《電子技術(shù)應(yīng)用》
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?ACT三層優(yōu)化,英特爾傲騰打造數(shù)據(jù)“博爾特”

2020-09-17
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: ACT 英特爾

  從前車馬很慢,書信很遠(yuǎn),數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣雀锹綗o奈。

  許多人可能都有備份硬盤的經(jīng)歷,或者你也曾向移動(dòng)硬盤中拷貝大量的電影或者文件資料。對于傳統(tǒng)機(jī)械硬盤來說,受限于物理運(yùn)行速度,磁盤的轉(zhuǎn)速與磁頭的讀寫遠(yuǎn)不及如今的電子元器件,大多數(shù)硬盤的速度也不過就是每秒100多MB。

  也就是說,傳輸一個(gè)普通的高清電影大概需要5-8分鐘,而對于4K甚至8K電影動(dòng)輒上百GB的體積來說,傳輸效率更是難以想象的。以8K動(dòng)畫大作《魯魯修R2》為例,該片第一集文件大小達(dá)到了驚人的4.5TB,換算下來的傳輸時(shí)間要超過8個(gè)小時(shí)。

  很顯然,這種速度是互聯(lián)網(wǎng)快節(jié)奏難以承受的,而機(jī)械硬盤容量“加量不加速”的問題也讓人看到了閃存的優(yōu)勢。所以從人類邁入高清時(shí)代開始,閃存作為更快的傳輸介質(zhì)就進(jìn)入了人們的視野,并通過多年來的不懈努力成為了當(dāng)下包括手機(jī)、平板電腦、服務(wù)器、存儲(chǔ)等多種設(shè)備中的重要存儲(chǔ)介質(zhì)。即便是在看中容量的企業(yè)級(jí)領(lǐng)域,全閃存陣列也是許多企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必要選擇。

  但是與之前機(jī)械硬盤面臨的問題類似,閃存也同樣遇到了“加量不加速”的問題,只是目前這種局面還并未達(dá)到極限。不過業(yè)內(nèi)許多有識(shí)之士和領(lǐng)軍企業(yè)都在進(jìn)行高性能、高壽命的存儲(chǔ)產(chǎn)品研發(fā),2018年英特爾發(fā)布的、基于3D XPoint技術(shù)的傲騰存儲(chǔ)就為整個(gè)行業(yè)帶來了全新的希望。

  其實(shí)從誕生之初,英特爾傲騰存儲(chǔ)就引來了行業(yè)的關(guān)注,特別是最初強(qiáng)調(diào)的“速度是目前NAND閃存的1000倍,耐用性也是目前閃存的1000倍,密度是NAND的10倍”等等描述更是引起了大眾的濃厚興趣。事實(shí)上,英特爾之所以有如此的自信,也恰恰是由于傲騰產(chǎn)品所采用的創(chuàng)新性3D XPoint架構(gòu),提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。

  如今,傲騰系列產(chǎn)品不僅僅在個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域風(fēng)生水起,在企業(yè)級(jí)也憑借著出色的性能成為了“高性能”的代名詞。無論是傲騰存儲(chǔ)還是傲騰可擴(kuò)展內(nèi)存,都已經(jīng)在頭部互聯(lián)網(wǎng)、大型制造業(yè)集團(tuán)等多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中實(shí)現(xiàn)部署,并且取得了出色的成績。

  為什么這些行業(yè)頂尖企業(yè)都會(huì)選擇傲騰存儲(chǔ)呢?除了性能之外,還在于傲騰存儲(chǔ)能夠?yàn)橛脩魞?yōu)化“ACT三大場景”,并針對場景提供差異化的服務(wù)能力。所謂的ACT在這里代表了A(Accelerating,加速)、C(Caching,緩存)、T(Tiering,促進(jìn)應(yīng)用分層)三個(gè)層面,而傲騰技術(shù)就是在這三個(gè)層面實(shí)現(xiàn)了激活。

  加速加速再加速,傲騰存儲(chǔ)的立足之本

  首先說說A場景——加速。正如我們前面談到的,傲騰存儲(chǔ)的興起就是替代了原有NAND存儲(chǔ)的加速功能,提供了“1000倍”的理論性能提升。甚至我們可以說,傲騰是目前存儲(chǔ)領(lǐng)域讀寫最快的產(chǎn)品,而這種特性也讓它能夠被應(yīng)用于包括Redis、Oracle Database或者M(jìn)ySQL在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)庫中,加速數(shù)據(jù)庫的讀寫操作。

  英特爾公司非易失存儲(chǔ)解決方案事業(yè)部應(yīng)用工程部的翁昀先生分享了一則來自于客戶的真實(shí)案例。DC P4610是英特爾面向數(shù)據(jù)中心市場推出的固態(tài)盤,也是采用TLC芯片的產(chǎn)品,但是在日常使用中,客戶覺得P4610雖然性能表現(xiàn)不錯(cuò),但是與期望的性能仍有差距,所以在P4610的基礎(chǔ)上,客戶將存儲(chǔ)升級(jí)到了DC P4800X,后者則是基于傲騰技術(shù)打造的“性能怪獸”。

  這種升級(jí)帶來的提升是立竿見影的,翁昀也對兩者的性能進(jìn)行了簡單的對比——就IOPS吞吐量表現(xiàn)來說,在70%讀取30%寫入的情況下,傲騰P4800X的性能是P4610的3倍,在壽命上是P4610的5倍,在延遲上只有P4610的五分之一。更夸張的是在QoS動(dòng)態(tài)分配中,傲騰P4800X的表現(xiàn)是P4610的12倍,也讓人驚呼于傲騰的性能優(yōu)勢。

  另一個(gè)加速的案例則來自于Ceph環(huán)境中,這也是當(dāng)下云平臺(tái)中經(jīng)常出現(xiàn)的場景。與我們剛才提到的案例類似,在同樣IOPS的要求和讀寫設(shè)定之下( 70%讀30%寫),傲騰相對于傳統(tǒng)NAND存儲(chǔ)依然具備強(qiáng)大的優(yōu)勢。這種優(yōu)勢體現(xiàn)在單位體積、延遲和整體擁有成本三個(gè)方面——

  就占用空間和面積來說,傳統(tǒng)的全閃存陣列要達(dá)到15萬IOPS吞吐量需要大約19個(gè)節(jié)點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn),但是在使用了傲騰方案之后只要7個(gè)節(jié)點(diǎn)就能達(dá)到相同的效果,由此節(jié)省的機(jī)房空間和租賃成本是一筆不小的數(shù)目;

  在延遲方面,雖然全閃存陣列的延遲已經(jīng)非??捎^,但是同樣的性能下SATA全閃存延遲的讀取延遲需要達(dá)到讀4.3毫秒 ,寫入延遲達(dá)到8.1亳秒;而相同條件下,采用傲騰加速以后的讀取延遲只有1.2毫秒,寫入延遲也不過2.3亳秒 ,大概只有之前的四分之一;

  此消彼長帶來的就是總體擁有成本的降低。以三年周期的使用成本計(jì)算,傳統(tǒng)全閃存陣列大概要花掉近60萬美元,但是傲騰平臺(tái)只要23萬美元,降低了一大半。如果考慮到傲騰平臺(tái)所帶來的性能優(yōu)勢,從性價(jià)比的角度來說優(yōu)勢可以翻番。

  其實(shí)這也只是傲騰P4800X的小試牛刀??截愡^數(shù)據(jù)的朋友們知道,我們在數(shù)據(jù)讀寫的時(shí)候不怕大塊的視頻數(shù)據(jù),而是最擔(dān)心于細(xì)小的文件,因?yàn)檫@些零碎文件會(huì)大大增加盤體的讀寫壓力,也讓傳輸速度大幅度下降。但是傲騰P4800X卻并沒有出現(xiàn)這樣的情況,對于任何容量的數(shù)據(jù)塊,傲騰P4800X都能保持超高的速寫速度,同時(shí)盡可能低的延遲也讓它具備更快的響應(yīng)速度。

  緩存優(yōu)化,提升的不僅僅是性能

  看完了A部分加速的內(nèi)容,我們再來看看C部分——緩存。要知道,傲騰系列產(chǎn)品的能力是非常全面的,其中的傲騰可持久內(nèi)存就是以緩存能力為代表,這也進(jìn)一步證明了傲騰存儲(chǔ)在緩存上的性能,甚至相對于加速的數(shù)據(jù)庫來說,緩存的讀寫要求更高。

  在許多人的印象中,緩存能力都考察的是讀取能力,即如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的對外輸出。但事實(shí)上,由于Cache中的數(shù)據(jù)需要經(jīng)常刷新,因此在數(shù)據(jù)緩存的過程中往往是邊寫邊讀,這也進(jìn)一步考驗(yàn)了存儲(chǔ)的性能和穩(wěn)定性。為此,英特爾上海實(shí)驗(yàn)室也在vSAN環(huán)境下進(jìn)行了P4610和P4800X的再度對比,成績非常喜人。

  測試基于虛擬機(jī)中的VDBench軟件進(jìn)行。從最終結(jié)果我們可以看到,無論是順序?qū)憽?順序讀還是在隨機(jī)讀寫上,傲騰P4800X相對于P4610都有不小的提升,其中順序?qū)懶阅芴嵘?0%,、隨機(jī)寫4K性能提升接近60%,而所有的混合讀寫操作性能提升都超過了100%。除此之外,在延遲層面的隨機(jī)讀寫時(shí)間也有一半以上的下降,傲騰P4800X的優(yōu)勢非常明顯。

  “從P4610到P4800X,雖然看似單位容量價(jià)格出現(xiàn)了提升,但因?yàn)榘硫vP4800X需要的容量更小,所以采購壓力變化并不大。不僅如此,P4800X還能夠帶來更好的壽命保障,這對于用戶來說恐怕是除了單純性能指標(biāo)之外也要關(guān)注的內(nèi)容”,E企研究院首席研究員張廣彬老師如是說。

  數(shù)據(jù)分層,讓冷熱數(shù)據(jù)智能存放

  ACT的最后一個(gè)層面是T,即數(shù)據(jù)分層。其實(shí)從大數(shù)據(jù)時(shí)代開始,我們就將數(shù)據(jù)定義為冷數(shù)據(jù)、溫?cái)?shù)據(jù)和熱數(shù)據(jù)三個(gè)層級(jí),而除了最底層、最不常用的冷數(shù)據(jù)之外,溫?cái)?shù)據(jù)和熱數(shù)據(jù)的傳輸都是我們需要關(guān)注的問題。那么,如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分層的自由轉(zhuǎn)換?是否有一種智能化的方案實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)控制呢?

  傲騰存儲(chǔ)給出了答案。作為大數(shù)據(jù)框架之一,Hadoop自誕生之日起到現(xiàn)在一直在發(fā)揮作用,不少大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)都是基于Hadoop框架所搭建。據(jù)翁昀介紹,在某英特爾客戶案例中,原本采用的就是傳統(tǒng)SATA SSD+RAID控制器的方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分層。

  但是英特爾給出了不同的解決方案——一方面,英特爾為客戶提供了存儲(chǔ)熱數(shù)據(jù)的傲騰SSD,另一方面又將YARN Temp文件單獨(dú)提取出來,通過RAID控制器將冷數(shù)據(jù)依然保存在原有的SATA SSD上。

  這樣首先降低了數(shù)據(jù)讀寫延遲,而更重要的是解決了原有SATA  SSD上0.7 DWPD的限制問題,使得整個(gè)Hadoop集群的性能獲得大幅度提升 。如今,該解決方案已經(jīng)在國內(nèi)某頭部互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中實(shí)現(xiàn)部署,僅僅通過簡單的分層方式,借助于傲騰存儲(chǔ)就實(shí)現(xiàn)了智能化的數(shù)據(jù)存放管理。

  我們常說數(shù)據(jù)是數(shù)字化時(shí)代的“石油”,而如何把握這一重要的資源目前在整個(gè)業(yè)界還沒有最終的結(jié)論,許多存儲(chǔ)企業(yè)都在各顯其能的提供差異化的解決方案。對于英特爾來說,它所提供的傲騰存儲(chǔ)產(chǎn)品能夠幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)從加速、緩存優(yōu)化到數(shù)據(jù)分層的全方位覆蓋,通過ACT三大層面的特性表現(xiàn),讓數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)快速、安全、智能化的數(shù)據(jù)管理,也幫助客戶更好的邁入數(shù)字化時(shí)代。

  英特爾傲騰存儲(chǔ),讓你成為數(shù)據(jù)賽道上的“博爾特”。

  

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