Post on 22-May-2015
description
Сравнение производительности систем хранения данных
IBM DS4700 vs. IBM DS5300 vs. IBM Storwize V7000
1. Конфигурации тестируемых систем хранения данных (СХД):
IBM DS4700 1GB RAM per controller HDD 15K RPM 3.5” (ST3300657FC 146GB) IBM DS5300 8GB RAM per controller HDD 15K RPM 3.5” (MBA3147FD 300GB) IBM Storwize V7000 8GB RAM per controller HDD 10K RPM 2.5” (Savvio 10K.3 300GB)
Характеристики HDD, используемых в тестируемых СХД
MBA3147FD ST3300657FC
Savvio 10K.3
Average latency time: 2 ms 2-platter Areal density: 112.8 Gbits/sq. in. Power requirement (ready) 14.8 W
Average latency time: 2 ms 2-platter Areal density (avg) 225Gbits/sq. in. Average operating power 13.8W
Average latency time: 3 ms 2-platter Areal density (avg) 252Gbits/sq. in. Average operating power 4.4W
Как видно из вышеприведенной таблицы, 10K RPM 2.5” HDD SFF проигрывают по производительности 15K RPM 3.5” HDD SFF, но обладают при этом значительно меньшим энергопотреблением. По данным тестов одиночных дисков, 15K RPM 3.5” HDD выдают на 40% больше Input/Output Operation Per Second (iops). Но нас, в данном случае интересует, насколько это повлияет на производительность конечных СХД, будем ли мы наблюдать такую же разницу в 40% по iops-ам? Перейдем непосредственно к тестированию.
2. При сравнении производительности рейд-групп R10 использовались следующие конфигурации:
IBM DS4700 одна рейд-группа R10 (8+8) IBM DS5300 одна рейд-группа R10 (8+8) IBM Storwize V7000 одна рейд-группа R10 (8+8)
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
4K 8K 32K 64K 256K
latency, ms IBM DS4700 15K 3.5" HDD
IBM DS5300 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 10K 2.5" HDD
R1064 I/O treads100%Random
R/W=80/20
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4K 8K 32K 64K 256K
IOPS
block size
IBM DS4700 (16x15K 3.5" HDD)
IBM DS5300 (16x15K 3.5" HDD)
IBM V7000 Storwize (16x10K 2.5" HDD)
R1064 I/O treads100%Random
2.1. Результаты тестирования при нагрузке с 64 I/O процессами для размера блока 4KB,8KB,32KB,64KB,256KB при 100% random нагрузке и соотношении R/W=80/20 представлены на диагр.2.1а. Соответствующее время отклика дисковой подсистемы во время проведения тестирования отображено на диагр. 2.1б.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
4K 8K 32K 64K 256K
IOPS
block size
IBM DS4700 16x 15K 3.5" HDD
IBM DS5300 16x 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 16x 10K 2.5" HDD
R10512 I/O treads100%Random
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
4K 8K 32K 64K 256K
latency, ms IBM DS4700 15K 3.5" HDD
IBM DS5300 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 10K 2.5" HDD
R10512 I/O treads
2.2. Результаты тестирования при нагрузке с 512 I/O процессами для размера блока 4KB,8KB,32KB,64KB,256KB при 100% random нагрузке и соотношении R/W=80/20 представлены на диагр.2.2а. Соответствующее время отклика дисковой подсистемы во время проведения тестирования отображено на диагр. 2.2б.
3. При сравнении производительности рейд-групп R5 использовались следующие конфигурации:
IBM DS4700 Одна рейд-группа R5 (15+1) IBM DS5300 Одна рейд-группа R5 (15+1) IBM Storwize V7000 одна рейд-группа R5 (15+1)
3.1. Результаты тестирования при нагрузке с 64 I/O процессами для размера блока 4KB,8KB,32KB,64KB,256KB при 100% random нагрузке и соотношении R/W=80/20 представлены на диагр.3.1а. Соответствующее время отклика дисковой подсистемы во время проведения тестирования отображено на диагр. 3.1б.
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
4K 8K 32K 64K 256K
latency, ms IBM DS4700 15K 3.5" HDD
IBM DS5300 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 10K 2.5" HDD
R564 I/O treads
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4K 8K 32K 64K 256K
IOPS
block size
IBM DS4700 16x 15K 3.5" HDD
IBM DS5300 16x 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 16x 10K 2.5" HDD
R564 I/O treads100%Random
3.2. Результаты тестирования при нагрузке с 512 I/O процессами для размера блока 4KB,8KB,32KB,64KB,256KB при 100% random нагрузке и соотношении R/W=80/20 представлены на диагр.3.2а. Соответствующее время отклика дисковой подсистемы во время проведения тестирования отображено на диагр. 3.2б.
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
4K 8K 32K 64K 256K
latency, ms IBM DS4700 15K 3.5" HDD
IBM DS5300 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 10K 2.5" HDD
R5512 I/O treads
0
1000
2000
3000
4000
5000
4K 8K 32K 64K 256K
IOPS
block size
IBM DS4700 16x 15K 3.5" HDD
IBM DS5300 16x 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 16x 10K 2.5" HDD
R5512 I/O treads100%Random
4. При сравнении производительности рейд-групп R6 использовались следующие конфигурации:
IBM DS4700 не поддерживает данный тип рейд-группы IBM DS5300 одна рейд-группа R6 (14+2) IBM Storwize V7000 одна рейд-группа R6 (14+2)
4.1. Результаты тестирования при нагрузке с 64 I/O процессами для размера блока 4KB,8KB,32KB,64KB,256KB при 100% random нагрузке и соотношении R/W=80/20 представлены на диагр.4.1а. Соответствующее время отклика дисковой подсистемы во время проведения тестирования отображено на диагр. 4.1б.
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
4K 8K 32K 64K 256K
latency, ms IBM DS4700 -not support
IBM DS5300 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 10K 2.5" HDD
R664 I/O treads
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
4K 8K 32K 64K 256K
IOPS
block size
IBM DS4700 - not support
IBM DS5300 16x 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 16x 10K 2.5" HDD
R664 I/O treads100%Random
4.2 Результаты тестирования при нагрузке с 512 I/O процессами для размера блока 4KB,8KB,32KB,64KB,256KB при 100% random нагрузке и соотношении
R/W=80/20 представлены на диагр.4.2а. Соответствующее время отклика дисковой подсистемы во время проведения тестирования отображено на диагр. 4.2б.
Как видно из представленных результатов, при одинаковом количестве HDD, IBM Storwize V7000 на любых типах рейдов показывает лучший результат*, чем устаревшая IBM DS4700
и отстает от IBM DS5300 в среднем на 5-15% по iops, но в трети проведенных тестов демонстрирует при этом меньшее время отклика.
*значительно худший результат в iops и времени отклика для IBM DS4700 именно при размере блока 256KB, предположительно, обусловлен наименьшей плотностью записи используемых HDD
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
4K 8K 32K 64K 256K
latency, ms IBM DS4700 15K 3.5" HDD
IBM DS5300 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 10K 2.5" HDD
R6512 I/O treads
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4K 8K 32K 64K 256K
IOPS
block size
IBM DS4700 16x 15K 3.5" HDD
IBM DS5300 16x 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 16x 10K 2.5" HDD
R6512 I/O treads100%Random
5. Общеизвестно, что в случае с R5 и тем более R6 рейд-группами производительность Random Write значительно ниже, чем в случае с R10. Но в типичной нагрузке СУБД, как правило, процент операций записи в разы меньше операций чтения. Какой будет разница для тестируемого паттерна, имитирующего нагрузку типичной СУБД? Для удобства сравнения сведем в одну диаграмму (5А) результаты IBM Storwize V7000, а в другую (5Б) результаты IBM DS5300.
Как мы видим разница в производительности R5 vs. R10 на используемом паттерне составляет 20-25% при разнице в полезной емкости почти вдвое.
Также стоит отметить крайне незначительную разницу, на данном паттерне, в производительности R5 vs. R6 при существенной разнице в отказоустойчивости данных рейд-групп, т.к. R5 без потери данных способна пережить отказ одного диска (любого), а R6 – одновременный отказ двух произвольных дисков.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
4K 8K 32K 64K 256K
IOPS
block size
IBM DS5300 R6
IBM DS5300 R5
IBM DS5300 R10
R6 vs. R5 vs. R10512 I/O treads100%Random
0
1000
2000
3000
4000
5000
4K 8K 32K 64K 256K
IOPS
block size
IBM Storwize V7000 R6
IBM Storwize V7000 R5
IBM Storwize V7000 R10
R6 vs. R5 vs. R10512 I/O treads100%Random
6. Проведем оценку эффективности использования пространства ЦОД для каждой из СХД на примере того, какую производительность, предположительно, можно получить, используя 18U** пространства в RM-шкафу.
**для IBM DS5300 19U
Как видно из приведенных выше диаграмм, на примере тестируемых СХД, с точки зрения эффективного использования места в ЦОД SFF-диски 2,5” 10K RPM значительно эффективнее LFF-дисков 3,5” 15K RPM – более чем в 2 раза.
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
4K 8K 32K 64K 256K
IOPS
block size
IBM DS4700 96x 15K 3.5" HDD, total 18U
IBM DS5300 80x 15K 3.5" HDD, total 19U
IBM V7000 Storwize 216x 10K 2.5" HDD, total 18U
R10512 I/O treads100%Random
0
10000
20000
30000
40000
50000
4K 8K 32K 64K 256K
IOPS
block size
IBM DS4700 96x 15K 3.5" HDD, total 18U
IBM DS5300 80x 15K 3.5" HDD, total 18U
IBM V7000 Storwize 216x 10K 2.5" HDD, total 18U
R5512 I/O treads100%Random
6.1 Посчитаем потребляемую мощность, для каждой из конфигураций (п. 6) и отобразим на диаграмме 6.1А. Исходя из полученных данных, высчитаем среднюю плотность в watt/unit – диаграмма 6.1Б.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
total Watts
IBM DS4700 96x 15K 3.5" HDD, total 18U
IBM DS5300 80x 15K 3.5" HDD, total 19U
IBM V7000 Storwize 216x 10K 2.5" HDD, total 18U
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
average watt/unit
IBM DS4700 15K 3.5" HDD
IBM DS5300 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 10K 2.5" HDD
6.2 Как производную оценим энергоэффективность каждой СХД, по критерию maximum/minimum IOPS/unit*** – диаграмма 6.2А и maximum/minimum IOPS/Watt*** – диаграмма 6.2Б. По данным критериям преимущества СХД с SFF HDD более чем очевидны.
*** в тестовых и расчетных конфигурациях использовались только HDD носители, при использовании SSD – показатели IOPS/Unit и IOPS/Watt будут значительно выше.
0
5
10
15
20
25
30
maximumminimum
iops/watt
IBM DS4700 15K 3.5" HDD
IBM DS5300 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 10K 2.5" HDD
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
maximumminimum
iops/unit
IBM DS4700 15K 3.5" HDD
IBM DS5300 15K 3.5" HDD
IBM V7000 Storwize 10K 2.5" HDD
Приложение
- все тестируемые СХД были подключены к одному и тому же LPAR с AIX 6.1 TL6 SP4
- использовалась файловая система JFS2
- размер тестируемой области составлял 640ГБ (суммарный размер тестовых файлов)
- для создания тестовой нагрузки был использован пакет nstress, в частности утилита ndisk64
- для сбора и обработки информации о времени отклика СХД использовались утилиты NMON и NMON Analyser соответственно