Dell PowerScale drar nytta av QLC SSD-ekonomi och prestanda

Dell PowerScale lanserade QLC SSD-stöd i maj i år på Dell Tech World för sina F600- och F900-noder. Stöd för 15.36 TB och 30.72 TB SSD:er omfamnades omedelbart av PowerScale-kunder, som började sluka upp dessa extremt täta PowerScale-noder när de gick till GA under sommaren. Dessa nya QLC-enheter, som stöds av OneFS 9.4-versionen, erbjuder kunderna optimal ekonomi för NAS-arbetsbelastningar som kräver prestanda, tillförlitlighet och kapacitet, vilket gör dem idealiska för finansiell modellering, media och underhållning, artificiell intelligens (AI), maskininlärning (ML) och djupinlärning (DL).

Dell PowerScale lanserade QLC SSD-stöd i maj i år på Dell Tech World för sina F600- och F900-noder. Stöd för 15.36 TB och 30.72 TB SSD:er omfamnades omedelbart av PowerScale-kunder, som började sluka upp dessa extremt täta PowerScale-noder när de gick till GA under sommaren. Dessa nya QLC-enheter, som stöds av OneFS 9.4-versionen, erbjuder kunderna optimal ekonomi för NAS-arbetsbelastningar som kräver prestanda, tillförlitlighet och kapacitet, vilket gör dem idealiska för finansiell modellering, media och underhållning, artificiell intelligens (AI), maskininlärning (ML) och djupinlärning (DL).

Med den fortsatta explosionen av ostrukturerad data är F600-noden med 246 TB rå eller F900 med 737 TB rå mycket övertygande. QLC-enheter utökar datasjön med upp till 2 gånger mer kapacitet än tidigare generationer i samma fotavtryck som sparar rackutrymme och kraft/kylning.

Dessa QLC-enheter blir en del av det övergripande livscykelhanteringssystemet inom OneFS, vilket ger PowerScale en TCO-fördel gentemot konkurrenterna. Sömlös integrering av noder med QLC-enheter i befintliga PowerScale-kluster gör att kluster kan ta sig an nya arbetsbelastningar. För att möta kraven på lagringskapacitet, prestanda och kostnadsoptimering för dagens arbetsbelastningar och designade för morgondagens oförutsägbara krav, ger PowerScale-systemen kunderna valmöjligheter, skala och flexibilitet.

Uthållighet och uthållighet

Det är ingen nyhet att intresset och tillväxten för SSD-teknik har tagit fart under de senaste åren, men det har alltid funnits den underliggande oron för att SSD:er inte har samma livslängd som hårddiskar. Det finns en förändring i den tankeprocessen, särskilt inom Dell Technologies. Vi postade nyligen en podcast med Dells Product Management VP, David Noy, med fokus på SSD:er med hög kapacitet.

David förklarade att skrivning av data till QLC-enheter i PowerScale görs sparsamt för uthållighet, och Dell är försiktig med hur enheterna används i och med att data skrivs i stora I/O, och data är redan bearbetade innan de skrivs till enheten. Baserat på resultaten ser Dell ungefär 14 års uthållighet utan diskfel.

QLC möjliggör enorma PowerScale-kapacitetsökningar

Dell PowerScale är känt för en funktionsuppsättning som erbjuder skalbarhet, flexibilitet och enkelhet. Kunder kan börja med en arbetsbelastning, som fildelningskonsolidering eller lagring av blandade media, och sedan skala ut OneFS för att stödja olika arbetsbelastningar som utnyttjar den enkla, molnliknande lagringsarkitekturen för en enda pool.

Dell lade till mer flexibilitet och valmöjligheter när de introducerade 15TB och 30TB Quad-level cell (QLC) flashminnen för PowerScale F900 och F600 all-flash-modeller. Beroende på arbetsbelastning ser Dell upp till 25 procent eller bättre prestanda för strömmande läsningar med all-flash-noder i den efterföljande PowerScale OneFS-versionen. Med fortsatta förbättringar av tillförlitlighet och prestanda i Gen 2 QLC-teknik kan kunderna inse större ekonomi för snabba NAS-arbetsbelastningar som kräver prestanda och kapacitet. Stödet för 30TB QLC-enhet gör att Dell kan öka densiteterna i PowerScale F600 och PowerScale F900 och sänka kostnaden för flash för kunderna.

Solidigm P5316 QLC-enheter

Det är ingen hemlighet att QLC-enheterna som används i PowerScale F600 och PowerScale F900 all-flash-system är Solidigm D5-P5316-enheter. D5-P5316 är citerade för att leverera upp till 7 GB/s i sekventiell läsning, medan 30.72 TB-modellerna erbjuder högre skrivhastighet med 3.6 GB/s. I slumpmässiga 4K-läsningar citerar Solidigm deras frekvens på 800,000 0.41 IOPS för alla modeller. Enheten har också betyget 5 skriv per dag (DWPD), en 256-års garanti och en rad förbättrad säkerhet, inklusive AES-XNUMX hårdvarukryptering, NVMe-sanering och mätning av firmware.

QLC-enheterna har också 144-lagers QLC NAND, som kommer att sänka kostnaderna samtidigt som modeller med hög kapacitet och solid prestanda bibehålls och är idealiska för miljöer som behöver optimera och accelerera lagring inom datacenterarbetsbelastningar som Content Delivery Networks (CDN), Hyper-Converged Infrastructure (HCI) och Big Data. Sammantaget ger Solidigm QLC-enheterna en enastående balans mellan kapacitet, prestanda och kostnad.

PowerScale F900/F600 QLC råkapacitet

Dell PowerScale OneFS

När man pratar om PowerScale är det viktigt att åtminstone nämna OneFS, den grundläggande byggstenen för utskalningsinfrastruktur som används för att driva alla Dell PowerScale NAS-lagringslösningar. OneFS är ett helt symmetriskt filsystem utan en enda felpunkt. Den drar fördel av klustring för att skala prestanda och kapacitet och möjliggör failover från valfri till vilken som helst och flera nivåer av redundans som sträcker sig utöver RAID-kapaciteten.

OneFS minskar bördan av lagringshantering genom att eliminera komplexitet och införliva självläkning. OneFS innehåller också parallellism på en djup operativsystemnivå, så praktiskt taget varje nyckelsystemtjänst är distribuerad över flera hårdvaruenheter. Denna design gör att OneFS kan skalas i varje dimension när infrastrukturen utökas. Med tanke på den snabba tillväxten av lagringstätheter och ökande prestanda är OneFS designad för att växa till en skala med flera petabyte och fortfarande ge större tillförlitlighet än traditionella lagringssystem.

OneFS är idealiskt lämpad för filbaserade och ostrukturerade "big data"-applikationer i företagsmiljöer, inklusive storskaliga hemkataloger, filresurser, arkiv, virtualisering och affärsanalys. OneFS används flitigt i många dataintensiva branscher, såsom energi, finansiella tjänster, Internet och värdtjänster, business intelligence, ingenjörskonst, tillverkning, media och underhållning, bioinformatik, vetenskaplig forskning och andra högpresterande datormiljöer.

Dell PowerScale QLC-prestanda

Även om kapacitetsvinsterna är tydliga och kundens behov är uppenbart, räcker inte ett tätt fotavtryck i sig för att flytta nålen. Kunderna vill också vara säkra på att klusterprestanda uppfyller deras arbetsbelastning. För att bättre förstå hur QLC SSD:er står sig mot traditionella TLC SSD:er i PowerScale, arbetade vi med Dells labbteam för att förstå dessa prestandaprofiler.

Baserat på Dells interna testdata levererar PowerScale med QLC-enheter:

• Bättre effektivitet med hälften av kraften och hälften av det rackutrymme som krävs per TB än med den nuvarande noden med högsta kapacitet.
• Upp till 2 gånger högre rå klusterkapacitet jämfört med nuvarande all-flash-enheter.
• Upp till 2 gånger högre rånoddensitet jämfört med nuvarande all-flash-enheter.
• Upp till 19 procent lägre pris per TB än nuvarande all-flash-enheter.

PowerScale-noder som består av QLC-enheter kan leverera samma prestandanivå som de för TLC-enheter samtidigt som de bara kräver hälften av strömmen och hälften av rackutrymmet. QLC-enheter är också 19 procent lägre i pris per TB, vilket ger överlägsen ekonomi och värde. QLC-aktiverade noder presterade med paritet eller något bättre än TLC-aktiverade noder för genomströmningsbenchmarks och SPEC-arbetsbelastningar.

För att mäta prestandan så exakt som möjligt med fokus på själva frekvensomriktarna använde testmiljön samma utrustning och bytte bara frekvensomriktarna. Dell använde två F600-noder som körde OneFS 9.4.0.007. Även om två noder inte är en traditionell eller stödd kunddistribution, fungerade det för att exakt mäta prestandan mellan varje konfiguration.

I ett test med fokus på sekventiell bandbredd med stora block hade noderna en arbetsbelastning på 128K för att mäta läshastigheten. Här erbjöd de ursprungliga QLC SSD:erna en prestandaökning på 4.18 procent. Med en överföringsstorlek på 512K för att mäta skrivprestanda, visade QLC SSD:erna en förbättrad skrivhastighetsökning på 4.56 procent. Sänkte överföringsstorleken till 4K för en slumpmässig läsarbetsbelastning, QLC SSD:erna sänkte TLC SSD:erna något med en förbättring på 0.47 procent. Genom att gå över till en ren skrivarbetsbelastning och behålla den slumpmässiga överföringsstorleken i 4K matchade TLC- och QLC-SSD:erna med 0.00 procents förändring.

Nästa batch data fokuserar på 32K slumpmässiga läs- och slumpmässiga skrivbelastningar. Här ser vi återigen en minimal prestandaskillnad mellan TLC- och QLC-konfigurationerna för PowerScale F600-noderna. I 32K slumpmässigt lästa arbetsbelastningar hade QLC SSD:erna en vinst på 1.88 procent jämfört med TLC SSD:erna. I 32K slumpmässig skrivning visade QLC SSD:erna en förbättring på 2.67 procent jämfört med TLC SSD:erna. Slutligen avslutar vi med ett 20 MB samtidighetstest som mäter läs- och skrivprestanda och överför miljontals filer. Här erbjöd QLC SSD:erna en 1.45 procents förbättring av läsprestanda och en 2.32 procents ökning av skrivprestanda.

Vår nästa grupp av tester går från traditionella hastigheter och matar in syntetiska arbetsbelastningar till SPEC-tester som täcker olika applikationsscenarier. Detta omfattar SPEC Software Build, SPEC Electronic Design Automation och SPEC Genomics. Den här prestandajämförelsen handlar mindre om hur snabb F600-bygget med två noder är och mer om skillnaden mellan de två SSD-typerna. Med det ur vägen dyker vi först in i SPEC 2020 SWB-måtten, där QLC SSD-konfigurationen hade en minskning i prestanda på -2.27 procent. I SPEC 2020 EDA upprätthöll QLC SSD:erna ett nära prestandagap och sjönk endast med -1.69 procent. I det sista avsnittet som täcker SPEC 2020 Genomics fortsatte QLC SSD-gapet att stängas och mätte bara en skillnad på -1.32 procent.

Genom att gå igenom dessa prestandatester har vi kunnat visa en viktig takeaway för kunder hos Dell PowerScale som funderar på att byta till QLC-baserade system. För syntetiska prestandaarbetsbelastningar med stora och små block, samtidiga arbetsbelastningar och SPEC-applikationsarbetsbelastningar är det minimal påverkan på prestanda baserat på enhetstyp. I varje område fungerade enheterna nära varandra, om inte något kantar ut TLC SSD:erna i vissa användningsfall.

Ett sista område som inte är helt relaterat till prestanda utan är ett mått på enhetens hastighet är hur snabbt F600-noden återuppbyggs i händelse av ett enda diskfel. I detta område mätte Dell återuppbyggnadshastigheten för F600-noden med TLC:er på 681GB/h, medan QLC SSD:erna byggdes om med en hastighet av 720GB/h.

Avslutande tankar

För några veckor sedan utsågs Dell Technologies till en ledare inom 2022 Gartner Magic Quadrant för distribuerade filsystem och objektlagring för sjunde året i rad. Inte bara det, rapporten gav Dell den högsta totala positionen i "ledar"-kvadranten. Gartner uppskattar vidare att stora företag år 2026 kommer att tredubbla sin ostrukturerade datakapacitet på plats. För att möta denna fortsatta tillväxt behöver organisationer lagringslösningar som kan skalas, vara lätta att hantera och erbjuda insikter i kunddata.

I det här stycket har vi tagit en titt på det skalbarhetsproblemet specifikt. Dell har investerat klokt i OneFS och stödjer QLC SSD:er i deras F600- och F900-noder. I en PowerScale F900 betyder det 737.28 TB rå flashkapacitet per nod med 30.72 TB SSD:er. Med kapacitets- och densitetsekvationen löst, är nästa fråga, kan QLC-baserade system hålla jämna steg med tunga arbetsbelastningar?

Svaret är klart ja. När vi jämför Dell PowerScale-system mot varandra, ett med TLC SSD och ett med QLC, ser vi aldrig ett arbetsbelastningsdelta på mer än fem procent. Det betyder att det inte är någon skillnad när det gäller applikationsprestanda. Inte ens i en återställningssituation som ett enda enhetsfel såg PowerScale F600-noden ingen ökning av tiden att bygga om. Dell har gjort bra ifrån sig när det gäller att designa PowerScale för att anpassa sig till lagringsteknik. Idag pratar vi om QLC SSD:er, men imorgon kan det vara att utnyttja molnresurser som en del av Project Alpine, Dells drag för att ta sin lagringsprogramvara till molnet.

Dell PowerScale

Solidigm sponsrade denna rapport. Alla åsikter och åsikter som uttrycks i denna rapport är baserade på vår opartiska syn på produkten/de produkter som övervägs.

Engagera dig med StorageReview

Nyhetsbrev | Youtube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | TikTok | Rssflöde