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Misurazione delle prestazioni su SSD (unità a stato solido) e dischi virtuali CacheCade

Summary: Questo articolo fornisce informazioni sulla "misurazione delle prestazioni su unità SSD e dischi virtuali CacheCade™".

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Article Content


Instructions

Panoramica

di CacheCadeCacheCade fornisce dimensionamento delle prestazioni a costi contenuti per profili di applicazioni di tipo database in un ambiente RAID basato su host, estendendo la cache del controller RAID PERC con l'aggiunta di unità SSD enterprise qualificate da Dell.

CacheCade identifica le aree a cui si accede di frequente all'interno di un data set e copia questi dati in un'unità SSD aziendale (SATA o SAS) qualificata da Dell, consentendo un tempo di risposta più rapido indirizzando le query di lettura casuale più diffuse all'unità SSD CacheCade anziché all'HDD sottostante.

Con il supporto di una memoria cache estesa fino a 512 GB, le unità SSD CacheCade devono essere tutte della stessa interfaccia (SATA o SAS) e saranno contenute nel server o nell'enclosure di storage in cui risiede l'array RAID. Le unità SSD CacheCade non faranno parte dell'array RAID.

CacheCade è una funzione standard disponibile solo con il controller RAID PERC H700/H800 da 1 GB E PERCH710/H710P/H800.

Le unità SSD CacheCade possono essere configurate utilizzando perC BIOS Configuration Utility o OpenManage.

CacheCade using Solid State DrivesDell

OpenManage Server Administrator Storage Management User's GuideCacheCade


viene utilizzato per migliorare le prestazioni di lettura casuale dei dischi virtuali basati su unità disco rigido (HDD).  Un'unità a stato solido (SSD) è un dispositivo di storage dei dati che utilizza una memoria a stato solido per archiviare i dati persistenti. Le unità SSD aumentano in modo significativo le prestazioni di I/O (IOPS) e/o la velocità di scrittura in Mbps da un dispositivo di storage. Con gli storage controller Dell è possibile creare un disco virtuale CacheCade tramite unità SSD. Il disco virtuale CacheCade viene quindi utilizzato per migliorare le prestazioni delle operazioni di I/O di storage. Utilizzare unità SSD SAS (Serial Attached SCSI) o SATA (Serial Advanced Technology Attachment) per creare un disco virtuale CacheCade. 
 
CacheCade using Solid State DrivesDell

OpenManage Server Administrator Storage Management User's GuideCacheCade


viene utilizzato per migliorare le prestazioni di lettura casuale dei dischi virtuali basati su unità disco rigido (HDD).  Un'unità a stato solido (SSD) è un dispositivo di storage dei dati che utilizza una memoria a stato solido per archiviare i dati persistenti. Le unità SSD aumentano in modo significativo le prestazioni di I/O (IOPS) e/o la velocità di scrittura in Mbps da un dispositivo di storage. Con gli storage controller Dell è possibile creare un disco virtuale CacheCade tramite unità SSD. Il disco virtuale CacheCade viene quindi utilizzato per migliorare le prestazioni delle operazioni di I/O di storage. Utilizzare unità SSD SAS (Serial Attached SCSI) o SATA (Serial Advanced Technology Attachment) per creare un disco virtuale CacheCade.
 
Creare un disco virtuale CacheCade con unità SSD nei seguenti scenari:  
  • Massime prestazioni delle applicazioni: creare un disco virtuale CacheCade utilizzando unità SSD per ottenere prestazioni più elevate senza sprecare capacità.
  • Massime prestazioni delle applicazioni e capacità superiore: creare un disco virtuale CacheCade utilizzando unità SSD per bilanciare la capacità del disco virtuale CacheCade con unità SSD a prestazioni elevate.
  • Capacità superiore: se non si dispone di slot vuoti per HDD aggiuntivi, utilizzare SSD e creare un disco virtuale CacheCade. In questo modo si riduce il numero di unità HDD richieste e aumentano le prestazioni delle applicazioni.

La funzione CacheCade presenta le seguenti limitazioni:  
  • Per creare un disco virtuale CacheCade, è possibile utilizzare solo unità SSD con ID Dell appropriati.
  • Se si crea un disco virtuale CacheCade mediante unità SSD, le proprietà di quest'ultima vengono mantenute. In un secondo momento, sarà possibile utilizzare l'unità SSD per creare dischi virtuali.
  • Un disco virtuale CacheCade può contenere unità SAS o SATA, ma non entrambe.
  • Ogni unità SSD nel disco virtuale CacheCade non deve essere necessariamente della stessa dimensione.
  • Le dimensioni di CacheCade vengono calcolate automaticamente come segue: Dimensione CacheCade = capacità dell'unità SSD più piccola * il numero di SSD.
  • La parte inutilizzata dell'unità SSD viene sprecata e non può essere utilizzata come disco virtuale cacheCade aggiuntivo o basato su SSD.
  • La quantità totale di cache pool con un disco virtuale CacheCade è 512 GB. Se si crea un disco virtuale CacheCade maggiore di 512 GB, lo storage controller utilizza comunque solo 512 GB.
  • Il disco virtuale CacheCade è supportato solo su controller Dell PERC H700 e H800 con NVRAM da 1 GB e firmware versione 7.2 o successiva e PERC H710, H710P e H810.
  • In uno storage enclosure il numero totale di logical device inclusi dischi virtuali e dischi virtuali CacheCade non può superare 64.

 

Nota:
la funzione CacheCade è disponibile dal primo semestre 2011.

     

 

Nota:
per poter utilizzare CacheCade per il disco virtuale, la policy di lettura e scrittura del disco virtuale basato su unità HDD deve essere impostata su Write Back o Force Write Back e la policy di lettura su Read Ahead o Adaptive Read Ahead.
 

 

Articoli e white paper correlati:

Misurazione delle prestazioniGli

utenti potrebbero non comprendere i metodi migliori per testare i dispositivi SSD e CacheCade™ in modo da poter osservare i vantaggi dello storage a stato solido. Questo articolo tenta di fornire indicazioni sulle specifiche delle prestazioni ottimali che possono essere applicate genericamente alla maggior parte degli strumenti di test delle prestazioni. 

L'uso di strumenti di test delle prestazioni per ottenere prestazioni ottimali dipende, naturalmente, dal livello di comprensione dell'utente sul modo in cui il dispositivo sottoposto a test dovrebbe funzionare. 

Block size: I dispositivi SSD e CacheCade si comportano in modo ottimale quando vengono utilizzati con block di piccole dimensioni anziché con block di grandi dimensioni. Quando l'I/O viene letto o scritto, il processo di selezione della cella attiva è elettronico e non dipende dal movimento fisico della testina come per i dischi meccanici. Ciò significa che i dispositivi a stato solido possono rispondere molto rapidamente all'I/O casuale di block di piccole dimensioni e possono raggiungere più di 10.000 IOPS in cui un disco meccanico avrebbe difficoltà a raggiungere più di 200 IOPS. 

Profondità della coda: Le unità SSD hanno una profondità di coda profonda, con la maggior parte dei 64 I/O in sospeso, molto più di quella di un disco SAS standard, in genere con 16 I/O eccezionali. Questa profondità della coda consente una maggiore flessibilità per il disco in quanto diminuisce la dipendenza del disco dal controller per fornire I/O in modo tempestivo. Il controller può mantenere la coda quando è possibile, lasciando il disco in funzione senza dover attendere sul controller.

Man mano che la tecnologia cambia e le unità SSD eseguono più attività in parallelo, è probabile che la profondità della coda del disco si approfondirà nuovamente. Lo strumento di test delle prestazioni deve essere utilizzato per verificare la profondità della coda più efficace, pertanto l'aumento di tale profondità di coda di volta in volta può comportare figure migliori con dispositivi diversi. 

Associato alla cache: È importante che lo strumento delle prestazioni non sia vincolato alla cache, poiché tutto l'I/O viene riparato dalla cache del controller. Ciò si verifica quando la dimensione del file di test è specificata in modo errato ed è in grado di adattarsi completamente alla cache del controller. In questo caso, gli I/O non raggiungono mai i dischi e le prestazioni restituite per I/O sono in genere limitate dalla velocità del bus PCI, pertanto è possibile osservare false cifre delle prestazioni superiori a 3 GB/sec. Sovraccaricare sempre la cache selezionando una dimensione del file di test maggiore di quella della cache del controller. 
  
 
CacheCadeCacheCade deve essere sottoposto a benchmark in modo diverso rispetto alle unità SSD standard, in quanto questa tecnologia viene utilizzata solo per memorizzare
 
nella cache le richieste di lettura, non per le richieste di scrittura. Viene quindi creata una sfida quando un utente desidera eseguire il benchmark di una soluzione CacheCade come metodologia standard per la sola lettura o scrittura dei block non fornirà i risultati previsti a meno che la cache non sia pronta.

Per descrivere ulteriormente questa caratteristica di CacheCade, considerare una situazione in cui i dischi meccanici sono in sola lettura memorizzati nella cache e si desidera eseguire IOMeter per verificare che CacheCade sia in grado di fornire le prestazioni previste. IOMeter creerà prima un file di test da cui eseguirà le operazioni di I/O, questo file viene scritto nello storage di destinazione, pertanto il file non viene memorizzato nella cache da CacheCade. IOMeter inizierà quindi a eseguire le operazioni di I/O sul file, ma come già sappiamo non è attualmente nella cache, quindi le operazioni di I/O iniziali verranno eseguite sui dischi meccanici. Questo errore iniziale della cache (in cui i dati richiesti non sono disponibili nella cache) influisce negativamente sulla prima parte dell'analisi delle prestazioni, pertanto è necessario eseguire passaggi per eliminare questo calo di prestazioni dalle statistiche. CacheCade implementa inoltre l'inserimento nella cache solo sugli hot spot dei dati, il che significa che è necessario accedere di frequente ai dati prima che vengano memorizzati nella cache; dobbiamo anche superare questo effetto per misurare le prestazioni a livello pratico.

Per soddisfare le nostre aspettative, è necessario assicurarsi che l'accesso al file di test sia sufficiente per farlo memorizzare nella cache. A tale scopo, lasciare IOMeter che esegue un test di lettura per un periodo di tempo prolungato. Tenere presente che le dimensioni del file di test e la velocità delle operazioni di I/O in MD/sec determineranno il tempo necessario per la memorizzazione nella cache del file. Il file deve essere letto PIÙ volte prima di essere memorizzato nella cache, in modo da poter mirare a leggere il file un equivalente di 5 volte dividendo le dimensioni del file per la velocità in MB/sec * 5.

Ad esempio, un file di test di 4 GB, letto a 40 MB/sec = 100 secondi * 5 = 500 secondi.

Per questo esempio, è necessario lasciare in esecuzione un test di LETTURA per almeno 8,5 minuti affinché l'equivalente di 5 operazioni di lettura venga eseguito sull'intero file. Questa volta viene chiamato "warm-up time" per la cache.

Dopo aver completato più di 8,5 minuti di warm-up, terminare il test delle prestazioni. In questo modo il file di destinazione del test di IOMeter rimarrà memorizzato nella cache, in quanto non vi sarà alcun processo per svuotare i dati da CacheCade poiché il file viene conservato dopo la chiusura dell'applicazione. Quindi riavviare la stessa applicazione delle prestazioni e selezionare le stesse unità di destinazione. Quando IOMeter inizia ora a leggere dal file, i dati saranno già nella cache (un cache hit) e le prestazioni dovrebbero essere simili a quelle di CacheCade in uno stato ottimizzato. 

Aspetti chiave:

quando si eseguono altri strumenti di misurazione delle prestazioni, è necessario seguire alcuni suggerimenti di configurazione. 

Per SSD e CacheCade:  

  • Block size: Per misurare gli IOPS, utilizzare una dimensione del blocco che corrisponda alla dimensione del settore del disco, in quanto si avrà il conteggio più elevato di transazioni efficienti. Questo valore deve essere 4kB. La selezione di block di dimensioni ridotte sarà inefficiente, poiché l'intero settore del disco 4K dovrà comunque essere letto/scritto; la selezione di un blocco di dimensioni maggiori non fornisce una misurazione valida degli IOPS. 
  • Profondità della coda: Fornire almeno 64 I/O in sospeso (noti anche come "QD"). Dimensionare la profondità della coda fino a 96, 128 e 256, eseguendo nuovamente il test ogni volta per vedere dove si eseguono le prestazioni.

Per SSD in particolare:

Test delle dimensioni del file: Scegliere una dimensione del file di test che sarà più grande della cache di primo livello. Su UN PERC H700 &H710 si tratta di 512 MB o 1 GB; su un PERC H710p questo è 1 GB. Dimensioni file ridotte consentiranno al controller di eseguire tutte le operazioni di I/O nella cache, fornendo un risultato non valido. 

Per CacheCade in particolare:

Cache warm-up: CacheCade memorizza nella cache solo le operazioni di lettura. Eseguire il warm-up della cache eseguendo lo stesso benchmark per creare un numero significativo di letture dal file di test prima di avviare un test completo delle prestazioni. Maggiore è il data set (file di test), maggiore è il livello di caldo. Alcuni strumenti di prestazioni come fio in Linux offrono un'opzione di rampa per consentire questo. 

Article Properties


Affected Product

Servers

Last Published Date

22 Feb 2022

Version

7

Article Type

How To