SSD-кэш в SAS RAID контроллерах LSI MegaRAID
LSI CacheCade - технология, позволяющая использовать массив из быстрых дисков SSD для буферизации обращений на чтение/запись к HDD-массивам. CacheCade позволяет при сравнительно небольших затратах существенно увеличить производительность работы с приложениями, интенсивно использующими случайный доступ небольшими блоками: серверы СУБД и электронной почты, web серверы, узлы кластеров виртуализации.
Преимущества
- Высокая производительность
Современные SSD опережают по производительности даже быстрые HDD с интерфейсом SAS и скоростью вращения шпинделя 10000 и 15000 оборотов в минуту на нагрузках со случайным доступом в десятки даже сотни раз. Но по соотношению цена/объем HDD пока что остаются вне конкуренции.LSI CacheCade позволяет совместить высокую производительность SSD и большие объемы HDD. При повторяющихся запросах к определенным блокам соответствующие данные размещаются на массиве SSD, и при подходящем профиле нагрузки (наличие области "горячих данных", сопоставимой с объемом кэша) обеспечивается рост производительности:
Рост числа операций ввода-вывода в секунду (IOPS): контроллер LSI Nytro MegaRAID 8100-4i, случайный доступ на чтение блоками 4k.
Снижение длительности обработки запроса (latency): контроллер LSI Nytro MegaRAID 8100-4i, случайный доступ на чтение блоками 4k.Дополнительный плюс: за счет снижения нагрузки на HDD-массив значительно увеличивается скорость его перестроения при замене вышедших из строя дисков.
- Совместимость
Использование LSI CacheCade не требует установки специальных драйверов или дополнительного программного обеспечения. Все операции по управлению кэшированием осуществляются силами контроллера, прозрачно для ОС и приложений. Сохраняется полная совместимость со всеми ОС, с которыми работают контроллеры LSI. - Сокращение затрат
SSD обеспечивают выгодное соотношение цена/производительность, HDD - выгодное соотношение цена/объем. LSI CacheCade позволяет использовать оба этих преимущества при минимальных затратах.
Пример - база данных объемом в 1,5ТБ, требование к производительности - 20000 IOPS на чтение и 4000 IOPS на запись, при этом 90% нагрузки распределено в области размером порядка 300ГБ. При использовании массива из обычных SAS HDD для обеспечения требуемой производительности понадобится минимум 80 дисков (из расчета 250 IOPS/диск) - это высокая стоимость самих HDD, дополнительных дисковых полок, снижение надежности, большое тепловыделение, место в стойке. С использованием LSI CacheCade и пары SSD 200ГБ Intel S3700 можно уменьшить количество HDD до семи (например, 6x600ГБ SAS в RAID-10 + hot-spare), получив на области в 400ГБ производительность не менее 5000 IOPS на запись и больше 50000 IOPS на чтение.
- Защита целостности данных
При кэшировании только запросов на чтение угрозы потери данных нет - они остаются на HDD массиве и SSD из кэшируещего пула можно объединять в RAID-0 для повышения производительности. При кэшировании записи (режим работы write-back) защита целостности данных обеспечивается объединением SSD в отказоустойчивый массив RAID-1 или RAID-10.
Возможности
- Кэширование операций чтения и записи на SSD (одиночный или массив из нескольких SSD).
- Работа SSD в кэш-пуле: RAID-0, 1, 10
- Максимальное количество SSD в кэш-пуле: 32
- Максимальное количество томов с активированным кэшированием: 64
- Максимальный объем кэша: 512ГБ
Сфера применения
- OLTP нагрузка (СУБД)
- Microsoft Exchange и другие почтовые серверы
- Microsoft SharePoint
- Web-серверы
- Виртуализация
Компоненты решения
- Контроллеры SAS2 RAID LSI MegaRAID 926x/927x/928x, ключ активации LSI CacheCade Pro 2.0, один или несколько рекомендуемых SSD. Контроллеры отличаются производительностью: современные модели 9266, 9271 и 9286 используют новый процессор LSI 2208 и имеют высокий предел по IOPS - порядка 450 тыс. Для обеспечения защиты целостности данных при использовании RAM-кэша на запись необходимо обеспечить его защиту - при помощи батарейного модуля или flash-модуля CacheVault.
Мы рекомендуем использовать eMLC и SLC SSD из списка совместимости (HCL) для контроллеров LSI. Хорошим соотношением цена/производительность и надежностью обладают SSD Intel S3700: до 35000 IOPS при реальных тестах на чтение и запись блоками 4k. Использование недорогих бытовых SSD может привести к низкой эффективности работы SSD-кэширования за счет низкой производительности на запись и снижению надежности за счет ограниченного ресурса.
- Контроллеры LSI MegaRAID 9271-8iCC и 9286CV-8eCC поставляются с уже активированными лицензиями CacheCade и FastPath, что экономит время на развертывание решений.
- Контроллеры LSI Nytro™ MegaRAID® NMR 8100-4i, 8110-4i, 8120-4i.
Данные контроллеры построены на базе ROC LSI2208 и имеют встроенную поддержку SSD-кэширования с размещением качественных высокопроизводительных SSD непосредственно на плате контроллера:
- 8100-4i: 100ГБ SLC
- 8110-4i: 200ГБ eMLC
- 8120-4i: 400ГБ eMLC