Não há dúvida de que os casos de uso de borda são uma preocupação principal para muitas organizações de TI. Você não precisa estar no varejo ou na exploração de petróleo e gás para entender que, com mais dados sendo criados e coletados na borda, a TI precisa de melhores soluções de hardware projetadas para essa vasta gama de tarefas de ponta emergentes. Adicione os benefícios adicionais da IA em tempo real na borda, e os servidores de ponta leves são facilmente sobrecarregados.
Não há dúvida de que os casos de uso de borda são uma preocupação principal para muitas organizações de TI. Você não precisa estar no varejo ou na exploração de petróleo e gás para entender que, com mais dados sendo criados e coletados na borda, a TI precisa de melhores soluções de hardware projetadas para essa vasta gama de tarefas de ponta emergentes. Adicione os benefícios adicionais da IA em tempo real na borda, e os servidores de ponta leves são facilmente sobrecarregados.
Existe uma alternativa interessante, no entanto. O Cheetah RAID Raptor ajuda as organizações a gerenciar dados de borda em expansão com um servidor que oferece caixas de armazenamento modulares que agora podem suportar quase 3/4 de um petabyte em apenas 12 unidades.
Chita RAID Raptor
O Cheetah RAID Raptor é um servidor de alto desempenho projetado para superar o gargalo comum de desempenho de armazenamento que geralmente limita o desempenho do servidor em cenários de borda. Além de uma ampla variedade de opções de expansão PCIe®, o Raptor é destacado por três canisters Gen4 NVMe® hot-plug, CPUs AMD EPYC com até 64 núcleos e pistas Gen128 PCIe 4x.
Do ponto de vista do design do servidor, o design da caixa tripla é um recurso essencial que diferencia o Raptor. Cada uma das caixas comporta até quatro SSDs. Os canisters permitem que os dados sejam registrados e processados independentemente, e a modularidade permite fácil troca a quente e migração de canisters para diferentes locais. A capacidade de trocar caixas fisicamente libera a migração de dados das restrições da malha de rede.
Para a variedade de casos de uso de borda que geram imensas quantidades de dados, o Raptor se beneficia muito de unidades de alta capacidade. Nesse caso, os SSDs se encaixam perfeitamente, pois esses servidores se encontram na parte traseira de veículos autônomos ou embutidos em aeronaves ou outros veículos com muitos empurrões. Com o recém-lançado SSD Solidigm 61.44 TB, um único sistema pode conter uma quantidade surpreendente de densidade de dados. A capacidade de armazenar quase um petabyte de dados em um único servidor equivale a mais coleta de dados e menos tempo de troca de caixas. Em nossos testes, estamos aproveitando 12x SSDs Solidigm P5316 com uma capacidade de unidade de 30.72 TB.
Projeto Cheetah RAID Raptor
Como mencionado anteriormente, o servidor vem com uma CPU AMD EPYC Zen 3 (Milan), fornecendo ao Cheetah RAID Raptor um poder de processamento impressionante. Os recipientes de dados do Cheetah foram projetados para oferecer suporte ao AMD Milan, permitindo que os recipientes migrem dados de um veículo em movimento para um data center instantaneamente.
O design do Raptor inclui considerações detalhadas de fluxo de ar que aproveitam a potência do processador AMD Milan com a capacidade de usar todos os 64 núcleos e as pistas Gen128 PCIe 4x. O Raptor, equipado com AMD Milan, pode suportar aplicativos exigentes enquanto ainda oferece acesso de baixa latência ao armazenamento.
O design da caixa permite que os dados sejam registrados e processados separadamente. Após o processamento dos dados, a caixa pode efetuar hot swap para um local diferente. A Raptor cortou o cordão que restringia a migração de dados para uma estrutura de rede externa. As caixas suportam unidades SED e podem ser criptografadas para fornecer segurança de dados adicional.
| CPU Suportada | Suporta processadores AMD EPYC™ série 7003 e 7002 |
| soquete | Soquete Único SP3 (LGA4094) |
| Chipset | Sistema no Chip |
| RAM suportada | 8 slots DIMM (1DPC) Suporta SDRAM ECC DDR2 4MHz de até 3200 TB registrado Barramento de memória de 8 canais |
| Interface IO | 1 porta COM 1x porta VGA 4x Tipo A (USB3.0) 2x RJ45 1xIPMI |
| Slots de expansão | 5 PCI-E 4.0 x16 2 PCI-E 4.0 x8 – Suporta 3 controladores RAID de hardware Broadcom/Microchip ou 3 placas Gen4 x16 Retimer – Quatro slots sobressalentes para adaptadores de rede ou aceleradores de hardware |
| Baias | 12 SSDs NVMe PCIe Gen 2 de 3” U.2.5/U.4 por meio de 3 caixas NVMe hot-swappable |
| Resfriamento | 4x 80x38mm ventiladores de alta velocidade |
| Painel frontal | Ligar/desligar com LED Botão de reinício interruptor NMI Localize o Interruptor com LED 4x LAN LED LED de aviso |
| Sistema compatível | Microsoft® Windows: – Servidor 2016 (64 bits) – Servidor 2019 (64 bits) Linux: – RedHat Enterprise Linux Server 8.2 (64 bits) / 7.9 (64 bits) – CentOs 8.2 (64 bits) / 7.9 (64 bits) – SUSE SLES 15.2(64 bits) / 12.5(64 bits) – UBuntu 20.04.1 (64 bits) /18.04.5 (64 bits) / 16.04.7 (64 bits) Hipervisor: – VMWare® ESXi 6.7 u3 / 7.0 u1 – vSphere 6.7 u3 / 7.0 u1 – Hipervisor CITRIX 8.1.0 |
| Energia | Fonte de alimentação redundante 800W |
| Ambiental | Temperatura de operação: 10 ° C ~ 35 ° C Temperatura fora de operação: -40°C ~ 70°C Umidade fora da operação: 20% ~ 90% (sem condensação) |
Migrando os dados
Cada caixa Cheetah RAID Raptor pode ser conectada diretamente à CPU AMD por meio de 16x PCIe Gen4 Lanes ou vinculada por meio de um controlador RAID NVMe de hardware. Para atender aos requisitos de um servidor de armazenamento de alta capacidade e alta taxa de transferência com recursos hot-swap, o Cheetah RAID Storage utilizou o Adaptadores RAID da série Adaptec SmartRAID 3200.
A série Adaptec SmartRAID 3200 é construída no controlador de armazenamento de 5ª geração da Microchip, o SmartROC 3200, com suporte para adaptadores de interface de host x8 e x16 PCIe Gen 4, oferecendo melhor desempenho e largura de banda com taxa de transferência de até 29.6 GB/s. Os adaptadores Adaptec SmartRAID são ricos em recursos, suporte para até 32 dispositivos NVMe e até 256 SAS/SATA e até 64 matrizes LD/RAID, funcionalidade tri-mode SAS/SATA/NVMe, suporte Trusted Platform para um maior nível de segurança computacional e da cadeia de suprimentos, suporte ao pacote de ferramentas maxView™, inicialização segura, atualização segura e atestado, e software de gerenciamento de unidade com criptografia automática (SED).
Analisamos o Cheetah RAID Prowler em dezembro de 2021 para destacar as demandas por um servidor robusto que pode ser montado em um automóvel sob o assento ou no porta-malas (bota para os britânicos). Há uma enorme quantidade de trabalho necessária para construir um servidor que resista às duras condições de um veículo, aeronave, navio ou localização periférica. Como pano de fundo, leia o que descobrimos em nosso O Cheetah RAID Prowler aborda a computação de borda robusta postar.
Desempenho de Armazenamento
As unidades Quad-Level Cell (QLC) oferecem um conjunto atraente de benefícios no mundo das unidades de estado sólido (SSDs) e estão provando seu valor. A vantagem do QLC está em sua maior capacidade de armazenamento e menor custo em comparação com outras tecnologias NAND. As unidades QLC têm um custo por gigabyte mais baixo, tornando-as uma ótima opção para usuários preocupados com o orçamento. As unidades QLC estão disponíveis em fatores de forma SATA e NVMe, com NVMe possuindo as velocidades de transferência de dados mais rápidas devido em grande parte à eficiência do protocolo NVMe.
A solução Cheetah RAID Raptor utiliza o recentemente anunciado Solidigm D5-P5336, uma unidade QLC desenvolvida especificamente para cargas de trabalho com uso intensivo de dados, como pipelines de dados, data lakes orientados por IA, análise de big data, NAS dimensionável e computação de borda, oferecendo armazenamento e recuperação eficientes e rápidos de conjuntos de dados extensos. Para usuários que precisam de grande capacidade de armazenamento para aplicativos centrados em leitura e computação de uso geral, as unidades QLC apresentam uma opção atraente e econômica.
Série Solidigm D5-P5336 (15.36 TB, E1.L 9.5 mm PCIe 4.0 x4, 3D5, QLC)
Essenciais |
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| Coleta de produtos | Série Solidigm D5-P5336 |
| Capacidade | 15.36TB 30.72TB 61.44TB |
| Tipo de litografia | 192L QLC 3D NAND |
| Condições de uso | Servidor/Empresa |
| MMID | 99C54G |
Especificações de performance |
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| Largura de banda sequencial - 100% de leitura (até) | 7000 MB/s |
| Largura de banda sequencial - 100% de gravação (até) | 3100 MB / s |
| Leitura Aleatória (100% Span) | 1005 KIOPS (4K, QD256) |
| Gravação Aleatória (100% Extensão) | 35 KIOPS (16K, QD256) |
| Latência – Leitura Sequencial (tip.) | 8μs (blocos 4K) |
| Latência – Gravação sequencial (tip.) | 15μs (blocos 16K) |
| Latência - Leitura | 110μs (blocos 4K) |
| Latência - Gravação | 31μs (blocos 16K) |
| Potência - Ativo | 25W |
| Potência - ocioso | 5W |
Confiabilidade |
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| Vibração - Operacional | 2.17 GRMS (5 – 700 Hz) máx. |
| Vibração - Não Operacional | 3.13 GRMS (5 – 800 Hz) máx. |
| Choque (operacional e não operacional) | 1,000 G (Máx.) a 0.5 ms |
| Faixa de temperatura operacional | 0 - 70 ° C |
| Classificação de resistência (gravações vitalícias) | 14.11 PBW (16K RW) |
| Tempo médio entre falhas (MTBF) | 2 milhões de horas |
| Taxa de erro de bit incorrigível (UBER) | <1 setor por 10^17 bits lidos |
| Período de garantia | 5 Anos |
Especificações do pacote |
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| Peso | 185g +/- 10g |
| Fator de Forma | E1.L |
| Interface | PCIe 4.0 x4, NVMe |
Tecnologias Avançadas |
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| Proteção de dados de perda de energia aprimorada | |
| Criptografia de hardware | |
| Monitoramento e registro de temperatura | |
| Proteção de dados ponta a ponta |
Para nossas cargas de trabalho de desempenho de armazenamento, medimos o desempenho por meio dos adaptadores RAID da série Microchip Adaptec SmartRAID 3200 com os SSDs no modo JBOD. Em seguida, testamos combinações de 4, 8 e 12 unidades, com cada grupo de 4 SSDs representando um pod NVMe completo e um adaptador RAID adicional. Para isso, aproveitamos nossas cargas de trabalho Vdbench para teste de taxa de transferência e largura de banda, medindo desempenho sequencial de 64K e aleatório de 4K.
Análise de Carga de Trabalho do VDBench
Quando se trata de dispositivos 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 comuns de tamanho de transferência de banco de dados até 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. Nosso processo de teste para esses benchmarks preenche toda a superfície da unidade com dados e, em seguida, particiona uma seção da unidade igual a 25 por cento da capacidade da unidade para simular como a unidade pode responder às cargas de trabalho do aplicativo. Isso é diferente dos testes de entropia total que usam 100 por cento da unidade e os levam a um estado estável. Como resultado, esses números refletirão velocidades de gravação sustentadas mais altas.
perfis:
- Leitura aleatória em 4K: 100% de leitura, 128 threads, 0-120% de atualização
- Gravação aleatória em 4K: 100% de gravação, 128 threads, 0-120% de atualização
- Leitura sequencial de 64K: 100% de leitura, 32 threads, 0-120% iorado
- Gravação sequencial de 64K: 100% gravação, 16 threads, 0-120% iorado
Em nosso primeiro teste, analisando o desempenho de leitura aleatória de 4K aproveitando 4, 8 e 12 SSDs QLC dentro do CheetahRAID Raptor, medimos o desempenho de 2.5 milhões de IOPS de 4 SSDs, 3.5 milhões de IOPS de 8 e 3.54 milhões de IOPS de 12 SSDs.
Em nossa carga de trabalho de gravação aleatória de 4K, vemos uma diferença muito mais definida entre 4, 8 ou 12 SSDs dentro do Raptor. Aqui medimos 75K IOPS de 4, 146K IOPS de 8 e 218K IOPS de 12 SSDs. É importante observar que o desempenho de gravação aleatória de 4K é um calcanhar de Aquiles desse tipo de QLC SSD. O Solidigm P5430, por exemplo, é um modelo QLC mais otimizado para tamanhos de bloco menores.
Mudando o foco para largura de banda máxima dentro do CheetahRAID Raptor, medimos 10.8 GB/s de 4 SSDs, 16.9 GB/s de 8 SSDs e 31.2 GB/s de 12 SSDs. A principal diferença no dimensionamento aqui é a placa RAID adicional incluída na mistura com cada 4 SSDs adicionais adicionados.
Em nossa carga de trabalho final, medimos o desempenho de gravação sequencial de 64K, medimos 5.6 GB/s de 4 SSDs, 11.3 GB/s de 8 SSDs e 16.8 GB/s de 12 SSDs.
Desempenho de IA
Um dos benefícios verdadeiramente espetaculares do servidor Raptor é sua capacidade não apenas de registrar dados de forma rápida e eficiente, mas com uma GPU de baixo consumo de energia interna, ele também pode lidar com tarefas de IA em tempo real. Configuramos o servidor com uma GPU de inferência NVIDIA A2 para testar as habilidades de IA de borda do Raptor.
Graças à compatibilidade do Raptor com GPUs, como o NVIDIA A2 que adicionamos ao nosso, ele se posiciona ainda mais como uma escolha privilegiada para computação de ponta, particularmente no domínio da inteligência artificial e aprendizado de máquina.
Equipado com SSDs de alto rendimento e CPUs AMD EPYC de até 64 núcleos, o Raptor pode lidar com algoritmos de IA exigentes, oferecendo acesso de baixa latência ao armazenamento para processamento e inferência de dados de ponta rápidos. O design de troca a quente garante que os dados possam ser migrados sem restrições de rede, aprimorando ainda mais a velocidade do ciclo de vida dos aplicativos de IA, desde a coleta de dados até a inferência em tempo real.
Em cenários em que dispositivos de ponta, como veículos autônomos, máquinas industriais ou mesmo drones, estão processando grandes quantidades de dados, a capacidade do Raptor de lidar com tarefas de IA em tempo real será valiosa. A inferência de IA na borda aproxima a tomada de decisões da fonte de dados, resultando em ações e insights mais imediatos. Por exemplo, em veículos autônomos, o processamento imediato dos dados do sensor pode levar à tomada de decisão em tempo real que aumenta a segurança e a eficiência. O design robusto e de estado sólido do Raptor garante que ele possa suportar as vibrações e variações de temperatura desses ambientes hostis, ao mesmo tempo em que fornece o poder computacional necessário.
A capacidade de trazer o poder de processamento para IA na borda também reduz a necessidade de enviar grandes quantidades de dados brutos para um data center central, diminuindo o uso da largura de banda e reduzindo os custos. Em vez disso, apenas informações processadas e relevantes podem ser armazenadas e trazidas de volta com o drive sled, se necessário, para análise posterior ou armazenamento de longo prazo.
O suporte do Raptor para armazenamento de alta capacidade e alta taxa de transferência, juntamente com recursos avançados de GPU, significa que ele pode ser adaptado para casos específicos de uso de IA. Seja análise de vídeo em tempo real, manutenção preditiva ou análise de dados orientada por IA, a configuração do Cheetah RAID Raptor significa que ele pode ser adaptado às demandas exclusivas de vários ambientes de borda.
Considerações Finais
Esta última oferta do Cheetah RAID Storage muda o jogo para o mercado de computação robusta e de alto desempenho. O Raptor reúne tudo para atender aos rigorosos requisitos de desempenho para aplicativos de borda com suporte para operações sequenciais e acesso multithread para captura, processamento e armazenamento de dados críticos. Os casos de uso de aplicativos para o Raptor incluem vigilância por vídeo, streaming, registro/captura de dados, veículos autônomos e armazenamento robusto para fins industriais e de defesa.
O tamanho reduzido dos produtos Cheetah RAID Storage é impressionante. O design do servidor é ideal para ambientes agressivos que exigem uma construção robusta, mas ainda permitem que componentes como o flash NVMe sejam trocados rapidamente quando estiverem cheios. Eles são projetados para caber sob um assento ou no porta-malas de um AV, ou em uma aeronave ou navio. Eles podem suportar temperaturas extremas e o empurrão constante sentido na terra, no mar e no ar.
Ao mover a computação e os dados para mais perto do usuário, a computação de borda pode fornecer uma taxa de transferência significativamente melhorada, melhor desempenho e processamento em tempo real. A capacidade de analisar os dados mais perto da fonte minimizará a latência, reduzirá o tráfego de rede e reduzirá os custos de gerenciamento de dados, melhorando a privacidade e a segurança. Com as caixas de unidade hot-swap, os usuários podem mover dados criptografados em tempo real para serem analisados em tempo real.
Para atender aos requisitos de um servidor de armazenamento de alta capacidade e alta taxa de transferência com recursos hot-swap, o Cheetah RAID Storage utilizou adaptadores RAID da série Adaptec SmartRAID 3200 da Microchip. A série SmartRAID 3200 são adaptadores seguros, ricos em recursos, compatíveis com três modos e de alto desempenho com quase 30 GB de taxa de transferência. Esse tipo de desempenho e taxa de transferência é essencial para os casos de uso para os quais o Raptor foi projetado.
Utilizando os novos SSDs Solidigm D5-P5336 QLC, o Raptor pode coletar, registrar e armazenar quase um petabyte de dados, resultando em menos migrações de dados. Esses novos SSDs QLC atendem aos requisitos de velocidade de leitura/gravação para o mercado AV e militar, ao mesmo tempo em que oferecem um perfil $/TB mais econômico.
Em última análise, o Cheetah RAID Storage Raptor é um servidor de alto desempenho com uma pegada pequena, projetado para sobreviver até mesmo nas condições mais adversas.
Este relatório é patrocinado pela Solidigm. Todas as visões e opiniões expressas neste relatório são baseadas em nossa visão imparcial do(s) produto(s) em consideração.
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