Ни для кого не секрет, что большинство вендоров СХД привязывают своих пользователей к накопителям собственной торговой марки. Так что типичный подбор, например, SSD подразумевает определение парт-номера накопителя в соответствии с характером нагрузки (read, mixed, write) и его емкостью. В целом, данный подход призван облегчить жизнь IT отделу, но при этом создать повышенную нагрузку на бюджет компании. А бюджеты, как известно, не резиновые. Поэтому всегда существовали и будут существовать вендоры, производящие решения из области хранения данных, которые позволяют использовать накопители сторонних производителей. В этом случае у пользователей имеется гораздо больше возможностей по выбору тех или иных накопителей, поскольку листы совместимости СХД содержат в себе большое количество позиций.

В рамках данной статьи мы рассмотрим, на какие моменты стоит обратить внимание и какие нюансы стоит учесть, чтобы правильно подобрать SSD для работы в составе СХД. Описанные положения в целом справедливы для многих решений, но мы будем акцентировать их в первую очередь в отношении СХД производства QSAN Technology.

Начать стоит прежде всего с некоторой классификации SSD, которые применяются в СХД QSAN. Это могут быть SFF (2.5”) SSD с интерфейсами SAS и SATA, а также U.2 (2.5”) SSD NVMe. Сейчас на рынке наблюдается некоторое «уплотнение» производителей SSD прежде всего из-за необходимости предсказуемых поставок флеш памяти. Каждый крупный вендор SSD старается по максимуму аккумулировать производство у себя. В результате современная витрина поставщиков SSD для СХД выглядит так:

SAS SSD

SATA SSD

NVMe SSD

Samsung

Micron

Micron

Seagate

Intel

Samsung

Kioxia (ex. Toshiba)

Samsung

Kioxia (ex. Toshiba)

Western Digital

Seagate

Western Digital

Kioxia (ex. Toshiba)

Western Digital

Western Digital уже давно сворачивает производство SAS SSD в пользу NVMe моделей. Но по факту они по-прежнему доступны, пусть и не в больших объемах. Kioxia (ex. Toshiba) по каким-то причинам на текущий момент слабо представлена в РФ (напомним, речь про SSD, а не HDD; там позиции Toshiba весьма заметны). Зато у остальных вендоров с ассортиментом все в порядке. Так что выбрать есть из чего.

Стоит отметить, что речь идет именно об Enterprise моделях SSD. Ведь именно такие накопители присутствуют в листе совместимости QSAN. Основные отличия Enterprise SSD от Consumer SSD заключается в ряде основных технических моментов:

  • Enterprise SSD имеют встроенные конденсаторы для защиты кэша накопителя от внезапного отключения электропитания

  • Enterprise SSD имеют обратную связь с RAID контроллером для корректной работы в составе группы

  • Consumer SSD как правило имеют SLC кэш на запись, за пределами которого скорость падает в несколько раз       

Иллюстрация работы SLC кэша при записи
Иллюстрация работы SLC кэша при записи

Важной характеристикой SSD в плане использования в СХД является необходимость его работы одновременно с двумя контроллерами. SAS SSD имеют «врожденный» режим работы Dual port в силу особенностей интерфейса SAS. NVMe в целом также может работать в режиме Dual port. Однако из-за необязательности поддержки этого режима стоит более внимательно относиться к выбору NVMe SSD. Так, например, весьма распространенные на рынке NVMe SSD от Intel работают только в режиме Single port и потому не подходят для All Flash NVMe QSAN XF3126D. Внешне диски NVMe с поддержкой Dual port и без оной никак не отличаются. Поэтому все внимание должно быть обращено на спецификации накопителей.

SATA SSD в силу своих характеристик всегда работают только в режиме Single port. Но все равно существует способ заставить их взаимодействовать с двумя контроллерами СХД. Для этого между SSD и разъемом на бэкплейне СХД размещают платы-переходники. У ряда вендоров они называются интерпозерами, у QSAN – MUX board. Суть работы такого переходника в постоянном переключении сигналов интерфейса SSD между контроллерами (режим round robin). Физически этот переходник крепят на салазку с диском. Так как салазки у QSAN бывают двух типов – SFF и LFF, то и MUX board выпускается в виде двух SKU, различающихся креплением.

MUX board для SATA SSD
MUX board для SATA SSD

Из-за самого принципа работы MUX board в постоянном попеременном переключении сигнала, производительность SATA SSD при работе в СХД будет вдвое ниже, чем у аналогичного по характеристикам SAS SSD. В результате не получится достичь максимальной производительности СХД при использовании SATA SSD. Учитывая, что в некоторый момент времени стоимость SAS SSD вплотную приближалась к SATA SSD, да и еще MUX board отнюдь не бесплатные, создавалось ощущение, что о SATA SSD в СХД можно забыть. Однако в текущих реалиях дефицита комплектующих интерес к SATA заметно увеличился прежде всего благодаря лучшей доступности на рынке из-за банально большего числа вендоров и вновь увеличившегося ценового разрыва между SATA и SAS моделями. Так что сегодня SATA SSD внутри СХД можно воспринимать как дешевую альтернативу SAS.

Также SATA SSD можно рассматривать как альтернативу некогда быстрым HDD 10K/15K. Диски 15К уже вытеснены с рынка, поскольку в цене не отличаются даже от SAS SSD. HDD 10K пока еще дешевле. Но SATA SSD имеют больший объем, а уж про разрыв в плане производительности даже говорить не приходится.

До недавнего момента в листе совместимости QSAN было достаточно мало позиций SATA SSD. Но сейчас идет наверстывание упущенного, и данный список активно пополняется. Также отметим, что в случае необходимости компания Skilline на правах сервисного партнера QSAN может самостоятельно протестировать накопители у себя в лаборатории для последующего включения их в общий лист совместимости.

Рассматривая современные SSD в составе СХД стоит отметить ряд важных моментов:

  • В отличие от HDD производительность почти не растет при увеличении свыше 5-7 шт. SSD в группе. То есть дальнейший рост числа накопителей приведет лишь к увеличению пространства хранения.

  • Производительность современных контроллеров СХД достаточна, чтобы не задумываться о подсчете parity в RAID 5/6. Но RAID10 безусловно остается более производительным в основном из-за более низких значений RAID penalty и write amplification.

  • Крайне рекомендуется создание нескольких пулов и их распределение между контроллерами СХД для повышения быстродействия.

Если пытаться сравнивать одни и те же SSD в составе СХД и внутри сервера, то неизбежно столкнемся с фактом превосходства внутренних накопителей над внешними (по отношению к серверу) в плане производительности. Основные причины, из-за которых такое возможно:

  • Доступ к SSD через внутреннюю шину PCI-E заметно снижает показатель latency.

  • Внутренние SSD используются монопольно, а в СХД – совместно. Особенно разница заметна при однопоточном использовании.

  • Разные настройки очередей выполнения операций ввода/вывода при многопоточном использовании.

Но несмотря на это, суммарная производительность СХД всегда не хуже аналогичной конфигурации, выполненной на базе локальных накопителей.


С точки зрения тюнинга производительности СХД можно выделить ряд рекомендаций:

  • Распараллеливание запросов ввода/вывода:

    • Несколько пулов на СХД

    • Несколько томов на СХД

    • Несколько физических серверов и виртуальных машин на один том (в случае кластера)

  • Изменение значения очереди команд в ОС сервера. Это особенно полезно для FC HBA в случае асимметричной нагрузки.

  • Распределение пулов между контроллерами СХД.

  • Использование MPIO с политикой round robin.

  • Использование многоканального режима работы памяти в контроллерах СХД. В этом случае можно увеличить производительность до 20% при конкурентных запросах.


Однако не стоит забывать и о факторах, которые напрямую влияют на общий результат:

  • Необходима достаточная производительность процессоров сервера.

  • Излишне большое количество активных путей до СХД (более 8) повышает нагрузку на CPU сервера.

  • Необходима достаточная пропускная способность каналов связи между серверами и СХД.

  • Важно помнить, что в силу физических параметров степень заполнения SSD данными (более 90%) снижает их производительность на операциях записи.

В итоге, если все сделать правильно, то показатели производительности СХД QSAN не заставят вас разочароваться в своем выборе одного из главных элементов IT инфраструктуры.

Комментарии (0)