incrível servidor Tyan AMD EPYC com 26 SSDs Solidigm de 30.72 TB e uma GPU NVIDIA A2 fina como placa Graid, para ver quanto desempenho podemos extrair desta plataforma extremamente densa e de baixo custo?

Servidor GRAID SupremeRAID QLC

O único problema é realmente a seleção A2. Escolhemos o A2 pela facilidade de instalação e pelo seu “plug it in and go”, pois não necessita de cabo de alimentação para funcionar e cabe melhor neste servidor do que a placa padrão da Graid. Dito isto, devemos notar que Graid ainda não suporta oficialmente o A2, seu SupremoRAID SR-1010 funciona em um A2000. Mas o A2 realmente funciona melhor neste servidor específico e estava ocioso, implorando por algo para fazer. Graid obedeceu alegremente, entregando bits que esperávamos que se relacionassem alegremente com o A2.

O que é Graid?

Para relembrar, o software Graid foi projetado para maximizar o potencial do armazenamento NVMe sem ser prejudicado pelas restrições tradicionais das configurações RAID. Ao utilizar uma GPU para lidar com cálculos RAID, o software efetivamente libera recursos da CPU, que podem ser melhor utilizados para processar as cargas de trabalho reais de bancos de dados e aplicativos.

GRAID SupremeRAID QLC-NVIDIA A2

Essa abordagem não apenas aumenta o desempenho, mas também simplifica o gerenciamento de sistemas RAID, pois elimina a necessidade de configurações complexas de hardware e permite um processo de gerenciamento mais simplificado e centrado em software. É uma solução atraente para qualquer empresa que procura maximizar o desempenho e a eficiência do seu data center sem a sobrecarga das placas RAID tradicionais ou o consumo de recursos das soluções RAID de software.

SSD GRAID SupremeRAID QLC P5316

Refletindo sobre nossas análises anteriores do Graid SupremeRAID, ficamos impressionados com a capacidade da tecnologia de fornecer quase 50 GB/s em leituras sequenciais e pouco mais de 10 milhões de IOPS para leituras aleatórias de 4K para SR-1000 (Gen3), ao mesmo tempo em que atinge velocidades de leitura semelhantes (embora com desempenho de gravação muito maior) com o SR-1010 (Gen4). Essa solução RAID não apenas quebrou os limites de desempenho, mas também redefiniu a eficiência do armazenamento de alta velocidade. Esses números foram um salto à frente da configuração SW RAID5 e das melhores placas RAID de hardware.

Esperamos mais do mesmo e mais ao aproveitar o servidor TYAN, a GPU NVIDIA A2 e os vinte e seis SSDs Solidigm P5316, mas a mudança para QLC oferece algumas dificuldades. Embora seja excelente em ambientes de leitura intensa, a unidade Solidigm apresenta algum desempenho à medida que as cargas de trabalho mudam para gravações. Além disso, embora tenhamos testado bastante a placa Graid, estamos em território desconhecido com o A2 e a enorme capacidade que esses SSDs oferecem.

Desempenho do Graid SupremeRAID QLC

Como indicamos, utilizaremos o TYAN Transport SX TS70AB8056 como plataforma de teste para medir o desempenho. Preenchemos o servidor TYAN com vinte e seis SSDs Solidigm P30.72 de 5336 TB, proporcionando um espaço enorme para usar em uma configuração RAID5. Estamos testando o desempenho no Graid HW RAID5 e no software mdadm RAID5.

Especificações do transporte TYAN SX TS70AB8056:

  • 1 CPU AMD EPYC 9684X
  • 8 módulos DRAM ECC registrados Kingston DDR64-5 de 4800 GB (KSM48R40BD4TMM-64HMR)
  • 26 SSDs Solidigm P5336 (30.72 TB)
  • SupremeRAID Driver: 1.5.0-659.g10e76f72.010
Test Graid HW RAID (faixa de 4 KB)
SW RAID5 (mdadm) (pedaço de 4 KB)
Leitura sequencial de 1 MB (192T/16Q) 95.5 GB/s, 33.7 ms 33.8 GB/s, 95.4 ms
Gravação sequencial de 1 MB (192T/16Q) 12.7 GB/s, 231.9 ms 1.7 GB/s, 1,888 ms
Gravação aleatória 64K (192T/16Q) 1,894 MB/s, 106.3 ms 2,051 MB/s, 98.1 ms
Gravação aleatória 4K (192T/32Q) 255 mil IOPS, 12.1 ms 252 mil IOPS, 12.2 ms
leitura aleatória de 4K
(192T/32Q)
19.1 milhões de IOPS, 0.32 ms 7.82 milhões de IOPS, 0.79 ms

Começando com largura de banda de leitura sequencial de 1 MB, a configuração Graid teve uma vantagem enorme, medindo 95.5 GB/s versus 33.8 GB/s em comparação com o software RAID5, uma vitória saudável de desempenho de 3X. Passando para a gravação sequencial, a liderança substancial foi novamente a configuração do Graid. Medimos 12.7 GB/s do Graid em comparação com 1.7 GB/s do SW RAID5.

Em nossa carga de trabalho aleatória de 64K, vimos 1,894 MB/s do Graid em comparação com 2,051 MB/s do SW RAID5. Aqui, a solução de hardware combinada simplesmente não oferece muita diferenciação, preferindo claramente as cargas de trabalho sequenciais de grandes blocos. Esta é provavelmente uma característica do armazenamento QLC subjacente.

Passando para a carga de trabalho aleatória de 4K, vimos paridade com gravações. A configuração Graid mediu 255 mil IOPS em comparação com 252 mil IOPS no SW RAID5. Em leituras aleatórias de 4K, a história volta rapidamente, o Graid mais que dobrou o desempenho com 19.1 milhões de IOPS, enquanto a configuração do software RAID5 atingiu 7.82 milhões de IOPS em comparação.

Conclusão

Os resultados de desempenho favorecem claramente as configurações RAID de hardware Graid para a maioria dos cenários, pois possui velocidades de leitura e gravação sequenciais impressionantes que superam em muito o RAID5 de software. Vale a pena notar que esses números também superariam uma placa RAID de hardware convencional, que é limitada a 28 GB/s em um único slot PCIe, facilmente saturada por 4 SSDs.

De volta ao H2H com RAID de software, a taxa de transferência de leitura sequencial de Graid de 95.5 GB/s é quase três vezes maior que a do RAID5 de software, tornando-o uma solução ideal para tarefas que exigem o processamento rápido de grandes blocos de dados. Além disso, sua velocidade de gravação sequencial de 12.7 GB/s é significativamente melhor do que os 1.7 GB/s oferecidos pelo software RAID5.

Dito isso, o software RAID5 é adequado em casos de uso específicos, como operações aleatórias de gravação de 64K, onde supera ligeiramente o Graid. Isso sugere que o software RAID5 pode ser mais eficiente para certas cargas de trabalho de acesso aleatório, mas, verdade seja dita, isso é mais um artefato dos SSDs do que o software Graid ou GPU.

Em última análise, a solução Graid, mesmo em nossa execução sem suporte, parece muito forte com esses SSDs de alta capacidade e baixo custo da Solidigm. Com o uso massivo de dados se tornando cada vez mais comum, as empresas precisarão de uma solução para organizar facilmente seus dados. Embora o software seja uma opção e o RAID de hardware baseado em ASIC seja outra, se as organizações quiserem maximizar o desempenho de seu investimento em SSD NVMe, recomendamos primeiro um Graid PoC para ver o que pode estar faltando.

Como funciona a grade

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