OCZ ZD-XL SQL 加速器是一種特定任務的硬件和軟件組合，顧名思義，明確設計用於加速 SQL 數據庫。 ZD-XL 利用 OCZ Z-Drive R4 RM 系列 PCIe 應用程序加速器作為結合主機應用程序的閃存存儲層，以加速硬盤驅動器上的 SQL 卷或通過將其置於閃存中來加速 SQL 數據庫。 它最大的區別在於第三種選擇； 如果情況需要，ZD-XL 可以做到這兩點——加速閃存卡上的 SQL 卷並緩存駐留在 HDD 上的大型數據庫。
為了更好地理解ZD-XL，讓我們將解決方案分解為硬件和軟件的核心組件。 在硬件方面，如前所述，ZD-XL 利用 OCZ 當前的 R4 PCIe 應用加速器系列，這些加速器具有內置電容器，可防止意外斷電時數據丟失。 在結構上有一些適度的設計改進，但總的來說，該卡與裸售和 ZD-XL 配置大致相同。 在軟件方面，該卡具有專門的固件，可與主機系統驅動程序和 ZD-XL 軟件配合使用，以加速 SQL 工作負載。 淨收益是一個易於安裝和部署的解決方案，適用於現有的 SQL 部署，無需替換當前運行的內容。 如果需要更全面的解決方案，ZD-XL 也可以跨多個主機部署在 HA 配置中。
在配置使用解決方案方面，ZD-XL 是市場上最靈活的加速工具之一。 為了加速 SQL 事務的數據路徑，ZD-XL 做了一些事情。 首先，可以在卡上創建閃存卷來存放 tempDB 和日誌文件等表，從而從閃存中獲得最高的 IO 性能提升。 這是其他緩存解決方案通常不具備的新穎功能。 大多數緩存應用程序需要消耗整個可用的緩存池。 當然，ZD-XL 的主要業務是緩存數據庫中存在的熱點，這些熱點要么太大而無法完全放入閃存中，要么存在其他問題使得將數據庫完全放入閃存中不切實際。 緩存算法已針對 OLTP 和 OLAP 用例進行了優化，旨在最大限度地提高這些截然不同的 IO 模式的命中率。 ZD-XL 也可以是主動的，存儲管理員可以在預計會有高需求工作負載時受益於預熱緩存的選項。 總的來說，該解決方案是流暢的，可以部署以滿足各種以 SQL 為中心的環境的需求。
ZD-XL 提供三種容量，包括 600GB 的半高、半長外形和全高、3/4 長 800GB 和 1.6TB 容量。 該解決方案提供三年保修和專門的 FAE/FSE 支持。 我們的評測單位是 1.6TB 容量。
OCZ ZD-XL 規格
- 容量
- ZD-XL半高半長
- 600GB
- 300GB
- ZD-XL 全高，3/4 長
- 800GB
- 1.6TB
- ZD-XL半高半長
- NAND：多層單元 (MLC)
- 接口：PCI Express Gen. 2 x 8
- 電源消耗功率
- HHHL
- 閒置：14.5W
- 主動：16W
- FH 3/4 升
- 閒置：23W
- 主動：26W
- HHHL
- 工作溫度：0°C〜70°C
- 儲存溫度：-45°C ~ 85°C
- 氣流要求：300 線性英尺/分鐘 (LFM)
- 掉電保護：DataWrite Assurance Technology（電容電源備份，確保數據加固）
- 數據故障恢復：從每個 NAND 控制器最多從一個 NAND 閃存塊恢復數據
- 數據路徑保護：ECC：每 55 字節扇區最多可糾正 512 位； 數據路徑奇偶校驗保護
- 數據可靠性：讀取不可恢復誤碼率 (UBER) 10e-17
- 數據加密：128 位 AES 兼容
- 電源要求：PCI Express 12V & 3.3V
- 服務與支持：3 年保修； 專門的 FAE/FSE 支持（包括通過驗證週期的 PM/工程師支持）
設計和建造
OCZ ZD-XL 加速器採用經過行業驗證的 Z-Drive R4 並進行了設計大修，使其更堅固並改善了冷卻效果。 ZD-XL 和 Z-Drive R4 都使用相同的雙板設計，儘管 ZD-XL 現在包括一個堅固的金屬蓋以提高剛性並將熱量從板散發到服務器的氣流路徑中。 它還為產品帶來了巨大的改頭換面，隨著 PCIe 應用程序加速器自首次推出以來的成熟，顯示出對細節的更多關注。
OCZ ZD-XL 的內部設計包含八個 LSI SandForce SF-2500 控制器、提供高達 40PB 耐用性的 MLC NAND，以及電源故障電容器，可在電源中斷時將傳輸中的數據刷新到 NAND。 我們正在評測的 1.6TB 存儲卡採用全高 3/4 長設計，而提供的 300GB 和 600GB 版本採用更緊湊的 HHHL 設計。
管理
安裝軟件後，卡會立即被識別，並通過嚮導驅動用戶配置 ZD-XL。 配置過程旨在由了解 SQL 及其在其環境中的使用方式的 DBA 進行部署。 因此，術語是為這些受眾定制的，SQL DBA 可能更關心性能加速，而不是閃存和緩存調優方面的專家。
引導用戶將卡分區為部分閃存捲和部分緩存卷。 這個過程在 PCIe 應用程序加速器中非常獨特，傳統上這是一個全有或全無的事情，SSD 不能同時用於兩個目的。
對卡進行分區後，用戶需要完成一個步驟，選擇要緩存的磁盤捲並選擇數據庫活動配置文件以在 OLTP 和 OLAP 之間磨練其緩存算法。
ZD-XL 提供預熱功能，讓管理員可以為每個卷創建一個分析文件，以跟踪一段時間內的活動。 運行預熱例程時，緩存會在數據實際變熱之前用預期的熱數據加熱，從而立即使卷的性能略有提升，而不是等待後台算法生效。
雖然預熱功能很好，但在管理方面有點不足，沒有調度選項，而且不可能對一個卷運行多個預熱例程。 雖然還不是官方消息，但來自 OCZ 的消息是他們知道這些功能請求，並且我們可能會看到更新的預熱工具，該工具在即將進行的修訂中更加強大。 用戶還可以選擇“暖卷”選項，這是一種更廣泛的緩存整個卷的方法，無需等待分析數據庫活動。
測試背景
StorageReview企業測試實驗室透過建立與 IT 管理員在實際資料中心和現場部署中遇到的環境類似的測試環境，使我們能夠提供相關且公正的企業儲存設備基準測試。該企業測試實驗室整合了各種伺服器、網路、電源調節和其他基礎設施，旨在設計出能夠準確反映儲存設備在評測過程中效能的真實環境配置。
我們在評測中詳細介紹了實驗室環境和測試流程，以便儲存管理員和設備採購負責人能夠客觀地評估我們獲得已發布結果的測試條件。我們所有的評測均未接受被測設備製造商的付費或監督。有關StorageReview 企業測試實驗室及其網路功能的更多詳情，請參閱相關頁面。
- 2 x Intel Xeon E5-2690（2.9GHz，20MB 緩存，2 核）
- 英特爾 C602 芯片組
- 內存 – 256GB (16 x 16GB) 1333Mhz Micron DDR3 Registered RDIMM
- Windows Server標準2012的
- 100GB 美光 RealSSD P400e 啟動固態硬盤
- LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA（用於啟動 SSD）
- Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0 適配器
應用性能分析
在企業市場中，產品聲稱在紙面上的表現與它們在生產環境中的表現之間存在巨大差異。 我們了解評估存儲作為大型系統組件的重要性，最重要的是存儲在與關鍵企業應用程序交互時的響應速度。 為此，我們推出了應用程序測試； 在這次審查中，我們包括了我們新的 SQL Server OLTP 基準測試。
為了測試 OCZ ZD-XL 的快取和原始快閃記憶體效能，我們建立了一個 SQL Server 測試，該測試使用了一個 1.1TB（5,000 規模）的 SQL Server 資料庫，並測量了從 250 個虛擬使用者 (VU) 的輕負載到 20,000 個 VU 的重負載下的效能。此測試的基準配置是由 16 塊 900GB WD Xe 10K SAS 硬碟組成的 RAID 6 陣列，其效能從 250 個 VU 時的 51.8 TPS 提升到 15,000 個 VU 時的 719 TPS，然後在 20,000 個 VPS 時下降到 592 TPS。將 ZD-XL 加入環境中，並將其中 1.2TB 的硬碟空間分配給快取後，效能從 250 個 VU 時的 51.8 TPS 提升到 20,000 個 VU 時的 1,244 TPS。快取機制在 2,500VU 的負載下開始真正發揮作用，效能提升了 13%，在 20,000VU 的負載下進一步提升了 109%。在完全位於快閃記憶體中的資料庫效能測試中，我們測得效能從 250VU 時的 52.7TPS 擴展到 20,000VU 時的 4,205TPS。
將我們的注意力轉移到平均延遲上，我們的基準硬盤驅動器陣列從 9.4VU 時的 250 毫秒擴展到 29VU 時的 20,000 秒。 引入 OCZ ZD-XL 後，平均延遲在 9.1VU 時降至 250ms，在 11.3VU 時擴大到 20,000 秒。 由於數據庫完全位於閃存中，因此在 0.3VU 時速度保持在 250ms 的範圍內，速度要快得多，在 1.4VU 時增加到僅 20,000ms。
企業綜合基準
在啟動每項企業級綜合基準測試之前，StorageReview 的企業測試實驗室會先對設備進行預處理，使其在 16 個執行緒、每個執行緒 16 個未處理佇列的重負載下達到穩定狀態。然後，我們會以設定的時間間隔，使用多種執行緒/佇列深度配置對設備進行測試，以展示其在輕負載和重負載下的效能。
預處理和初級穩態測試：
- 吞吐量（讀+寫 IOPS 聚合）
- 平均延遲（讀+寫延遲一起平均）
- 最大延遲（峰值讀取或寫入延遲）
- 延遲標準偏差（讀+寫標準偏差一起平均）
我們對作為閃存設備的 OCZ ZD-XL SQL 加速器的分析包括三個與我們過去的企業存儲基準相當的配置文件。
- 4k隨機
- 100% 讀取和 100% 寫入
- 8k 連續
- 100% 讀取和 100% 寫入
- 128k 連續
- 100% 讀取和 100% 寫入
與市場上的其他緩存產品相比，OCZ ZD-XL SQL 加速器提供了一些獨特的優勢，這些產品只能讓用戶將整個 PCIe SSD 配置為閃存設備或緩存設備，不能同時配置。 OCZ 能夠將這種雙重用途功能設計到 ZD-XL 中，允許管理員使用其中的一些來緩存某些數據庫，同時允許用戶仍然將其中的一些分配給閃存卷。 為了展示 ZD-XL 在這方面的表現如何，我們使用我們的合成工作負載生成器測量了驅動器 400GB 部分的性能。
經過漫長的預調期後，我們在4T/171,984Q重載下測得隨機140,778K讀取速度為16 IOPS，寫入速度為16 IOPS。 測得此測試的平均延遲僅為 1.5 毫秒讀取和 1.8 毫秒寫入。 對於連續的 8k 工作負載，我們測得 161,070 IOPS 讀取和 92,962 IOPS 寫入。 在大塊 128k 順序工作負載中，我們看到傳輸速度超過 2.1GB/s 讀取和 1.1GB/s 寫入。
結語
OCZ 的 ZD-XL SQL 加速器在加速非常具體的工作負載方面提供了獨特的方法。 在這種情況下，它是 SQL，但從長遠來看，該軟件可以適應加速各種應用程序。 ZD-XL 有兩個組件，PCIe 閃存卡和軟件。 雖然 R4 閃存卡本身功能強大，但內置 ZD-XL 軟件是關鍵的區別。 該軟件足夠靈活，允許存儲管理員直接在卡上創建卷以加速，同時加速位於容量更高但速度慢得多的硬盤驅動器上的 SQL 數據庫。
GUI 讓管理員可以快速決定如何根據他們的特定需求配置 ZD-XL； 在我們的環境中，我們對軟件進行了幾次設置，並且在無需尋求支持的情況下設法快速推進。 配置 ZD-XL 後，幾乎不需要定期重新訪問 GUI，除非執行數據庫預熱等高級功能。 總的來說，GUI 是可用的，但有點笨拙，因為這些東西往往是這樣的，直到用戶在系統上登錄了一段時間。 就 OCZ 而言，他們認識到了這些缺點，並向我們展示了新功能和特性方面的預覽。 其中許多更新解決了 UI 問題並增強了預熱選項等現有功能。
談到 SQL 性能，這顯然是 ZD-XL 的關鍵，在我們的 OLTP 環境中，我們看到比 WD 10K SAS 陣列提高了 100% 以上。 鑑於從開箱到運行不到 30 分鐘，SQL 管理員有理由對 ZD-XL 可以提供的功能充滿熱情。 我們的測試顯示了負載下的增益，這突出了在 HDD 在 SQL 事務的重壓下開始顯示出停滯跡象的情況下注入少量閃存的好處。 當然，對於那些性能翻倍還不夠好的情況，ZD-XL 允許將數據庫完全移動到 PCIe 卡上的閃存內，性能增益比單純的 HDD 陣列高出幾倍。
優點
- 易於配置
- 既可以緩存數據庫也可以將數據庫完全存儲在閃存中
- ZD-XL 使 SQL 性能翻倍
缺點
- 用戶界面有點笨拙
- 預熱功能需要更大的靈活性
底線
OCZ ZD-XL SQL 加速器通過對現有環境進行適度更改，使企業的 SQL 性能大幅提升。 SQL 的性能比 10K HDD 翻了一番，需要更高性能的數據庫可以固定到 PCIe 閃存。 鑑於部署的簡便性和配置的靈活性，ZD-XL 是那些希望從基於 HDD 的 SQL 環境中獲得更多收益的人的理想伴侶。
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