Silicon Mechanics zStax StorCore 104 评测 (NexentaStor 4)

by StorageReview 企业实验室 on 2014 年 11 月 21 日

Silicon Mechanics zStax StorCore 104 是一个具有多层架构的统一文件和块存储平台，可扩展至 PB 级存储，专为长期归档、共享文件访问、虚拟化环境的后端存储和高可用性应用程序。 Silicon Mechanics 基于 NexentaStor 的 SDS 解决方案使组织能够精确地挑选和选择满足运营要求所需的存储和网络的数量和类型。 zStax StorCore 104 旨在扩展以满足几乎任何需求，可配置 1 或 2 个控制器节点和高达 1.5-3PB 的存储容量，具体取决于其用例。

zStax StorCore 104 具有大量标准功能和实现，这些功能和实现由于底层 ZFS 文件系统而提供性能和简化的可用性。该系统提供无限快照、在线压缩和重复数据删除、基于 Web 的 GUI（CLI 命令可选）、无中断维护和升级、自动精简配置、自动数据完整性校验和、写入时复制、混合配置支持和定期数据清理。

在硬件方面，StorCore 104 采用通用硬件，包括基于 Intel Romley 架构的技术、最低 128GB 内存（双节点最高可达 1024TB）、千兆以太网（可选配 10Gb 以太网和光纤通道连接），以及 5 个 PCIe 插槽，可进一步扩展功能。存储方面，Silicon Mechanics 提供 SAS 6Gb/s 硬盘以及 MLC NAND 固态硬盘。用户可根据需求选择性能或容量，硬盘规格涵盖 7K、10K 和 15K（分别为Seagate Constellation ES.3、Seagate Savvio 10K.6和 Seagate Cheetah 15K.7）。目前出货的固态硬盘为 SanDisk Optimus 系列，但我们评测的样机配备的是 sTec ZeusIOPS 系列。当然，所有硬件都可以升级或重新利用，这是 SDS 和基于商品的解决方案的核心原则之一。

在StorageReview 企业测试实验室的评测中，Silicon Mechanics 提供了一套双控制器配置的单磁盘阵列，该阵列包含两颗双核 Intel Xeon E5-2620 处理器，每个控制器节点配备 256GB 内存，并提供 1GbE、10GbE 和光纤通道连接。存储方面，我们的系统采用了多种硬盘，以满足测试环境中不同应用的需求。主要写入缓存由两块 8GB sTec ZeusRAM 提供，辅助读取缓存则由两块 200GB sTec ZeusIOPS 提供。读写性能和总容量由 24 块 600GB Seagate Cheetah 15K.7 硬盘提供。

Nexenta 作为 SDS 解决方案需要合作伙伴组装、部署和支持组合解决方案。他们有几十个合作伙伴，但 Silicon Mechanics 是他们的顶级供应商之一。当 Silicon Mechanics 销售 zStax 解决方案时，价格中包含部署和 24/7 支持。这包括引导客户完成设置过程、轻型配置、部署和支持。 zStax 系统还可以配置为自动通知 Silicon Mechanics 问题，因此在许多情况下，它们可以在存储管理员注意到影响之前得到解决。

Silicon Mechanics zStax StorCore 104 现已上市，提供标准的三年保修（可延长）。我们的配置标价略低于 40,000 美元。

Silicon Mechanics zStax StorCore 104 规格

性能（每个节点，我们系统中的两个节点）
- 处理器：英特尔双处理器至强 E5-2620（最高 E5-2670）
- 系统内存：16x 16GB – 256GB – ECC 内存（高达 512GB）
控制器节点
- 电源：冗余 740W 电源 – 80 PLUS 白金认证
磁盘架
- 平台：双扩展器 – 3U – 28 个驱动器托架（高达 4U – 45 个托架）
- 电源：冗余 1620W 电源 – 80 PLUS 白金认证
- 导轨套件快速释放导轨套件 – 方孔 – 26.5″ 至 36.4″
容量
- 主写缓存：2x 8GB sTec ZeusRAM
- 二级读取缓存：2x 200GB sTec ZeusIOPS
- 希捷 Cheetah 15K.7（24 个 600GB）
管理学
- 基于网络的管理界面
- 在线压缩和重复数据删除
- 无限快照
- 无限文件大小
存储协议
- 模块：iSCSI、光纤通道
- 文件：CIFS、NFS
网络协议
- 以太网：1GbE 标准，10GbE 可选，40GbE 可选
- 光纤通道：4Gb/s FC、8Gbps FC、16Gb/s FC（全部可选）
物理特性
- PCIe扩展槽：5个
- 最小机架单元：5
- 最大主读取缓存大小：384
- 打开驱动器托架：无限制
- 最大容量：无限制
- 模块化、千万亿级架构
标准硬件保修：3 年 24/7

设计与建造

我们实验室中的 Silicon Mechanics zStax StorCore 104 系统由两个控制器单元和一个磁盘架组成。设计时尚，黑色配色方案将与服务器机架中的其他硬件融为一体。单元的前部通风良好，以确保适当的冷却。设备正面有 16 个插槽。每个插槽的右侧都有一个指示灯，蓝色常亮表示驱动器可用，蓝色闪烁表示正在访问驱动器，红色闪烁表示请求的驱动器的位置。驱动器插槽底部是驱动器位置编号和驱动器弹出按钮。

控制器节点主要由连接性填充。左侧有两个带把手的冗余电源，便于维护。每个电源的左上角都有一个弹出按钮，可以单独移除。该中心具有一个具有串行、USB 和以太网连接的模块，右侧装有六个（5 个可用的）PCIe 插槽，用于额外的网络连接或存储节点扩展。

3U 磁盘架提供 28 个托架以最大化存储容量，并且该设备随附用于机架的快速释放导轨套件。更大的 45 盘位和 60 盘位磁盘架也是一种选择。

管理学

NexentaStor 可以通过 Nexenta Management View (NMV) 进行管理。 NMV 是一个支持流行浏览器的 GUI。一旦用户转到 NMV IP 地址，他们就可以在右上角登录。布局相当简单，顶部有四个主要选项卡：状态、设置、数据管理和分析。单击每个选项卡会打开一个新窗口，允许用户执行诸如管理卷（磁盘和 JBOD）、文件夹、用户等操作。

深入了解单个节点状态或集群状态非常容易，但如果您不熟悉确切的 IP 地址，则需要通过名称跟踪您登录的节点。您登录的主机显示在每个页面的顶部，在本例中为 zstax01。

可以通过共享选项卡查看、创建和修改 CIFS 和 NFS 共享。这部分比我们见过的其他管理界面稍微复杂一些，尽管自定义级别比其他区域高得多。对于确切知道自己想要做什么的高级用户，此界面不会阻止任何事情。

深入到磁盘池的管理部分，用户可以看到每个池中逐秒的驱动器活动，一直到单个磁盘级别。这有助于发现问题并确保您的环境是平衡的。通过此部分，您还可以对内联压缩和重复数据删除设置进行实时调整，以查看它们对性能的影响。

测试背景和比较

我们会公布实验室环境清单、实验室网络功能概述以及其他测试方案详情，以便管理员和设备采购负责人能够客观地评估我们获得已公布结果的条件。为了保持独立性，我们所有的评测均不受被测设备制造商的付费或操控。

我们将把 zStax StorCore 104 与StorTrends 3500i、X-IO ISE 710、Dot Hill Assured SAN Ultra48和NetApp FAS2240-2进行比较。

对于我们测试的每个混合平台，了解每个供应商如何为不同的工作负载配置单元以及用于测试的网络接口非常重要。当涉及到在给定工作负载中的性能时，使用的闪存数量与底层缓存或分层过程同样重要。以下列表显示了闪存和 HDD 的数量、在我们的特定配置中可用的数量以及利用了哪些网络互连：

硅力学 zStax StorCore 104
- 标价：39,778 美元
- 缓存：2x 256GB（16x 16GB 注册 ECC 内存）
- 硬盘：14.4TB（600GB 15K 硬盘 x24）
- 内克森塔4.0
Dot Hill 保证 SAN Ultra84
- 标价：79,000 美元
- 14.4TB 硬盘（4 个 600GB 10K 硬盘 x12 RAID10）或 24TB 硬盘（4 个 600GB 10K 硬盘 x12 RAID50）
- 网络互连：16Gb FC，每个控制器 4 个 16Gb FC
AMI StorTrends 3500i
- 标价：87,999 美元
- 闪存：200GB（200GB SSD x2 RAID1）
- 闪存层：1.6TB 可用（800GB SSD x4 RAID10）
- HDD：10TB 可用（2TB HDD x10 RAID10）
- 网络互连：10GbE iSCSI，每个控制器 2 个 10GbE Twinax
X-IO 伊势 710
- 标价：115,000 美元
- 800GB 闪存（200GB SSD x10 RAID10）
- 3.6TB 硬盘（300GB 10K 硬盘 x30 RAID10）
- 网络互连：8Gb FC，每个控制器 2 个 8Gb FC
NetApp FAS2240-2
- HDD：10.8TB 可用（600GB 10K HDD x12 RAID6 每个控制器 x2）
- 网络互连：10GbE iSCSI，每个控制器 2 个 10GbE Twinax

每个可比较的阵列还使用我们的 Lenovo ThinkServer RD630 测试平台进行了基准测试：

2x Intel Xeon E5-2690（2.9GHz，20MB 缓存，8 核）
英特尔 C602 芯片组
内存 – 16GB (2x 8GB) 1333MHz DDR3 Registered RDIMM
Windows Server 2008 R2 SP1 64 位、Windows Server 2012 Standard、CentOS 6.3 64 位
引导固态硬盘：100GB 美光 RealSSD P400e
LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA（用于启动 SSD）
LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA（用于基准测试 SSD 或 HDD）
Emulex LightPulse LPe16202 Gen 5 光纤通道（8GFC、16GFC 或 10GbE FCoE）PCIe 3.0 双端口 CFA

Mellanox SX1036 10/40Gb 以太网交换机和硬件

36 个 40GbE 端口（最多 64 个 10GbE 端口）
QSFP 分路器电缆 40GbE 至 4x10GbE

应用性能分析

StorageReview 的Microsoft SQL Server OLTP 测试协议采用事务处理性能委员会 (TPPC) 基准测试 C (TPC-C) 的最新草案。TPC-C 是一款在线事务处理基准测试工具，能够模拟复杂应用环境中的各种活动。与合成性能基准测试相比，TPC-C 基准测试更能准确地评估数据库环境中存储基础架构的性能优势和瓶颈。我们的 SQL Server 测试协议使用一个 685GB（3,000 规模）的 SQL Server 数据库，分别在 30,000 个虚拟用户负载下和 15,000 个虚拟用户负载下的半规模数据库上测量事务性能和延迟。

在 15 个虚拟用户的负载期间，带有一个控制器的 zStax StorCore 104 以 2604.69TPS 的速度倒数第二。表现最好的是 AMI StorTrends 3500i，3152.24TPS

查看平均延迟时，我们会看到与上述类似的结果。带一个控制器的 zStax StorCore 104 再次以 1019 毫秒倒数第二，而 AMI StorTrends 3500i 以 15 毫秒再次成为最佳表现者。

当将工作负载增加到 30,000 个虚拟用户时，我们使用一个和两个控制器测试了 zStax StorCore 104。这次我们看到带有两个控制器的 zStax StorCore 104 以 5188.8TPS 排在第三位。表现最好的是 AMI StorTrends 3500i，达到 6272.4TPS。

平均延迟基准测试的结果与上述 zStax StorCore 104 的结果相似，两个控制器以 1039 毫秒的平均延迟排名第三。同样，表现最好的是 AMI StorTrends 3500i，为 41 毫秒。

企业综合工作负载分析

在启动每项fio 综合基准测试之前，我们的实验室会先对设备进行预处理，使其在 16 个线程、每个线程 16 个未处理队列的重负载下达到稳定状态。然后，我们会以设定的时间间隔，采用多种线程/队列深度配置对存储设备进行测试，以展示其在轻负载和重负载下的性能。

预处理和初级稳态测试：

吞吐量（读+写 IOPS 聚合）
平均延迟（读+写延迟一起平均）
最大延迟（峰值读取或写入延迟）
延迟标准偏差（读+写标准偏差一起平均）

这种综合分析包含两个配置文件，它们广泛用于制造商规范和基准测试：

4k – 100% 读取和 100% 写入
8k – 100% 读取和 100% 写入
8k – 70% 读取/30% 写入
128k – 100% 读取和 100% 写入

我们的第一个基准测量由 4% 写入和 100% 读取活动组成的随机 100k 传输的性能。 zStax StorCore 104 在 147,585G LUN 的情况下实现了 25IOPS 的读取吞吐量，在 14,811G LUN 的情况下实现了 250IOPS 的读取吞吐量。写入吞吐量在 12,201G LUN 时为 25IOPS，在 4,505G LUN 时为 250IOPS。

对于平均延迟，zStax StorCore 104 25G LUN 的读取速度为 1.73 毫秒，写入速度为 20.98 毫秒。 250G LUN 的写入速度几乎是原来的三倍 (56.8ms)，读取速度是原来的八倍 (17.28ms)。

对于最大延迟，我们看到 zStax StorCore 104 设置的显着差异。使用 25G LUN 时，读取速度为 57.97ms，写入速度为 557.28ms。使用 250G LUN 时，读取速度为 4,571.4ms（比 80G LUN 快近 25 倍），写入速度为 14,597ms（快 25 倍以上）。

我们的标准偏差基准显示与上述相似的排名。 zStax StorCore 104 25G LUN 的读取速度为 2.11ms，写入速度为 34.45ms，而 250G LUN 的读取速度为 49.29ms，写入速度为 290.17ms。

在为 8k 工作负载重新调整阵列后，我们测量了 104 个线程负载和 16 队列深度的 16% 读取和 100% 写入操作的 zStax StorCore 100 吞吐量。 zStax StorCore 104 在 158,960G LUN 的情况下实现了 25IOPS 的读取吞吐量，在 145,602G LUN 的情况下实现了 250IOPS 的读取吞吐量。写入吞吐量在 127,134G LUN 时为 25IOPS，在 85,225G LUN 时为 250IOPS。

下一个结果来自一个协议，该协议由 70% 的读取操作和 30% 的写入操作组成，在一系列线程和队列计数中具有 8k 的工作负载。在吞吐量方面，不出所料，25G LUN 在更高队列深度中的表现优于 250G LUN，峰值为 41,602IOPS。

8k 70/30 基准测试期间的平均延迟结果反映了吞吐量结果。 25G LUN 的速度较低，但始终运行更一致。

在最大延迟情况下，25G LUN 的低速非常稳定，而 250G LUN 则到处跳动。

8k 70/30 基准的标准偏差计算结果并不令人意外。同样，25G LUN 具有非常一致的低速，而 250G LUN 有几个峰值。

我们最终的综合基准测试基于 128k 传输，100% 读取和 100% 写入操作。在这里，我们看到两种设置并驾齐驱，25G LUN 几乎不超过 250G LUN。 25G LUN的读吞吐量为2,081,484KB/s，写吞吐量为1,432,781KB/s，250G LUN的读吞吐量为2,060,800KB/s，写吞吐量为1,361,100KB/s。

结语

Silicon Mechanics zStax StorCore 104 是基于 Nexenta 的 4.0 SDS 解决方案的统一存储设备。该设备的主要卖点是其非常高的可扩展性，以及由于底层商品硬件而能够针对特定原因针对特定业务进行定制的能力。每个控制器配备 2 个 Intel Xeon E5-2620 或 E5-2670 处理器，最大 512GB RAM 用于主读取缓存，4 个 1GbE 端口（带有可选的 10GbE 和 40GbE 连接），以及其起始 28U JBOD 机箱中的 3 个驱动器托架. zStax StorCore 104 针对需要企业级数据服务的企业，支持希望消除供应商锁定的块和文件协议。

在性能方面，我们发现 zStax StorCore 104 在 SQL 服务器测试协议中处于中低端。在我们的企业合成工作负载上，zStax StorCore 104 的最大读取吞吐量为 147,585IOPS 读取和 12,201IOPS 写入，文件大小为 4K。在 8K 文件大小下，我们看到 zStax StorCore 104 的吞吐量达到 145,602IOPS 读取和 127,134IOPS 写入。 zStax StorCore 104 的峰值带宽在 2.1Gb/s 读取和 1.4Gb/s 写入时测得。

对于着眼于这部分存储市场的客户来说，由于大大小小的、以硬件为中心和 SDS 的供应商提供了数十种选择，因此产品系列可能会让人感到困惑。这个特定的 Nexenta 解决方案非常引人注目，因为它以相对适中的价格（我们的审查配置大约 40,000 美元）提供了大型企业功能集（HA、数据服务等）。该解决方案在深度功能集和硬件供应商独立性比该价格范围内市场领先的 I/O 和延迟更重要的情况下发挥最佳作用。并不是说 zStax 在这方面表现不佳，它在每美元的基础上相当不错，但还有许多其他产品可以在竞速中击败它，包括来自大型存储供应商的入门级产品。然而，Nexenta 解决方案提供了近乎无限的灵活性，这是大型存储供应商的解决方案在许多情况下无法或不会以合理的价格提供的。

就他们而言，Silicon Mechanics 在利用 Nexenta 可以提供的解决方案方面做得很好，该解决方案能够作为真正的中端市场存储解决方案进行打包和销售。 Silicon Mechanics 为这些环境提供必要的服务和支持，包括对出现的部署和技术问题的 24/7 支持，以及用于主动解决问题的远程监控。

优点