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Mesure des performances des disques SSD et des disques virtuels CacheCade

Summary: Cet article fournit des informations sur « la mesure des performances sur les disques SSD et les disques virtuels CacheCade™ ».

This article applies to This article does not apply to This article is not tied to any specific product. Not all product versions are identified in this article.

Instructions

Présentation de CacheCade

CacheCade offre une mise à l’échelle économique des performances pour les profils d’application de type base de données dans un environnement RAID basé sur l’hôte en étendant le cache du contrôleur RAID PERC avec l’ajout de disques SSD d’entreprise qualifiés par Dell.

CacheCade identifie les zones fréquemment consultées au sein d’un jeu de données et copie ces données sur un disque SSD d’entreprise qualifié par Dell (SATA ou SAS), ce qui permet d’accélérer le temps de réponse en orientant les requêtes de lecture aléatoire courantes vers le disque SSD CacheCade au lieu du disque dur sous-jacent.

Prenant en charge jusqu’à 512 Go de cache étendu, les disques SSD CacheCade doivent tous être de la même interface (SATA ou SAS) et seront contenus dans le serveur ou le boîtier de stockage où réside la baie RAID. Les disques SSD CacheCade ne font pas partie de la baie RAID.

CacheCade est une fonctionnalité standard, uniquement disponible avec le contrôleur RAID PERC H700/H800 1 Go NV Cache et le contrôleur RAID PERCH710/H710P/H800.

Les disques SSD CacheCade peuvent être configurés à l’aide de l’utilitaire de configuration du BIOS PERC ou d’OpenManage.

CacheCade à l’aide de disques SSD
 
Guide de l’utilisateur de Dell OpenManage Server Administrator Storage Management


CacheCade est utilisé pour améliorer les performances de lecture aléatoire des disques virtuels basés sur le disque dur (HDD). Un disque SSD (Solid-State Drive) est un périphérique de stockage de données qui utilise une mémoire SSD pour stocker des données persistantes. Les disques SSD améliorent considérablement les performances d’E/S (IOPS) et/ou la vitesse d’écriture en Mbits/s à partir d’un dispositif de stockage. Avec les contrôleurs Dell Storage, vous pouvez créer un CacheCade à l’aide de disques SSD. Le CacheCade est ensuite utilisé pour améliorer les performances des opérations d’E/S de stockage. Utilisez des disques SSD Serial-Attached SCSI (SAS) ou Serial Advanced Technology Attachment (SATA) pour créer un CacheCade. 
 
CacheCade à l’aide de disques SSD

Guide de l’utilisateur de Dell OpenManage Server Administrator Storage Management


CacheCade est utilisé pour améliorer les performances de lecture aléatoire des disques virtuels basés sur disque dur (HDD). Un disque SSD (Solid-State Drive) est un périphérique de stockage de données qui utilise une mémoire SSD pour stocker des données persistantes. Les disques SSD améliorent considérablement les performances d’E/S (IOPS) et/ou la vitesse d’écriture en Mbits/s à partir d’un dispositif de stockage. Avec les contrôleurs Dell Storage, vous pouvez créer un CacheCade à l’aide de disques SSD. Le CacheCade est ensuite utilisé pour améliorer les performances des opérations d’E/S de stockage. Utilisez des disques SSD Serial-Attached SCSI (SAS) ou Serial Advanced Technology Attachment (SATA) pour créer un CacheCade.
 
Créez un CacheCade avec des disques SSD dans les cas suivants :  
  • Performances maximales des applications : créez un CacheCade à l’aide de disques SSD pour obtenir des performances plus élevées sans gaspiller la capacité.
  • Performances d’application maximales et capacité supérieure : créez un CacheCade à l’aide de disques SSD pour équilibrer la capacité des CacheCade avec des disques SSD hautes performances.
  • Plus de capacité : si vous ne disposez pas de logements vides pour des disques durs supplémentaires, utilisez des disques SSD et créez un CacheCade. Cela permet de réduire le nombre de disques durs requis et d’améliorer les performances de l’application.

La fonctionnalité CacheCade présente les restrictions suivantes :  
  • Seuls les disques SSD dotés des identifiants Dell appropriés peuvent être utilisés pour créer un CacheCade.
  • Si vous créez un CacheCade à l’aide de disques SSD, les propriétés du disque SSD sont conservées. Vous pouvez utiliser le disque SSD pour créer des disques virtuels ultérieurement.
  • Un CacheCade peut contenir des disques SAS ou SATA, mais pas les deux.
  • Chaque disque SSD du CacheCade ne doit pas nécessairement être de la même taille.
  • La taille du CacheCade est automatiquement calculée comme suit : Taille du CacheCade = capacité du plus petit disque SSD * le nombre de disques SSD.
  • La partie non utilisée du disque SSD est gaspillée et ne peut pas être utilisée en tant que CacheCade supplémentaire ou en tant que disque virtuel basé sur un disque SSD.
  • La quantité totale de pools de cache avec un CacheCade est de 512 Go. Si vous créez un CacheCade dont la taille est supérieure à 512 Go, le contrôleur de stockage utilise toujours uniquement 512 Go.
  • CacheCade est pris en charge uniquement sur les contrôleurs Dell PERC H700 et H800 dotés de 1 Go de NVRAM et du firmware version 7.2 ou ultérieure, et PERC H710, H710P et H810.
  • Dans un boîtier de stockage, le nombre total de périphériques logiques, y compris les disques virtuels et les CacheCade, ne peut pas dépasser 64.

 

Remarque :
la fonctionnalité CacheCade est disponible depuis la première moitié de l’année civile 2011.

     

 

Remarque :
pour pouvoir utiliser CacheCade pour le disque virtuel, la règle d’écriture et de lecture du disque virtuel basé sur le disque dur doit être définie sur Écriture différée ou Forcer l’écriture différée et la règle de lecture doit être définie sur Lecture anticipée ou Lecture anticipée adaptative.
 

 

Articles et livres blancs connexes :

Mesure des performances

Les utilisateurs peuvent ne pas comprendre les meilleures méthodes pour tester les SSD et les appareils CacheCade™ et peuvent observer les avantages du stockage solide. Cet article tente de fournir des conseils sur les spécifications de performances optimales qui peuvent être appliquées de manière générique à la plupart des outils de test de performances. 

L’utilisation d’outils de test de performances pour obtenir des performances optimales dépend, bien sûr, du niveau de compréhension de l’utilisateur quant à la façon dont l’appareil testé est censé fonctionner. 

Taille de bloc : les disques SSD et appareils CacheCade se comportent de manière optimale lorsqu’ils sont utilisés avec des blocs de petite taille plutôt que des blocs de grande taille. Lors de la lecture ou de l’écriture d’E/S, le processus de sélection de la cellule active est électronique et ne dépend pas d’un mouvement de tête physique, comme avec les disques mécaniques. Cela signifie que les appareils SSD peuvent répondre très rapidement aux E/S aléatoires de petits blocs et peuvent atteindre plus de 10 000 E/S par seconde alors qu’un disque mécanique aurait du mal à atteindre plus de 200 E/S par seconde. 

Profondeur de file d’attente : les disques SSD ont une longue file d’attente, la plupart ont 64 E/S en attente, soit bien plus qu’un disque SAS standard, qui compte généralement 16 E/S en attente. Cette longue file d’attente offre beaucoup plus de flexibilité au disque, car elle réduit la dépendance du disque au contrôleur pour fournir des E/S en temps opportun. Le contrôleur peut maintenir la file d’attente en cas besoin, en laissant le disque fonctionner sans avoir à attendre sur le contrôleur.

À mesure que la technologie change et que les disques SSD effectuent davantage de tâches en parallèle, la profondeur de file d’attente du disque est susceptible de s’approfondir à nouveau. L’outil de test des performances doit être utilisé pour rechercher la profondeur de file d’attente la plus efficace. Par conséquent, l’augmentation de cette profondeur de file d’attente de temps à autre peut entraîner de meilleurs chiffres avec différents appareils. 

Lié au cache : il est important que l’outil de performances ne soit pas lié au cache, car toutes les E/S sont prises en compte par le cache du contrôleur. Cela se produit lorsque la taille du fichier de test n’est pas correctement spécifiée et qu’il est capable de s’insérer complètement dans le cache du contrôleur. Lorsque cela se produit, les E/S n’atteignent jamais les disques et les performances renvoyées pour les E/S sont généralement limitées par la vitesse du bus PCI. Par conséquent, de faux chiffres de performances supérieurs à 3 Go/s peuvent être observés. Surchargez toujours le cache en sélectionnant une taille de fichier de test supérieure à celle du cache du contrôleur. 
  
 
CacheCade
 
CacheCade doit être évalué différemment des disques SSD standard, car cette technologie est uniquement utilisée pour mettre en cache les demandes de lecture, et non les demandes d’écriture. Évaluer une solution CacheCade peut être difficile pour un utilisateur, car la méthodologie standard de lecture ou d’écriture de blocs ne fournit pas les résultats attendus, sauf si le cache est préparé.

Pour mieux décrire cette caractéristique de CacheCade, imaginez une situation dans laquelle les disques mécaniques sont uniquement mis en cache en lecture et que vous souhaitez exécuter IOMeter pour vérifier que CacheCade est capable de fournir les performances attendues de celui-ci. IOMeter crée d’abord un fichier de test à partir duquel il effectue ses opérations d’E/S. Ce fichier est écrit sur le stockage cible. Par conséquent, le fichier n’est pas mis en cache par CacheCade. IOMeter commence alors à effectuer ses opérations d’E/S sur le fichier, mais comme nous le savons déjà, il n’est pas dans le cache. Les opérations d’E/S initiales seront donc effectuées sur les disques mécaniques. Cette erreur de cache initiale (où les données demandées ne sont pas disponibles dans le cache) affecte négativement la première partie de l’analyse des performances. Il est donc nécessaire d’effectuer des étapes pour éliminer ce problème de performances des statistiques. CacheCade met également en œuvre la mise en cache sur les points sensibles des données uniquement, ce qui signifie que les données doivent être fréquemment consultées avant d’être mises en cache. Nous devons également surmonter cet effet pour mesurer les performances au niveau pratique.

Pour répondre à nos attentes, nous devons nous assurer que le fichier de test est suffisamment consulté pour qu’il soit mis en cache. Pour ce faire, laissez IOMeter exécuter un test de lecture pendant une période prolongée. Gardez à l’esprit que la taille du fichier de test et la vitesse des opérations d’E/S en MD/s déterminent la durée de mise en cache du fichier. Le fichier doit être lu plusieurs fois avant d’être mis en cache. Vous pouvez donc l’utiliser pour réaliser l’équivalent de 5 lectures en divisant la taille du fichier par la vitesse en Mo/s * 5.

Par exemple, un fichier de test de 4 Go, lu à 40 Mo/s = 100 secondes * 5 = 500 secondes.

Dans cet exemple, vous devez laisser un test de lecture en cours d’exécution pendant au moins 8,5 minutes pour que l’équivalent de 5 opérations de lecture soit effectué sur l’ensemble du fichier. Cette période est appelée « temps de préparation » pour le cache.

Après plus de 8,5 minutes de préparation, mettez fin au test de performances. Ainsi, le fichier cible de test d’IOMeter restera en cache, car il n’y aura pas de processus pour vider les données de CacheCade, le fichier étant conservé après la fermeture de l’application. Redémarrez ensuite la même application de performance et sélectionnez les mêmes disques cibles. Lorsqu’IOMeter commence à lire à partir du fichier, les données sont déjà dans le cache (mise en cache réussie) et les performances doivent ressembler à celles de CacheCade dans un état optimisé. 

Points clés :

Lors de l’exécution d’autres outils de mesure des performances, certaines recommandations de configuration doivent être suivies. 

Pour les disques SSD et CacheCade :  

  • Taille de bloc : pour mesurer les E/S par seconde, utilisez une taille de bloc qui correspond à la taille de secteur de disque, car cela donnera le plus grand nombre de transactions efficaces. Cette valeur doit être de 4 Ko. Choisir une taille de bloc plus petite sera inefficace, car le secteur entier du disque 4k devra toujours être lu/écrit ; choisir une taille de bloc plus grande ne fournira pas une mesure valide des IOPS. 
  • Profondeur de file d’attente : fournissez au moins 64 E/S inachevées (également appelées « QD »). Faites évoluer la longueur de la file d’attente jusqu’à 96, 128 et 256, en réexécutant le test à chaque fois pour voir où les performances plafonnent.

Pour le disque SSD spécifiquement :

Taille du fichier de test : choisissez une taille de fichier de test qui sera supérieure au cache de premier niveau. Sur un PERC H700 et H710, il s’agit de 512 Mo ou 1 Go. Sur un PERC H710p, il s’agit de 1 Go. Les fichiers de plus petite taille permettent au contrôleur d’effectuer toutes les opérations d’E/S dans le cache, ce qui génère un résultat non valide. 

Pour CacheCade en particulier :

Préparation du cache : CacheCade met en cache les opérations de lecture uniquement. Initialisez le cache en exécutant le même point de référence pour créer un nombre important de lectures à partir du fichier de test avant de lancer un test de performances complet. Plus le jeu de données (fichier de test) est volumineux, plus la préparation est longue. Certains outils de performances tels que fio sous Linux fournissent une option d’accélération pour y parvenir. 

Affected Products

Servers
Article Properties
Article Number: 000136940
Article Type: How To
Last Modified: 22 Feb 2022
Version:  7
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