Když konvenční disky nestačí tempu vašich aplikací EMC Jaroslav Vašek Account technology consultant 1
EMC vždy první na trhu s evolučními technologiemi v oblasti diskových polí 1 st WITH 1 st WITH 1 st WITH 1 st WITH 1 st WITH 5.25 Disks 3.5 Disks Disks ATA Disks Disks 1990 1994 1997 2003 2008 2
Evoluce HDD za posledních 28 let Kapacita pevných disků vzrostla z 1GB na 1TB 14 palcový 1GB 3380, 3600 RPM -> 3.5 palcový 1 TB, 7200 RPM 1000x více. Zvýšení propustnosti rozhraní pevných disků z 3 MB/s na 4Gb/s Mainframe BMC 3.0 MB/sec Bus&Tag -> Open System 4Gb (400 MB) 133x větší propustnost Vyhledávací a rotační latence se změnila z 24ms na 6ms 3380 3600 RPM disk (16ms +8ms) -> 3.5 in RPM disk (4ms +2ms) Pouze 4násobné zlepšení náhodných operacích při použití 8KB bloku 3
Klíčové parametry ovlivňující výkon konvenčních disků Seek time čas potřebný pro nastavení čtecích a zápisových hlaviček Rotational Latency specifikuje potřebný čas pro nastavení datové oblasti pod čtecí nebo zápisovou hlavičku 4
Anatomie Enterprise Dual-Ported Interface Multiple Parallel I/O Channels Controller Logic Non-Volatile SLC NAND Firmware DDR SDRAM w/sps Interface Protocol Media Management Error Detection & Correction Dostupnost Spolehlivost Výkon První Enterprise na trhu 5
Enterprise - Spolehlivost Očekávaná životnost je vyšší než-li u konvenčních pevných disků Spolehlivost na úrovni zařízení Duální rozhraní Integrated DRAM power destage protection Multi-bit ECC oprava chyb Integrovaný termální senzor Rozšířený SMART mechanismus NAND Spolehlivost na úrovni logiky SLC NAND technologie garantuje min 100,000 přepisů s 1-bit ECC Praxe potvrzuje 300,000 2,000,000 přepisů Multi-bit ECC Dynamické pře-mapování vadných bloků Stejný přístup jako u konvečních HDD SDRAM cache buffer pro optimalizace zápisových operací Symmetrix DMX-4 I/O je sladěn s optimální velikostí bloku EFD Wear-Leveling-Regulace opotřebení Hrubá kapacita vs. hrubá NAND kapacita 73 GB použitelná = 128 GB hrubá 146 GB použitelná = 256 GB hrubá Statická a dynamická regulace opotřebení Zápisy a přepisy jsou re-alokovány na méně opotřebený fyzický NAND blok 6
Rozdíl mezi SSD a Enterprise s SSD Multi-lever cell (MLC) NAND nebo NOR Ukládají do paměťové buňky více, než-li jeden Bit Optimalizované pro provoz jednou zapsat a mnohokrát přečíst Optimalizováno pro výkon čtení, průměrný výkon pro zápis Zřídka podporují optimalizaci opotřebení EFD Singl level cell (SLC) NAND Ukládají jeden datový bit do paměťové buňky Duální porty Více kanálový paralelní IO přístup Vyšší propustnost Rozšířená správa opotřebení Příklad: USB disky, MP3 přehrávače, PC disky Příklad: EMC EFD 7
Výkon Enterprise Disků Výrazně nižší Response Time i pro smíšený typ zátěže OLTP2 profile: 20% random read hit 8 Kb KB 45% random read miss 8 Kb KB 15% random write 8 KB Kb 10% seq read 64 Kb KB 10% seq write 64 Kb KB HDD 14 RAID Groups (112 disků) drive 1 RAID Group (8 disků) 8
Oracle Automatic Workload Repository (AWR) Symmetrix DMX-4 32 X Disky AWR Report Analysis Oracle 10g ASM - Linux Event Wait Time(s) Ave Wait (ms) % Total Call Time Wait Class db file sequential read 546,872 6,764 12 96.6 User I/O CPU time 263 3.8 library cache pin 44 16 366.2 Concurrency SGA: Allocation forcing component growth 1,118 12 11.2 Other SQL *Net more data to client 1,347 2 2.0 System I/O Velký počet náhodného čtení způsobuje až 12 ms response time 9
Oracle Automatic Workload Repository (AWR) Symmetrix DMX-4 8 x EFD AWR Report Analysis Oracle 10g ASM - Linux Event Wait Time(s) Ave Wait (ms) % Total Call Time Wait Class db file sequential read 11,746,1 45 16,681 1 83.8 User I/O CPU time 5,283 26.5 library cache pin 408 283 694 1.4 Concurrency SGA: Allocation forcing component growth 4,495 49 11.2 Other SQL *Net more data to client 714,421 39 0.2 Network Redukce Response time na 1ms 10
500% 450% 400% 350% 300% 250% 200% 150% 100% 50% 0% 445% 399% 296% 175% 129% 72% 11 85% 90% 95% 100% 80% 7 6 5 4 3 2 1 0 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% Cache Read Hit Percentage Average Response Time (milliseconds) Benefit vs. Disk EFD přínos pro všechny typy aplikací rpm HDD % Improvement
Response Time v reálném provozu-kalkulace Typická zátěž: 90% Read Hit a 10% Read Miss Response time pro Read Hits je cca 0.5 msec HDD Response time Read Miss je cca 6 msec ( rpm disk): 90% x 0.5msec (0.45ms) + 10% x 6msec (.6ms) = 1.05 msec je průměrný Response Time pro konveční disky Response time pro Read Miss je 1 msec: 90% x 0.5msec (0.45ms) + 10% x 1msec (0.1ms) = 0.55 msec je průměrný Response Time pro EFD disky I v případě, kdy Read Hit tvoří 90% čtecích operací, přinášejí EFD zkrácení Response Time o cca polovinu 12
TCO kalkulátor EFD TCO kalkulátor kvantifikuje výhody EFD pro konkrétní aplikace Aplikace generuje 40,000 IOPs, původní konfigurace 240 disků zaměněna za 8 EFD Pořizovací cena 8 EFD nižší, než-li 240 disků Cena SW licencí pouze na 8 disků v porovnání s licencemi pro kapacitu 240 disků Cena HW/SW podpory Snížení spotřeby energie (6kW vs. 143 W) $300K $200K $100K TCO Rozklad Fibre Channel TCO úspora ~80% $0 s SW & Maint Infrastructure HW Maint Power Space Resp Time 13
Společnost EMC využívá EFD v celém portfoliu diskových systémů DMX-4 950 NEW Symmetrix DMX-4 drives NEW drives AX4 CLARiiON CX4-120 CX4-960 CX4-240 CX4 UltraScale Series NEW Fibre Channel and iscsi Virtual Provisioning CX4-480 drives NS20 NS40 NS80 NSX NEW NAS,, & iscsi Celerra NS40G NS80G Symmetrix DMX 4 (950, 1500-4500) Clariion CX 4 Celera NS 960, NS G8 14
15