LSI MegaRAID CacheCade Pro 2.0 评测

LSI 的 MegaRAID RAID 卡系列拥有巨大的市场份额是有充分理由的，由于坚固的硬件和出色的软件堆栈，它们被许多人视为事实上的标准。当然，LSI 的 MegaRAID 卡不仅仅能够将驱动器连接在一起，他们的 CacheCade Pro 2.0 附加组件还利用 SSD 的速度优势作为更大容量硬盘阵列的缓存池。

缓存的概念很简单——在这种情况下，LSI 使用 CacheCade 将频繁请求的数据存储在 SSD（或 SSD，最多支持 32 个）上。当请求热数据时，SSD 会做出响应，从而显着改善读取和写入密集型应用程序的延迟。 Web、文件和数据服务器都将从提高的缓存读取和写入速度中受益匪浅。 CacheCade 继续在后台运行，使用其算法在 SSD 缓存中添加或删除文件。

也许 CacheCade 最好的部分是它的简单性和低总拥有成本。该软件包适用于 LSI 的 9260 和 9280 系列 RAID 卡，可在 LSI 网站上以 270 美元的价格购买。 TCO 价值巨大，因为不再需要整个快速 SSD 阵列来获得对数据的低延迟访问。缓存通过允许用户使用更便宜的磁盘调整数据存储的大小并仅添加处理热数据所需的数量的 SSD 来降低成本。它还允许缓存阵列根据需要增长，支持在热数据扩展时添加 SSD，而不会影响阵列的其余部分。

LSI MegaRAID CacheCade Pro 2.0 规格

兼容 MegaRAID SAS 9260/9261/9280 系列控制器
支持的操作系统——MegaRAID 控制器卡支持的所有操作系统
最大限度。 CacheCade SSD 池中的 SSD 数量 – 32
最大限度。每个控制器支持的 SSC VD 数量 – 最多 64 个
最大限度。每个控制器的 CacheCade 容量 – 512GB
RAID 1、10 SSD 写缓存保护

设置和配置

为了展示跨多个场景的改进，我们构建了三个独特的缓存平台来模拟发烧友、工作站和企业磁盘环境。所有三个平台都通过我们的 Lenovo RD240 ThinkServer 测试平台进行了测试，使用 SAS/SATA 6.0Gb/s LSI MegaRAID 9260-8i 作为 RAID 和缓存接口。以下配置用于每个场景：

爱好者:

四 5,400RPM 三星 2TB F4EG SATA 硬盘在 RAID6 中
一个 240GB OCZ 顶点 3 最大 IOPS MLC-SSD 用于缓存
3.6TB 可用容量
3.6TB 固态硬盘的成本：7,200 美元
SSD/HDD 缓存的成本： $1,120

打标工作站:

一个 7,200RPM 3TB 希捷星座 ES.2 SAS 硬盘
一个 240GB OCZ 顶点 3 最大 IOPS MLC-SSD 用于缓存
2.8TB 可用容量
2.8TB 固态硬盘的成本：5,850 美元
SSD/HDD 缓存的成本： $1,120

企业版:

三种 10,000RPM 600GB 希捷 Savvio 10K.4 SAS 硬盘驱动器在 RAID5 中
一个 100GB 美光 P300 SLC-SSD 用于缓存
1.12TB 可用容量
1.12TB 固态硬盘的成本：12,000 美元
SSD/HDD 缓存的成本： $2,170

在每个场景中，我们都利用具有 100-240GB SSD 的硬盘驱动器阵列的容量进行缓存。在 Enthusiast 设置的情况下，它需要超过 16 个 240GB SSD 来匹配低功耗 5,400RPM 硬盘驱动器提供的总存储容量。该阵列的零售价约为 450 美元，售价将超过 7,000 美元。使用 LSI 的 CacheCade Pro 2.0 软件（假设您已经拥有 RAID 卡），硬盘驱动器只需 400 美元，加上 CacheCade Pro 270 2.0 美元，单个 SSD 450 美元。大约 7,200 美元对 1,120 美元，两者的表现非常相似

了解每个设置的要点之一是我们了解不同的用户在存储空间要求和用于缓存的热数据大小方面会有不同的需求。但是，在每种情况下，节省的成本都是惊人的。

合成基准

我们测试 LSI 的 CacheCade Pro 2.0 软件的方法涉及在未启用缓存的情况下对每组驱动器进行基准测试，然后使用 25GB 热数据区和全速 SSD 缓存对每组进行重新基准测试。这些数字显示的是“冷”数据速度与“热”数据速度的性能。另一种看待它的方法是查看缓存的速度有多快，或者缓存的速度如何仅受 SSD 缓存阵列的速度限制。

我们认为，展示 CacheCade 运行情况的最佳方式是摆脱我们直接的综合基准测试（2MB 顺序/随机，4K 随机），并仅使用混合工作负载来展示缓存在给定场景中的帮助程度。

第一个是我们的数据库配置文件，67% 的读取和 33% 的写入工作负载组合主要集中在 8K 传输大小上。

看看三个阵列中每一个的性能，很难不看到速度的急剧上升。缓存性能不会受到缓存平台的阻碍，而是您使用的 SSD 的真实速度。差异简直令人惊叹。

下一个配置文件查看一个文件服务器，80% 的读取和 20% 的写入工作负载分布在从 512 字节到 64KB 的多种传输大小上。

文件服务器配置文件也遵循相同的趋势，缓存的 SSD/HDD 速度除了它们自己的速度外，不会受到任何阻碍。仔细观察 Seagate Savvio 在最高队列深度与 Micron P300 SSD 的搭配，冷热数据速度之间的比较是 1,157 IOPS 和 22,902 IOPS

我们的网络服务器配置文件是只读的，传输大小从 512 字节到 512KB 不等。

在此设置中，使用 SandForce SF-2200 处理器的配置在与 Micron P300 的速度游戏中胜出，这要归功于其更快的读取速度和巨大的性能提升。看看三星 RAID6 阵列速度从 478 IOPS 或 7.54MB/s 跃升至 20,079 IOPS 和 308MB/s。

最后一个配置文件查看一个工作站，其中 20% 的写入和 80% 的读取混合在 8K 传输附近。

通过高度混合的读取传输，所有阵列的性能都非常好，并且全面获得了显着的收益。对于 Seagate Constellation ES.2，在 267 队列深度级别下，性能从 32,422 IOPS 跃升至 128 IOPS。

真实世界的基准

要真正了解驱动器在正常工作负载下的性能，您需要记录传入和传出设备的确切流量，然后使用它来比较驱动器。出于这个原因，我们求助于我们的 StorageMark 2010 跟踪，其中包括涵盖 HTPC、生产力和游戏场景的消费者跟踪以及包括邮件服务器和 Web 服务器场景在内的企业跟踪。

第一个真实测试是我们的 HTPC 场景。在此测试中，我们包括：在 Media Player Classic 中播放一部 720P HD 电影，在 VLC 中播放一部 480P SD 电影，通过 iTunes 同时下载三部电影，以及通过 Windows Media Center 在 1080 分钟内录制一个 15i HDTV 流。具有较低延迟时间的较高 IOps 和 MB/s 速率是首选。在此跟踪中，我们记录了写入驱动器的 2,986MB 和读取的 1,924MB。

我们发现 CacheCade Pro 2.0 的表现非常好，在我们的测试阵列上的 HTPC 迹线中发布了 512% 的平均增益。

我们的第二个真实测试涵盖了生产力场景中的磁盘活动。出于所有意图和目的，此测试显示了大多数用户在正常日常活动下的驱动器性能。此测试包括：在办公生产力环境中运行 32 位 Vista、运行 Outlook 2007 并连接到 Exchange 服务器、使用 Chrome 和 IE8 浏览网页、在 Office 2007 中编辑文件、在 Adobe Reader 中查看 PDF 以及一小时通过 Pandora 播放两小时的本地音乐和额外的在线音乐。在此跟踪中，我们记录了写入驱动器的 4,830MB 和读取的 2,758MB。

在生产力跟踪中，平均增益为 1,080%，最大的跃升是启用缓存的三星 F4EG 阵列。

我们的第三个基于客户端的真实生活测试涵盖了游戏环境中的磁盘活动。与 HTPC 或 Productivity trace 不同，这个在很大程度上依赖于驱动器的读取性能。简单细分读/写百分比，HTPC 测试为 64% 写入，36% 读取，Productivity 测试为 59% 写入和 41% 读取，而游戏轨迹为 6% 写入和 94% 读取。测试由预配置了 Steam 的 Windows 7 Ultimate 64 位系统组成，其中已经下载并安装了 Grand Theft Auto 4、Left 4 Dead 2 和 Mass Effect 2。跟踪记录了每个游戏从一开始加载的大量读取活动，以及游戏进程中的纹理。在此跟踪中，我们记录了写入驱动器的 426MB 和读取的 7,235MB。

我们的大量读取游戏轨迹的平均改进是健康的 682%，单个 Seagate Constellation ES.2 看到的最大跃升。

我们的第一个企业跟踪涵盖 Microsoft Exchange 邮件服务器环境。我们在几天内捕获了 StorageReview 邮件服务器的活动。该服务器硬件包括一个运行 Windows Server 2970 R2003 环境的 Dell PowerEdge 2，在 Dell Perc 73/I 集成控制器上以 RAID10 中的三个 5GB 5k SAS 硬盘驱动器运行。跟踪由许多小的传输请求组成，具有 95% 的强大读取负载和 5% 的写入流量。

邮件服务器跟踪获得了一些最大的全面收益，每个配置的缓存和未缓存之间的平均值为 1,868%。

我们的网络服务器跟踪是在每天处理数千名访问者的实时网络服务器上捕获的。对于活跃的访问者日志记录，平均传输大小为 16K，峰值为 1024K，此跟踪是写入密集型的，具有 33% 的读取/67% 的写入混合。

在我们的网络服务器跟踪中，未缓存和完全缓存的存储阵列之间的平均增益为 684%。

结语

LSI 的 CacheCade Pro 2.0 硬件/软件设置在缓存领域真的很难被击败，特别是考虑到软件的低成本。在比较冷和热（完全缓存）基准测试结果时，我们看到了全面的显着进步，其中最高的真实世界增长是在我们的邮件服务器跟踪中，它看到了超过 1,800% 的改进。唯一阻碍这些改进的是 SSD 缓存阵列的速度，可以对其进行定制以满足其使用环境的确切需求。

归根结底，缓存的全部意义在于为频繁访问的数据获得 SSD 速度。使用 CacheCade Pro 2.0，您可以构建所需大小的硬盘驱动器阵列，并且只需添加满足热数据大小或速度要求所需的数量的 SSD。昂贵的替代方案是创建一个完全由 SSD 组成的阵列，以匹配所需速度下所需的容量，或者调整由数千个短行程硬盘驱动器组成的阵列的大小，以满足 IOPS 对所需容量的要求。这两种选择都非常昂贵，短行程硬盘驱动器方法甚至需要大量的物理空间和功率才能实现，这使得它在大多数情况下甚至不可行。

实施 CacheCade 阵列的成本最低，软件包仅为 270 美元。对于需要比磁盘阵列更快速度的专业消费者或发烧友，您可能已经拥有兼容的 LSI MegaRAID 卡，因此增加软件成本并不令人望而却步。在企业方面，您几乎肯定会使用兼容的 LSI RAID 卡，与使用中的服务器或存储阵列的总成本相比，270 美元微不足道。在所有情况下，只要花费最少的现金，用户就可以获得 SSD 速度与廉价硬盘驱动器存储相匹配的大部分负载——这是技术上为数不多的双赢场景之一。

优点