O Dell EMC PowerMax e a SCM com tecnologia Intel Optane ......Dell EMC PowerMax O PowerMax foi projetado para cargas de trabalho mistas e consolidadas que exigem alto desempenho em
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Mais desempenho e menos latência com NVMe completo e memória de classe de armazenamento como armazenamento persistente
Por Kerry Dolan, analista sênior de validação de TI Setembro de 2019 Esta validação técnica do ESG foi encomendada pela Dell EMC e distribuída sob licença do ESG.
Enterprise Strategy Group | Getting to the bigger truth.™
Validação técnica
O Dell EMC PowerMax e a SCM com tecnologia Intel Optane de duas portas se combinam para melhorar o desempenho geral do sistema
Validação técnica: Dell EMC PowerMax e SCM com tecnologia Intel Optane de duas portas 2
A arquitetura é importante ................................................................................................................................................. 4
A diferença com unidades NVMe .................................................................................................................................... 4
A inovação: front-end FC-NVMe e um nível persistente de SCM com tecnologia Intel Optane ...................................... 4
Validação técnica do ESG ........................................................................................................................................................ 6
Testes de desempenho de E/S ............................................................................................................................................ 6
Largura de banda: ............................................................................................................................................................ 6
Desempenho da unidade NAND versus SCM: ................................................................................................................. 7
Testes no nível do aplicativo ............................................................................................................................................... 7
Testes de dimensionamento de cargas de trabalho mistas ............................................................................................. 8
Testes de QoS de cargas de trabalho mistas ................................................................................................................. 10
A grande verdade .................................................................................................................................................................. 12
Validações técnicas do ESG
O objetivo dos relatórios de validação técnica do ESG é o de educar os profissionais de TI sobre as soluções de tecnologia da informação para empresas de todos os portes e tipos. As Validações técnicas do ESG não se destinam a substituir o processo de avaliação que deve ser conduzido antes das decisões de compra, mas sim a apresentar percepções sobre essas tecnologias emergentes. Nossos objetivos são explorar alguns dos recursos e funções mais valiosos das soluções de TI, mostrar como eles podem ser usados para resolver problemas reais dos clientes e identificar quaisquer áreas que necessitam de melhorias. A perspectiva especialista e terceirizada da equipe de validação do ESG está baseada em nossos próprios testes práticos, bem como em entrevistas com clientes que utilizam esses produtos em ambientes de produção.
Validação técnica: Dell EMC PowerMax e SCM com tecnologia Intel Optane de duas portas 3
Este relatório documenta a auditoria do ESG sobre os testes de desempenho do mais recente PowerMax da Dell EMC com
NVMe completo e SCM com tecnologia Intel Optane de duas portas para oferecer o alto desempenho e a baixa latência
que os atuais aplicativos em tempo real precisam.
Histórico
As empresas estão coletando volumes cada vez maiores de dados que não são usados apenas em aplicativos de negócios,
como execução de transações on-line (OLTP), Oracle e SQL Server, mas também para gerar percepções sobre os clientes
e tendências de negócios. Na pesquisa do ESG, 48% dos responsáveis pelas decisões de TI relataram que os dados de
produção primários e os dados secundários estão crescendo mais de 30% anualmente.1 As crescentes demandas de
negócios e a complexidade de TI tornam difícil para a TI projetar data centers otimizados que ofereçam os níveis de
desempenho, escalabilidade, eficiência e agilidade necessários para alcançar o sucesso.
O armazenamento, que antes era considerado um processo de TI estático e secundário, desempenha agora uma função
essencial para o sucesso dos negócios. A infraestrutura de armazenamento adequada pode oferecer a combinação ideal
de desempenho, eficiência, funcionalidade de nuvem e custo. Quando perguntados sobre o que descreve melhor a função
que a tecnologia de armazenamento de dados desempenha nas operações de TI e de negócios da respectiva organização,
53% dos entrevistados na pesquisa do ESG concordaram que o armazenamento era estratégico e que estratégias eficientes
de armazenamento eram essenciais para os principais aplicativos e processos de negócios.2
Figura 1. A função estratégica do armazenamento
Fonte: Enterprise Strategy Group
1 Fonte: ESG Master Survey Results, Copy Data Management Trends, março de 2018. 2 Fonte: resultados da ESG Master Survey, 2017 General Storage Trends, novembro de 2017.
Estratégica — as estratégias de
armazenamento efetivo são essenciais
para os principais aplicativos/processos de negócios e podem
gerar vantagem competitiva para
a organização, 53%
Tática —o armazenamento
é uma parte importante das
operações de TI, mas não é visto como uma
ferramenta ou um ativo estratégico, 39%
Secundária —o armazenamento
é necessário, mas não pensamos muito sobre isso, a menos que seja preciso adicionar mais
capacidade, 6%
Não sabem/sem opinião, 2%
Qual das opções a seguir descreve melhor a função que a tecnologia de armazenamento de dados desempenha nas operações de negócios e TI de sua organização? (Percentual de
• A adição de um módulo de E/S front-end FC-NVMe de 32 Gb habilita o NVMe completo para o mais rápido
desempenho de leitura do cache e a mais baixa latência. Habilitar o protocolo NVMe para ser executado em uma
SAN Fibre Channel usando switches Connectrix e PowerPath torna mais fácil para as organizações adotarem essas
melhorias.
• As unidades SCM oferecem um desempenho semelhante ao da memória volátil DRAM, mas como uma mídia
persistente, como flash NAND. O PowerMax oferece a opção de adicionar unidades SCM com SSDs Intel Optane de
duas portas como um nível de armazenamento persistente. Isso não só reduz a latência de leitura das unidades, mas
também mantém o curto tempo de resposta de leitura sob a pressão das gravações pesadas nas unidades — uma
melhoria em relação ao flash NAND, cuja latência de leitura sofre com as gravações pesadas. A maioria das
organizações destinará essas unidades a casos de uso específicos, como lógica analítica em tempo real e OLTP de alta
demanda para finanças, telecomunicações, varejo, detecção de fraudes etc.
Esses avanços apoiam o conceito da arquitetura do PowerMax de usar ao máximo o cache para acelerar as leituras
e gravações do host e reduzir a latência quando os dados são acessados a partir das unidades de back-end. Essa
combinação avançada do mais rápido protocolo e das tecnologias de unidades com armazenamento em camadas
automatizado cria um array que oferece desempenho máximo, assim como a possibilidade de equilibrar o desempenho
e o custo. As cargas de trabalho que precisam do mais alto desempenho podem tê-lo, enquanto as outras cargas de
trabalho não são sobrecarregadas com um custo excedente.
Outros recursos do PowerMax incluem:
• Um engine integrado de aprendizagem automática para o posicionamento de dados automatizado e sem sobrecargas. Esse engine analisa o E/S e usa análise preditiva para otimizar o desempenho e o custo, atribuindo dados à melhor mídia (flash ou SCM) e escolhendo o momento de ignorar a compactação/desduplicação quando os conjuntos de dados estão muito ativos para evitar gargalos de desempenho. Os usuários podem priorizar os aplicativos e atribuir níveis de serviço que são incorporados a essa automação.
• Escalabilidade linear com NVMe over Fabrics no dimensionamento de 2 a 8 bricks, com todas as portas capazes de acessar todos os DIMMs e unidades de back-end.
• Eficiência extrema com desduplicação e compactação globais e em linha, inclusive redução de dados de 3:1 garantida por meio do Future-Proof Loyalty Program para clientes da Dell EMC.
• Criptografia de dados em repouso baseada em hardware, com validação 140-2 FIPS e logs de auditoria à prova de adulteração para fins de segurança.
• Gerenciamento integrado de dados de cópia.
• Migrações de dados não disruptivas.
• Interface de gerenciamento Unisphere intuitiva e baseada em HTML 5.
• Opções de proteção de dados, inclusive snapshots SnapVX com uso eficiente de espaço, RecoverPoint para recuperação em qualquer point-in-time, alta disponibilidade com SRDF/Metro e backup direto no Dell EMC Data Domain.
• Outras opções de software, inclusive monitoramento e lógica analítica de armazenamento do CloudIQ, múltiplos caminhos do PowerPath, medições de gerenciamento de recursos de armazenamento e ferramentas de geração de relatórios.
Validação técnica: Dell EMC PowerMax e SCM com tecnologia Intel Optane de duas portas 6
Figura 2. Versão do PowerMax do 3º trimestre de 2019
Fonte: Enterprise Strategy Group
Validação técnica do ESG
O ESG auditou os resultados dos testes conduzidos nas instalações da Dell EMC, em Hopkinton, MA. Os testes foram feitos com ferramentas internas da Dell EMC para demonstrar o desempenho geral usando o novo director FC de 32 Gb e as unidades SCM; os testes no nível do aplicativo com Oracle e SQL Server demonstraram a escalabilidade e a qualidade de serviço (QoS) das cargas de trabalho mistas usando referências de desempenho padrão do setor.
Testes de desempenho de E/S
O ESG auditou os resultados dos testes de desempenho da Dell EMC, que mediram o IOPS, a latência e a largura de banda usando E/S gerada pelos servidores Dell EMC PowerEdge R740 executando o SLES e o Windows Server 2012. Uma visão geral de nossa auditoria é apresentada abaixo.
Largura de banda:
Os testes de largura de banda das portas usaram o PowerMax 8000 de dois engines e compararam o desempenho de
directors front-end de 16 Gb e 32 Gb usando uma carga de
trabalho de E/S de 128 KB de acessos ao cache de leituras
e gravações aleatórias. Os testes com uma e duas portas
demonstraram a escalabilidade linear das leituras e quase
linear das gravações (as portas adicionais alcançaram um
limite de PCI).
• Para as leituras aleatórias, a porta única se
dimensionou em 100%, de 1,53 Gbps para 3,07 Gbps;
para as gravações aleatórias, a porta única se
dimensionou de 1,44 Gbps para 2,74 Gbps.
Validação técnica: Dell EMC PowerMax e SCM com tecnologia Intel Optane de duas portas 7
• Para as leituras aleatórias, as portas duplas se dimensionaram em 100%, de 3,07 Gbps para 6,14 Gbps; para as
gravações aleatórias, as portas duplas se dimensionaram de 2,87 Gbps para 5,49 Gbps.
Desempenho da unidade NAND versus SCM:
Os testes com unidades de back-end usaram o PowerMax 8000 de engine único e compararam o desempenho do flash
NAND ao da unidade SCM. As cargas de trabalho foram configuradas para não acertar o cache a fim de garantir que as
unidades de back-end fossem testadas.
• Para uma carga de trabalho de E/S de leitura aleatória de 8 KB usando unidades NVMe-NAND, o tempo de resposta
a 100 mil IOPS foi de 0,2921 ms. Usando unidades NVMe-SCM com SSDs Intel Optane, o tempo de resposta a 100 mil
IOPS foi de 0,2162 ms, uma latência 26% menor.
• O teste com muitas gravações usando 8 KB de leituras aleatórias e 128 KB de gravações aleatórias demonstrou que as
unidades flash NAND ofereceram até 5 mil IOPS, enquanto a SCM com SSDs Intel Optane ofereceu até 30 mil IOPS,
500% a mais do que o IOPS da NAND.
Testes no nível do aplicativo
O ESG validou os testes de dimensionamento e QoS no nível do aplicativo. O ambiente de teste usou o PowerMax 8000 de
engine único com 2 directors FC-NVMe de 32 Gb, cache espelhado de 1 TB e capacidade de armazenamento fornecida por
30 unidades flash NAND e 8 unidades SCM com tecnologia Intel Optane de 2 portas. Os hosts desses testes foram os
servidores Dell EMC PowerEdge R740 de 24 núcleos, cada um com 256 GB de RAM, executando o PowerPath 7.0
• As cargas de trabalho do Oracle foram executadas com a referência de desempenho Silly Little Oracle Benchmark
(SLOB) versão 2.4, que está disponível publicamente. A SLOB é um kit de ferramentas de geração de carga de trabalho
de E/S da Oracle usado para medir a adequação de uma plataforma de hardware para implementações de bases de
dados Oracle que exigem E/S de alto desempenho. Os testes de SLOB foram executados no SLES 15 e na
infraestrutura do Oracle Database/Grid versão 19c.
• As cargas de trabalho do SQL Server foram executadas usando o HammerDB versão 2.23, uma ferramenta de código
aberto padrão do setor de referência de desempenho e teste de carga de base de dados. A carga de trabalho OLTP
testada com o HammerDB emulou a atividade dos usuários de uma típica corretora on-line à medida que eles
geravam negociações, consultavam as contas e faziam pesquisas de mercado. Os testes do HammerDB foram
executados no RHEL 8.0 e SQL Server 2017.
Por que isso é importante
Para continuarem competitivas, as atuais organizações de TI corporativa devem oferecer desempenho rápido para atender às necessidades dos aplicativos em tempo real.
O ESG validou que o mais recente PowerMax 8000 de engine único com um director FC-NVMe de 32 Gb e SCM com unidades Intel Optane de duas portas ofereceu 500% mais IOPS de gravação, 100% mais largura de banda e 26% menos latência do que o director de 16 Gb e as unidades flash NAND. Esses recursos permitem que as organizações façam mais com o mesmo espaço ocupado, reduzindo o TCO com o gerenciamento consolidado e os custos mais baixos de licenciamento baseado em nós para aplicativos como Oracle.
Etapa do teste IOPS do Oracle RT do Oracle (ms) IOPS do SQL RT do SQL (ms)
Etapa 1 242.720 0,40 N/D N/D
Etapa 2 212.633 0,50 90.665 0,3
Etapa 3 223.004 0,45 48.978 2.0
Etapa 4 233.171 0,40 20.129 5.0
A Figura 5 e a Tabela 2 mostram que o IOPS do Oracle começou em 242 mil e caiu 12% quando a carga de trabalho do SQL
foi adicionada, mas aumentou em 5% quando o nível de serviço do SQL foi reduzido para Silver e outros 5% quando o nível
de serviço do SQL foi reduzido para Bronze. O tempo de resposta do Oracle continuou extremamente baixo (menos da
metade de um milissegundo) durante todo o teste.
O IOPS do SQL começou em 90 mil quando não estava limitado pelo nível de serviço, mas caiu 46% quando o nível de
serviço Silver foi atribuído e outros 59% quando esse nível de serviço foi reduzido para Bronze. O tempo de resposta do
SQL começou baixo (0,3 ms), mas aumentou para 2 ms quando o nível de serviço caiu para Silver e para 5 ms quando ele
caiu para Bronze.
Esses testes demonstram que a carga de trabalho de alta prioridade manteve alto IOPS e baixa latência, enquanto a carga
de trabalho de prioridade mais baixa continuou funcionando com menos desempenho.
Por que isso é importante
Aplicativos empresariais como Oracle e SQL Server impulsionam os negócios todos os dias e exigem alto desempenho para as cargas de trabalho, como OLTP e lógica analítica em tempo real. Para coletar os enormes volumes de dados necessários e dar aos aplicativos acesso praticamente instantâneo aos dados, tais como negociações on-line, detecção de fraudes, interações com clientes de varejo e assim por diante, esses aplicativos devem ter o suporte de um storage foundation de classe empresarial. A consolidação em grande escala das cargas de trabalho mistas pode aumentar a economia, desde que as cargas de trabalho essenciais tenham a garantia do mais alto desempenho.
O ESG validou a capacidade do mais recente PowerMax 8000 com NVMe completo e SCM habilitados por unidades Intel Optane de duas portas para manter a latência extremamente baixa (menos de um quarto de milissegundo) das cargas de trabalho mistas do Oracle e SQL Server e, ao mesmo tempo, aumentar o IOPS. Os arquivos de log do Oracle não indicaram gargalos de E/S, e as transações por minuto do SQL foram dimensionadas em linha com o aumento do IOPS. Esses resultados e a escalabilidade comprovada em campo do PowerMax conforme engines são adicionados confirmam que o PowerMax pode atender centenas de milhares de clientes e milhões de transações por minuto.
Validamos também a capacidade desse array de fornecer desempenho prioritário com base nas atribuições de nível de serviço em ambientes com cargas de trabalho mistas. Os aplicativos de prioridade mais baixa podem ser executados simultaneamente, mas a carga de trabalho de alta prioridade manterá seu IOPS e tempo de resposta, independentemente das outras atividades. Isso permite a consolidação em um só array sem comprometer o desempenho do equipamento.
Validação técnica: Dell EMC PowerMax e SCM com tecnologia Intel Optane de duas portas 12
O Enterprise Strategy Group é uma empresa de análise, pesquisa, validação e estratégia de TI que oferece percepções práticas e inteligência de mercado para a comunidade global de TI.