Intel VROC – ключ блаженства и всевластия
Intel VROC это технология, которая позволяет собирать рейды из разных типов SSD, будь то PCIeSSD, или же форм-факторы U.2, или привычные бытовые M.2 накопители с помощью специального модуля в процессоре.
«One ring to rule them all» (J. R. R. Tolkien, «The Lord of the Rings») — фраза из книги «Властелин колец», идеально подходящая под описание технологии Intel VROC, которая переделывается в «Один ключ, чтобы управлять ими всеми» — «One key to rule them all».
Хочу внести ясность, т.к. в интернете гуляют мифы, что VROC — это некая коробочка-адаптер, куда вставляется M.2 SSD, и всё на этом. Приведу официальное описание с сайта Intel: «Intel® Виртуальный RAID на CPU (Intel® VROC) — это корпоративное решение RAID, специально разработанное для твердотельных накопителей на базе NVMe». Пытливый ум читателя сможет найти исчерпывающую информацию на сайте компании Intel. В данной статье я опишу свои личные впечатления от использования VROC.
Глава 1. Долгожданная недоступность
Статья посвящена использованию технологии VROC в бытовых условиях (офисные задачи, Интернет, развлечения), а также в работе (графика, обработка фотографии, видеомонтаж). Я не буду освещать работу в среде серверных решений. Под данный корпоративный сегмент пишут свой софт, и там свои законы. И все же, по статистике тех закрытых презентаций, куда я был приглашен и где смотрел результаты внедрения новых технологий, — преимущество технологии 3D XPoint до 5 раз повышает отзывчивость системы (прибыльность), нежели обыкновенные SSD, вопрос лишь в том, что не каждая фирма может себе позволить такие решения.
Мне же, как практику, всегда было интересно находить симбиоз и позиционирование изобретений серверного мира вне серверного рынка. Так и в данном случае — недоступность технологий VROC для бытовых решений обусловлена ценой. Минимальный «входной билет» потребует от юзера наличия соответствующего железа. Ради самой идеи сделать RAID на двух Optane была куплена более высокого уровня материнская плата, имеющая на борту два разъема U.2. На момент установки двух intel Оptane 900P 280 ГБ цена одного SSD была порядка 35 000 рублей. Сам же ключ VROC продается в пределах 10 000 рублей (моя версия). Материнская плата Asus X299 SAGE обошлась в 40 000 рублей, не говоря уже о замене процессора с i7-7820X на i7-9800X, чтобы получить 44 линии PCIe. Итого: только сама связка двух SSD + VROC ключ = 80 000 рублей, что на текущий момент рынка равноценно сборке хорошего системного блока.
Соответственно, возникает вопрос — стоит ли игра свеч? Отвечу вначале словами представителя компании Fujitsu относительно технологии 3D XPoint на презентации серверов: «Стоит. Садишься на обычные решения, вроде хорошо, но что-то не то. Садишься на Optane — вот теперь то». Я же изначально работал на ОС, установленной на Samsung 960 PRO 512 ГБ, казалось бы, ну куда уже круче, плюс был опыт работы на установленной ОС на Intel Optane 906P 960 GB. Но, как показало время, предложи мне даром хоть 8ТБ SSD под систему не на технологии 3D XPoint, я не соглашусь, лучше поставлю его под «файлопомойку», но буду сидеть на 3D XPoint. Безусловно, я не могу оценить всего потенциала технологии и её мощи даже в работе — банальное ограничение софта, который просто не может переварить такие потоки данных, но даже при этих ограничениях общая отзывчивость системы вкупе с диким запасом по лимиту перезаписи, почти 5 Петабайт, — приносит удовольствие от пользования. Я конкретно разленился, не стесняясь ни капли, и закачивал большие объёмы данных на системный диск. Нужно принять во внимание, что обычно в домашних условиях закачки «народных торрентов» происходит на HDD, ибо лимит перезаписи у бытовых SSD крайне маленький, чтобы разбрасываться им. Я же ощутил себя пересевшим на самый лучший в мире болид, причем без педали тормоза — только вперёд. Да и чего лукавить, ко всей технической части технологии VROC в связке с 3D XPoint приплюсовывается и психологический аспект — сидеть и работать на самых передовых технологиях — сложно передаваемое ощущение, особенно когда ты воспринимаешь его непосредственно в действии.
Глава 2. Неожиданная простота
Главным вопросом, которым я задался, держа в руке ключ VROC — как собирать RAID 0? Как собирать RAID обычных HDD и SSD через SATA — известно и понятно, а как же реализовано здесь? Во-первых, дотошно и подробно об этом написано в инструкции к материнской плате. Во-вторых, сам процесс создания оказался, по моему мнению, быстрее и проще, чем собирать RAID известными способами. Некий элемент ребячества был в самой установке ключа: ощущал себя Буратино с золотым ключиком, который искал вход в потайную комнату. Ведь с физической установкой ключа в материнскую плату в BIOS появляется скрытое меню управления накопителями посредством VROC.
Глава 3. Неизбежное благоденствие
Установка Windows стандартная, как и везде, с той лишь разницей, что в определенный момент потребуется установить специальный драйвер именно для RAID, собранного через VROC, который находится на лазерном накопителе, идущем с материнской платой, или же на сайте вендора.
После установки драйверов, необходимого софта, тестирования (а по сути, работы в программных пакетах Adobe, т.е., того, чем я занимаюсь каждый день), было решено провести некоторые эксперименты. Забегая вперёд скажу, что, как говорится, тьфу-тьфу-тьфу, но собранный RAID 0 стабильно работает даже после моих небольших «издевательств» над ним.
Конфигурация домашнего компьютера, на котором проводились тестирования.
Intel Optane 900P 280 ГБ x2 (RAID 0 VROC) — cистема |
Intel Optane 905P 960 ГБ — проекты текущие
Samsung 960 PRO 512 ГБ — мелкие проекты |
Intel P3600 1.6 ТБ — проекты |
Intel P3600 1.6 ТБ — проекты |
Intel P3600 1.6 ТБ — проекты |
Intel DC S4600 1.9 TБ — софт, образы |
Intel DC S4600 1.9 TБ — документы, фото |
Intel DC S4600 1.9 TБ — музыка |
Intel DC S4600 1.9 TБ — резервный бэкап |
Intel DC S4600 1.9 TБ — игры |
Intel DC S4600 1.9 TБ — резервный |
Seagate BaraCuda PRO 12 ТБ — внутренний бэкап
Первое, что я сделал — решил проверить, что будет, если я обнулю BIOS, перепрошью, выну батарейку. Во всех случаях рейд собирался на лету: мне было достаточно указать в меню, из каких дисков нужно собрать рейд, и дальше происходила загрузка рабочего стола Windows. Т.е. мои опасения, что VROC развалится при таких операциях, которые я провёл — оказались беспочвенными.
Следующим шагом было «грохнуть» раздел в RAID. В итоге, вместо 520 ГБ стало 171, на работоспособность системы это никак не повлияло.
Последний тест, который, по сути, самое частое явление — это забить до предела системный диск, чтобы на нём оставалось 2-3 ГБ свободного места. Интересно было узнать, будет ли система вести себя, как на обычных SSD — сильно терять в скорости. При этом я продолжал работать с макетами в Photoshop + монтировал видео в Adobe Premiere + было открыто около 100 вкладок в браузере + музыка + вёрстка в Indesign. Мои наблюдения показали, что я либо мало нагружал, либо здесь и раскрылась связка VROC + Оptane SSD: я вообще не ощутил, что у меня на системном диске мало места. Система работала так же, как и при полноценном RAID с большим запасом свободного места на системном диске.
Глава 4. Закономерный триумф
Итоги показали, что Intel VROC — достойная, жизнеспособная технология для тех условий, где я её использую. Как же обстоят дела в мире серверов, ради чего она была создана, — этот вопрос останется вне этой статьи. Мой интерес был именно в использовании в домашних и рабочих задачах. Хочу предостеречь «диванных экспертов», которые устремятся бежать впереди паровоза и как-то судить о дороговизне. Мой вердикт таков: Intel VROC — это замечательная технология, которая имеет право жить вне серверного мира, она найдёт свой отклик у энтузиастов вроде меня, которые готовы платить за новинки, а также у тех, кто хочет быстродействия и отклика в работе.
В конечном счёте, лишь личная парадигма является тем самым ключом, что позволяет нам решать и делать выбор, приобретая те или иные комплектующие, поэтому сама по себе технология VROC является лишь инструментом. Именно поэтому в статье нет тестов, т.к. если по синтетике тестов более дешевые бытовые решения покажут более высокие скорости, но по факту сработает один из законов серверного мира — «Тише едешь, дальше будешь». VROC + Optane замечательно себя покажут в работе с базами данных, там, где их вотчина моментального отклика, износостойкости и быстродействия. Всё же для домашнего и рабочего сегмента Intel VROC + Optane — это те ощущения, которые «приходят во время еды», их невозможно передать цифрами, но ими можно наслаждаться. Для корпоративного сектора — это возможность уменьшить время простоев, тем самым увеличив прибыльность.
Часто задающие вопросы о Intel® Virtual RAID on CPU (Intel® VROC)
Тип материала Совместимость
Идентификатор статьи 000024550
Последняя редакция 18.05.2021
Нажмите или выберите тему для получения информации:
Что такое Intel® VROC? Intel® Virtual RAID on CPU (Intel® VROC) — это корпоративное решение RAID, специально разработанное для твердоных накопителей на базе NVMe. Каково самое большое преимущество Intel VROC? Самым большим Intel VROC является возможность непосредственного подключения SSD-адаптеров на базе NVMe к новым полосам масштабируемых процессоров Intel® Xeon® PCIe*, а затем создавать RAID-массивы с помощью этих SSD-массивов без использования адаптеров хост-шины RAID (HBA). В результате этого Intel VROC реализовать потенциал производительности SSD-устройств NVMe без сложности и мощности традиционного аппаратного обеспечения RAID HBA. Таким образом, Intel VROC был разработан специально для SSD-накопителей NVMe и имеет соответствующее положение для поддержки этой технологии и перехода на рынок этих быстрых накопителей. Поскольку Intel VROC возможность прямого подключения RAID-SSD-устройств к ЦП, это означает, что аппаратное обеспечение RAID HBA больше не требуется? Аппаратные RAID-HBAs обслуживают отрасль RAID уже несколько лет в поддержку устаревших жестких дисков SATA и SAS и SSD, и эволюционно развиваются, чтобы добавить функциональность NVMe. Intel VROC нет необходимости в аппаратном обеспечении RAID HBA для SSD-устройств на базе NVMe, однако это не означает, что эта отрасль в этом не нуждается. Intel VROC предоставляет интересный альтернативный способ для SSD-еров RAID NVMe. Наша цель — перенести SSD-диски с устаревших интерфейсов SATA/SAS, которые были разработаны для более медленных жестких дисков на современный протокол NVMe. В чем Intel VROC производительность и использование ЦП по сравнению с аппаратным решением RAID HBA? Intel VROC является продуктом качества центра обработки данных с показателем производительности и использования ЦП, который подобает таким приложениям. Новые аппаратные RAID-HBAs с поддержкой NVMe также являются новыми на рынке. Производительность зависит от конфигурации и параметров тестирования, но в целом показатели передачи данных сравнимы между двумя технологиями. HBAs имеют микросхемы на карте для выполнения вычислений RAID, поэтому обычно они используют меньше ядер ЦП. Однако с точки зрения систем масштабируемые Intel Xeon являются эффективными процессорами, и расчеты RAID с помощью VROC обычно используют небольшую часть всех доступных ядер. Кроме того, важно посмотреть работу, которая сейчас делают ядра, например использование IOPS/ЦП. Какая платформа будет поддерживать Intel VROC? Intel VROC, в основном, предназначена для профессиональных рабочих станций и серверных платформ. Для ее Intel® Volume Management Device требуется Intel® VMD функции аппаратного обеспечения, доступная только для новых масштабируемых Intel® Xeon® масштабируемых процессоров. Поскольку типы поддержки RAID очень специфичные для конфигурации платформ OEM-системы, решать, предлагать ли эти предложения, решать OEM/ODM Intel VROC. Для получения конкретной информации обратитесь к поставщику серверов или рабочих станций. Кроме того, ограниченная поддержка систем X299 для настольных ПК с высокой высотой. См. вопрос 6. Чтобы полный список сведений о поддержке, Intel VROC (поддержка ЦП, поддержка ОС, поддержка SSD-процессоров и т.д.), обратитесь к Intel® VROC руководство по конфигурации. Мы видели Intel VROC системной платы на базе процессора Intel® Core™ x299 и системной платы для настольных ПК на базе процессора Intel и X299, показанных на веб-сайте Computex 2017. Будет Intel VROC поддержка этой платформой? Intel VROC, в основном, предназначена для профессиональных рабочих станций и серверных платформ при запуске, но может быть включена на любой платформе с Intel Volume Management Device (Intel VMD). Начиная с 25 сентября 2017 Intel VROC поддержку Intel VROC x299 высококлассных настольных ПК (HEDT). Обратитесь к маркетинговому отделу HEDT за конкретными Intel VROC поддержкой на платформах X299. Является Intel VROC или аппаратным RAID? Intel VROC — это гибридное решение RAID. Он имеет такие атрибуты, как аппаратные RAID, благодаря ключевой функции кремниевой Intel Volume Management Device (Intel VMD), которую предлагают новые масштабируемые процессоры Intel Xeon масштабируемых процессоров. Intel Virtual RAID on CPU (VROC) использует Intel VMD для обобщения данных SSD-Intel VMD NVMe, которые позволяют использовать загрузочный RAID. Intel VROC также имеет такие атрибуты, как ПРОГРАММНЫЕ RAID. Например, он использует некоторые ядра ЦП для вычисления логики RAID. Из-за этой комбинации программного обеспечения и Intel VROC она называется гибридным решением RAID. Поддерживает Intel VROC сторонних SSD-Intel VROC? Intel VROC поддерживает как® Intel®, так и выбранные сторонние SSD-системы. Пожалуйста, см. Intel® VROC поддерживаемой конфигурации для поддерживаемых сторонних SSD-деров. Что такое Intel VROC ключ аппаратного обеспечения? Intel VROC является лицензированной продукцией для продажи через OEM или ODM с соглашением об уровне поддержки. Основным Intel VROC является механизм получения лицензии на программное обеспечение Intel VROC программного обеспечения. Некоторые OEM/ODM создали серверы и рабочие станции, которые поддерживают Intel VROC, добавив на свою материнской плата ключ. Для включения лицензии RAID в этой материнской плата необходимо вставить Intel VROC ключ аппаратного обеспечения. В системе (например, на сервере или на рабочей станции) требуется только один ключ.
Если функция RAID не требуется, Intel VROC использовать функцию Pass Through. Эта функция не требует лицензии/ключа HW и обеспечивает Intel® VMD функции без RAID.
Raid для NVMe Intel VROC с архитектурой VMD NVMe RAID, чтобы использовать Intel VMD для предоставления SSD-Intel VMD NVMe следующих функций:
В качестве общего руководства необходимо использовать определенный Intel VMD и Intel VROC код в ядре Linux для Intel VROC функциональности. Первоначальные изменения кода для этой функции были произошли вокруг ядер 4.8/4.10, и можно ожидать их ограниченной функциональности. Однако для стабильной и полнофункциональная основа рекомендуется использовать ядро 4.15 или выше.
Чем производительность Intel VROC в Linux по сравнению с Microsoft Windows*? Intel VROC Windows и Linux реализованы в двух отдельных архитектурах и реализациях, поэтому производительность у них разная. Например, мы можем достичь IOPS чтения IOPS 2,5M1 на 4 диске RAID 0 в Linux, но только iOPS 1,0M2 в Windows. Мы непрерывно работаем над повышением производительности. Если у меня есть проблема с Intel VROC заявкой, как получить поддержку? Intel VROC является приложением, подключенным к платформе, в работе которое основывается на интеграции на уровне платформы. Поэтому производители платформ делают много работы, чтобы получить vrOC в работе на своих платформах, и реализация каждой платформы может немного отличаться при различных зависимостей. Например, производители платформ могут упустить определенные Intel VROC функции, которые могут повлиять на Intel VROC установки. Также производители платформ могут интегрировать Intel VROC функции в свои собственные программные решения для хранения данных, что может привести к неизвестенным корпорациям Intel зависимостей.
Для более лучшей Intel VROC необходимо сначала связаться с производителем платформы и подтвердить, где на платформе происходит проблема. Производитель платформы будет работать с Intel над решением проблем при необходимости. Если Intel VROC на высоком уровне, пожалуйста, посетите страницу поддержки Intel® VROC. Если на вопросы не ответят, пользователи могут обратиться в службу поддержки Intel.
В Intel RST и Intel VROC поддерживаются платформы HEDT X299. Как они связаны? Что следует использовать друг с другом? Intel RST для клиентских рабочих нагрузок, а Intel VROC для корпоративных рабочих нагрузок. В приведенной ниже документации приведены основные различия между ними:
Важно помнить, что Intel® RST и Intel® VROC не должны использоваться в одной платформе одновременно. Они являются отдельными продуктами, которые обеспечивают аналогичные функции и несовместимы друг с другом.
Ни один продукт или компонент не может обеспечить абсолютную защиту.
Этот документ не предоставляет прямой или косвенной лицензии на какие-либо права на интеллектуальную собственность. Корпорация Intel не несет никаких гарантий, прямо огосударствуя, в том числе, косвенно, от подразумеваемых гарантий товарной пригодности, пригодности для какой-либо цели и не нарушения авторских прав, а также от гарантий, возникающих в результате выполнения деловых обязательств, торгового курса или торгового использования.
Ваши расходы и результаты могут отличаться.
©Intel Corporation. Intel, логотип Intel и другие товарные знаки Intel являются товарными знаками корпорации Intel Corporation ее дочерних компаний. Другие наименования и торговые марки могут быть заявлены как собственность своих третьих лиц.
Intel® Virtual RAID on CPU (Intel® VROC) общедоступный учебный курс
Тип материала Информация о продукции и документация
Идентификатор статьи 000054784
Последняя редакция 06.07.2021
Intel® Virtual RAID on CPU (Intel® VROC) руководство по общедоступным программам обучения (PDF)
Содержит Intel VROC функции и возможности использования.
Размер: 966 КБ
Дата: март 2021 г.
Другие продукты
Эта статья относится к 48 продукция.
Продукция, выпуск которой прекращен
Вам нужна дополнительная помощь?
Оставьте отзыв
Содержание данной страницы представляет собой сочетание выполненного человеком и компьютерного перевода оригинального содержания на английском языке. Данная информация предоставляется для вашего удобства и в ознакомительных целях и не должна расцениваться как исключительная, либо безошибочная. При обнаружении каких-либо противоречий между версией данной страницы на английском языке и переводом, версия на английском языке будет иметь приоритет и контроль. Посмотреть английскую версию этой страницы.
Для работы технологий Intel может потребоваться специальное оборудование, ПО или активация услуг. // Ни один продукт или компонент не может обеспечить абсолютную защиту. // Ваши расходы и результаты могут отличаться. // Производительность зависит от вида использования, конфигурации и других факторов. // См. наши юридические уведомления и отказ от ответственности. // Корпорация Intel выступает за соблюдение прав человека и избегает причастности к их нарушению. См. Глобальные принципы защиты прав человека в корпорации Intel. Продукция и программное обеспечение Intel предназначены только для использования в приложениях, которые не приводят или не способствуют нарушению всемирно признанных прав человека.
Технология Intel VROC – виртуальная организация RAID-массива на процессоре
Современные SSD-накопители с интерфейсом NVMe быстро завоевывают дата-центры и становятся фундаментом для технологий работы с данными в критически важных приложениях. Интерфейс NVMe позволяет флэш-памяти работать быстрее, отправляя в прошлое проблемы, связанные с врожденными «узкими местами» интерфейсов SATA и SAS. Однако ускорение флэш-памяти ставит новые задачи в сфере организации и управления накопителями, и эти задачи представляют определенную сложность для традиционных серверных решений с использованием RAID-контроллеров в формате плат расширения (HBA-карт). Для управления NVMe SSD в серверах компания Intel предлагает простое решение – виртуальную организацию RAID-массива силами центрального процессора, или технологию Intel VROC (Virtual RAID on CPU).
Эта технология, по существу, позволяет SSD-накопителям обращаться непосредственно к CPU, что полностью снимает необходимость использования карт HBA. Это существенно упрощает как путь перемещения данных, так и аппаратное обеспечение, требующееся для максимизации эффективности NVMe SSD в серверах. Помимо организации RAID-массивов на корпоративном уровне технология Intel VROC предлагает предприятиям ряд практичных решений в части их обслуживания, куда входит предварительная настройка загрузочных RAID-массивов, поддержка «горячего включения» и настройка сигнальных светодиодов.
Чтобы лучше представлять себе, как работает технология Intel VROC, нужно познакомиться с еще одной технологией под названием Intel Volume Management Device (Intel VMD). Блок Intel VMD, совместимый с последними процессорами Intel Xeon Scalable, – это по сути встроенный контроллер, входящий в рут-комплекс PCIe процессора. Он позволяет в большей или меньшей степени виртуализировать HBA-карты, используемые для управления подключенными NVMe SSD. Это важно, поскольку Intel VMD предлагает решения для критических дисков, упрощающие обслуживание, но не снижающие надежность системы. Благодаря Intel VMD можно производить горячую замену NVMe SSD без прерывания работы сервера или его перезагрузки. Intel VMD переадресует события удаления и вставки шины PCIe специальным драйверам RAID-массива накопителей, которые осуществляют управление этими событиями и обеспечивают автовосстановление системы. В случае отказа выяснение – который из накопителей нужно заменить – также является критически важной задачей, представляющей определенную сложность в дата-центрах с десятками или сотнями дисков, которые не всегда стоят в отсеках от соответствующих производителей. Intel VMD поддерживает систему светодиодной сигнализации NVMe LED Management, которая отвечает соответствующим спецификациям для дисков с интерфейсами SATA и SAS с многолетней практикой использования; это помогает определить SSD, нуждающийся в замене. Кроме того, технология Intel VMD широко поддерживается в отрасли: например, компания VMware, специализирующаяся на технологиях виртуализации, предлагает поддержку NVMe драйвера Intel VMD в среде VMware ESXi 6.7, в том числе поддержку управляющих NVMe SSD в vSAN.
Технология Intel VROC базируется на Intel VMD, расширяя картину до RAID-массива NVMe SSD. В настоящее время один процессор Xeon Scalable может поддерживать до 12 непосредственно подключаемых к нему NVMe дисков и до шести RAID-массивов. Двухпроцессорные системы могут поддерживать соответственно 24 диска и 12 массивов. С использованием переключателей процессор может поддерживать до 48 SSD в системе. Intel VROC поддерживает тома данных и загрузочные тома – эти вещи исторически представляют определенную сложность для накопителей с NVMe. Настройки RAID доступны через BIOS или CLI; кроме того, Intel поддерживает как локальный менеджмент, так и удаленный – через RESTful-агент.
Технология Intel VROC продается в виде физического ключа – доступны три SKU. Лицензия Standard поддерживает уровни RAID 0/1/10, в том числе на SSD от сторонних производителей. Лицензия Premium включает также поддержку RAID 5. И еще предлагается лицензия Intel SSD Only, которая, как следует из наименования, поддерживает только диски Intel, но зато весь диапазон опций RAID.
Помимо лицензии, накопителей NVMe SSD и процессоров Xeon Scalable нужен совместимый сервер. Хотя Intel VROC широко поддерживается, некоторые производители серверов предпочитают этой более современной технологии свои собственные технологии управления дисками – на базе карт HBA. В данном обзоре мы остановили свой выбор на компании EchoStreams, все серверные линейки которой поддерживают Intel VROC.
Для своих компактных размеров модель сервера EchoStreams FlacheSAN1N10U-D5 обладает замечательной гибкостью. В нашей системной конфигурации сервер оснащен парой процессоров Intel 8180M, оперативной памятью объемом 64 ГБ и восемью двухтерабайтными NVMe SSD Intel DC P4510. Сервер предлагает три слота PCIe 3.0 x16, позволяющих максимально задействовать потенциал флэш-накопителей общей емкостью до 160 ТБ (10 16-терабайтных NVMe SSD), и три сетевые карты Ethernet 100 Гбит/с.
Конструкция корпуса допускает симметричную компоновку двух процессоров, NVMe SSD и сетевых карт. Возможны также заказные конфигурации с поддержкой других форматов SSD – 15- и 17-мм U.2 и внутренних M.2 SSD, а также Intel Optane. Наконец, можно сделать сервер с двумя 850-ваттными обычными (AC) блоками питания или высокоэффективным блоком питания 48VDC. Для нашей конфигурации с high-end процессорами Intel мощные блоки питания особенно актуальны.
Говоря о дополнительных преимуществах FlacheSAN1N10U-D5, компания EchoStreams указывает сети доставки материалов (CDN, Content Delivery Networks) как основную область применения этого сервера. В настоящее время заказчики используют эти серверы в дата-центрах или терминалах в качестве кэширующих устройств в системе доставки популярного контента конечным пользователям. Кроме того, эту платформу использует ряд университетов для высокопроизводительных вычислений (HPC) и решения сложных научно-исследовательских задач, где вычислительная мощность процессора и пропускная способность накопителей обеспечивают основное преимущество. Помимо этих сценариев, сервер успешно применяется в сфере медиаразвлечений для потоковой постобработки контента, в том числе – совместно с программным обеспечением, предназначенным для повышения эффективности NVMe-накопителей и высокоскоростных сетей.
Спецификации сервера FlacheSAN1N10U-UN
| Форм-фактор | 1U |
| Процессор | Intel Xeon Scalable, поддержка двух сокетов LGA3647 |
| Чипсет | Intel C622 |
| Оперативная память | до 1.5 ТБ DDR4 RDIMM/RDIMM/LRDIMM 2666/2400 МГЦ |
| Кол-во слотов DIMM | до 16 |
| Дисковые отсеки | Восемь отсеков 2.5” U.2 NVMe с поддержкой горячей замены Два внутренних отсека M.2 NVMe для дисков ОС |
| Интерфейсы I/O | Два порта USB 3.0 Один порт VGA Один порт COM Два порта 1GbE Один порт 1GbE MGMT |
| Слоты расширения | Два слота PCIe 3.0 x16 (полный размер по высоте, половинный по длине) Один слот PCIe 3.0 x16 OCP 2.0 |
| Бэкплейны | Пять бэкплейнов с двумя отсеками NVMe |
| Поддерживаемые ОС | Microsoft Windows Server 64-bit 2012/R2 Windows 2016 64-bit Linux RHEL 7.4 SUSE 11 SP4 x64 SUSE 12 SP2 x64 Ubuntu 16.04 x64 Ubuntu 17.04 x64 |
| Питание | Два БП AC/DC 850 Вт или БП повышенной эффективности 48VDC/DC Поддержка пяти 40-мм вентиляторов с функцией Smart Fan Control |
| Массогабаритные параметры | Д x Ш x Г: 27” x 19” x 1.75” Масса: 35 фунтов (15.876 кг, без дисковых накопителей) |
| Условия эксплуатации | Рабочая температура: от 0 до плюс 35 °C Температура хранения и транспортировки: от минус 20 до плюс 70 °C Влажность: от 5 до 95% без конденсации |
Пользовательский интерфейс и особенности настройки
Для настройки Intel VROC материнская плата предлагает не слишком замысловатый и достаточно дружественный пользовательский интерфейс. IT-администраторам, возможно, будет удобнее воспользоваться консольным вводом команд mdadm, и большая часть работы по установке и настройке Intel VROC будет проделана автоматически. IT-профессионалы без труда смогут использовать Intel VROC без загрузки разных дополнительных фишек. На экране BIOS пользователь видит физически доступные диски и может создавать свои RAID-тома.
Далее можно задать имя тома (в данном примере – Volume0), выбрать уровень RAID и включить опцию «RAID spanned over VMD Contr» для обоих VMD-контроллеров Intel.
Когда RAID-массив создан, пользователю предлагается набор действий, например, стереть данный RAID-том или сделать его загрузочным.
Наконец, пользователь может переустановить систему в состояние без RAID или удалить/переместить RAID-данные с дисков.
Когда система настроена и запущена в среде CentOS 7.4, конфигурация RAID-томов готова к использованию. Для томов уровня RAID5/10 вы можете посмотреть статистику фонового процесса инициализации с помощью команды mdstat или, при желании, вручную изменить всю RAID-группу целиком. На уровне BIOS большая часть рутинной работы по настройке и запуску RAID производится автоматически, но сюда не относятся операции удаления/перемещения, которые пользователь осуществляет на дополнительном уровне настройки.
Производительность
Тесты VDBench
Когда речь идет о тестировании накопителей, то тесты с реальными приложениями являются более предпочтительными по сравнению с синтетическими тестами. Но, хотя синтетические бенчмарки неидеальны с точки зрения их соответствия реальным рабочим нагрузкам, с точки зрения повторяемости тестовых задач и нормирования результатов они оказываются удобным инструментом для сравнительного тестирования конкурирующих аналогов. Эти бенчмарки предлагают широкий набор тестовых профилей – от типовых «краеугольных» тестов на перенос баз данных определенного размера до создания копий различных инфраструктур виртуализации рабочего стола (VDI). Во всех тестах используется один и тот же генератор нагрузки vdBench с программным движком, который обеспечивает автоматическую обработку и запись результатов большими кластерами. Это позволяет задавать одну и ту же нагрузку для целого ряда накопителей – как дисковых массивов, так и отдельных дисков.
Представленные ниже данные – это результаты одной и той же восьмерки SSD, сконфигурированной в RAID-массив четырьмя различными способами, перечисленными выше. Это показывает возможности платформы во всем разнообразии RAID-конфигураций, поддерживаемых Intel VROC. Следует отметить, что массив RAID5 в данном обзоре везде демонстрирует относительно низкую скорость записи, что ожидаемо для этого уровня RAID, где применяется распределенное хранение кодов четности для восстановления данных при сбоях.
В тесте на 4-KБ случайное чтение все группы RAID вышли на пиковую скорость с задержками в пределах 1 мс (фактически все задержки находились в пределах 210 мкс). И у всех групп максимальная скорость попадает в интервал от 2.5 до 3 млн IOPS, а первое место занимает массив JBOD со скоростью 2944335 IOPS и задержкой 163 мкс.
Что касается 4-KБ случайной записи, то здесь мы такого единодушия среди различных конфигураций RAID-массивов уже не наблюдаем. Массив RAID5 занимает последнее место с пиковой скоростью 21921 IOPS и задержкой 936.7 мс. Другие группы выступили лучше, а первое место занял массив RAID0 с пиковой скоростью 1879180 IOPS и задержкой 1.35 мс.
Переходим к последовательной нагрузке. В 64-KБ чтении все RAID-группы стартовали мощно с менее чем миллисекундной задержкой; за пределы 1 мс вышел только массив JBOD на скорости около 330 тыс. IOPS (или 22 ГБ/с), а его пиковая скорость составила 363203 IOPS (22.7 ГБ/с) при задержке всего 1.4 мс.
В тесте на скорость последовательной записи группы RAID снова разделились, продемонстрировав очень разную производительность. И опять массив RAID5 выдохся в районе отметки 25 тыс. IOPS при задержке 4.3 мс, а опередил всех массив RAID0 со скоростью 124104 IOPS и задержкой 958 мкс.
Переходим к нагрузке SQL. До скорости примерно 1.4 млн IOPS все RAID-группы шли с задержкой менее 1 мс. В районе указанной отметки у массива RAID5 задержка начала резко возрастать при одновременном падении скорости. Остальные три массива продолжали работать с задержкой менее 1 мс и с такими показателями преодолели отметку 2 млн IOPS. Лучшие результаты снова продемонстрировал массив RAID0: его максимальная скорость составила 2519727 IOPS при задержке 1.45 мс.
В тесте SQL 90-10 мы видим лучший профиль задержки у массива RAID5 с наибольшим значением задержки 302 мкс, однако пиковая скорость при этом составила всего 436439 IOPS. Другие группы успели побить отметку 1.5 млн IOPS, прежде чем их задержка начала превышать 1 мс, а массивы JBOD и RAID10 вскоре после этого вышли на свой пик. Массив RAID0 финишировал с пиковой скоростью 2135362 IOPS и задержкой 1.54 мс.
Похожие результаты и в SQL 80-20: массив RAID5 демонстрирует наименьшие пиковые значения и задержки, и производительности – 345 мкс и 212980 IOPS. Другие группы прошли отметку 1 млн IOPS с задержкой менее 1 мс, после чего массивы JBOD и RAID10 быстро вышли на пик, а RAID0 дошел до отметки 1753622 IOPS с задержкой 1.7 мс.
В бенчмарках Oracle тоже никаких сюрпризов – распределение мест примерно такое же, как и выше. Массив RAID5 первым вышел на пиковую скорость – 61695 IOPS – при задержке 153 мкс. Другие группы с задержкой менее 1 мс практически вместе дошли до отметки 780 тыс. IOPS, после чего сначала отвалился массив RAID10 с пиковой скоростью 954567 IOPS и задержкой 2.63 мс, следом за ним – JBOD с пиковой скоростью 1274172 IOPS и задержкой 4.2 мс, и, наконец, RAID0 с пиковой скоростью 1472338 IOPS и задержкой 2.18 мс.
В Oracle 90-10 первым на пик вышел опять массив RAID5 со скоростью 406693 IOPS и задержкой 255 мкс. Другие массивы с задержкой в пределах 1 мс вышли за отметку 1.5 млн IOPS, за которой финишировали все в том же порядке: RAID10, JBOD и, наконец, RAID0 с чемпионской пиковой скоростью 2110799 IOPS и задержкой 1.55 мс.
В Oracle 80-20 массив RAID5 достиг своего пика на скорости 213479 IOPS с задержкой 327 мкс. Другие группы, прежде чем выйти на пик, успели перейти отметку 1 млн IOPS с задержкой в пределах 1 мс, причем массив RAID0 с такой задержкой дошел до скорости 1.65 млн IOPS, а его пиковая скорость составила 1757722 IOPS при задержке 1.63 мс.
Далее мы переходим к созданию копий VDI – полных и связанных ссылками. Здесь мы продолжаем наблюдать то же распределение результатов, в порядке возрастания пиковой скорости: RAID5, RAID10, JBOD и RAID0. В тесте VDI Full Clone Boot массив RAID5 финишировал первым с пиковой скоростью 288613 IOPS и задержкой 182 мкс. Остальные массивы держались в пределах миллисекундной задержки приблизительно до отметки 1.2 млн IOPS; из них первым на пик вышел массив RAID10 со скоростью 1217620 IOPS и задержкой 2.65 мс, затем – JBOD со скоростью 1314075 IOPS и задержкой 4.19 мс, и, наконец, последним финишировал массив RAID0 с пиковой скоростью 1400765 IOPS и задержкой 2.22 мс.
В тесте VDI FC Initial Login массив RAID5 вышел на пик очень быстро, разогнавшись только до 13296 IOPS при задержке 286 мкс. Остальные массивы достигли скорости 175 тыс. IOPS, прежде чем вышли за пределы миллисекундной задержки. Массив RAID0 держался в пределах 1мс до скорости 390 тыс. IOPS, а его пиковая скорость здесь составила 429692 IOPS при задержке 4.98 мс.
В тесте VDI FC Monday Login массив RAID5 достиг максимума своих возможностей на отметке 15 тыс. IOPS при задержке 262 мкс. Остальные RAID-конфигурации дружно прошли отметку 150 тыс. IOPS, прежде чем задержка начала приближаться к значению 1 мс; массивы RAID10 и JBOD на пиковой скорости имели довольно высокую задержку – 12.8 и 11.7 мс соответственно, хотя сама скорость при этом тоже была впечатляющей – 234431 и 341483 IOPS соответственно. Лучшую производительность продемонстрировал массив RAID0, чья максимальная скорость составила 435641 IOPS при задержке 5.67 мс.
В тестах VDI Linked Clone все RAID-массивы показали намного более сильные результаты. В тесте Boot массив RAID5 достиг пиковой скорости 543680 IOPS при задержке 407 мкс, RAID10 дошел до 782224 IOPS с задержкой 4.76 мс, JBOD – до 822555 IOPS с задержкой 11.52 мс, и RAID0 – до 820998 IOPS с задержкой 4.39 мс.
В тесте VDI LC Initial Login мы получаем показатели производительности в диапазоне от 10998 IOPS и 312 мкс задержки у массива RAID5 до 276814 IOPS и 7.88 мс задержки у массива RAID0.
И, наконец, в тесте VDI LC Monday Login мы продолжаем наблюдать уже знакомую картину: первым финиширует RAID5 с результатами 11591 IOPS и 315 мкс, следом за ним – RAID10 (155 тыс. IOPS и 1.2 мс), затем – JBOD (238 тыс. IOPS и 15.8 мс), и дальше всех – RAID0 (279332 IOPS и 8.06 мс).
Заключение
Итак, в качестве примеров, иллюстрирующих производительность технологии Intel VROC на платформе EchoStreams 1U, мы рассмотрели результаты тестирования четырех различных RAID-конфигураций, каждая из которых работает с совокупными данными восьми одинаковых NVMe SSD (модель Intel P4510). Можно с легкостью назвать «победителем» конфигурацию RAID0, но этот результат вполне объясняется принципом работы этого и других уровней RAID. Давайте начнем с нижней части турнирной таблицы; как можно было заметить с самого начала, массив RAID5 сильно теряет в скорости записи в связи с резервированием одного диска и распределенным хранением кодов четности – и это четко отражается на результатах. При записи в массив RAID10 диски синхронно дублируют друг друга, поэтому потери в скорости, связанные с избыточностью, существенно меньше по сравнению с RAID5. Еще немного быстрее массив JBOD (Just a Bunch Of Disks), который просто объединяет несколько физических дисков в один логический. Массив RAID0 лидирует по скорости, поскольку ориентирован именно на максимизацию производительности и использует преимущество распределенного чтения/записи данных сразу несколькими дисками (striping), однако при этом теряет в надежности, жертвуя возможностью восстановления данных при отказе одного из дисков. Но все приведенные здесь данные тестирования, с учетом особенностей функционала соответствующих опций RAID, подтверждают тот факт, что технология Intel VROC работает хорошо и на платформе с соответствующим уровнем аппаратного обеспечения дает закономерные и стабильные результаты.
Мы не будем подробно разбирать каждый результат в отдельности (четыре RAID-конфигурации дают в общей сложности 64 результата), а вместо этого выделим наиболее яркие моменты. В 4-KБ тестах массив JBOD достиг скорости чтения почти 3 млн IOPS с задержкой, не выходящей за пределы 1 мс, а массив RAID0 вышел на отметку 1.9 млн IOPS с задержкой всего 1.35 мс. В тестах на 64-КБ последовательное чтение/запись мы получили очень приличные скорости – 22.7 и 7.8 ГБ/с соответственно. В тестах SQL мы получили скорости 2.5 млн IOPS, 2.1 млн IOPS (тест 90-10) и 1.75 млн IOPS (тест 80-20) при задержке, не превышающей 1.7 мс. В тестах Oracle были получены скорости 1.47 млн IOPS, 2.1 млн IOPS (тест 90-10) и 1.76 млн IOPS (тест 80-20) при задержке, не превышающей 2.18 мс. Тесты VDI позволили выявить следующие показатели: FC Boot – 1.4 млн IOPS, FC Initial Login – 430 тыс. IOPS, FC Monday Login – 436 тыс. IOPS, LC Boot – 821 тыс. IOPS, LC Initial Login – 277 тыс. IOPS и LC Monday Login – 279 тыс. IOPS.
В конечном счете, технология Intel VROC позволяет производителям готовых систем (например, EchoStreams) упростить организацию RAID-массивов из NVMe SSD. В результате EchoStreams может предложить отличные показатели пропускной способности и задержки без сопутствующего усложнения и удорожания системы. Более того, благодаря дополнительному функционалу Intel VMD заказчики EchoStreams получают системы, отличающиеся большим удобством эксплуатации и обслуживания – они поддерживают горячую замену NVMe SSD, систему светодиодной сигнализации, позволяющую быстро определить неисправный NVMe диск, и опцию предварительно сконфигурированных загрузочных RAID-массивов. Пользовательские сценарии здесь весьма разнообразны, но очевидно, что наибольшие возможности эта система предоставляет сетям CDN; в целом она дает преимущества всем, кто использует RAID-массивы на уровне предприятий, применяя самые быстрые современные накопители и широко распространенные сетевые интерфейсы.
