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Medição de desempenho em unidades de estado sólido (SSDs) e discos virtuais CacheCade

Summary: Este artigo apresenta informações sobre "medição de desempenho em SSDs e discos virtuais 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

Visão geral do CacheCade

O CacheCade oferece dimensionamento de desempenho econômico para perfis de aplicativo do tipo banco de dados, em um ambiente RAID baseado em host, ao estender o cache do controlador RAID PERC com a inclusão de SSDs qualificadas pela Dell Enterprise.

O CacheCade identifica as áreas acessadas com frequência dentro de um conjunto de dados e copia esses dados para uma SSD (SATA ou SAS) qualificada pela Dell Enterprise, permitindo um tempo de resposta mais rápido ao direcionar consultas de leitura aleatória populares para a SSD do CacheCade, em vez de direcionar para o disco rígido subjacente.

Com suporte para até 512 GB de cache estendido, as SSDs do CacheCade devem ser da mesma interface (SATA ou SAS) e estar contidas no servidor ou no compartimento de armazenamento em que o array RAID está localizado. As SSDs CacheCade não farão parte do array RAID.

O CacheCade é um recurso padrão e está disponível apenas com o controlador RAID PERC H700/H800 cache NV de 1 GB e o controlador RAID PERC H710/H710P/H800.

As SSDs CacheCade podem ser configuradas usando o utilitário de configuração do BIOS do PERC ou o OpenManage.

CacheCade usando unidades de estado sólido

Guia do usuário do gerenciamento de armazenamento do Dell OpenManage Server Administrator


O CacheCade é usado para melhorar o desempenho de leitura aleatória dos discos virtuais baseados em disco rígido (HDD). Uma unidade de estado sólido (SSD) é um dispositivo de armazenamento de dados que usa memória de estado sólido para armazenar dados persistentes. As SSDs aumentam significativamente o desempenho de E/S (IOPS) e/ou a velocidade de gravação em Mbps a partir de um dispositivo de armazenamento. Com os controladores de armazenamento da Dell, você pode criar um CacheCade usando SSDs. Em seguida, o CacheCade é usado para melhorar o desempenho das operações de E/S do armazenamento. Use SSDs Serial Attached SCSI (SAS) ou Serial Advanced Technology Attachment (SATA) para criar um CacheCade. 
 
CacheCade usando unidades de estado sólido

Guia do usuário do gerenciamento de armazenamento do Dell OpenManage Server Administrator


O CacheCade é usado para melhorar o desempenho de leitura aleatória dos discos virtuais baseados em disco rígido (HDD). Uma unidade de estado sólido (SSD) é um dispositivo de armazenamento de dados que usa memória de estado sólido para armazenar dados persistentes. As SSDs aumentam significativamente o desempenho de E/S (IOPS) e/ou a velocidade de gravação em Mbps a partir de um dispositivo de armazenamento. Com os controladores de armazenamento da Dell, você pode criar um CacheCade usando SSDs. Em seguida, o CacheCade é usado para melhorar o desempenho das operações de E/S do armazenamento. Use SSDs Serial Attached SCSI (SAS) ou Serial Advanced Technology Attachment (SATA) para criar um CacheCade.
 
Crie um CacheCade com SSDs nos seguintes cenários:  
  • Desempenho máximo dos aplicativos: crie um CacheCade usando SSDs para alcançar um maior desempenho sem desperdiçar capacidade.
  • Máximo de desempenho dos aplicativos e maior capacidade: crie um CacheCade usando SSDs para equilibrar a capacidade do CacheCade com SSDs de alto desempenho.
  • Maior capacidade: se você não tiver slots vazios para discos rígidos adicionais, use SSDs e crie um CacheCade. Isso reduz o número de discos rígidos necessários e aumenta o desempenho do aplicativo.

O recurso CacheCade tem as seguintes restrições:  
  • Somente SSDs com os identificadores adequados da Dell podem ser usadas para criar um CacheCade.
  • Se você criar um CacheCade usando SSDs, as propriedades da SSD ainda serão mantidas. Posteriormente, você poderá usar a SSD para criar discos virtuais.
  • Um CacheCade pode conter unidades SAS ou SATA, mas não ambas.
  • As SSDs no CacheCade não precisam ser do mesmo tamanho.
  • O tamanho do CacheCade é calculado automaticamente, da seguinte forma: Tamanho do CacheCade = capacidade da menor SSD * número de SSDs.
  • A porção não utilizada da SSD é desperdiçada e não pode ser usada como um CacheCade adicional ou um disco virtual baseado em SSD.
  • A quantidade total de pools de cache com um CacheCade é de 512 GB. Se você criar um CacheCade que seja maior que 512 GB, o controlador de armazenamento ainda utilizará apenas 512 GB.
  • O CacheCade é compatível apenas com os controladores Dell PERC H700 e H800 com NVRAM de 1 GB e firmware versão 7.2 ou posterior e PERC H710, H710P, e H810.
  • Em um compartimento de armazenamento, o número total de dispositivos lógicos, incluindo discos virtuais e CacheCade(s) não pode exceder 64.

 

Nota:
O recurso CacheCade está disponível desde o primeiro semestre de 2011.

     

 

Nota:
Para usar o CacheCade para o disco virtual, a política de gravação e leitura do disco virtual baseado em disco rígido deve ser definida como Write Back ou Force Write Back, e a política de leitura deve ser definida como Read Ahead ou Adaptive Read Ahead.
 

 

Artigos e white papers relacionados:

Medição do desempenho

Os usuários podem não entender os melhores métodos para testar dispositivos SSD e CacheCade™ para que possam perceber os benefícios do armazenamento em estado sólido. Este artigo tenta fornecer orientações sobre as especificações de desempenho ideais que podem ser aplicadas de modo genérico à maioria das ferramentas de teste de desempenho. 

O uso de ferramentas de teste de desempenho para obter o desempenho ideal depende, é claro, do nível de compreensão do usuário sobre como o dispositivo em teste deve funcionar. 

Tamanho do bloco: Os dispositivos SSD e CacheCade se comportam de maneira ideal quando usados com blocos pequenos em vez de blocos grandes. Quando a E/S está sendo lida ou gravada, o processo de seleção da célula ativa é eletrônico e não depende de um movimento físico da cabeça, como acontece com discos mecânicos. Isso significa que os dispositivos de estado sólido podem responder muito rapidamente à E/S aleatória de blocos pequenos e podem alcançar mais de 10.000 IOPS em que um disco mecânico teria dificuldades para alcançar mais de 200 IOPS. 

Tamanho da fila: As SSDs têm um grande tamanho da fila, com a capacidade máxima de 64 E/S extras, significativamente mais do que a de um disco SAS padrão, normalmente com 16 E/S extras. Esse grande tamanho da fila permite muito mais flexibilidade ao disco, pois reduz a dependência do disco no controlador para fornecer E/S em tempo hábil. O controlador pode manter a fila enquanto puder, deixando o disco trabalhar sem ter que esperar pelo controlador.

À medida que a tecnologia muda e as SSDs executam mais tarefas em paralelo, é provável que o tamanho da fila do disco aumente mais uma vez. A ferramenta de teste de desempenho precisa ser usada para examinar o tamanho da fila mais eficaz, portanto, aumentar o tamanho dessa fila de tempos em tempos pode resultar em números melhores com diferentes dispositivos. 

Vinculado ao cache: É importante que a ferramenta de desempenho não esteja vinculada ao cache, já que toda a E/S é mantida pelo cache do controlador. Isso ocorre quando o tamanho do arquivo de teste é especificado de forma e é capaz de se ajustar completamente ao cache do controlador. Quando isso ocorre, as E/S nunca alcançam os discos, e o desempenho retornado para E/S geralmente é limitado pela velocidade do barramento PCI, portanto, podem ser observados valores falsos de desempenho de mais de 3 GB/s. Sempre sobrecarregue o cache selecionando um tamanho de arquivo de teste maior que o do cache do controlador. 
  
 
CacheCade

A referência de desempenho do CacheCade deve ser feito de modo diferente das unidades SSD padrão, pois essa tecnologia é usada apenas para solicitações de leitura em cache e não solicitações de gravação. Portanto, cria-se um desafio quando um usuário deseja usar a referência de desempenho em uma solução CacheCade, pois a metodologia padrão de apenas leitura ou gravação de blocos não fornecerá os resultados esperados, a menos que o cache esteja preparado.

Para descrever ainda mais essa característica do CacheCade, considere uma situação em que os discos mecânicos são apenas cache de leitura e você deseja executar o medidor de E/S para validar se o CacheCade é capaz de fornecer o desempenho esperado. Primeiro, o medidor de E/S criará um arquivo de teste a partir do qual realizará as operações de E/S. Esse arquivo é gravado no armazenamento de destino, portanto, o arquivo não é armazenado em cache pelo CacheCade. Em seguida, o medidor de E/S começará a realizar suas operações de E/S no arquivo, mas como já sabemos que ele não está no cache no momento, as operações iniciais de E/S serão realizadas nos discos mecânicos. Essa falha inicial do cache (em que os dados solicitados não estão disponíveis no cache) afeta negativamente a primeira parte da análise de desempenho, portanto, as etapas precisam ser realizadas para eliminar esse impacto sobre o desempenho das estatísticas. O CacheCade também implementa o armazenamento em cache apenas em pontos de acesso de dados, o que significa que os dados precisam ser acessados com frequência antes de serem armazenados em cache; também precisamos superar esse efeito para medir o desempenho em um nível prático.

Para atender às nossas expectativas, precisamos garantir que o arquivo de teste seja acessado o suficiente para fazer com que ele seja armazenado em cache. Para fazer isso, deixe o medidor de E/S executando um teste de leitura por um longo período. Tenha em mente que o tamanho do arquivo de teste e a velocidade das operações de E/S em MD/s determinarão quanto tempo leva para que o arquivo seja armazenado em cache. O arquivo precisa ser lido VÁRIAS vezes antes de ser armazenado em cache, de modo que você poderia tentar ler o arquivo cinco vezes, dividindo o tamanho do arquivo pela velocidade em MB/s * 5.

Por exemplo, um arquivo de teste de 4 GB, sendo lido a 40 MB/s = 100 segundos * 5 = 500 segundos.

Neste exemplo, você precisaria deixar um teste de LEITURA em execução por um mínimo de 8,5 minutos para o equivalente a 5 operações de leitura a serem realizadas em todo o arquivo. Dessa vez, é chamado de "tempo de aquecimento" para o cache.

Depois de concluir mais de 8,5 minutos de aquecimento, encerre o teste de desempenho. Isso deixará o arquivo de destino de teste do medidor de E/S ainda armazenado em cache, pois não haverá nenhum processo para liberar os dados do CacheCade, já que o arquivo fica retido depois que o aplicativo é fechado. Em seguida, reinicie o mesmo aplicativo de desempenho e selecione as mesmas unidades de destino. Quando o medidor de E/S começar a ler a partir do arquivo, os dados já estarão no cache (um acesso ao cache) e o desempenho deve se assemelhar ao do CacheCade em um estado otimizado. 

Pontos-chave:

ao executar outras ferramentas de medição de desempenho, há algumas recomendações de configuração que devem ser seguidas. 

Para SSD e CacheCade:  

  • Tamanho do bloco: Para medir a IOPS, use um tamanho de bloco que corresponda ao tamanho do setor de disco, pois isso fornecerá a maior contagem de transações eficientes. Esse valor deve ser de 4 kB. Escolher um tamanho de bloco menor será ineficiente, pois todo o setor de discos de 4 kB ainda precisará ser lido/gravado. Escolher um tamanho de bloco maior não fornecerá uma medida de IOPS válida. 
  • Tamanho da fila: Forneça pelo menos 64 E/S extras (também conhecidas como "QD"). Dimensione o tamanho da fila até 96, 128 e 256, executando novamente o teste a cada vez para ver onde o desempenho se nivela.

Para SSD especificamente:

Tamanho do arquivo de teste: Escolha um tamanho de arquivo de teste que será maior que o cache de primeiro nível. Em um PERC H700 e H710, será 512 MB ou 1 GB, em um PERC H710p, será 1 GB. Tamanhos menores de arquivo permitirão que o controlador realize todas as operações de E/S no cache, fornecendo um resultado inválido. 

Especificamente para CacheCade:

Aquecimento de cache: O CacheCade armazena em cache somente operações de leitura. Faça o aquecimento do cache executando a mesmo referência de desempenho para criar números significativos de leituras do arquivo de teste antes de iniciar um teste de desempenho completo. Quanto maior o conjunto de dados (arquivo de teste), maior será o aquecimento. Algumas ferramentas de desempenho, como fio no Linux, oferecem uma opção de tempo de rampa para permitir isso. 

Affected Products

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