Graid SupremeRAID Gen5 Support låter SSD:er flyga

Vi har tittat på Graid SupremeRAID-kortet och programvaran flera gånger och är ständigt imponerade av den extrema lagringsprestanda som Graid möjliggör. Både traditionell hård- och mjukvaru-RAID lämnar mycket övrigt att önska när det gäller prestanda, vilket öppnar dörren för att Graid kan komma in med en bättre musfälla. Med Gen5 SSD:er som levereras i volym nu, har vi satt ihop en välutrustad server för att se vad som är möjligt när du låter blixten flyga.

Vi har tittat på Graid SupremeRAID-kortet och programvaran flera gånger och är ständigt imponerade av den extrema lagringsprestanda som Graid möjliggör. Både traditionell hård- och mjukvaru-RAID lämnar mycket övrigt att önska när det gäller prestanda, vilket öppnar dörren för att Graid kan komma in med en bättre musfälla. Med Gen5 SSD:er som levereras i volym nu, har vi satt ihop en välutrustad server för att se vad som är möjligt när du låter blixten flyga.

Varför Graid SupremeRAID vs Hardware RAID?

Graid-lösningen består av två kärnelement: en GPU och en mjukvarudefinierad lagringsstack (SDS). Precis som ett RAID-kort tar GPU:n bort det mesta av enhetens hanterings- och dataskyddsuppgifter från CPU:n och frigör den för att köra applikationer. Till skillnad från ett RAID-kort är SupremeRAID dock mycket mer effektivt. Den adresserar enheterna direkt över PCIe BUS utan att behöva extra kablage eller komplicerade chassikonfigurationer. Och eftersom GPU:n är mer dynamisk än ett RAID-korts ASIC, förbättras prestandaskalningen med Graid avsevärt.

Skalfördelen är omedelbart uppenbar när man tittar på var flaskhalsar uppstår inom en server. Nuvarande RAID-kort är begränsade till Gen4, som toppar på 28 GB/s. Fyra anständiga Gen4 SSD: er kan mätta ett enda RAID-kort. Systemet skulle behöva flera RAID-kort för att dra fördel av alla enheter i en 24-fack server. Å andra sidan kan SupremeRAID stödja 32 enheter i ett enda system och har ingen av PCIe-kortplatsens bandbreddsbegränsningar.

Prestandaproblemen för hårdvaru-RAID förvärras ytterligare med varje generationsgränssnittsprång. För att stödja Gen5 SSD:er krävs en ny hårdvara RAID ASIC. Men även då kommer hårdvaru-RAID att drabbas av samma skalningsproblem som artikulerats ovan. SupremeRAID GPU använder ett Gen4-gränssnitt idag, och för att vara rättvis är det bara ett Intel/AMD/NVIDIA-problem för tillfället. Men det hindrar det inte från att släppa lös prestandan hos Gen5-enheter. Det innebär prestandanivåer på upp till 260GB/s och 28M IOPS. När Gen5 GPU:er kommer ut på marknaden kan Graid förbättra IOPS-siffrorna ytterligare.

En sista anmärkning om Graid GPU: idag är de flesta av deras implementeringar på SR-1010 produkt, som utnyttjar en NVIDIA A2000 GPU. Vi tar upp detta för att notera att Graid inte kräver en dyr eller svår att hitta GPU för SupremeRAID, och inte heller behöver den använda en med extern ström. Om en användare av någon anledning skulle föredra ett alternativt kort, kör Graids programvara på nästan vilket NVIDIA-kisel som helst som vi har testat på en A2 i vårt labb med utmärkta resultat. Under alla omständigheter är GPU:n lätt att installera och kräver inget extra batteri.

Varför Graid SupremeRAID vs Software RAID?

Software RAID har tagit fart under de senaste åren på grund av kostnaden, komplexiteten och den måttliga prestandan hos tidiga NVMe RAID-kort. Vi är skyldiga till att distribuera Windows Storage Spaces, Linux MD eller ZFS RAIDZ när vi behöver ett snabbt och enkelt sätt att få NVMe SSD:er grupperade och online. Men som med all lagringsprogramvara som inte använder hårdvaruacceleration, det finns en kostnad. Värd-CPU måste köra enhetshantering och dataskydd, vilket tar bort cykler från applikationer. Graids GPU-baserade erbjudande har inte denna begränsning, vilket säkerställer bästa möjliga prestanda för både lagring och applikationerna på servern.

Dessutom, med programvara RAID, begränsar valet av operativsystem valmöjligheterna. Graid körs på nästan vad som helst, inklusive över ett halvdussin Linux-distributioner och Windows. För att vara rättvis är Graid ett lite tyngre lyft för att komma i funktion över mjukvaru-RAID; en GPU måste installeras i systemet, och den extra ansträngningen är utan tvekan försumbar. Avkastningen är dock fantastisk, som du kommer att se nedan. Vi pratar en storleksordning med SupremeRAID över mjukvaru-RAID.

Graid SupremeRAID Gen5 Performance

För detta test satte vi ihop en Supermicro AS-2125HS-TNR-server med två AMD EPYC 9654-processorer, 384 GB DRAM och 24 3.84 TB KIOXIAs CM7-R Gen5 SSD:er.

Vi konfigurerade enheterna till en RAID5-konfiguration för både SW RAID och Graid. För randstorlek använde vi en 4K-rand för Graid, med 4K, 64K och 512K-bitar för mdadm. Den varierande bitstorleken för programvara RAID krävdes för att visa topp 4K överföringshastigheter i en optimerad konfiguration och topp bandbredd för stora block i sitt bästa ljus. Detta var inte lika viktigt för Graid, som hanterade de olika blockstorlekarna utan prestandaförsämring.

• Server: Supermicro AS-2125HS-TNR
• CPU: 2 x AMD EPYC 9654 96-kärnig processor x 2
• Minne: 24 x Samsung M321R2GA3BB6-CQKVS DDR5 4800 MT/s 16GB x 24
• NVMe-enhet: 24 x KIOXIA CM7-R 3.84T KCMY1RUG3T84 x 24
• RAID-kontroller: SupremeRAID SR-1010
• SupremeRAID Driver: 1.5.0-659.g10e76f72.010
• Linux OS: Ubuntu 22.04.1 LTS

RAID 5 FIO-prestanda
Testa	SW RAID5 4KB Chunk	SW RAID5 64K Chunk	SW RAID5 512K Chunk	SupremeRAID 4KB Stripe
1MB sekventiell skrivning (192T/16Q)	1.22GB / s	3.51GB / s	801MB / s	148GB / s
1MB sekventiell läsning (192T/16Q)	21.8GB / s	279GB / s	235GB / s	279GB / s
64K slumpmässig skrivning (192T/16Q)	822MB / s	627MB / s	795MB / s	30.2GB / s
4K slumpmässig skrivning (192T/32Q)	49.8k IOPS (61.6ms)	205k IOPS (15.01ms)	78.7k IOPS (39ms)	2.02 miljoner IOPS (1.52 ms)
4K slumpmässig läsning (192T/32Q)	5.6 miljoner IOPS (1.1 ms)	5.5 miljoner IOPS (1.11 ms)	5.53 miljoner IOPS (1.11 ms)	28.5 miljoner IOPS (22 ms)

Att jämföra prestandan för programvara RAID och Graid var ganska ögonöppnande. När det gäller toppbandbredd, slutade vi med att öka mdadm-chunkstorleken under denna utvärdering från 4K till 64K och 512K eftersom, vid 4K, toppläsningsbandbredden var låg. Mdadm var inte bra totalt sett, men den högsta sekventiella läshastigheten var i 64K-bitstorleken, som mätte 279 GB/s, vilket matchade hastigheten för Graid HW RAID-konfigurationen. Sekventiell skrivprestanda för SW RAID toppade på 3.51 GB/s i en 64K-bitstorlek, även om det var ingenting jämfört med Graid, som mätte 148 GB/s.

När man flyttade till en slumpmässig skrivöverföring av stora block på 64K, varierade SW RAID från 627MB/s till 822MB/s, medan Graid blåste upp det ur vattnet och mätte 30.2GB/s.

I det sista området, när vi tittade på slumpmässiga 4K-överföringshastigheter, mätte vi den bästa SW RAID-prestandan vid en 4K-bitstorlek, som mätte 5.6M IOPS vid 1.1ms. Graid kom in på imponerande 28.5 miljoner IOPS i samma test. 4K-skrivhastigheten såg sin bästa SW RAID-prestanda med 64K-biten, som mätte 205k IOPS vid 15.01ms, jämfört med Graid med 2.02M IOPS på 1.52ms.

Avslutande tankar

Vi har varit praktiska med nästan alla moderna RAID-varianter, allt från dedikerade hårdvarukort till olika mjukvarubaserade lösningar. Vi har också testat Graid-lösningen många gånger över tre olika GPU:er och en mängd olika SSD-medietyper och NVMe-gränssnitt. För att vara rättvis skulle många datamängder, såsom säkerhetskopiering och återställning, stora datasjöar, fildelningar och många andra som inte har ett allvarligt prestandakrav, vara helt nöjda med någon av dessa lösningar. Men om ett program behöver full-tilt-åtkomst till den underliggande blixten, spelar Graid på en helt annan nivå.

Medan de flesta kunder tittar på NVMe-hårdvara och antar att prestanda kommer att vara bra oavsett vad, är det viktigt att förstå hur dessa system kommer att prestera när enheterna har kombinerats – och sedan lägga till ett RAID-lager ovanpå det. I en Linux-miljö visar mjukvaru-RAID verkligen sina begränsningar när det gäller att hålla jämna steg med NVMe-enheter, särskilt Gen5 SSD:er.

Även om prestanda för individuella enheter är stark, passar inte alla RAID-lösningar bäst. Genom att jämföra optimerade konfigurationer mot varandra erbjöd Graid bandbredd på över 279 GB/s läsning och 148 GB/s skrivning över 24 KIOXIA CM7-R Gen5 SSD:er, medan SW RAID hanterade 279 GB/s läsning och 3.51 GB/s skrivning. I 4K slumpmässiga överföringar såg vi en otrolig 28.5M IOPS-läsning och 2.02M IOPS-skrivning från Graid, med SW RAID som bara erbjuder 5.6M IOPS-läsning och 205k IOPS-skrivning. SW RAID kan vara "snabbt nog" för vissa miljöer, men det går knappt att jämföra med Graids SupremeRAID för de som kräver högsta möjliga prestandanivåer.

För att maximera NVMe SSD-prestanda i en enda värd som denna har vi inte sett något på marknaden som kan röra Graid SupremeRAID Gen5-lösningen. Det är fantastiskt, och i det här testet gör vi arbetet med en billig NVIDIA A2000 GPU. Varje organisation som vill maximera sin investering i Gen5 flash skulle göra klokt i att ta på sig en Graid PoC för att se hur effektfull deras teknik kan vara.

SupremeRAID produktsida

Engagera dig med StorageReview

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