Обзор - IBM FlashSystem

Вот уже как несколько лет SSD диски стали всем привычным средством повышения производительности дисковой подсистемы во всех сферах вычислений, начиная от домашних компьютеров и ноутбуков, заканчивая корпоративным сегментом и центрами обработки данных. И как ожидаемый этап эволюции систем хранения данных, мы видим появление устройств спроектированных, созданных и работающих полностью на базе флэш-памяти. Компания IBM не стала исключением и выпустила на рынок свои флэш - системы хранения данных получивших наименование IBM FlashSystem, на данный момент имеется четыре модели: FlashSystem 710/720, 810/820.

В FlashSystem 710 можно установить 20 SLC (Single Level Cells 100,000 циклов стирания/запись) модулей + один в качестве модуля горячей замены, максимальная емкость 5TB, доступны варианты: 1TB SLC (четыре установленных модуля по 256GB), 2, 3, 4, и 5TB (по 8,12,16 и 20 модулей соответственно). Система придет с уже установленной памятью, которую в дальнейшем можно расширить (если конечно не был приобретен максимально возможный вариант), заказав пакет из 4,8,12 или 16 модулей.

FlashSystem 810 отличается использованием менее надежных, но более емких модулей eMLC (Enterprise(-class) Multi-Level Cell 30,000 циклов стирания/запись) так же 20+1, максимальная емкость 10TB, доступны варианты: 2TB eMLC (четыре установленных модуля по 500GB), 4, 6, 8 и 10TB (по 8,12,16 и 20 модулей)

В остальном же системы 710 и 810 практически идентичны:

Массивы можно организовать как RAID0, при этом данные будут распределятся по всем доступным ячейкам памяти, гарантом безопасности данных служат сопутствующие технологии: Overprovisioning, выравнивание износа, контрольные суммы CRC, ECC и Variable Stripe RAID (работает на уровне модуля). А так же презентовать как JBOF (Just a Bunch of Flashdrives) и использовать каждый модуль по отдельности.

Из доступных интерфейсов передачи данных возможна установка двух 8 Gb Fibre Channel карт на два порта каждая, либо две платы QDR InfiniBand 40Gb, так же с двумя портами. Системами поддерживается полная актив/актив балансировка нагрузки, а так же отказоустойчивый режим выбора маршрута/пути (failover multi-pathing), но поддержка этих функций зависит так же от подключаемого хоста.

8 Gb Fibre Channel dual-port card

В обоих системах присутствуют: два блока питания (240B, hot-swap) с функцией автоматического определения мощности, один модуль управление с одним сетевым интерфейсом RJ-45 GbE, восемь вентиляторов с двумя двигателями каждый, без функции горячей замены, две резервных батареи на случай сбоя в питании.

FlashSystem 810/710

Модуль флэш-памяти SLC

Виртуальный тур по IBM FlashSystem 710 (US)

http://www-03.ibm.com/systems/data/flash/storage/flash/tour/ramsan-710/index.html

IBM Redbooks Product Guide

http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/tips1002.html?Open#flash

FlashSystem 720 как и 820 это продвинутые системы хранения данных, с поддержкой более емких модулей памяти, с тремя резервными батареями и двумя модулями управления, с точки зрения интерфейсов передачи данных различий нет, это все те же платы расширения  8 Gb Fibre Channel  и 40Gb QDR InfiniBand. Обе системы поддерживают JBOF, RAID0 и RAID5 (RAID5-2D Flash RAID сочетание технологии Variable Stripe RAID и RAID5 с модулем горячей замены (hot spare) получило название двухуровневый - RAID2D).

В FlashSystem 720 можно установить 12 модулей памяти SLC (500Gb или 1TB), максимально возможная емкость системы составляет при использовании модулей 500Gb в RAID0 или JBOF - 6TB и 12TB с модулями в 1TB. В RAID5 полезная емкость будет ровна 5TB и 10TB соответственно.

В FlashSystem 820 так же устанавливается 12 модулей только типа eMLC емкостью 1TB и 2TB. Максимальный объем хранилища RAID 0 или JBOF: 12 ТБ (1TB модули) или 24 ТB (модули 2TB), RAID 5: 10 ТB или 20 ТB.

FlashSystem 820/720

Первая настройка системы не вызывает ни каких затруднений, этому способствует как информационный дисплей позволяющий выполнять базовую конфигурацию (например установить или посмотреть ip графического интерфейса) и отображающий сообщения о текущей нагрузке, предупреждениях и ошибках. Так и очень простой графический Web интерфейс (GUI) на основе Java.

В древовидном меню справа отображены все элементы системы, от логических дисков до установленных флэш-модулей и карт передачи данных. Выбрав нужный нам элемент справа в рабочей зоне мы увидим информацию и возможные варианты действия с выбранным объектом.

Очень хорошо реализован инструмент статистики и мониторинга производительности, огромный выбор объектов и параметров сбора информации, от портов до логических дисков. После выбора и настройки монитор статистики будет рисовать нам информативные графики и таблицы.

Графический интерфейс дает возможность управлять несколькими устройствами FlashSystem, жмем Add System, указываем ip адрес с учетными данными и радуемся единому интерфейсу управления.

У нас появилась возможность провести небольшое тестирование IBM FlashSystem 710 c объемом 1TB (4 модуля по 250Gb + 1 hot spare). В качестве хоста выступал сервер IBM x3100 M4 (1xXeon E3-1220v2 4C, 3.1GHz/8MB, 1x4GB (2Rx8, 1.5V 1600MHz) UDIMM), подключенный к FlashSystem через QLogic 8Gb FC HBA. На СХД был создан логический диск размером 100Gb, презентуемый по FC хосту с операционной системой Windows Server 2012R2. Диск тестировался утилитами CrystalDiskMark 3.0.3 x64 и Iometer.

Для Iometer применялись паттерны: Random (70% read, 100% Random, 8Kb, Outstnding I/Os (Queue Depth) = 100); RealLife (65% read, 60% Random, 8Kb, Outstnding I/Os (Queue Depth) = 100); RandomRead и SequentialRead (100% read, 100% Random/Sequential, 8Kb, Outstnding I/Os (Queue Depth) = 100).

Результаты были получены настолько же впечатляющие, на сколько и ожидаемые, хотя наверное при более длительном тестировании c иным хостом и большем количестве модулей памяти можно было бы достичь гораздо лучших показателей.

Данный тест показал, что задачи со 100% произвольным и последовательным чтением выполняются примерно с одинаковой производительностью и нагрузкой.

Измерения в тестах Random и RealLife так же ожидаемы, большее количество операций ввода/вывода мы видим при меньшем проценте произвольных запросов и более сбалансированном соотношении команд чтения/записи в паттерне RealLife.

Данный график показывает результаты одного и того же теста на системах хранения данных IBM Storwize V7000 c массивом RAID10 из 4-х SSD 200Gb и соответственно IBM FlashSystem 710. Конечно данное сравнение нельзя назвать корректным, поэтому оно несет чисто познавательно/развлекательную функцию.

Остается только добавить, что уже внедренные нами системы IBM FlashSystem полностью оправдали ожидания и помогли заказчикам значительно повысить производительность не наращивая бесконечное число потребляющих море энергии шпинделей, замена которых на SSD привела бы к удорожанию превосходящему в разы даже немалую стоимость IBM FlashSystem.