Fusion-io ION Data Accelerator Review

Fusion-ios mjukvaruplattform ION Data Accelerator utnyttjar ioMemory-flashlagring och öppen serverhårdvara för att accelerera applikationer och SAN-prestanda genom att dela eller klustera höghastighets PCIe-flash. ION Data Accelerator är designad för användning med Tier 1-serverhårdvara från ett antal större leverantörer, där den fungerar som en applikationsaccelerator som stöder blocklagringsprotokoll inklusive 8/16Gb Fibre Channel, QDR/FDR InfiniBand och 10Gbit iSCSI.

ION Data Accelerators kapacitet som en applikationsaccelerator kan utnyttjas fullt ut när den används tillsammans med en serverplattform som Supermicro X9DRX+-F, som är byggd för maximal prestanda över alla tillgängliga PCIe-kortplatser. Denna recension kommer att fokusera på prestandan hos ION Data Accelerator när den används med X9DRX+-F-moderkortet i ett SuperChassis 747 tillsammans med Fusion-ios 3.2 TB ioScale PCIe-kort. För att säkerställa att nätverksprestanda inte är en flaskhals kommer vi att använda två dubbla portar på 16 Gb QLogic 2600-seriens HBA:er för SAN-anslutning.

ioScale började som en applikationsaccelerationslösning endast tillgänglig i stora mängder för företagsapplikationer. På senare tid har Fusion-io gjort ioScale-kort tillgängliga i mindre kvantiteter, inom räckhåll för ett mycket bredare utbud av kunder. ION Data Accelerator-lösningar med ioScale representerar en kontrast till SAN och applikationsacceleration via SSD och lagring i nivå. I teorin kan en PCIe-lösning skala prestanda med färre investeringar i ny utrustning och infrastruktur än vad konkurrerande SSD-baserade arkitekturer kräver. Med andra ord, om Fusion-ios tillvägagångssätt för applikationsaccelerator kan ge mer riktad acceleration än SSD-lagring, bör de fortsätta att hitta nya klienter för den här tekniken även om det finns en prispremie för ioScale sett i per-gigabyte termer.

ION Data Accelerator förbättrar lagringsnätverkets prestanda inte bara genom att hantera de mest krävande I/O-förfrågningarna och behålla kopior av heta data för att undvika fördröjning av hårddiskar, utan också genom att frigöra lagringsarrayer från att behöva hantera höghastighetscacher eller nivåer . Dessa lägre genomströmningskrav kan förbättra prestandan för de underliggande masslagringsuppsättningarna. ION Data Accelerator integreras med Fusion-ios ioTurbine-cachelösning, som ger både läs- och skrivacceleration.

Systemkrav för ION Data Accelerator

• Servrar som stöds
  • Dell: PowerEdge R720, PowerEdge R420
  • HP: ProLiant DL370 G6, ProLiant DL380 G7, ProLiant DL380p Gen8, ProLiant DL580 G7
  • IBM: x3650 M4
  • Supermicro: Superserver 1026GT-TRF, Superserver 1027GR-TRF, Superserver 6037-TRXF
  • Cisco: UCS C240 ​​M3 (stöd är för enkelnod)
• Grundläggande hårdvarukrav
  • Lagringskontrollrar
    • Fibre Channel kräver QLogic 2500 Series Host Bus Adapters (HBA).
    • InfiniBand kräver Mellanox ConnectX-2 eller ConnectX-3 InfiniBand Host Channel Adapters (HCA).
    • iSCSI kräver 10 Gbit iSCSI NIC från Intel, Emulex, Mellanox eller Broadcom.
  • ioMemory
    • ION Data Accelerator stöder endast ioMemory, inklusive ioDrive, ioDrive Duo, ioDrive2, ioDrive2 Duo och ioScale.
    • Alla ioMemory-produkter inom varje ION Data Accelerator-system måste vara identiska i typ och kapacitet.
    • Minsta konfiguration som stöds: en ioDrive (ingen RAID-kapacitet om du inte har mer än en ioDrive).
  • RAM: ION Data Accelerator kräver en bas på 8 GB plus 5 GB per TB ioMemory. Till exempel, om du har 4.8 TB ioMemory, bör ditt system ha 8 GB + 4.8 * 5 GB eller 32 GB RAM.
  • Hårddiskar: Fusion-io rekommenderar att servrar har speglade hårddiskar för uppstart och applikationer.
  • Hanterings-NIC: den grundläggande inkluderade NIC LOM på den hårdvaruplattform som stöds är tillräcklig.
• Ytterligare HA-systemkrav
  • En PCIe-kortplats med en 40Gbit Mellanox ConnectX-3-interconnect tillgänglig för användning.
  • Båda internconnect-portarna måste vara anslutna.
  • Varje ION Data Accelerator-system måste vara identiskt konfigurerat med ioDrives av identisk typ och kapacitet.
  • NTP (nätverkstidsprotokoll) måste implementeras

Verksamhetsledningen

Företag kan använda Fusion ioSphere-hantering med ION Data Accelerator för centraliserad kontroll från både ett grafiskt användargränssnitt och kommandoraden. ioSphere kan också tillhandahålla övervakning och hantering för alla ioMemory-enheter i datacentret och effektiviserar spårning av ioMemory-information om hälsa och förväntad livslängd under en implementering.

ION Data Accelerator kan också användas i en hög tillgänglighetskonfiguration med funktionalitet byggd på integrerad RAID för att skydda mot komponentfel och samt asymmetrisk aktiv/aktiv failover-klustring för att skydda mot systemfel. ION Data Accelerator HA kan administreras av ioSphere GUI och ett kommandoradsgränssnitt. ION Data Accelerator HA inkluderar replikeringsfunktioner baserade på Linbits DRBD som synkront replikerade varje skrivoperation över ett par klustrade ION Data Accelerator-noder. Den använder också Corosync- och Pacemaker-verktygen för klusterresurshantering och meddelanden vid fel.

Ur användbarhetssynpunkt fick Fusion-io många saker rätt genom att göra installationsprocessen lika enkel för små IT-avdelningar att hantera utan att vara expert på allt som rör lagring eller nätverk. Konfigurationen vi testade utnyttjade ett Supermicro X9DRX+-F-moderkort med 10 PCIe 3.0-platser, vilket gjorde att vi kunde fylla servern med 8 3.2TB ioScale PCIe SSDs samt två dubbla portar 16Gb FC HBA. Genom att använda standardversionen 2.1.11 ISO kunde vi göra en bar server till en ION Accelerator på under 15 minuter.

När systemet väl är igång är det första steget att skapa en lagringspool att börja ta ut LUN från. Användare kan välja mellan tre lagringslägen, inklusive RAID0, RAID10 och direktåtkomst. Vi valde RAID10 eller Reliable Performance för vår huvudsakliga testmiljö, som fortfarande erbjuder gott om prestanda men kan hantera ett ioMemory-fel utan att förlora data. Med den lagringspoolen på plats är nästa steg att tillhandahålla LUN:er för din SAN-miljö.

I vår testmiljö har vi tillhandahållit 12 LUN för VMmark samt ytterligare LUN för syntetiska benchmarks. Processen var mycket enkel, med användaren som helt enkelt angav den kapacitet som krävs, initiatorgruppen som beviljar åtkomst och sektorstorleken (som kan ställas in till 512-byte eller 4K). Gränssnittet gör att LUN:er kan skapas en gång, eller många i en inställning, för att snabbt rulla ut en miljö. Nästa steg är att skapa initiatorgrupper för flera FC-gränssnitt som kan komma åt ett givet LUN i en multi-pathed eller virtualiserad miljö. Som kan ses nedan hade vi våra VMware-initiatorer i en grupp och våra Windows-initiatorer för FIO-testning i en annan.

När miljön väl är konfigurerad och aktiv fortsätter ION Accelerator att ge användarna en mängd ledningsinformation. All prestandaövervakning lagras för historiska ändamål, vilket gör det möjligt för administratörer att spåra nätverks- och enhetsprestanda ner till IOP, samt spåra systemviktigheter som blixthållfasthet eller temperaturer. I en exempelrapport från VMmark-testning är genomströmningen över den valda tidsperioden, såväl som genomsnittliga överföringshastigheter och termisk övervakning snabba till hands. Dessa data kan också begränsas till specifika ioMemory-enheter.

För mer detaljerad ioMemory-information kan användare borra i specifika kort för att titta på monteringspunkter, använd total uthållighet och annan detaljerad information.

Applikationsprestandaanalys

StorageReview Enterprise Lab använder ett VMmark-baserat virtualiseringstest för att utvärdera beräknings- och lagringsenheter som vanligtvis används i virtualiserade miljöer. ION Data Accelerators avancerade PCIe-användnings- och hanteringsfunktion är avsedd att förbättra prestandan i sådana miljöer, vilket gör den till en tydlig kandidat för VMware VMmark-testet. Vårt VMmark-protokoll använder en rad deltester baserade på vanliga virtualiseringsarbetsbelastningar och administrativa uppgifter, med resultat mätta med hjälp av en kakelbaserad enhet som motsvarar systemets förmåga att utföra en mängd olika virtuella arbetsbelastningar, såsom kloning och distribution av virtuella maskiner, automatisk lastbalansering av virtuella maskiner över ett datacenter, livemigrering av virtuella maskiner (vMotion) och dynamisk flytt av datalager (storage vMotion).

Genom att mäta ION Data Accelerators prestanda med fyra 3.2 TB ioScale PCIe-kort, var den högsta normaliserade VMmark 2.5.1-applikationspoängen 15.40 med 10 brickor och den högsta totala poängen var 12.66 vid 10 brickor. Vid en bricka var den normaliserade applikationspoängen 1.7 medan den totala poängen för en bricka nådde 1.58.

Enterprise Synthetic Benchmarks

Vår syntetiska benchmark-process för företagslagring förutsätter att varje enhet går i stabilt tillstånd med samma arbetsbelastning som enheten kommer att testas med under en tung belastning på 16 trådar med en utestående kö på 16 per tråd, och sedan testas i fasta intervall i flera trådar/köer djupprofiler för att visa prestanda under lätt och tung användning.

Förkonditionering och primära stationära tester:

• Genomströmning (Read+Write IOPS Aggregate)
• Genomsnittlig fördröjning (läs+skrivfördröjning i medeltal)
• Max fördröjning (maximal läs- eller skrivfördröjning)
• Latens standardavvikelse (läs+skriv standardavvikelse i genomsnitt)

Vår analys av ION Data Accelerator inkluderar fyra profiler som är jämförbara med våra tidigare riktmärken för företagslagring och allmänt publicerade värden som max 4k läs- och skrivhastighet och 8k 70/30, som vanligtvis publiceras i tillverkarens specifikationer och riktmärken.

• 4k
  • 100% Läs och 100% Skriv
• 8k
  • 100% Läs och 100% Skriv
  • 70% Läs/30% Skriv
• 128k
  • 100% Läs och 100% Skriv

Att mäta genomströmningen av ION Data Accelerator-systemet i våra 4k-tester avslöjar läs-IOPS på 301,638 324,506 och skriv-IOPS på 0 10 när de konfigurerats i en RAID269,203-array för maximal prestanda. Omkonfigurerat som en RAID199,557-matris bibehöll systemet en läsprestanda på XNUMX XNUMX IOPS medan skrivprestanda kom in på XNUMX XNUMX IOPS.

Att plotta genomsnittliga 4k läs- och skrivlatenser indikerar liknande fördröjningar för läs- och skrivoperationer för RAID0-matrisen på 0.847 ms respektive 0.786 ms. I vårt riktmärke för RAID10-matrisen ökar den genomsnittliga läslatensen något till 0.949 ms medan skrivlatensen når 1.280 ms.

Resultaten för maximal latens avslöjar en anmärkningsvärd höjdpunkt i 4k skrivlatens i RAID10-konfigurationen, som upplevde en fördröjning på 145.75 ms vid ett tillfälle under utvärderingen.

Standardavvikelsen på 4k latens återspeglar också den större variationen i skrivlatenser som RAID10-matrisen ålägger. När den var i RAID0 höll Fusion ION Data Accelerator-konfigurationen båda standardavvikelserna nära 0.62 ms, vilket ökade till 0.709 ms för RAID10-läsningar och 1.619 ms för skrivoperationer.

Efter att ha förkonditionerat ioScale-korten för 8k arbetsbelastningar, mätte vi genomströmningen av de två arraytyperna med 8k överföringar och en tung belastning på 16 trådar och ett ködjup på 16, för både 100 % läs- och 100 % skrivoperationer. ION-systemet nådde 330,646 310,740 läs-IOPS och 0 171,341 skriv-IOPS konfigurerade som en RAID191,423-array, vilket skalade ner till 10 XNUMX IOPS för läsning och XNUMX XNUMX för skrivning i RAIDXNUMX.

För att få en mer nyanserad bild av prestanda med 8k-överföringar använde vi sedan ett test som bestod av 70 % läsoperationer och 30 % skrivoperationer över en rad tråd- och köräkningar. Genomströmningen förblev mer konkurrenskraftig mellan de två RAID-typerna i detta riktmärke, där RAID0 erbjuder de största prestandafördelarna med större arbetsbelastning i allmänhet, och särskilt med djupa köer.

Vårt diagram över genomsnittliga latenser från 8k 70/30 benchmark visar mycket liknande prestanda från båda RAID-konfigurationerna, med RAID0 som kantar ut RAID10 när antalet trådar och köer ökar.

Maximala latensresultat under det här testet visar ett mindre konsekvent mönster, där RAID10 har en liten fördel i de låga och höga ändarna av arbetsbelastningsspektrumet.

Båda RAID-konfigurationerna klarade mycket konsekvent latensprestanda under 8k 70/30 benchmark. Vid höga ködjup och när trådantalet överstiger 8, kantar RAID0 ut RAID10.

Vårt slutliga syntetiska riktmärke använder en mycket större överföringsstorlek på 128k med tester för både 100 % läsoperationer och 100 % skrivoperationer. Den större överföringsstorleken eliminerar nästan prestandafördelarna med en RAID0-array för ION-systemet, med prestandaresultat för både läs- och skrivoperationer inom 1 % variation över arraytypen.

Slutsats

Fusion-io erbjuder några av de mest sofistikerade applikationsaccelerationsenheterna som finns tillgängliga, och med sina ioScale PCIe-kort som nu är tillgängliga för ett mycket bredare segment av företagsmarknaden förväntar vi oss att se mer frekvent och mångsidig användning av denna teknik. Fusions ION Data Accelerator avslöjar en riktning som PCIe-lagring rör sig: mot koordinerad och automatiserad sammanslagning av höghastighetslagringsresurser över flera värdservrar. Mellan IONs förbättrade prestanda och dess enhetliga hantering för ioScale PCIe-kort över flera servrar, har ION Data Accelerator visat att PCIe har en distinkt framtid och användningsfall från SSD-baserade metoder för acceleration.

När det kommer till användbarhet och prestanda har Fusion-ios ION Accelerator mycket att erbjuda. Att rulla ut programvaran på vår egen server tog mindre än 15 minuter från början till slut. Att tillhandahålla lagringsutrymme efter att det var online tog bara några minuter, med intuitiva menyer och okomplicerade inställningar för att få ut lagring till väntande servrar. Ur ett prestandaperspektiv var vi mer än imponerade av vår 4-portars 16 Gb FC-anslutning vid testning, som gav uppemot 5.8 GB/s läs och 4 GB/s skrivsekventiell, med slumpmässiga I/O toppar på 301 324 IOPS läsning och 2.5.1 10 IOPS skriva. Applikationsprestandan som testades i VMmark 10 var också fantastisk och hanterade XNUMX-plattor med lätthet även när vi skalade ner vår konfiguration till fyra ioScale PCIe SSD:er i RAIDXNUMX. Som en "roll your own flash SAN" på råvaruhårdvara satte Fusion-io ribban högt med ION Accelerator.

Fördelar

• Tillåter användare att bygga exakt det flash-SAN de behöver ner till lagring, nätverksgränssnitt och server
• Lätt att installera och hantera
• Utmärkt prestanda
• Inkluderar stöd för HA-konfigurationer

Nackdelar

• Begränsad serversupportlista

Bottom Line

Fusion-io ION Data Accelerator ger IT-administratörer ett nytt sätt att distribuera flash i en delad lagringsmiljö utan många av de restriktioner som finns på den vanliga SAN-marknaden. Fusion-io tillhandahåller ett enkelt GUI-gränssnitt, stöd för de flesta vanliga servermärken och gränssnittskort, och HA-konfigurationsalternativ, samtidigt som den driver enorm skalbar IO ur en enda låda.

Fusion-io ION produktsida