Обзор и тестирование Intel DC S3610: серверный SSD в десктопе. SAS и SSD диски для сервера: какие лучше
В этих накопителях 8 чипов по 32 ГБ, образуют суммарный объем в 256 ГБ, около 7% емкости выделено под Over-Provisioning, чистая квота одного накопителя выходит равной 240 ГБ. SandForce контроллер оказывает положительное влияние на прирост производительности в случае работы с компрессируемыми данными, а именно базами данных и зачастую удовлетворяет потребности в IOPS для 95% наших клиентов. В случае же некомпрессируемых данных или данных с большой энтропией, таких как видео, пользователи в основном используют его больше для раздачи контента, нежели для записи, а на чтение производительность не падает столь значительно, что также удовлетворяет потребности большинства пользователей, а если требуется обеспечить большую производительность на запись - достаточно увеличить Over-Provisioning. Как видно из графика, прирост производительности для данных с нулевой компрессией (энтропия 100%) при росте Over-Provisioning, максимальный:
Стоит отметить еще честность производителя, тесты очень консервативны. И зачастую реальные результаты оказывались выше гарантируемых на 10-15%.
А для тех, кто нуждается в большей емкости, мы приготовили спец. предложение:
Трафик можно увеличить, также, как и канал, апгрейды доступны по очень приятным ценам:
1 Gbps 150TB - +$99.00
1 Gbps Unmetered - +$231.00
2 Gbps Unmetered - +$491.00
Что же касается использования твердотельных накопителей в RAID-массивах, не будем повторятся об особенностях их использования в RAID, существует волшебная авторская статья , которую я рекомендую к прочтению и которая поможет сформировать полноценное понимание. В этой же статье расскажу немного о SSD-накопителях с интерфейсом PCI-Express, в котором уже используется встроенный RAID-контроллер. В случае задачи построения очень быстрого решения, скажем, для нагруженной биллинговой системы, такие накопители незаменимы, так как способны обеспечить сотню KIOPS на запись и более, а также, что очень важно, очень низкую латентность. Если латентность большинства твердотельных накопителей находится в пределах 65 микросекунд, что в 10-40 раз лучше показателей латентности жестких дисков, то у топовых SSD PCI-Express достигаются значения 25 микросекунд и менее, то есть практически скорость RAM. Конечно, за счет самого интерфейса PCI-Express идет снижение быстродействия, по сравнению с RAM, тем не менее, в скором времени ожидаются заметные улучшения в плане латентности.
Емкость накопителя с интерфейсом PCI-Express набирается «банками памяти», на плате уже имеется SandForce чип, а также аппаратный RAID-контроллер. То есть это уже зеркало со скоростью реакции 25 микросекунд со скоростью записи более 100 KIOPS, которое имеет очень высокую надежность. Эффективная емкость таких накопителей, как правило невелика и может составлять 100ГБ. Цена - также довольно внушительна (7000-14000 евро). Но в случае, как уже отмечалось, нагруженных биллинговых систем, совсем нагруженных баз данных, а также с целью быстрого формирования бухгалтерских отчетов 1С в крупных компаниях (скорость построения возрастает почти на 2 порядка, в 100 раз быстрее) - такие решения незаменимы.
Пока что мы можем предложить такие решения лишь в custom-built серверах при гарантии долгосрочной аренды, так как спрос довольно ограничен и далеко не каждый будет согласен платить столь внушительные деньги за производительность, к слову, не для каждого это и целесообразно. Возможно позднее, в отдельной публикации, мы рассмотрим подобные решения более обширно, если будет соответствующий интерес от бизнес-абонентов.
Теги:
- Over-Provisioning
- серверные SSD
- SSD cерверы в Нидерладнах
Как показывает практика общения с заказчиками, рассматривая вопрос об увеличении производительности сервера, большинство людей думает о замене процессора, расширении памяти или увеличении полезной пропускной способности систем ввода/вывода. К сожалению, при этом накопители либо вовсе не рассматриваются как основной фактор производительности, либо выбираются по остаточному принципу.
В данной статье я расскажу о том, что предопределяет выбор накопителей для сервера, и какой их тип будет подходящим для различных случаев. Основная причина написания: ощущение того, что заказчики, с которыми приходится общаться по долгу работы совершенно не заморачиваются с этим, а если и задумываются, то не более чем на интуитивном уровне. Эта статья - некая попытка суммировать имеющиеся факты путем опоры на некоторые внутренние корпоративные документы. Фактически она содержит обзор технологий, используемых в серверах Fujitsu PRIMERGY и других производителей.
Применяемые в сервере накопители определяют, насколько хорошо сервер может «обслужить» соответствующее приложение или сеть. К числу предъявляемых к ним требований относят не только скорость и производительность, но и надежность, низкие задержки, низкое энергопотребление, кроме того они должны легко адаптироваться к различным приложениям клиента.
Функция жесткого диска в сервере
Не секрет, что функция жесткого диска в сервере отличается от функций дисков, используемых в настольных ПК, ноутбуках и других компьютерах, и определяется, и определяется, главным образом, задачей сервера, который в свою очередь интегрируется в некоторую сеть. Соответственно жесткие диски в серверах должны выдерживать большую нагрузку и обслуживать больше пользователей, чем в стандартных ПК. Требование передачи данных пользователю или устройству может быть выдано в любое время и должно быть обработано с минимальными задержками, насколько это возможно. Это означает, что жесткий диск в сервере должен быть функциональным и активным в любой момент времени, тогда как жесткий диск обычного настольного ПК может быть переведен в режим «ожидания», когда оперативный доступ не требуется. И это не просто «один» жесткий диск: серверы никогда не комплектуются только одним накопителем (HDD или SSD), как минимум это два диска, которые установлены в RAID массив в целях обеспечения большей производительности и надежности.
Типичные области применения серверов и их требования
Три основных фактора, влияющие на выбор жестких дисков, следующие:
■ приложения, установленные в системе,
■ хранимые на них данные,
■ значимость приложений и данных для компании
С технической точки зрения, акцент может быть сделан на производительность накопителя, имеющую три основных элемента:
- Скорость. Решающим в этом смысле является параметр количества IOPS (операций ввода/вывода в секунду), которые жесткий диск может обрабатывать, а также количество исходных данных (полезная информация без заголовков), передаваемых в течение определенного периода времени.
- Задержки, то есть время, которое проходит между запросом данных и моментом, когда данные достигают пользователей.
- Надежность – продолжительность жизни носителя информации может стать решающим фактором, если данные должны быть сохранены в течение длительного периода времени
Можно выделить следующие типичные сценарии использования серверов:
Почтовые серверы - отвечают за все виды связи, которые включают в себя почтовый трафик и другие виды сообщений. Почтовые серверы как раз и являются «серверами жестких дисков», а уровень загрузки процессора для них не является столь значительным. Именно здесь требуются надежные жесткие диски. Скорость обращения является необходимым условием, но не столь значительным, за исключением очень объемных почтовых баз данных, где низкие задержки имеют очень большое значение.
Серверы приложений , основная задача которых - выполнение программ пользователей. Это может быть как несколько человек из отдела продаж, так и несколько миллионов пользователей сети Интернет. Этот сценарий требует самых быстрых и надежных накопителей.
Серверы хранения данных используются для хранения различных файлов и, как правило, содержат не только свои собственные жесткие диски, но также связаны с внешними дисковыми массивами. Одним из главных приоритетов для них является надежность. Данные хранящиеся на этих серверах могут иметь важное значение для компании в ее производстве или других бизнес-процессах. Серверы хранения данных, как правило, связаны с устройствами для резервного копирования, например, с ленточными библиотеками, устройством записи на оптические носители или онлайн-сервисами хранения. Этим обеспечивается различная оперативность доступа к информации от быстрого «онлайн», до медленного к данным в архивах. Это не означает, что архивная информация не так важна, просто она не требуется так часто, и, следовательно, ее не нужно хранить на очень быстрых дисках. Однако если доступ к архивным данным становится регулярным, то, возможно, компании потребуются более быстрые диски или комбинация надежных и быстрых дисков.
Серверы баз данных – пожалуй, самый популярный сценарий использования серверов, которые являются хранилищами баз данных, доступных через локальную сеть или Интернет. Кроме того, серверы баз данных могут быть подключены к специальным серверам приложений. Серверы баз данных должны одновременно обрабатывать многочисленные параллельные запросы от различных пользователей, это делает важными требования к накопителям по низкой задержке и высокой надежности.
Потоковые серверы обеспечивают мультимедийными данными сотрудников компании или ее клиентов. Пользователи могут получать доступ к таким данным как в течении ограниченного периода времени, так и иметь круглосуточный доступ (если системы доступны через Интернет). Этот сценарий однозначно требует быстрые диски: чтобы большие файлы были всегда доступны, серверы должны иметь необходимые скорость и производительность.
Серверы для виртуализации – это самое растущее направление использования серверов. Если пять лет назад приходилось доказывать, что за такой технологией будущее, то сейчас все сводится только к правильному сайзингу. Поставить гипервизор и запустить несколько виртуальных машин становится обыденным сценарием. Серверы в данном случае играют важную роль – фактически они являются серверами приложений, но из-за того, что на них запущенно несколько приложений и операционных систем, требования к дисковой подсистеме еще выше. Так, например, многие производители ПО для виртуализации выдвигают особые требования к типу дисков.
Конечно же, такое разделение на сценарии является довольно условным, и многие организации применяют на серверах комбинированную схему. В этой ситуации для каждого сценария в зависимости от его требований к дисковой подсистеме рекомендуется выделять отдельную группу дисков.
Технические детали
Как говорилось ранее, не все диски, предназначенные для обычных ПК или ноутбуков, могут использоваться в серверах, т.к. к ним предъявляются особые требования. Различия серверных дисков могут заключаться в типе интерфейсов, емкости и используемых внутренних компонентов. Это и определяет производительность, надежность и энергоэффективность серверов.
HDD и SSD
В серверах уже давно используются жесткие диски (HDD), но сейчас все большее число производителей, включая Fujitsu, используют твердотельные накопители (SSD). Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки.С самого начала жесткие диски состояли из нескольких дисков («блинов») снабженных магнитным слоем, механизм считывания/записи обращается к данным на каждом таком диске («блине»). На текущий момент в зависимости от размера и типа жесткого диска на нем можно сохранить до 4 ТБ данных. Этот классический тип хранения данных обеспечивает удовлетворительную степень надежности, а его производительность зависит от различных факторов (число оборотов, интерфейса, кэша), о которых мы поговорим позже.
Относительно новые твердотельные накопители созданы на основе флэш-памяти, практически той же, что и используемой в картах SD или энергонезависимой памяти в мобильных устройствах. Существуют два основных различия между SSD и картами SD. В SD картах используется другой тип контроллера и они рассматриваются операционной системой в качестве сменного накопителя, а самое главное отличие состоит в надежности. SD-карты подходят только для краткосрочного обмена данными, в то время как твердотельные накопители имеют гораздо большую надежность и подходят для долгосрочного хранения данных.
Уровень пропускной способности SSD намного больше, чем у HDD, но их эффективность в значительной степени зависит от вида доступа. Прямое сравнение жестких дисков и твердотельных накопителей в тестах имеют неоднозначные результаты. Традиционные тесты производительности HDD обычно нацелены на те области применения, где есть трудности именно у жестких дисков: задержки, связанные с вращением, и время поиска. SSD не имеют этих проблем, и можно говорить, что твердотельные накопители предлагают гораздо более высокую производительность, чем жесткие диски в большинстве сценариев использования. Если раньше SSD имели очень короткую продолжительность жизни, то в последние годы она постоянно увеличивается. Сейчас можно с уверенностью говорить, что твердотельные накопители поставляемые Fujitsu идеально подходят для долгосрочного использования в серверах.
Интерфейсы
Из многочисленных интерфейсов, доступных на рынке, только три типа имеют большое значение для серверов.SATA (Serial Advanced Technology Attachment) наследник параллельных ATA (PATA) систем. Современные SATA-накопители стандартизированы на работу со скоростью 600 MБ/с, что дает пропускную способность 6 Гб/с на жесткий диск. SATA идеальны по соотношению цена/качество, и надежны по чтению/записи.
SAS (аббревиатура от «Serial Attached SCSI»). Это термин отсылает нас к SCSI – основе современных серверных интерфейсов (Small Computer System Interface). SAS использует ту же последовательность команд, как и SCSI, будучи адаптированным к быстрому последовательному соединению. Этот интерфейс предлагает пропускную способность до 12 Гб/с и пропускную способностью 1200 МБ/с на диск. Таким образом, он обеспечивает преимущество в более стабильном и быстром протоколе с более высокой скоростью, улучшенным сопротивлением помехам и возможностью двухпортовых подключений носителей для работы в кластере. Использование SAS всегда необходимо, когда акцент делается на высокую пропускную способность и высоким уровнем надежности.
PCIe-SSD
подключаются не через обычные SATA или SAS контроллеры, а непосредственно к шине PCIe на сервере системы. Это превышает скорость передачи данных SAS/SATA интерфейсов. PCIe-SSD накопители, перелагаемые Fujitsu, позволяют достичь скорости 1,5 ГБ/с. Однако, из-за того, что PCIe твердотельные накопители подключаются непосредственно к системной шине, они не могут быть загрузочными (подробнее о PCIe SSDs ioDrive2 и их производительности рекомендую почитать вот ).
В ряде объявленных на прошлой неделе моделей серверов Fujitsu PRIMERGY поколения S8 есть также поддержка PCIe SSD формата 2.5”, то есть там есть возможность установить специальный PCIe бэкплейн в корзины для жестких дисков, обеспечив подключение напрямую в шину PCIe дисков SSD стандартного формата 2.5”, стоящих в привычных дисковых корзинах.
Также напомню тот факт, что SAS является «обратно совместимым» с SATA, т.е. SATA и SAS диски могут быть подключены к SAS контроллеру. Тем не менее, это не работает в обратном направлении – SAS диски не могут быть подключены к адаптерам SATA хоста.
Формфактор (Size)
Формфактор дисков, установленных в сервер, определяет емкость его системы хранения и одновременно его энергоэффективность. В настоящее время в серверах доступны и актуальны только два размера дисков: 3.5«и 2.5».
3.5" является наиболее широко используемым размером. Они позволяют разместить максимальное количество данных – 4 ТБ. 3.5"-ые жесткие диски, как правило, рекомендуются для решений с высокими требованиями по объему хранения. Но при этом они потребляют больше энергии, чем меньшие 2,5"-диски, а также в данном формфакторе не доступны накопители SSD. Основная особенность 3.5" жестких дисков - это высокая емкость при более выгодной цене. Можно сказать, что диски 3,5” предлагают лучшие цены за ГБ.
2.5" частый размер HDD и SSD. Хотя эти диски всего на один дюйм меньше в размере, они используют гораздо меньше энергии, чем их братья размером 3,5". В настоящее время максимальный объем такого диска составляет 2ТБ. По сравнению с их более крупными спутниками, 2,5" жесткие диски не только экономичны, но и предлагают лучшие скорости «чтения/записи», когда работают в сети из нескольких носителей. Таким образом, они идеально подходят для использования в системах с низким энергопотреблением или для систем с необходимой максимальной производительностью.
Внутренние компоненты
Теперь взглянем на различия жёстких дисков с точки зрения внутренних компонентов.
Данные в HDD сохраняются на «диски» - на стеклянные или алюминиевые диски со слоем намагничивающегося материала (двуокись хрома). Чем выше плотность этих «дисков» и чем больше таких дисков содержится в одном HDD, тем выше его мощность. Все диски вращаются с определенной скоростью, которая определяет его пропускную способность, время доступа, а также его энергопотребление. Серверы с высокими требованиями к производительности, как правило, оснащены жесткими дисками со скоростью вращения 7200, 10 000 или 15 000 оборотов в минуту. Более быстрые диски не только потребляют больше энергии, но и требует улучшенные механизмы охлаждения. Другая проблема обусловлена вибрациями. Когда диски в корпусе вращаются с различной скоростью, они могут нарушить работу друг друга, находясь в различных циклах записи. Все диски, которые работают в одном месте, должны иметь одинаковую скорость вращения (т.е. и тот же интерфейс). Если диски с различными скоростями или интерфейсами объединяются в сервер с различными областями применения (см. таблицу в конце), они должны всегда быть размещены в различных местах шасси.
Твердотельные накопители не имеют подвижных частей, а данные хранятся в ячейках флэш-памяти. Испытания, проведенные Fujitsu выявили, что производительность ввода/вывода SSD улучшена в 100 раз по сравнению с жестким диском. И в то же время они используют только одну пятую часть от мощности потребления HDD, поскольку не имеют необходимости в электродвигателе. Благодаря отсутствию подвижных частей данные накопители не подвержены механическому износу и не чувствительны к температуре и вибрации. Однако одним из недостатков SSD-накопителей является их ограниченный срок службы. Если срок службы жестких дисков ограничен из-за их механического износа, то у SSD износ происходит из-за электрического эффекта. Суть которого в том, что количество операций записи на флеш-памяти имеет ограничение от 3000 до 100000 в зависимости от ее качества. При достижении этих значений, чтение информации будет не надежной. Этот быстрый износ SSD создавал проблемы в самом начале их появления. Для борьбы с неравномерным износом применяются схемы балансирования путем сохранения информации о том, сколько раз, какие блоки перезаписывались и периодического изменения последовательности записи. Эта распределённая процедура на уровне контроллера приводит к увеличению продолжительности жизни SSD до сроков аналогичных или даже превышающих сроки жизни обычных жестких дисков.
Объем (Емкость, Capacity)
Главным параметром каждого накопителя (HDD или SSD) является его емкость. Как отмечалось ранее, 3.5" жесткие диски могут хранить до 4 ТБ, а 2,5" жесткие диски сейчас доступны с максимальной емкостью 2 ТБ, ну а твердотельные накопители доступны до 600 ГБ. Не всегда целесообразно выбирать накопители максимального объема для, чтобы получить определенную емкость. Жесткий диск не должен быть установлен в сервере в единственном числе, а должен всегда быть объединен в группы из двух (как минимум), чтобы обеспечить надежную работу. Если, например, планируется оснастить сервер дисковым пространством общей сложности 2 ТБ, то намного лучше купить четыре диска объемом 1 ТБ, а затем сконфигурировать их в RAID-массив. Так, чтобы любой сбой в одном из дисков не приводил к потере данных. Это одна из причин, почему емкость серверных жестких дисков, как правило, ниже, чем у их настольных собратьев.
Факторы качества
При выборе правильных дисков для сервера обязательно нужно принимать во внимание следующие важные параметры:
- Оценка срока службы жесткого диска. Производители жестких дисков используют для его оценки параметр, известный как MTBF. Эта аббревиатура расшифровывается как «среднее время наработки на отказ» (среднее количество рабочих часов между простоями) и говорит о времени после которого жесткий диск вероятно выйдет из строя. MTBF измеряется в часах, и это значение всегда вполне велико. Тем не менее, это всего лишь расчетное значение, и оно не гарантирует того, что диск не выйдет из строя до того как это время будет достигнуто.
- Помимо физической емкости и значения эксплуатационных показателей, необходимо также отметить, что работа у большинства дисков в сервере должна осуществляться непрерывно или точнее: диски должны быть в состоянии работать непрерывно без каких-либо перерывов. Fujitsu предлагает для своих серверов только диски, которые удовлетворяют этим условиям. В тоже время MTBF для жестких дисков настольных устройств указывается, исходя из 8-ми часового рабочего дня. SSD, которые в настоящее время продаются Fujitsu, всегда покрываются гарантийным сроком на всю серверную систему. Еще одним интересным параметром является DWPD (количество перезаписей накопителя в день), который можно рассматривать, чтобы оценить продолжительность срока службы твердотельных накопителей. SSD, предлагаемые Fujitsu на основе технологии MLC (многоуровневые ячейки), имеют значение 10 DWPD в течение пяти лет. Более высокими характеристиками в размере 50 DWPD в течение пяти лет определяются твердотельные накопители с технологией SLC (одноуровневые ячейки). Тенденция последних разработок в флэш-технологии – движение в сторону более рентабельной технологии MLC.
- Еще одной особенностью SSD является их ограниченные возможности хранения данных в выключенном состоянии. Если SSD удаляется с сервера, и, например, кладется в шкаф как резервная копия, то информация, хранящаяся на нем останется доступной в лучшем случае в течение десяти лет. При этом различные факторы (тип флеш-технологии SLC/MLC, предыдущая интенсивность использования или температура окружающей среды) сокращает срок хранения. Определено, что минимальный срок хранения в связи с соответствующими прогнозами продолжительности жизни составляет шесть месяцев для SLC SSD и три месяца для MLC SSD.
Чтобы убедиться в том, что все HDD и SSD соответствуют этим требованиям, они должны быть подвергнуты строгому тестированию и сертифицированы соответствующим образом. Это относится ко всем накопителям, установленным Fujitsu в свои серверы PRIMERGY.
Классификация жестких дисков
Для того чтобы суммировать все эти аспекты и упростить выбор клиентам, Fujitsu определяет несколько классов для жестких дисков:
Economic (ECO) . Диски в этом классе имеют низкую цену за единицу. Уровень производительности и надежности этих дисков определяет их предназначение для систем начального уровня. Они должны использоваться в некритических областях с низким трафиком ввода/вывода и умеренными требованиями к скорости. Высокие нагрузки могут привести к ухудшению их надежности. ECO диски работают со скоростью 5400 или 7200 оборотов в минуту и имеют интерфейс SATA.
Business Critical (BC) или Nearline . Диски в этом классе предлагают высокую емкость с минимальной стоимостью за 1 ГБ. Они предназначены для обеспечения хорошей производительности и подходящей надежности. В зависимости от реализации сервера, «BC-диски» могут быть оснащены SAS или SATA интерфейсами и имеют скорость 7200 оборотов в минуту.
Enterprise (EP) . Диски этого класса обеспечивают максимальную производительность и надежность. Они разработаны, чтобы справиться с максимальной рабочей нагрузкой. Этот класс использует интерфейс SAS и имеет скорость вращения 10000 и 15000 оборотов в минуту.
SSD Enterprise Performance / Mainstream . Эти накопители предлагают наилучшую производительность и срок службы в сегменте SSD и, таким образом, идеально подходят для использования в системах с высокими требованиями в отношении «цена /пропускная способность ввода/вывода». Enterprise Performance SSD (SLC или MLC технологии) предлагают лучшую производительность ввода/вывода с помощью SAS интерфейса. В противоположность этому Enterprise Mainstream SDD (MLC технологии) имеют интерфейс SATA и являются более доступными по цене.
Выбор конфигурации
Теперь попробуем свести все выше сказанное в таблицу:
«А можно купить ваш сервер, а диски к нему отдельно?», «А почему вы не продаете отдельно салазки?», «Мы купили ваш сервер, а наши диски в нем не работают!» и т.п. Приятно, что с каждым годом таких вопросов все меньше и меньше. Приятно, что наше сознание постепенно поворачивается от «Да я сам все соберу!» к «Нужно брать законченное и протестированное устройство». Мы все помним, как наши отцы ремонтировали свои «жигули» покупая запчасти «где получится». Понятие «сам соберу», «сам сделаю» в нашем мозге сидит с молоком матери. С приходом к нам мировых автомобильных производителей мы начали привыкать покупать автомобили, которые не надо дорабатывать. Привыкаем обслуживать и модернизировать их в специализированных сервисах. Так и с серверами.
Вы можете спросить, почему вы не можете использовать с серверами Fujitsu диски, которые продаются в компьютерных магазинах и на радиорынках. Ведь в первом приближении они ничем не отличаются от тех жестких дисков и твердотельных накопителей, что идут в комплекте с сервером Fujitsu. Они ведь так похожи друг на друга. Ответ на этот вопрос простой: безопасность ваших данных. Именно это и должно быть решающим фактором, определяемым невидимыми различиями.
Основные отличия, действительно, не видны с первого взгляда, т.к. самым важным является то, что все новые диски для серверов Fujitsu тестируются в мельчайших подробностях и, соответственно, будут проверены и адаптированы к серверам PRIMERGY.
Первый шаг заключается в адаптации микрокода (Firmware) жесткого диска совместно с его производителем к требованиям серверов PRIMERGY. Это включает в себя настройку основных параметров и заливку прошивки, которая была специально разработана для Fujitsu. К примеру: все проблемы в прошивке, которые определяются в ходе предварительных испытаний, исправляются и интегрируются в новую модифицированную прошивку, и, соответственно, диски из одной партии будут содержать одинаковые прошивки.
Вторым шагом является то, что диски проходят входные испытания на стендах Fujitsu. Эти испытания различны: удары, вибрация и температурные тесты. Задача этих испытаний заключается в том, чтобы обнаружить любые слабые места. Также в тестовом центре симулируется долгосрочная эксплуатация носителей информации. Еще проводятся тесты на заявленные и требуемые скорости чтения и записи данных. После того как диски проходят испытания на стендах, они проверяются в реальных системах и сертифицируются.
Как только диски успешно проходят сертификацию, они подвергаются дополнительным входным испытаниям (случайные тесты по методу AQL). Этому тесту подвергаются 100% от доставленных носителей. Если неисправностей не возникает во время первого испытания, то доля проходящих тестирование продуктов из партии снижается до 10%. Если ошибки начинают происходить в течение последующих испытаний, то доля для испытаний повышается.
И даже после того, как диски поставляются на конвейер, Fujitsu продолжает выявлять причины и частоты ошибок на основании отчетов службы Fujitsu Services. Проблемы, выявленные на данной стадии, позволяют их скорректировать путем корректировки прошивок.
Если вы решите увеличить объем дисковой подсистемы через несколько лет после покупки, то вы сможете получить полностью совместимые HDD и SSD в течении как минимум трех лет. И эти диски будут также протестированы и сертифицированы для вашей системы, как и ранее выпущенные.
Вместо заключения
Правильный выбор накопителей для серверов является довольно сложной задачей. В этой статье, не смотря на ее объем, я смог осветить это только довольно поверхностно. Если вы решите приобрести сервер PRIMERGY производства компании Fujitsu, то вы всегда сможете получить квалифицированную консультацию и помощь в сайзинге у наших авторизованных партнеров.
Вопрос производительности 1С в файловом режиме стоит довольно остро, особенно перед небольшими фирмами, которые не могут позволить себе существенных вложений в оборудование. Тем не менее "аппетиты" приложения от релиза к релизу только растут и задача повышения быстродействия при умеренных затратах бюджета становится все актуальнее. В этом случае неплохим решением будет приобретение и размещение баз на SSD.
Один из наших клиентов, небольшая фирма по бухгалтерскому обслуживанию, начал жаловаться на медленную работу 1С:Предприятие. Собственно и так не очень быстрая работа приложения стала совсем тоскливой после перехода с Бухгалтерии 2.0 на Бухгалтерию 3.0.
В наличие имелся простой терминальный сервер на Core i3 2120, 8 Гб RAM, с дисковым массивом RAID 1 из двух Western Digital RE4, который обслуживал от трех до шести пользователей, каждый из которых работал с двумя - тремя базами одновременно.
Анализ производительности сразу выявил узкое место - дисковая подсистема (скриншот сделан уже после установки SSD, поэтому к RAID массиву относятся логические диски C: и E:).
Несложные расчеты показали, что запуск даже одной информационной базы практически полностью использует производительность массива, около 150 IOPS при текущем соотношении чтение/запись - фактический предел для зеркала из двух не самых быстрых дисков. На что косвенно указывает и размер очереди.
Одновременный запуск нескольких баз в начале рабочего дня приводил к существенному замедлению работы сервера и снижал отзывчивость системы. Также наблюдадлась неприятная задумчивость при работе с журналами, при формировании отчетов и т.п.
Тест производительности массива также показал невысокий результат, по сегодняшним меркам более подходящий портативным дискам.
Стало ясно - требуется модернизация дисковой подсистемы. Даже по предварительным прикидкам, создание производительного массива на основе массовых HDD упиралось как в доступный бюджет, так и в физические возможности железа, которое просто не имело необходимого количества SATA-портов и дисковых корзин в корпусе. Поэтому было принято решение о приобретении SSD.
Так как высоких дисковых нагрузок не предусматривалось, то выбор производился в первую очередь из соображений цены. Скоростные характеристики также отходили на второй план, так как узким местом становился интерфейс SATA-II. В итоге был приобретен 128Gb Corsair Neutron LAMD , который будучи установленным в сервер показал следующие скоростные характеристики:
Как видим, операции последовательного доступа ожидаемо уперлись в пропускную способность интерфейса, но в нашем случае это имеет второстепенное значение. Основное внимание следует обратить на операции случайного доступа, которые на порядок превосходят аналогичные показатели традиционных HDD.
Следующий вопрос, который нужно решить: это создать ли "зеркало" из SSD и пожертвовать TRIM ради отказоустойчивости или оставить одиночный диск, выбрав скорость вместо отказоустойчивости. Следует отметить, что современные SSD кроме команды TRIM используют собственные технологии борьбы с деградацией, такие как сбор мусора, что позволяет довольно эффективно работать даже на системах без TRIM. Используемый в данной серии SSD контроллер LAMD (Link_A_Media Devices) как раз таки отличается весьма эффективными технологиями сбора мусора, на уровне накопителей корпоративного уровня, что в общем неудивительно, так как его разработчики давно работают в enterprise-сегменте.
Так как объем ежедневно вводимых документов невелик, то мы ограничились единственным SSD при обязательных ежедневных бекапах. Косвенно эффект от применения твердотельного диска можно оценить по монитору производительности:
Количество операций ввода-вывода существенно выросло, как и скорость обмена с диском, при этом длина очереди не превышает единицы. Это очень неплохие показатели, осталось проверить насколько наши действия ускорили работу непосредственно с 1С:Предприятие.
Для этого мы провели небольшое экспресс-тестирование в ходе которого измеряли время загрузки информационной базы и время группового перепроведения комплекта документов за определенный период времени. В ходе тестирования применялась конфигурация 1С:Бухгалтерия 3.0.27.7 на платформе 8.3.3.721 .
Также в ходе анализа производительности мы обратили внимание на тот факт, что в своей работе 1С:Предприятие активно использует временные папки, которые в нашем случае были расположены на жестком диске. Поэтому в целях достижения максимальной производительности их стоит также перенести на SSD, однако для любителей экономить ресурс твердотельных дисков мы включили в тест оба варианта: когда базы расположенны на SSD, а временная папка на HDD и когда для работы приложения полностью используется SSD.
Как видим, перенос информационных баз на SSD сразу уменьшил время их загрузки более чем вдвое, а перепроведение ускорилось приблизительно на 30%. При этом полностью сняласть проблема с падением производительности при совместной работе.
Перенос на SSD временных папок позволяет сократить время загрузки более чем втрое и приблизительно в два раза ускорить проведение документов. Здесь есть над чем подумать даже убежденным приверженцам экономии ресурсов диска. Наше мнение по данному вопросу следующее, если вы купили SSD - то следует использовать его по полной программе.
Сделаем небольшое отступление. Используемый нами диск Corsair Neutron имеет ресурс 2-3K циклов стирания/записи . Несложные расчеты показывают, что если ежедневно полностью перезаписывать всю емкость диска, то для исчерпания ресурса потребуется 5-8 лет. Кроме того статистика показвает, что основная причина выхода из строя SSD в течении гарантийного срока не связана с исчерпанием ресурса, а представляет собой производственный брак или ошибки в прошивке.
В заключение хочется сказать, что применение SSD на сегодняшний день пожалуй единственный эффективный способ существенно повысить производительность 1С:Предприятие в файловом режиме. И, что особенно важно, доступный по цене даже для небольших предприятий.
В последние месяцы и даже, пожалуй, годы весь прогресс на рынке потребительских твердотельных накопителей крутится вокруг таких характеристик, как производительность и цена за гигабайт. Новые модели по сравнению со своими предшественниками постоянно улучшают соотношение между этими параметрами, и именно это делает SSD всё более желанной и распространённой технологией. Тем не менее у твердотельных накопителей существует и ещё одна важная характеристика - надёжность. Особенности NAND-памяти таковы, что она допускает лишь конечное число циклов перепрограммирования, и потому жизненный цикл любого современного SSD рано или поздно заканчивается. Однако это мало кого настораживает, так как ресурс, заложенный в любые современные потребительские накопители, вполне достаточен для того, чтобы при их обычной работе в составе персонального компьютера проблемы не возникали бы как минимум в течение нескольких лет. Поэтому фактор заложенного запаса надёжности для потребительских моделей флеш-накопителей отошёл на второй план и не принимается большинством покупателей так же близко к сердцу, как быстродействие и стоимость.
Но на самом деле так думают далеко не все. И дело тут даже не в том, что при опредёленных условиях ресурс SSD расходуется значительно быстрее. Даже если не брать в рассмотрение нужды серверного рынка, нельзя не считаться с существованием достаточно заметной группы обладателей обычных персональных компьютеров, которые относятся к сохранности собственных данных слишком ревностно, чтобы беззаветно доверять обычным моделям SSD. Ну действительно, разве может внушать какое-то доверие твердотельный накопитель, построенный на базе 16- или 19-нм MLC или TLC NAND с выносливостью на уровне тысячи-другой циклов перезаписи? И совершенно закономерно, что пользователи, рассуждающие таким образом, отдают предпочтение более надёжным моделям SSD, а производительность и цена для них отходят на второй план. В частности, раньше они предпочитали флеш-накопители на базе SLC-памяти, которая имеет на порядки более высокую износостойкость, но сегодня подобных решений на рынке уже не осталось. Какие же есть актуальные альтернативы?
Казалось бы, неплохой вариант для параноиков недавно придумала компания Samsung, которая начала поставки накопителей, основывающихся на трёхмерной V-NAND — эта память производится по сравнительно крупному техпроцессу с 40-нм нормами, что позволяло надеяться на её хорошую износостойкость. Однако ожидания оказались сильно завышенными. В конечном итоге для таких SSD производитель стал гарантировать выносливость лишь на уровне полутора сотен терабайт записей, а практические эксперименты показали, что даже флагманский V-NAND-накопитель Samsung 850 Pro , для которого изначально подразумевался почти бесконечный ресурс, на деле выдерживает всего лишь от одного до нескольких петабайтов перезаписи данных, что по сути мало отличается от того, какой объём информации можно записать на другие SSD потребительского класса. И это, к сожалению, означает, что среди привычных твердотельных накопителей искать высоконадёжные модели бессмысленно.
Тем не менее задача поиска подобных SSD совсем не тупиковая. Просто фокус следует сместить с обычных потребительских решений на специализированные серверные. Дело в том, что серверные SSD изначально предназначены для работы в средах, которым свойственны высокие нагрузки, и поэтому в них зачастую устанавливается не ординарная MLC NAND, а специализированная eMLC-память с увеличенной стойкостью к износу. Ресурс такой памяти в несколько раз выше, и основанные на ней модели накопителей обещают как минимум на порядок более высокую выносливость, чем привычные потребительские SSD. Дополнительным бонусом серверных SSD выступает наличие в них комплекса технологий, повышающих отказоустойчивость, например при сбоях питания. А если к этому прибавить тот факт, что многие серверные накопители имеют стандартный SATA-интерфейс и выпускаются в привычном 2,5-дюймовом форм-факторе, то получается, что они могут прекрасно подойти и тем пользователям персональных компьютеров, которые предъявляют к ресурсу SSD и надёжности хранения на них данных самые высокие требования.
Конечно, при этом нельзя не учитывать, что продукты на базе eMLC NAND обычно существенно дороже потребительских моделей. Однако не так давно компания Intel предложила базирующийся на такой памяти серверный накопитель Intel DC S3610, который обладает достаточно демократичной стоимостью на уровне чуть меньше $1 за гигабайт. Конечно, это всё равно где-то вдвое больше, чем обычно просят за SSD потребительского уровня, тем не менее для многих это может оказаться вполне приемлемой платой за принципиально более высокий уровень надёжности. Учитывая сказанное, мы решили протестировать Intel DC S3610 по нашей «десктопной» методике и установить, насколько этот SSD, на самом деле ориентированный на использование в дата-центрах, может подойти для обычных персональных систем.
⇡ Технические характеристики
До недавних пор в ассортименте у Intel имелся один-единственный SATA-накопитель, основанный на износостойкой eMLC-памяти, - ориентированный на использование в дата-центрах Intel DC S3700. Однако с внедрением для производства такой памяти более современного техпроцесса с 20-нм нормами Intel изыскала возможности для расширения ассортимента серверных SSD с увеличенным ресурсом, и вместо этой модели появилось две новых - DC S3710 и DC S3610. Первая модель является прямой наследницей DC S3700, вторая же претендует на то, чтобы занять промежуточное положение между дорогим DC S3710 и бюджетным (по меркам рынка серверных SSD) DC S3510, в основе которого лежит обычная MLC NAND, выпускаемая по 16-нм технологии. Тем не менее в DC S3610, как и в старшем собрате, используется производимая самой Intel полноценная eMLC-память, в результате чего эта модель получила очень привлекательное сочетание выносливости и цены.
Впрочем, не стоит излишне возвеличивать достоинства eMLC и считать её решением всех проблем с ограниченностью ресурса SSD. Современные кристаллы eMLC могут переносить порядка 10-20 тысяч перезаписей, что, конечно, значительно больше возможностей обычной MLC (и уж тем более TLC), но до ресурса SLC-ячеек серьёзно не дотягивает. Объясняется это просто - eMLC представляет собой разновидность MLC-памяти, а её повышенная надёжность обеспечивается более тщательным подходом к производству и применением специальных методов программирования.
Если говорить конкретно о той eMLC-памяти, которая устанавливается в интеловские SSD и у которой есть собственное маркетинговое название HET (High Endurance Technology) MLC NAND, то следует подчеркнуть, что она имеет точно такую же архитектуру и производится по тому же самому технологическому процессу, что и обычная MLC NAND. Высокий же ресурс достигается банальным отбором наиболее удачных кристаллов. Причём тест на качество устройства NAND в процессе производства проходят дважды - как при сходе с конвейера цельных полупроводниковых пластин, так и после их резки и упаковки в микросхемы. Однако износостойкость HET MLC-памяти обеспечивается не только этим. Интеловские контроллеры при программировании таких чипов используют и несколько видоизменённый алгоритм, основная идея которого заключается в более точной дифференциации уровней заряда на плавающих затворах ячеек.
Такое упреждающее исключение граничных состояний, которые при чтении могут неверно трактоваться контроллером, вносит немалый вклад в увеличение отказоустойчивости HET MLC. Однако оно имеет и обратную сторону - время программирования ячеек увеличивается. К сожалению, запись в HET MLC требует примерно вдвое больше времени, чем у обычной MLC-памяти, поэтому высоконадёжные накопители в общем случае не могут иметь столь же высокую производительность, как и их потребительские собратья. В результате заявляемые для Intel DC S3610 спецификации в части быстродействия производят не самое радужное впечатление.
| Производитель | Intel | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Серия | DC S3610 | |||||
| Модельный номер | SSDSC2BX200G4 | SSDSC2BX400G4 | SSDSC2BX480G4 | SSDSC2BX800G4 | SSDSC2BX012T4 | SSDSC2BX016T4 |
| Форм-фактор | 2,5 дюйма | |||||
| Интерфейс | SATA 6 Гбит/с | |||||
| Ёмкость | 200 Гбайт | 400 Гбайт | 480 Гбайт | 800 Гбайт | 1,2 Тбайт | 1,6 Тбайт |
| Конфигурация | ||||||
| Микросхемы памяти: тип, интерфейс, техпроцесс, производитель | Intel 128-Гбит 20-нм High Endurance Technology (HET) MLC | |||||
| Микросхемы памяти: число / количество NAND-устройств в чипе | Н/д | Н/д | 14/2 + 2/4 | Н/д | Н/д | Н/д |
| Контроллер | Intel PC29AS21CB0 | |||||
| Буфер: тип, объем | Н/д | Н/д | DDR3-1600, 1024 Мбайт | Н/д | Н/д | Н/д |
| Производительность | ||||||
| Макс. устойчивая скорость последовательного чтения | 550 Мбайт/с | 550 Мбайт/с | 550 Мбайт/с | 550 Мбайт/с | 550 Мбайт/с | 550 Мбайт/с |
| Макс. устойчивая скорость последовательной записи | 230 Мбайт/с | 400 Мбайт/с | 450 Мбайт/с | 520 Мбайт/с | 500 Мбайт/с | 500 Мбайт/с |
| Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт) | 84000 IOPS | 84000 IOPS | 84000 IOPS | 84000 IOPS | 84000 IOPS | 84000 IOPS |
| Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт) | 12000 IOPS | 25000 IOPS | 28000 IOPS | 28000 IOPS | 28000 IOPS | 27000 IOPS |
| Физические характеристики | ||||||
| Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись | 0,54 Вт/3,3 Вт | 0,57 Вт/4 ,7Вт | 0,57 Вт/5,3 Вт | 0,61 Вт/6,3 Вт | 0,63 Вт/6,4 Вт | 0,62 Вт/6,8 Вт |
| MTBF (среднее время наработки на отказ) | 2,0 млн ч | |||||
| Ресурс записи | 1,1 Пбайт | 3,0 Пбайт | 3,7 Пбайт | 5,3 Пбайт | 8,6 Пбайт | 10,7 Пбайт |
| Габаритные размеры: Д×В×Г | 100,45 × 69,85 × 7 мм | |||||
| Масса | 94 г | |||||
| Гарантийный срок | 5 лет | |||||
| Рекомендованная цена | $189 | $384 | $459 | $764 | $1144 | $1524 |
Тем не менее Intel DC S3610 остаётся достаточно производительным накопителем и по меркам настольных систем. Фактически, невысокая скорость заявлена лишь для операций случайной записи, а во всех остальных случаях этот SSD должен на равных конкурировать с обычными потребительскими накопителями. Немалый вклад в это вносит новый фирменный контроллер SATA 6 Гбит/с, который отличается от контроллера, применявшегося в прошлых SSD этого производителя (Intel DC S3700, DC S3500 и 730). К сожалению, Intel не раскрывает технических подробностей относительно изменений в обновлённой версии процессора, но как минимум известно, что он получил более высокую рабочую частоту и возросшие размеры внутренних буферов, что позволило довести максимальную ёмкость основанных на нём модификаций накопителей до 1,6 Тбайт.
Новизна Intel DC S3610 кроется не только в новом контроллере. В нём применяется и наиболее современная версия HET MLC NAND. Ранее такая память производилась по 25-нм техпроцессу и имела ядра объёмом 64 Гбит. Теперь же Intel перевела производство на 20-нм технологию и удвоила ёмкость кристаллов, что стало причиной её удешевления и в конечном итоге дало жизнь линейке DC S3610. При этом производитель обещает, что надёжность памяти не снизилась, а производительность - и вовсе возросла благодаря неким внутренним оптимизациям.
Однако заявленный ресурс у накопителей серии DC S3610 стал несколько ниже, чем у их предшественников семейства DC S3700. Для рассматриваемой новинки предусматривается возможность ежедневной трёхкратной перезаписи полной ёмкости SSD в течение пятилетнего срока, в то время как DC S3700 и его более новый последователь DC S3710 позволяют ежедневную десятикратную перезапись. Впрочем, и тот и другой уровень выносливости достаточен даже для самых мнительных пользователей ПК, тем более что разница связана не с какими-то принципиальными отличиями в архитектуре накопителей, а с объёмом резервной области в массиве флеш-памяти.
Таким образом, Intel DC S3610 - это полноценный серверный SSD, который изначально рассчитан на использование в средах с высокой смешанной нагрузкой. Но, благодаря своему уровню надёжности, в тех случаях, когда к этому параметру применяются повышенные требования, он может быть интересен и для десктопного или ноутбучного применения. Тем более что, помимо износостойкой памяти, он может похвастать и полной защитой целостности данных при внезапных отключениях питания, а также поддержкой шифрования по алгоритму AES-256. Иными словами, для тех, кто зациклен на надёжности, это настоящая находка.
Остаётся лишь добавить, что, несмотря на серверное предназначение Intel DC S3610, с данным накопителем прекрасно работает интеловская сервисная утилита Solid-State Drive Toolbox, которая не только обладает развёрнутыми диагностическими возможностями, но и позволяет оптимизировать связанные с дисковой подсистемой настройки Windows.
⇡ Внешний вид и внутреннее устройство
Для тестирования нам удалось раздобыть вариант Intel DC S3610 объёмом 480 Гбайт. Согласно спецификациям, это модель, производительность которой не является искусственно заниженной из-за недостаточного уровня параллелизма внутреннего массива флеш-памяти. В результате мы получили возможность достоверно оценить мощность текущей версии интеловской платформы, при условии что она не сдерживается никакими внутренними рамками.
По своему внешнему виду Intel DC S3610 480 Гбайт практически не отличается от потребительских накопителей этого производителя. Для всех своих 2,5-дюймовых SSD компания Intel давно использует одинаковые алюминиевые корпуса 7-миллиметровой высоты, различающиеся лишь наклейками. Менять привычное исполнение нужды не было, поэтому главная отличительная особенность DC S3610 - это этикетка на лицевой стороне накопителя. На потребительских SSD на ней обычно располагается какая-то красивая картинка, но у серверного DC S3610 её поверхность полностью отдана под техническую информацию.
|
|
|
Скучный внешний вид рассматриваемого накопителя с лихвой компенсируется его оригинальной и самобытной начинкой. Имея дело с SSD для обычных персональных компьютеров, с таким разнообразием и плотностью размещения компонентов на печатной плате мы встречаемся очень редко. Кроме того, Intel DC S3610 480 Гбайт удивил и номенклатурой использованных чипов флеш-памяти.
|
|
|
Дело в том, что на плате можно обнаружить интеловские микросхемы флеш-памяти двух видов: четырнадцать чипов 29F32B08MCMFP, каждый из которых содержит по два кристалла HET MLC NAND ёмкостью по 128 Гбит, и два чипа 29F32B08NCMFP, содержащие по четыре таких же кристалла. Это значит, что массив флеш-памяти в 480-гигабайтной версии DC S3610 в общей сложности набран из 34 128-гигабитных ядер, то есть имеет полный объём 544 Гбайт. Таким образом, резервная область флеш-памяти, которая используется накопителем для хранения контрольных сумм данных, для подмены сбойных ячеек и для выравнивания износа, у 480-гигабайтной версии DC S3610 отъедает целых 97 Гбайт, что составляет порядка 18 процентов от общей ёмкости. Это примерно в 2-2,5 раза больше, чем бывает у потребительских SSD, что делает DC S3610 ещё долговечнее. В частности, наличие такого резерва даёт возможность сохранить работоспособность накопителя и избежать потерь информации даже в том случае, если из строя выходит один из кристаллов NAND полностью, не говоря уже о единичных сбоях.
Рядом с флеш-памятью на плате Intel DC S3610 480 Гбайт располагаются и две микросхемы обычной DDR3-памяти. Эти произведённые компанией Micron чипы имеют объём по 512 Мбайт и работают в режиме DDR3-1600. Как и в потребительских SSD, быстрая DRAM используется контроллером для хранения активной копии трансляции адресов и для буферизации операций. Однако отличие серверных накопителей от обычных потребительских моделей заключается в том, что в них предусмотрены специальные аппаратные решения для переноса содержимого этой памяти в энергонезависимый флеш не только при штатном отключении системы и по расписанию, но и в случае каких-либо непредвиденных обстоятельств. Реализовано такое решение и в DC S3610. На плате накопителя сгруппировано большое количество конденсаторов, способных поддерживать работоспособность SSD в течение нескольких миллисекунд, чего вполне достаточно для корректного завершения всех процессов и без внешнего питания.
Основной же чип в Intel DC S3610 имеет маркировку Intel PC29AS21CB0. Этот контроллер представляет собой улучшенную версию контроллера PC29AS21CA0, применявшегося в интеловских серверных SSD ранее, и не отличается от него по архитектуре. Таким образом, работа с флеш-памятью производится через традиционные восемь каналов, и в рассматриваемом нами 480-гигабайтном накопителе доступ контроллера к флеш-памяти происходит в оптимальном с точки зрения производительности режиме - с четырёхкратным чередованием устройств.
Итак, перед нами весьма интересный SATA-накопитель, по ресурсу и долговечности значительно превосходящий любые SSD, которые тестировались в нашей лаборатории до сих пор. По своему функциональному устройству он похож на Intel 730 , но в Intel DC S3610 применена, с одной стороны, более надёжная, но с другой - и более медленная HET MLC NAND. Не поставит ли это целесообразность использования Intel DC S3610 в персональных компьютерах под вопрос? Давайте проверим.