Análise NetApp NVMe-oF (A250)

O NetApp AFF A250 é um array empresarial NVMe completo e básico. Incorporado com SSDs NVMe no back-end e conectividade de host NVMe sobre FC no front-end, o A250 tem um desempenho incrível a um preço básico. Isso permite que empresas de médio e pequeno porte aproveitem ao máximo suas cargas de trabalho na borda.

O NetApp AFF A250 é um array empresarial NVMe completo e básico. Incorporado com SSDs NVMe no back-end e conectividade de host NVMe sobre FC no front-end, o A250 tem um desempenho incrível a um preço básico. Isso permite que empresas de médio e pequeno porte aproveitem ao máximo suas cargas de trabalho na borda.

Em comparação com o AFF A200, oferece um aumento de desempenho de 45% com até 33% a mais de eficiência de armazenamento, o que foi facilmente demonstrado em nosso primeira revisão do AFF A250. Nossos resultados de benchmarking apenas enfatizaram isso, demonstrando um grande avanço em relação ao modelo de última geração. Isso certamente não é surpreendente, já que vários dos sistemas NetApp que testamos no passado levaram para casa o prêmio de escolha do editor.

Além disso, a NetApp é uma das empresas mais consistentes quando se trata de substituir seus modelos mais antigos por outros que se adaptam melhor ao cenário de TI em constante mudança. Sempre esperamos obter um de seus novos sistemas em nossos laboratórios e esperamos um perfil de desempenho ainda melhor usando NVMe sobre Fibre Channel (NVMe-oF), que veremos nesta análise.

Componentes NetApp NVMe-oF – AFF A250

Para atingir esse novo nível de desempenho, a NetApp equipou o AFF A250 com CPUs de 24 núcleos e 128 GB de memória por par de HA, bem como a arquitetura de prateleira de armazenamento NS224 da empresa. O armazenamento interno suporta até 24 SSDs NVMe, embora os usuários possam configurá-lo com configurações de 8, 12 ou 24 unidades.

Os SSDs internos podem atingir até 15.3 TB para cada configuração ou 24 SSDs externos de 30.2 TB por controlador. Além disso, o A250 é equipado com duas portas Ethernet de 25 Gb para HA e interconexões de cluster, duas portas 10 Gbase-T para conectividade de host e dois slots de mezanino para expansão de E/S. O A250 também suporta unidades SAS, com suporte de até 30.6 TB para cada unidade.

Para obter um resumo detalhado de seus recursos, possíveis casos de uso e benefícios, recomendamos que você leia nosso artigo anterior NetApp AFF A250 avaliação.

ONTAP 9.9.1

Olhando para o software, a NetApp agora oferece o AFF A250 com ONTAP 9.9.1. Nossa análise anterior do AFF A250 apresentou a versão 9.8, uma atualização focada em simplificar a experiência do usuário. A versão mais recente concentra-se em aprimoramentos e adições ao gerenciador do sistema, SAN, proteção de dados e muito mais.

Os destaques incluem:

• O ONTAP agora também oferece suporte a até 12 nós, um grande avanço em relação às versões anteriores, nas quais um ASA só podia ser um cluster de dois nós. Isso significa mais expansão para desempenho e capacidade.
• O System Manager na versão mais recente permite que os usuários selecionem manualmente a camada de armazenamento físico ao provisionar novos volumes. No entanto, você ainda pode optar por permitir que o ONTAP faça seleções automaticamente com base na lógica de posicionamento balanceado.
• Outras atualizações incluíram a reformulação da GUI, que consiste em alterar um pouco a interface, adicionar novos recursos e trazer de volta algumas funcionalidades ausentes que foram removidas anteriormente. Por exemplo, os eventos EMS no painel agora são exibidos depois que o usuário faz login pela primeira vez.

NetApp AFF A250 e NVMe sobre Fibre Channel (NVMe-oF)

Há uma série de outras atualizações com a versão 9.9.1; no entanto, o mais importante para nós (nesta revisão, pelo menos) é que todos os SAN Arrays (ASA) agora podem usar NVMe sobre Fibre Channel (NVMe-oF).

Quando analisamos anteriormente o NetApp AFF A250, testamos o sistema usando o modo FC SAN tradicional com 12 SSDs NVMe de 1.92 TB (RAID-DP com dois pools de armazenamento de 3 TB). Portanto, para esta revisão, veremos o sistema no modo NVMe-oF.

O NVMe-oF foi projetado para aprimorar as cargas de trabalho de SAN existentes e certamente é a melhor escolha para aqueles que procuram realmente aproveitar o NVMe, especialmente quando se trata de desempenho geral e tempos de resposta do aplicativo.

Lançada em 2016, a especificação do protocolo NVMe-oF essencialmente estende o desempenho veloz do NVMe dos controladores de matriz de armazenamento para a malha via Ethernet, Fibre Channel, RoCE ou InfiniBand. Esse protocolo aproveita as malhas como um mapeamento de transporte em vez do barramento PCIe sem memória compartilhada entre os pontos finais. Para uma visão mais detalhada, fizemos um mergulho profundo em o que é NVMe-oF verão passado.

Especificações NetApp AFF A250

Desempenho NetApp AFF A250 (NVMe-oF)

Nossa configuração A250 inclui 12 SSDs NVMe de 1.92 TB e NetApp ONTAP 9.9.1. O array é configurado pela NetApp para estar em RAID-DP com dois pools de armazenamento de 3 TB. Nosso teste para esta revisão está no modo NVMe-oF. A conectividade é fornecida usando uma malha Fibre Channel de comutador duplo em dois Interruptores Brocade G620 32Gb.

Desempenho do SQL Server

O protocolo de teste OLTP do Microsoft SQL Server da StorageReview emprega o rascunho atual do Benchmark C (TPC-C) do Transaction Processing Performance Council, um benchmark de processamento de transações on-line que simula as atividades encontradas em ambientes de aplicativos complexos. O benchmark TPC-C chega mais perto do que os benchmarks sintéticos de desempenho para medir os pontos fortes de desempenho e os gargalos da infraestrutura de armazenamento em ambientes de banco de dados.

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 SQL procura desempenho de latência.

Este teste usa o SQL Server 2014 em execução em VMs convidadas do Windows Server 2012 R2 e é reforçado pelo Benchmark Factory da Dell para bancos de dados. 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 em nossos servidores.

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

Para SQL Server Latency, o A250 (NVMe-oF) teve uma pontuação agregada de 3.5ms para 4VMs e 25.4ms para 8VMs. No modo FCP, o A250 registrou uma pontuação agregada de 22.75ms (8VM) e 8.5ms (4VMs). Você pode ver uma grande melhoria para ambos os modos do A250 quando comparado com a última geração (A200), que media 25ms em 4VMs.

Desempenho do Sysbench MySQL

Nosso próximo benchmark de aplicativo de armazenamento consiste em um banco de dados Percona MySQL OLTP medido via SysBench. Este teste mede o TPS (transações por segundo) médio, a latência média e também a latência média do 99º percentil.

Cada VM do Sysbench 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.

Configuração de teste do Sysbench (por VM)

• CentOS 6.3 64 bits
• Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1

• Tabelas: 100

• • Tamanho: 10,000,000
  • Tópicos: 32 banco de dados
• Memória RAM: 24 GB

• Duração do teste: 3 horas

• • 2 horas de pré-condicionamento 32 tópicos
  • 1 hora 32 tópicos

Com o Sysbench OLTP, os 8VMs A250 (NVMe-oF) obtiveram uma pontuação agregada de 15,916 TPS, enquanto os 16VMs registraram 17,537 TPS. No modo FCP, ele postou uma pontuação agregada de 13,135 TPS e 16,149 TPS para 8VMs e 16VMs, respectivamente. O A200 teve metade do desempenho, postando 8.871 TPS e 9,035 TPS para 8VMs e 16VMs, respectivamente.

 

Para a latência média do Sysbench, o 8VM A250 (NVMe-oF) obteve uma pontuação agregada de 16.09ms, enquanto o 16VM postou 29.23ms. No modo FCP, registrou um agregado de 19.49ms e 31.72ms para 8VM e 16VM, respectivamente. Mais uma vez, os ganhos de desempenho nos últimos foram significativos, já que o A200 registrou 28.86ms (8VMs) e 56.88ms (16VMs).

Para a latência do pior cenário (99º percentil), o NVMe-oF obteve uma latência agregada de 38.1ms (8VMs) e 72.78ms (16VMs), enquanto o FCP mostrou 51.61ms (8VMs) e 85.77ms (16VMs). Sem surpresa, esta foi uma grande melhoria em relação ao A200, que registrou 84.93 ms e 152.91 ms para 8 VMs e 16 VMs, respectivamente.

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.

perfis:

• 4K Random Read: 100% Read, 128 threads, 0-120% iorate
• 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 leitura aleatória de 4K, o NetApp AFF A250 NVMe-oF mostrou uma melhoria significativa em relação ao modo FCP, registrando latência abaixo de milissegundos até mais de 700K, com pico de 787,910 IOPS em uma latência de 3.58 ms. No modo FCP, o A250 mostrou latência abaixo de milissegundos até mais de 500K e atingiu o pico de 594,388 IOPS e uma latência de 6.9 ​​ms.

A gravação aleatória em 4K obteve resultados um pouco mais próximos. Aqui, o A250 via NVMe-oF teve um desempenho máximo de 183,805 IOPS a 10.9 ms antes de sofrer um leve golpe no final. No modo FCP, registrou 169,543 IOPS e uma latência de 10.4ms.

Mudando para o trabalho sequencial, especificamente nossas cargas de trabalho de 64K, vimos o A250 NVMe-oF ficar abaixo de 1 ms até cerca de 110K IOPS ou cerca de 6.8 GB/s e vimos um pico de 110,100 IOPS ou 6.9 GB/s com uma latência de 3.25 ms. Embora o modo FCP tenha mostrado uma melhor taxa de transferência de pico em 114,060 IOPS (7.13 GB/s), ele teve uma latência de pico muito maior de 7.8 ms.

Em gravações de 64K, o A250 NVMe-oF atingiu um pico de aproximadamente 47K IOPS ou cerca de 3.04 GB/s com uma latência de 5.2 ms. O modo FCP atingiu o pico de 41K IOPS ou cerca de 2.6 GB/s com uma latência muito maior de 24 ms (antes do desempenho cair um pouco e a latência aumentar).

Em seguida, passamos para nossos testes SQL, SQL, SQL 90-10 e SQL 80-20, onde o AFF A250 no modo NVMe-oF apresentou melhorias significativas em relação ao modo FCP. No SQL, o A250 (NVMe-oF) ficou abaixo de 1ms até quebrar 350K e atingiu o pico de 416,617 IOPS a 2.10ms. No modo FCP, atingiu um pico de 348,403 IOPS com uma latência de 2.4 ms antes de uma ligeira queda.

No SQL 90-10, o A250 (NVMe-oF) teve latência abaixo de milissegundos até se aproximar da marca de 350K, com pico de 388,589 IOPS a 2.3ms. No modo FCP, o A250 teve latência abaixo de milissegundos até cerca de 270K IOPS e atingiu o pico de 321,604 IOPS com uma latência de pouco menos de 3 ms.

No SQL 80-20, o A250 (NVMe-oF) ficou abaixo de 1ms até cerca de 270K IOPS, com pico de 314,616 IOPS a 2.96ms. Olhando para o A250 no modo FCP, ele permaneceu abaixo de 1ms até cerca de 200K IOPS e atingiu o pico de 263,157 IOPS com uma latência de 3.6ms.

O próximo lote de testes são nossos testes Oracle: Oracle, Oracle 90-10 e Oracle 80-20. Novamente, o NVMe-oF mostrou um desempenho muito melhor. Na carga de trabalho da Oracle, ele nos deu latência abaixo de milissegundos até cerca de 230 IOPS e atingiu o pico de 329,112 IOPS com uma latência de pouco mais de 3 ms. No modo FCP, o A250 nos deu latência abaixo de milissegundos até cerca de 200 IOPS e atingiu o pico de 263,802 IOPS com uma latência de pouco mais de 4.5 ms.

Para o Oracle 90-10, o A250 permaneceu abaixo de 1ms até cerca de 370K IOPS e atingiu o pico de 407,087 IOPS com uma latência de 1.43ms. No modo FCP, ele funcionou abaixo de 1ms até cerca de 275K IOPS e atingiu o pico de 333,108 IOPS com 1.8ms de latência.

O Oracle 80-20 viu o pico A250 (NVMe-oF) em 335,577 IOPS com 1.75 ms de latência, enquanto o modo FCP mostrou um pico de 273,948 IOPS com 2.1 ms de latência.

Em seguida, mudamos para nosso teste de clone VDI, Full and Linked. Para VDI Full Clone (FC) Boot, o NetApp AFF A250 (NVMe-oF) chegou a 240K sem ultrapassar 1 ms de latência, atingindo um pico de 263,683 IOPS a 3.23 ms antes de atingir um pico de desempenho no final. No modo FCP, o A250 chegou a 200 IOPS com menos de 1 ms de latência, depois atingiu o pico de 229,571 IOPS com uma latência de pouco mais de 3 ms antes de cair um pouco.

No VDI FC Initial Login, o A250 (NVMe-oF) teve desempenho de latência abaixo de milissegundos após ultrapassar a marca de 60, atingindo um pico de 98,897 IOPS com uma latência de 8.42 ms (novamente, tendo um aumento no desempenho no final). No modo FCP, o A250 atingiu 55K IOPS antes de passar de 1 ms e atingiu o pico de 90,270 IOPS com uma latência de 9.3 ms.

O VDI FC Monday Login viu o A250 ter latência abaixo de 1ms até aproximadamente 68K IOPS, chegando a 103,184 IOPS com uma latência de pouco menos de 5ms antes de atingir um pico novamente. No modo FCP, o A250 permaneceu abaixo de 1ms até cerca de 55K IOPS novamente e atingiu o pico de 93,574 IOPS e uma latência de 5.1ms.

Agora passamos para o clone vinculado. No VDI LC Boot, ambos os modos mostraram desempenho muito semelhante com o modo FCP atingindo o pico com um IOPS mais alto de 151,953 IOPS (3.2 ms em latência). Em NVMe-oF, o A250 atingiu o pico de 146,660 IOPS, embora com melhor latência de 3.09 ms.

Com o VDI LC Initial Login, o A250 (NVMe-oF) teve latência abaixo de milissegundos até passar de 50 IOPS, chegando a 76,386 IOPS a 3.05 ms de latência antes de sofrer um leve impacto no desempenho no final. No FCP, o A260 teve latência abaixo de milissegundos até cerca de 40K IOPS e atingiu o pico de 67,557 IOPS e uma latência de 3.7ms.

Por fim, com o VDI LC Monday Login, o A250 chegou a aproximadamente 48K IOPS antes de ultrapassar 1 ms de latência. Ele atingiu um pico de 75,259 IOPS a 6.67 ms de latência antes de cair no desempenho. No FCP, o A250 quase chegou a 40K IOPS antes de passar de 1ms, chegando a 68,751 IOPS com uma latência de 7.3ms.

Conclusão

O NetApp AFF A250 se destaca como um sistema NVMe de ponta a ponta para empresas de médio porte que buscam obter excelente desempenho e consolidação de seus dados. O próprio sistema pode ser incorporado com SSDs NVMe no front-end e conectividade de host NVMe sobre FC no back-end, o último dos quais fizemos para esta análise. Os clientes certamente obterão um desempenho poderoso a um preço básico e uma grande atualização em relação ao modelo anterior, o AFF A220. Isso não é surpreendente, pois a NetApp é conhecida por estar ciente das necessidades atuais do setor de TI. Isso permite que eles ofereçam atualizações de sistema fantásticas para os lançamentos subsequentes de seus sistemas.

Para desempenho, executamos nossas cargas de trabalho de análise de carga de trabalho de aplicativo e VDBench. Conforme demonstrado acima, o modo NVMe-oF apresentou ganhos significativos de desempenho em relação ao modo SAN FCP (Fibre Channel Protocol) tradicional.

Em nossa análise de carga de trabalho do aplicativo, o A250 (NVMe-oF) teve uma pontuação agregada de 3.5 ms para 4 VMs e 25.4 ms para 8 VMs. Em comparação, o modo FCP teve uma pontuação agregada de 22.75ms (8VM) e 8.5ms (4VMs).

Com o Sysbench, o A250 (NVMe-oF) foi igualmente impressionante, com um TPS agregado de 15,916 TPS para 8VM e 17,537 TPS para 16VM em comparação com os 13,135 TPS e 16,149 TPS do modo FCP, respectivamente. A latência média do Sysbench obteve pontuações agregadas de 16.09ms em 8M e 29.23ms em 16VM em comparação com 19.49ms e 31.72ms no modo FCP. No pior cenário de latência, vimos o A250 atingir latências agregadas de 38.1ms em 8VM e 72.78ms em 16VM em comparação com 51.61ms (8VMs) e 85.77ms (16VMs) do FCP.

Com o VDBench, o NetApp AFF A250 brilhou com quedas significativas na latência em nossos perfis de desempenho. Os destaques do NetApp AFF A250 (NVMe-oF) incluem 788K IOPS na leitura de 4K, 183K IOPS na gravação de 4K, 6.8GB/s na leitura de 64K e 3.04GB/s na gravação de 64K. Em nossos testes de SQL, vimos picos de 417K IOPS, 389K IOPS no SQL 90-10 e 315K IOPS no SQL 80-20. Com nossos testes Oracle, vimos desempenhos máximos de 329 IOPS, 407 IOPS no Oracle 90-10 e 335 IOPS no Oracle 80-20. Em nossos testes de clone de VDI, vimos resultados de clone completo de 264 IOPS de inicialização, 99 IOPS no login inicial e 103 IOPS no login de segunda-feira. Para Linked Clone, vimos picos de 147 IOPS na inicialização, 76 IOPS no login inicial e 75 IOPS no login na segunda-feira.

Aproveitar o NVMe sobre o Fibre Channel produz um desempenho muito melhor em praticamente todas as cargas de trabalho que você possa ter, o que, se você tiver o hardware de suporte, não há motivo para não implementá-lo. A NetApp nem cobra um prêmio para habilitar esses recursos. No final, o NVMe-oF é um bônus de desempenho gratuito para os clientes da NetApp, tornando o NVMe-oF uma grande vitória para os usuários do ONTAP AFA.

NetApp AFF Série A

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