Warum braucht ein Laptop eine kleine SSD und lohnt es sich, Windows darauf zu installieren? Festplattensystem: HDD, SSD und NVMe

Kürzlich stieß ich auf ein Problem mit der Beschleunigung des Disk-Subsystems, das im Lenovo U 530 Ultrabook (und anderen ähnlichen Modellen) enthalten ist. Alles begann damit, dass die Wahl auf diesen Laptop fiel, um einen älteren zu ersetzen.

Diese Serie hat mehrere Konfigurationen, die unter diesem Link eingesehen werden können: http://shop. Lenovo.com/ en/en/Laptops/ Lenovo/u -series /u 530-touch /index .html #tab -"5E =8G 5A :85_E [E-Mail geschützt]:B [E-Mail geschützt] 8:8

Ich habe die Option mit einem Intel Core-I 7 4500U-Prozessor, 1 TB HDD + 16 GB SSD-Cache gewählt.

Hinweis: Dieses Ultrabook und ähnliche verwenden SSD im M2-Format:http://en.wikipedia.org/wiki/M.2

Später, als ich damit arbeitete, wurde irgendwie das Vorhandensein des Caches nicht beobachtet, und ich begann herauszufinden, wie das alles funktioniert?

In Intel-Chipsätzen (insbesondere Intel Series 8) Es gibt eine solche Technologie wie Rapid-Storage-Technologie von Intel (Sie können mehr darüber unter diesem Link lesen: http://www.intel. en/Inhalt /www/ en/en/architecture -and -technology /rapid -storage -technology .html ).

Diese Technologie hat eine Funktion Intel® Smart-Response , was es ermöglicht, die Variante des Hybrids zu verwenden SSHD oder HDD+SDD um das Disk-Subsystem zu beschleunigen.

Kurz gesagt, es ermöglicht Ihnen, häufig verwendete Dateien zu speichern SSD Festplatte und bei nachfolgenden Starts von Dateien, von denen sie gelesen werden SSD disk, was die Performance des Gesamtsystems spürbar verbessert (mehr dazu unter Smart Response über diesen Link:

2) Verwenden Sie die Windows ReadyBoost-Technologie (http://ru.wikipedia.org/wiki/ReadyBoost)

3) Option verwenden ExpressCache

Hinweis: Viele haben wahrscheinlich im Internet Anweisungen zum Übertragen einer Hybridisierungsdatei auf eine SSD gesehen, und so habe ich es aus eigener Erfahrung überprüft, es FUNKTIONIERT NICHT, denn selbst in diesem Fall, wenn Sie eine Hybridisierungspartition erstellen, ist es so immer noch benutzt Intel-Technologie Schnelle Lagerung. Mit anderen Worten, der Hybridisierungsmodus ist bereits kein Windows, und diese Intel-Technologie steuert ihn, und da er bei uns nicht funktioniert, erhalten Sie nichts außer dem nutzlosen Hybridisierungsabschnitt auf der SSD, also wird es ' Ich arbeite nicht.

Und jetzt werde ich detaillierter beschreiben, wie jede der drei Optionen konfiguriert wird.

1. Verwenden Sie ein Dienstprogramm eines Drittanbieters von SanDisk - ExpressCache

Ich werde es in Schritte unterteilen:

Wenn Sie dieses Dienstprogramm noch nie verwendet haben, gehen Sie wie folgt vor:

1) Laden Sie es beispielsweise hier herunter: http://support. Lenovo.com /us/ en/downloads/ds035460

2) Gehen Sie zu „Datenträgerverwaltung“ und löschen Sie alle Partitionen von der SSD-Festplatte;

3)Wir installieren das Express Cache-Programm auf dem Computer, starten neu und alles ist bereit.) Das Programm selbst bildet die gewünschte Partition und verwendet sie.

4) Um die Arbeit zu überprüfen, rufen wir an Befehlszeile im Administratormodus und geben Sie ein eccmd.exe -info

5) Als Ergebnis sollte sich ein ähnliches Bild ergeben:

Abbildung 6 – Überprüfen des Cache-Betriebs beim Ausführen des Dienstprogramms „eccmd.exe“ – die Info

2. Verwenden Sie die Windows ReadyBoost-Technologie

Um diese Technologie nutzen zu können, benötigen Sie:

2) Erstellen Sie eine Hauptpartition auf der SSD;

3) Die neue Partition erscheint als neues Laufwerk mit eigenem Buchstaben. Gehen Sie zu Arbeitsplatz und klicken Sie auf Rechtsklick auf der Festplatte und im Menü „Eigenschaften“ auswählen, dann den Reiter „Ready Boost“.

4) Wählen Sie auf der Registerkarte die Option „Dieses Gerät verwenden“ und verwenden Sie den Schieberegler, um den gesamten verfügbaren Speicherplatz auszuwählen.

Danach SSD beschleunigt das Dateisystem mit Microsoft Windows Ready Boost-Technologie.

Ich weiß nicht, wie effektiv es für die Arbeit mit SSD ist, da sein ursprünglicher Zweck darin bestand, gewöhnliches NAND-Flash in Form von Schlüsselanhängern als Speichergeräte zu verwenden, und die Zugriffsgeschwindigkeit auf solche Geräte viel niedriger ist als die von mSATA SSD

3. Option verwenden ExpressCache+ Übertragung der SWAP-Datei auf eine separate SSD-Partition.

Meiner Meinung nach ist dies das Beste dieser Fall Methode, da wir einerseits die Arbeit mit dem Swap beschleunigen, indem wir ihn auf die SSD übertragen, und wir auch mit dem Cache arbeiten. Diese Methode eher geeignet für Ultrabooks mit einer SSD-Kapazität von 16 GB oder mehr.

Wie kann man das machen?

1) Gehen Sie zu „Datenträgerverwaltung“ und löschen Sie alle Partitionen von der SSD-Festplatte;

2) Sie benötigen zwei Partitionen auf der SSD, eine erstellen wir selbst, die zweite wird vom Express Cache-Programm erstellt.

3) Erstellen Sie eine Swap-Partition, zum Beispiel: 6 GB reichen für eine Ultra-Buche mit 8 GB RAM (RAM);

5) Jetzt müssen wir den Swap von Laufwerk C: auf übertragen neue Festplatte SSD. Gehen Sie dazu in die Systemeinstellungen und dann auf „Erweiterte Systemeinstellungen“.

Abbildung 8 – Zusätzliche Systemparameter

Klicken Sie im Reiter „Erweitert“ auf „Parameter*“, Reiter „Erweitert**“ und dann auf die Schaltfläche „Ändern**“. Deaktivieren " Automatikmodus***“, Dann wählen wir aus der Liste die Festplatte mit dem benötigten Swap aus und versuchen dann, die Option „Größe nach Wahl des Systems ***“ auszuwählen, und drücken die Taste „Set***“. . Wenn das System flucht, liegt dies höchstwahrscheinlich daran, dass die Festplatte 6 GB groß ist. das System hält es für zu klein, aber wenn Sie sich die empfohlene Dateigröße von unten im Fenster ansehen, schwankt sie um 4,5 GB, was noch kleiner ist als unsere Partition, also gehen wir wie folgt vor - wählen Sie die Option „Größe angeben * **“ und im Feld „Anfangsgröße ***“ die unten empfohlene Dateigröße notieren. In das Feld „Maximale Größe ***“ können Sie das gesamte Volume der Partition schreiben und dann auf die Schaltfläche „Set ***“ klicken.
Als nächstes müssen wir den vorhandenen Swap deaktivieren. Wählen Sie dazu aus der Liste der Festplatten denjenigen aus, auf dem sich der Swap derzeit befindet (z. B. C :), und wählen Sie in den folgenden Optionen - „Keine Auslagerungsdatei * **“ und dann „Set * **“.
Das war's – jetzt befindet sich Ihre Auslagerungsdatei auf dem SSD-Laufwerk.
Wir warten auf „OK ***“ und starten den Computer neu.

6) Sie können überprüfen, ob sich die Datei auf der Festplatte befindet oder nicht, gehen Sie zum Laufwerk C: (Die Sichtbarkeitsfunktion muss im Explorer aktiviert sein versteckte Dateien oder mit Total Commander ).

Abbildung 12 – Sichtbarkeit der SWAP-Partition der SSD

Die Auslagerungsdatei wird aufgerufen Auslagerungsdatei . System, Es sollte auf dem neuen Laufwerk sein, aber nicht auf dem alten.

7) Jetzt müssen Sie eine Partition für das Caching installieren, dafür machen wir alles, was in Absatz 1 beschrieben wurde.

Als Ergebnis erhalten wir nach den ergriffenen Maßnahmen die Beschleunigung des gesamten Systems als Ganzes.

Abbildung 13 – SSD-Partitionen für SWAP und SSD-Cache

Ich wünsche Ihnen eine schnelle Systemleistung und eine lange Lebensdauer von SSD J

Ich freue mich über Kommentare zu meinem Artikel und alle Arten von Bewertungen) Vielen Dank!

Serveroptimierung,

Systemadministration ,

Datenspeicher ,

Data Warehouse

In Artikeln über Speichersysteme aus dem "Administrator's Summary" wurden die Technologien der Softwareorganisation des Disk-Arrays praktisch nicht berücksichtigt. Darüber hinaus blieb eine ganze Schicht relativ billiger Szenarien zur Beschleunigung des Speichers mithilfe von Solid State Drives hinter den Kulissen zurück.

Daher werde ich in diesem Artikel drei gute Optionen für die Verwendung von SSD-Laufwerken zur Beschleunigung des Speichersubsystems betrachten.

Warum nicht einfach ein Array aus einer SSD bauen - ein wenig Theorie und Argumentation zum Thema

Meistens werden SSDs einfach als Alternative zu HDDs betrachtet, mit mehr Bandbreite und IOPS. Ein solcher direkter Austausch ist jedoch oft zu teuer (Markenlaufwerke von HP kosten beispielsweise ab 2.000 US-Dollar), und bekannte SAS-Laufwerke kehren in das Projekt zurück. Als eine Option, schnelle Fahrten nur punktuell verwendet.

Insbesondere sieht es praktisch aus, eine SSD zu verwenden Systempartition oder für den Datenbankbereich - ein konkreter Leistungsgewinn findet sich in. Aus diesen Vergleichen ist ersichtlich, dass beim Einsatz herkömmlicher HDDs der Flaschenhals die Leistung der Platte ist und bei SSDs bereits die Schnittstelle zurückhält. Daher bringt der Austausch einer einzelnen Festplatte nicht immer die gleiche Rendite wie ein umfassendes Upgrade.

Server verwenden SSD SATA-Schnittstelle, oder produktiveres SAS und PCI-E. Die meisten Server-SSDs auf dem Markt mit SAS-Schnittstelle verkauft unter den Marken HP, Dell und IBM. Übrigens können Sie auch in Markenservern Festplatten der OEM-Hersteller Toshiba, HGST (Hitachi) und andere verwenden, die es Ihnen ermöglichen, das Upgrade bei ähnlichen Eigenschaften so günstig wie möglich zu gestalten.

Mit der weit verbreiteten Verwendung von SSDs wurde ein separates Protokoll für den Zugriff auf an den PCI-E-Bus angeschlossene Festplatten, NVM Express (NVMe), entwickelt. Das Protokoll wurde von Grund auf neu entwickelt und übertrifft das übliche SCSI und AHCI in seinen Fähigkeiten deutlich. NVMe arbeitet normalerweise mit SSDs mit PCI-E-Schnittstellen, U.2 (SFF-8639) und einige M.2, die schneller als normale SSDs sind mehr als das Doppelte. Die Technologie ist relativ neu, wird aber mit der Zeit definitiv ihren Platz in den schnellsten Plattensystemen einnehmen.

Ein wenig über DWPD und den Einfluss dieser Eigenschaft auf die Wahl eines bestimmten Modells.

Bei der Auswahl von SATA-SSDs sollten Sie auf den DWPD-Parameter achten, der die Haltbarkeit des Laufwerks bestimmt. DWPD (Drive Writes Per Day) gibt an, wie oft ein ganzes Laufwerk während der Garantiezeit pro Tag neu beschrieben werden kann. Manchmal gibt es ein alternatives Merkmal TBW / PBW (TeraBytes Written, PetaBytes Written) - dies ist das angegebene Volumen, das während der Garantiezeit auf eine Festplatte geschrieben wird. In SSD für Heimgebrauch Der DWPD-Indikator kann bei sogenannten "Server" -SSDs kleiner als eins sein - 10 oder mehr.

Dieser Unterschied ergibt sich aus verschiedene Typen Erinnerung:

SLC-NAND. Der einfachste Typ - jede Speicherzelle speichert ein Informationsbit. Daher sind solche Platten zuverlässig und weisen eine gute Leistung auf. Aber man muss mehr Speicherzellen verwenden, was sich negativ auf die Kosten auswirkt;

MLC-NAND. Jede Zelle speichert bereits zwei Informationsbits - die beliebteste Art von Gedächtnis.

eMLC-NAND. Wie MLC, jedoch erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Überschreiben durch teurere und hochwertigere Chips.

• TLC-NAND. Jede Zelle speichert drei Informationsbits – die Platte ist so billig wie möglich herzustellen, hat aber die geringste Leistung und Haltbarkeit. Um Geschwindigkeitsverluste auszugleichen, wird häufig SLC-Speicher für den internen Cache verwendet.

Daher ist es beim Ersetzen gewöhnlicher Solid-State-Laufwerke logisch, MLC-Modelle in RAID 1 zu verwenden, die eine hervorragende Geschwindigkeit bei gleicher Zuverlässigkeit bieten.

Es wird angenommen, dass die Verwendung von RAID in Verbindung mit einer SSD keine gute Idee ist. Die Theorie basiert darauf, dass SSDs im RAID synchron verschleißen und irgendwann alle Platten auf einmal ausfallen können, insbesondere beim Neuaufbau des Arrays. Bei HDD ist die Situation jedoch genau die gleiche. Es sei denn, die beschädigten Blöcke der magnetischen Oberfläche lassen Sie im Gegensatz zur SSD nicht einmal die Informationen lesen.

Immer noch hohe Kosten Solid State Drives macht über deren alternative Nutzung nach, neben Point Replacement oder der Nutzung von Speicher allein auf Basis von SSDs.

Erweitern des RAID-Controller-Cache

Die Größe und Geschwindigkeit des RAID-Controller-Cache bestimmt die Geschwindigkeit des Arrays als Ganzes. Diesen Cache können Sie mit einer SSD erweitern. Die Technik ähnelt der Lösung von Intel.

Bei der Verwendung eines solchen Caches werden häufiger verwendete Daten auf Cache-SSDs gespeichert, von denen sie gelesen oder auf eine normale Festplatte geschrieben werden. Es gibt normalerweise zwei Betriebsmodi, ähnlich wie beim üblichen RAID: Write-Back und Write-Through.

Beim Durchschreiben wird nur das Lesen beschleunigt, beim Zurückschreiben werden das Lesen und Schreiben beschleunigt.

Sie können mehr über diese Parameter unter dem Spoiler lesen.

Beim Einrichten eines Write-Through-Cache wird sowohl in den Cache als auch in das Hauptarray geschrieben. Dies wirkt sich nicht auf Schreibvorgänge aus, beschleunigt jedoch das Lesen. Außerdem sind Stromausfälle oder das gesamte System nicht mehr so ​​schlimm für die Datenintegrität;

• Mit der Write-Back-Einstellung können Sie Daten direkt in den Cache schreiben, wodurch Lese- und Schreibvorgänge beschleunigt werden. Bei RAID-Controllern kann diese Option nur aktiviert werden, wenn eine spezielle nichtflüchtige Pufferbatterie für den Speicher oder Flash-Speicher verwendet wird. Wenn Sie eine separate SSD als Cache verwenden, lohnt sich das Problem mit der Stromversorgung nicht mehr.

Es erfordert normalerweise eine spezielle Lizenz oder einen Hardwareschlüssel, um zu funktionieren. Hier sind die spezifischen Namen der Technologie von bekannten Herstellern auf dem Markt:

LSI (Broadcom) MegaRAID CacheCade. Ermöglicht die Verwendung von bis zu 32 SSDs für den Cache mit einer Gesamtgröße von nicht mehr als 512 GB, RAID von Caching-Laufwerken wird unterstützt. Es gibt verschiedene Arten von Hardware- und Softwareschlüsseln, die Kosten betragen etwa 20.000 Rubel.

Microsemi Adaptec MaxCache. Ermöglicht bis zu 8 zwischengespeicherte SSDs in jeder RAID-Konfiguration. Sie müssen keine separate Lizenz kaufen, der Cache wird in Adaptern der Q-Serie unterstützt;

• HPE SmartCache auf ProLiant-Servern der 8. und 9. Generation. Den aktuellen Preis erhalten Sie auf Anfrage.

Das Funktionsschema des SSD-Cache ist äußerst einfach - häufig verwendete Daten werden für einen schnellen Zugriff auf die SSD verschoben oder kopiert, während weniger beliebte Informationen auf der Festplatte verbleiben. Dadurch erhöht sich die Geschwindigkeit beim Arbeiten mit sich wiederholenden Daten erheblich.

Zur Veranschaulichung des Betriebs eines SSD-basierten RAID-Cache können die folgenden Diagramme angegeben werden:

StorageReview - Leistungsvergleich verschiedener Arrays bei der Arbeit mit einer Datenbank: Herkömmliche Platten wurden verwendet und ihre Alternative basierend auf LSI CacheCade.

Aber wenn es eine Hardware-Implementierung gibt, dann gibt es mit Sicherheit ein Software-Analogon für weniger Geld.

Schneller Cache ohne Controller

Neben Software-RAID gibt es auch einen Software-SSD-Cache. v Windows Server 2012 erschien interessante Technik Speicherplätze, mit denen Sie RAID-Arrays aus allen verfügbaren Festplatten erstellen können. Laufwerke werden zu Pools zusammengefasst, die bereits Datenvolumes beherbergen – ein Schema, das den meisten Hardware-Speichersystemen ähnelt. Von den nützlichen Funktionen von Storage Spaces kann man Tiered Storage (Storage Tiers) und Write Cache (Write-Back Cache) hervorheben.

Mit Storage Tiers können Sie einen Pool von HDDs und SSDs erstellen, in dem die mehr benötigten Daten auf der SSD gespeichert werden. Das empfohlene Verhältnis von SSD zu HDD beträgt 1:4-1:6. Beim Entwurf sollte auch die Möglichkeit der Spiegelung oder Parität (Analoga von RAID-1 und RAID-5) berücksichtigt werden, da jeder Teil des Spiegels die gleiche Anzahl von regulären Festplatten und SSDs haben muss.

Der Write-Cache in Storage Spaces unterscheidet sich nicht vom üblichen Write-Back in RAID-Arrays. Nur hier „beißt“ sich das benötigte Volumen von der SSD ab und liegt standardmäßig bei einem Gigabyte.

Betrachten wir verschiedene Optionen zum Erstellen eines Server-Festplatten-Subsystems, um sie in Bezug auf Preis und Leistung zu vergleichen. Wählen wir 10 TB als nutzbare Festplattenspeicherkapazität. Alle Optionen setzen die Verwendung eines Hardware-RAID-Controllers mit 2 GB Cache voraus.

Eine Budgetoption- zwei 3,5-Zoll-10-TB-Festplatten mit SATA-Schnittstelle und einer Spindelgeschwindigkeit von 7200 U/min, kombiniert in einem RAID1-Array. Die Leistung eines solchen Arrays wird 500 Operationen pro Sekunde (IOPS) beim Lesen und 250 IOPS beim Schreiben nicht überschreiten. Optional Der Vorteil dieser Lösung ist die Möglichkeit, die Speicherkapazität zu vervielfachen, indem neue Festplatten in die freien Schächte des Festplattenkorbs des Servers hinzugefügt werden.

Produktivitätsoption- 12 HDD 2.5" 10'000RPM mit einer Kapazität von 1.8TB in RAID10 (RAID5 oder RAID50 ist doppelt so langsam bei Schreibvorgängen). Hier erhalten wir etwa 5'000 IOPS beim Lesen und 2'500 IOPS beim Schreiben - in 10 Mal mehr im Vergleich zur ersten Option. Diese Discs kosten jedoch etwa das Sechsfache.

Maximale Performance bietet ein RAID10-Array von SSD-Laufwerken, beispielsweise 12 Stück Intel DC S4600 1,9 TB. Die Leistung eines solchen Arrays beträgt 800.000 IOPS für Lesevorgänge und 400.000 IOPS für Schreibvorgänge, d. h. es ist 160-mal schneller als die zweite Option, aber 4-mal teurer als sie und 24-mal teurer als die erste Option . Auswahl einer SSD größere Größe wird ungefähr die gleichen Zahlen in Bezug auf die Kosten und etwas niedriger in Bezug auf die Leistung ergeben.

Möglichkeit Reihe	Lektüre (IOPS)	Aufzeichnung (IOPS)	Um wieviel Uhr mal schneller	Um wieviel Uhr mal teurer
Festplatte 10 TB x 2	500	250	—	—
Festplatte 1,8 TB x 12	5’000	2’500	X10	x6
SSD 1,9 TB x 12	800’000	400’000	X 1600	X24

Generell gilt: Je teurer, desto schneller. Und sogar die Geschwindigkeit übertrifft den Preis.

Die Leistungssteigerung um 3 Größenordnungen, die SSDs bieten, ist äußerst attraktiv, aber für Speicher dieser Größe zu teuer.

Glücklicherweise gibt es eine kostengünstigere Technologie, die die gleiche Größenordnung wie ein herkömmliches SDD-Array liefern kann. Es basiert auf der Verwendung von SSD-Laufwerken als Cache-Speicher des Festplatten-Subsystems.

Die Idee des SSD-Cachings basiert auf dem Konzept der „heißen“ Daten.

Typischerweise arbeiten Serveranwendungen aktiv nur mit einem kleinen Teil der Daten, die im Plattensubsystem des Servers gespeichert sind. Beispielsweise werden auf dem 1C-Server Transaktionen hauptsächlich mit den Daten der aktuellen Betriebsperiode durchgeführt, und die meisten Anfragen an den Webhosting-Server beziehen sich in der Regel auf die beliebtesten Seiten der Website.

Somit gibt es im Disk-Subsystem des Servers Datenblöcke, auf die der Controller viel häufiger zugreift als auf andere Blöcke. Solche „heißen“ Blöcke werden vom Controller, der die SSD-Caching-Technologie unterstützt, im Cache-Speicher auf SSD-Laufwerken gespeichert. Das Schreiben und Lesen dieser Blöcke von einer SSD ist viel schneller als das Lesen und Schreiben von ihr Festplatte.

Es ist klar, dass die Aufteilung der Daten in „heiß“ und „kalt“ ziemlich willkürlich ist. Wie die Praxis jedoch zeigt, ergibt die Verwendung sogar eines Paars kleiner SSDs, die in einem RAID1-Array kombiniert sind, um „heiße“ Daten zwischenzuspeichern, eine sehr große Steigerung der Leistung des Festplatten-Subsystems.

Die SSD-Caching-Technologie wird sowohl für Lese- als auch für Schreibvorgänge verwendet.

Der SSD-Caching-Algorithmus wird vom Controller implementiert, ist recht einfach und erfordert keinerlei Konfigurations- und Wartungsaufwand durch den Administrator. Die Essenz des Algorithmus ist wie folgt.

Wenn der Server eine Anfrage an den Controller sendet, um einen Datenblock zu lesen

Wenn ja, liest der Controller den Block aus dem SSD-Cache.

Wenn nicht, liest der Controller den Block von den Festplatten und schreibt eine Kopie dieses Blocks in den SSD-Cache. Bei der nächsten Leseanforderung für diesen Block wird er aus dem SSD-Cache gelesen.

Wenn der Server eine Anfrage an den Controller sendet, um einen Datenblock zu schreiben, prüft der Controller, ob sich der angegebene Block im SSD-Cache befindet.

Wenn ja, schreibt der Controller diesen Block in den SSD-Cache.

Wenn nicht, schreibt die Steuerung diesen Block an Festplatte und SSD-Cache. Beim nächsten Schreiben in einen Block wird dieser nur in den SSD-Cache geschrieben.

Was passiert, wenn bei der nächsten Anforderung zum Schreiben eines Blocks, der sich nicht im SSD-Cache befindet, kein Block dafür vorhanden ist? Freiraum? In diesem Fall wird auf den „ältesten“ Block im SSD-Cache geschrieben Festplatte, und ein "neuer" Block wird seinen Platz einnehmen.

So wird der Cache-Speicher auf der SSD einige Zeit nach Inbetriebnahme des Servers mit SSD-Caching-Technologie hauptsächlich Datenblöcke enthalten, auf die von Serveranwendungen häufiger zugegriffen wird.

Wenn das SSD-Caching schreibgeschützt sein soll, kann der Cache auf der SSD eine einzelne SSD oder ein RAID0-Array von SSDs sein, da der SSD-Cache nur Kopien der auf der SSD gespeicherten Datenblöcke speichert. Festplatte.

Wenn Sie SSD-Caching für Lese- und Schreibvorgänge verwenden möchten, werden heiße Daten nur im Cache-Speicher auf der SSD gespeichert. In diesem Fall ist es notwendig, für solche Daten Redundanz bereitzustellen, wozu zwei oder mehr SSDs kombiniert in einem redundanten RAID-Verbund, wie RAID1 oder RAID10, als Cache-Speicher dienen.

Sehen wir uns an, wie die SSD-Caching-Technologie in der Praxis funktioniert, und vergleichen Sie gleichzeitig die Effektivität ihrer Implementierung auf Controllern von zwei verschiedenen Herstellern – Adaptec und LSI.

Testen

Hauptfestplatten-Array: RAID10 mit sechs HDD SATA 3,5 Zoll 1 TB. Das nutzbare Volumen des Arrays beträgt 2,7 TB.

SSD-Cache: RAID1 aus zwei SSDs Intel DC S4600 240 GB. Das nutzbare Volumen des Arrays beträgt 223 GB.

Als „heiße“ Daten haben wir die ersten 20 Millionen Sektoren, also 9,5 GB, des Haupt-RAID10-Arrays verwendet. Die gewählte kleine Menge an „heißen“ Daten ändert grundsätzlich nichts, kann aber die Testzeit deutlich verkürzen.

Getestete Controller: Adaptec SmartRAID 3152-8i und BROADCOM MegaRAID 9361-8i (LSI).

Die Last auf dem Festplattensubsystem wurde mit dem Dienstprogramm iometer erstellt. Ladeparameter: Blockgröße 4K, wahlfreier Zugriff, Warteschlangentiefe 256. Wir haben eine große Warteschlangentiefe gewählt, um die maximale Leistung zu vergleichen, ohne auf die Latenz zu achten.

Die Performance des Disk-Subsystems wurde mit dem Windows-Systemmonitor aufgezeichnet.

Adaptec (Microsemi) SmartRAID 3152-8i mit maxCache 4.0-Technologie

Dieser Controller unterstützt standardmäßig die maxCache 4.0 SSD-Caching-Technologie und verfügt über 2 GB eigenen Cache mit Stromausfallschutz.

Beim Erstellen des Haupt-RAID10-Arrays haben wir die Standard-Controller-Einstellungen verwendet.

Das RAID1-Cache-Array auf der SSD wurde auf den Write-Back-Modus eingestellt, um das SSD-Lese-/Schreib-Caching zu aktivieren. Wenn der Write-Through-Modus eingestellt ist, werden alle Daten auf die Festplatte geschrieben, sodass wir nur Lesevorgänge beschleunigen.

Testmuster:

Diagramm 1. Testen von Adaptec maxCache 4.0

Die rote Linie ist die Leistung des Festplattensubsystems bei Schreibvorgängen.

Im ersten Moment gibt es einen starken Leistungssprung bis zu einem Wert von 100’000 IOPS – Daten werden in den Controller-Cache geschrieben, der mit einer Geschwindigkeit arbeitet Arbeitsspeicher.

Sobald der Cache voll ist, sinkt die Leistung auf die normale Geschwindigkeit eines Festplatten-Arrays (ca. 2.000 IOPS). Zu diesem Zeitpunkt werden Datenblöcke auf die Festplatten geschrieben, da sich diese Blöcke noch nicht im Cache-Speicher auf der SSD befinden und der Controller sie nicht als „hot“ betrachtet. Eine Kopie der Daten wird in den SSD-Cache geschrieben.

Nach und nach werden immer mehr Blöcke neu geschrieben, solche Blöcke sind bereits im SSD-Cache, daher hält der Controller sie für „hot“ und schreibt nur auf die SSD. Die Performance der gleichzeitigen Schreiboperationen erreicht 40.000 IOPS und stabilisiert sich bei dieser Marke. Da die Daten im SSD-Cache (RAID1) geschützt sind, müssen sie nicht im Hauptarray überschrieben werden.

Beachten Sie übrigens, dass die vom Hersteller angegebene Schreibgeschwindigkeit für die hier verwendeten Intel DC S4600 240 GB SSDs nur 38.000 IOPS beträgt. Da wir denselben Datensatz auf jedes Laufwerk im gespiegelten Paar des RAID1-Arrays schreiben, können wir sagen, dass die SSDs mit ihrer maximalen Geschwindigkeit laufen.

blaue Linie- Leistung des Disk-Subsystems bei Lesevorgängen. Der linke Abschnitt liest Daten vom Festplatten-Array mit einer Geschwindigkeit von etwa 2.000 IOPS, es gibt noch keine „heißen“ Daten im Cache-Speicher auf der SSD. Gleichzeitig mit dem Lesen von Festplattenblöcken werden diese in den Cache-Speicher auf der SSD kopiert. Allmählich steigt die Lesegeschwindigkeit leicht an, da Blöcke, die zuvor in den SSD-Cache eingelesen wurden, anfangen zu „fangen“.

Nachdem alle heißen Daten in den SSD-Cache geschrieben wurden, werden sie von dort mit einer Rate von mehr als 90.000 IOPS gelesen (zweiter blauer Bereich).

Lila Linie - kombinierte Belastung (50 % Lesen, 50 % Schreiben). Alle Operationen werden nur mit "heißen" Daten auf der SSD durchgeführt. Leistung im Bereich von 60.000 IOPS.

Zusammenfassung

Der Adaptec SmartRAID 3152-8i Controller leistet hervorragende Arbeit bei der Organisation des SSD-Cachings. Da der Controller bereits Unterstützung für maxCache 4.0 und Cache-Schutz beinhaltet, müssen nur noch SSD-Laufwerke gekauft werden. Der Controller ist benutzerfreundlich und einfach einzurichten, die Standardeinstellungen bieten ein Höchstmaß an Datenschutz.

Videoaufzeichnung Adaptec maxCache 4.0 Test:

LSI (BROADCOM) MegaRAID 9361-8i

Dieser Controller unterstützt die CacheCade 2.0 SSD-Caching-Technologie. Um es zu verwenden, müssen Sie eine Lizenz im Wert von etwa 20.000 Rubel erwerben.

Cache-Schutz ist nicht im Paket enthalten, aber in unseren Tests haben wir festgestellt, dass der Controller-Cache für maximale Leistung am besten im Write-Through-Modus verwendet wird, der keinen Cache-Schutz erfordert.

Controller-Einstellungen für das Hauptarray: Controller-Cache im Write-Through-Modus; Lesemodi Direct IO, No Read Ahead.

Cache-Speicher auf SSD-Laufwerken (RAID1-Array) im Write-Back-Modus zum Caching von Lese- und Schreibvorgängen.

Testmuster (hier ist der vertikale Skalenbereich doppelt so hoch wie bei Adaptec):

Grafik 2. Testen von LSI CacheCade 2.0

Die Testsequenz ist dieselbe, das Bild ist ähnlich, aber die Leistung von CacheCade 2.0 ist etwas höher als die von maxCache.

Wir haben fast 60.000 IOPS Leistung bei Hot-Data-Schreibvorgängen gegenüber 40.000 von Adaptec, bei Lesevorgängen – fast 120.000 IOPS gegenüber 90.000 IOPS, bei kombinierter Last – 70.000 IOPS gegenüber 60.000 IOPS.

Zu Beginn des Testens von Schreibvorgängen gibt es keine Leistungsspitze, da der Cache des Controllers im Write-Through-Modus arbeitet und beim Schreiben von Daten auf Festplatten nicht verwendet wird.

Zusammenfassung

Der LSI-Controller hat komplexere Parametereinstellungen, die ein Verständnis seiner Funktionsweise erfordern. Die Verwendung von SSD-Caching erfordert keinen Controller-Cache-Schutz. Im Gegensatz zu Adaptec ist es möglich, einen SSD-Cache zu verwenden, um mehrere RAID-Arrays gleichzeitig zu bedienen. Bessere Leistung als Adaptec-Controller. Der Kauf einer zusätzlichen CacheCade-Lizenz ist erforderlich.

Videoaufzeichnung des Tests von LSI CacheCade 2.0:

Fazit

Vervollständigen wir unsere Tabelle. Denken Sie beim Preisvergleich daran, dass ein größerer Cache für ein 10-TB-Array wünschenswert ist. Die Leistungszahlen entnehmen wir unseren Tests.

Möglichkeit Reihe	Lektüre (IOPS)	Aufzeichnung (IOPS)	Um wieviel Uhr mal schneller	Um wieviel Uhr mal teurer
Festplatte 10 TB x 2	500	250	—	—
Festplatte 1,8 TB x 12	5’000	2’500	X10	x6
SSD 1,9 TB x 12	800’000	400’000	X 1600	X24
HDD 10 TB x 2 + SSD 960 GB x 2, maxCache	90’000	40’000	X160	X 2.5
HDD 10 TB x 2 + SSD 960 GB x 2, CacheCade	120’000	60’000	X240	x3

Verwenden Sie beim Zwischenspeichern eines Datensatzes immer als SSD-Cache redundante Arrays (RAID1 oder RAID10).

Verwenden Sie für den SSD-Cache nur Server-SSDs. Sie haben einen zusätzlichen „unsichtbaren“ Bereich von etwa 20 % des deklarierten Volumens. Dieser Reservebereich wird für interne Defragmentierungs- und Garbage-Collection-Operationen verwendet, damit die Schreibleistung solcher Laufwerke auch bei 100%iger Belegung nicht abfällt. Außerdem schont das Vorhandensein eines Ersatzbereichs die Ressourcen des Laufwerks.

Die Ressource von SSD-Laufwerken für den Cache-Speicher muss der Belastung des Speichersubsystems des Servers in Bezug auf die zu schreibende Datenmenge entsprechen. Die Laufwerksressource wird in der Regel durch den Parameter DWPD (Drive Writes Per Day) bestimmt – wie oft am Tag ein Laufwerk 5 Jahre lang komplett überschrieben werden kann. Laufwerke mit einer Ressource von 3 DWPD oder mehr sind normalerweise eine geeignete Wahl. Mit dem Systemmonitor können Sie die tatsächliche Auslastung des Disk-Subsystems messen.

Wenn es notwendig wird, alle Daten aus dem Cache auf SSD-Laufwerken auf das Hauptarray zu übertragen, müssen Sie den SSD-Cache-Modus von Write-Back auf Write-Through umschalten und warten, bis die Daten vollständig auf Festplatten neu geschrieben wurden. Am Ende dieses Vorgangs, aber nicht vorher, „erlaubt“ der Controller das Entfernen des SSD-Cache-Volumes.

Wenn Sie Fragen oder Anmerkungen zu diesem Material haben, wenden Sie sich bitte an .

• Leistungsvergleich verschiedener Arten von Serverlaufwerken (HDD, SSD, SATA DOM, eUSB)
• Leistungsvergleich der neuesten RAID-Controller von Intel und Adaptec Server (24 SSDs)
• Leistungsvergleich von Server-RAID-Controllern
• Leistung des Festplattensubsystems von Intel-Servern basierend auf Xeon E5-2600 und Xeon E5-2400
• Tische vergleichende Merkmale: RAID-Controller, Server-Festplatte, Server-SSD
• Links zu den Abschnitten der Preisliste: RAID-Controller, Server-Festplatte, Server-SSD

Die meisten Serveranwendungen arbeiten mit dem Plattensubsystem des Servers im Direktzugriffsmodus, wenn Daten in kleinen Blöcken von mehreren Kilobyte Größe gelesen oder geschrieben werden und diese Blöcke selbst zufällig im Plattenarray angeordnet sein können.

Festplatten haben eine durchschnittliche Zugriffszeit auf einen beliebigen Datenblock in der Größenordnung von mehreren Millisekunden. Diese Zeit wird benötigt, um den Plattenkopf über den gewünschten Daten zu positionieren. In einer Sekunde kann eine Festplatte mehrere hundert dieser Blöcke lesen (oder schreiben). Diese Metrik spiegelt die Leistung wider Festplatte auf zufällige E / A-Operationen und wird durch den Wert von IOPS (Input Output per Second, Input / Output-Operationen pro Sekunde) gemessen. Das heißt, die Leistung des wahlfreien Zugriffs für eine Festplatte beträgt mehrere hundert IOPS.

Im Disk-Subsystem eines Servers werden in der Regel mehrere Festplatten zu einem RAID-Verbund zusammengefasst, in dem sie parallel arbeiten. Gleichzeitig steigt die Geschwindigkeit von zufälligen Lesevorgängen für ein beliebiges RAID-Array proportional zur Anzahl der Festplatten im Array, aber die Geschwindigkeit von Schreibvorgängen hängt nicht nur von der Anzahl der Festplatten ab, sondern auch vom Weg Die Festplatten werden zu einem RAID-Array zusammengefasst.

Häufig ist das Festplatten-Subsystem ein Faktor, der die Serverleistung einschränkt. Beim in großen Zahlen Gleichzeitige Anforderungen kann das Disk-Subsystem an seine Leistungsgrenze stoßen und eine Erhöhung des Arbeitsspeichers oder der Prozessorfrequenz hat keine Wirkung.

Eine radikale Möglichkeit, die Leistung des Disk-Subsystems zu steigern, ist die Verwendung von Solid-State-Laufwerken (SSDs), bei denen Informationen in einen nichtflüchtigen Flash-Speicher geschrieben werden. Bei SSD-Laufwerken beträgt die Zugriffszeit auf einen beliebigen Datenblock mehrere zehn Mikrosekunden (dh zwei Größenordnungen weniger als bei Festplatten), wodurch die Leistung selbst eines SSD-Laufwerks bei zufälligen Operationen 60.000 IOPS erreicht.

Die folgenden Diagramme vergleichen die Leistung von 8 HDD- und 8 SSD-RAID-Arrays. Daten sind für vier angegeben verschiedene Arten RAID-Verbände: RAID 0, RAID 1, RAID 5 und RAID 6. Um den Text nicht mit technischen Details zu überfrachten, haben wir am Ende des Artikels Hinweise zur Testmethodik platziert.

Aus den Diagrammen ist ersichtlich, dass die Verwendung von SSD-Laufwerken die Leistung des Server-Festplattensubsystems bei Direktzugriffsoperationen um das 20- bis 40-fache erhöht. Die folgenden schwerwiegenden Einschränkungen verhindern jedoch die weit verbreitete Verwendung von SSD-Laufwerken.

Erstens haben moderne SSD-Laufwerke eine geringe Kapazität. Die maximale Kapazität von Festplatten (3 TB) übersteigt die maximale Kapazität von Server-SSDs (300 GB) um das Zehnfache. Zweitens sind SSD-Laufwerke etwa zehnmal teurer als Festplatten, wenn wir die Kosten für 1 GB Speicherplatz vergleichen. Daher wird der Aufbau eines Disk-Subsystems allein aus SSD-Laufwerken derzeit eher selten angewendet.

Sie können jedoch SSD-Laufwerke als Cache des RAID-Controllers verwenden. Lassen Sie uns mehr darüber sprechen, wie es funktioniert und was es gibt.

Tatsache ist, dass selbst in einem ziemlich großen Plattenserver-Subsystem mit einer Kapazität von mehreren zehn Terabyte die Menge an "aktiven" Daten, dh Daten, die am häufigsten verwendet werden, relativ gering ist. Zum Beispiel, wenn Sie mit einer Datenbank arbeiten, die Datensätze nur über einen langen Zeitraum speichert kleines Teil Daten, die sich auf das aktuelle Zeitintervall beziehen. Oder wenn der Server zum Hosten von Internetressourcen ausgelegt ist, beziehen sich die meisten Anforderungen auf eine kleine Anzahl der am häufigsten besuchten Seiten.

Liegen diese „aktiven“ (bzw. „heißen“) Daten also nicht auf „langsamen“ Festplatten, sondern in einem „schnellen“ Cache-Speicher auf SSD-Laufwerken, erhöht sich die Performance des Disk-Subsystems um eine Größenordnung. In diesem Fall müssen Sie sich keine Gedanken darüber machen, welche Daten in den Cache gestellt werden sollen. Nachdem der Controller zum ersten Mal Daten von der Festplatte liest, belässt er diese Daten im SSD-Cache und liest sie von dort erneut.

Außerdem funktioniert Caching nicht nur beim Lesen, sondern auch beim Schreiben. Jeder Schreibvorgang schreibt Daten nicht auf die Festplatte, sondern in den Cache-Speicher von SSD-Laufwerken, sodass Schreibvorgänge auch um eine Größenordnung schneller sind.

In der Praxis kann der Caching-Mechanismus auf SSD-Laufwerken auf jedem Sechs-Gigabit-RAID-Modul oder RAID-Controller implementiert werden. Intel 2 Generationen basierend auf dem Mikrocontroller LSI2208: RMS25CB040, RMS25CB080, RMT3CB080, RMS25PB040, RMS25PB080, RS25DB080, RS25AB080, RMT3PB080. Diese RAID-Module und Controller werden in Team-Servern basierend auf verwendet Intel-Prozessoren E5-2600 und E5-2400 (Intel Sandy Bridge-Plattform).

Um den SSD-Caching-Modus zu verwenden, müssen Sie den AXXRPFKSSD2-Hardwareschlüssel auf dem RAID-Controller installieren. Neben der Unterstützung von SSD-Caching beschleunigt dieser Schlüssel auch den Betrieb des Controllers mit "leeren" SSDs, wenn diese nicht als Cache-Speicher, sondern als reguläre Laufwerke verwendet werden. In diesem Fall können Sie eine zufällige Lese-Schreib-Leistung von 465'000 IOPS (FastPath I/O-Modus) erreichen.

Schauen wir uns die Performance-Testergebnisse des gleichen Arrays aus acht Festplatten an, verwenden jedoch vier SSDs als Cache-Speicher und vergleichen sie mit den Daten dieses Arrays ohne Caching.

Wir haben Tests für zwei Optionen zum Organisieren eines SSD-Cache durchgeführt. Bei der ersten Variante wurden 4 SSDs zu einem Zero-Level-RAID-Verbund (R0) zusammengefasst, bei der zweiten Variante wurde aus diesen 4 SSDs ein Spiegel-Verbund (R1) gebildet. Die zweite Option ist bei Schreibvorgängen etwas langsamer, sichert jedoch Daten im SSD-Cache und ist daher vorzuziehen.

Interessanterweise ist die Lese- und Schreibleistung fast unabhängig von der Art des „Haupt“-RAID-Verbunds von Festplatten, sondern wird nur durch die Geschwindigkeit der SSD-Cache-Laufwerke und den Typ seines RAID-Verbunds bestimmt. Darüber hinaus ist „gecachtes“ RAID 6 von Festplatten bei Schreibvorgängen schneller als „reines“ RAID 6 von SSD-Laufwerken (29 300 oder 24 900 IOPS gegenüber 15 320 IOPS). Die Erklärung ist einfach – tatsächlich messen wir Leistung nicht RAID 6, sondern RAID 0- oder RAID 1-Cache, und diese Arrays sind beim Schreiben sogar mit weniger Laufwerken schneller.

Ein einzelnes SSD-Laufwerk kann auch als Cache-Speicher verwendet werden, wir empfehlen jedoch, dies nicht zu tun, da Cache-Daten nicht gesichert werden. Wenn eine solche SSD ausfällt, wird die Datenintegrität beeinträchtigt. Für SSD-Caching ist es besser, mindestens zwei SSD-Laufwerke in einem First-Level-RAID-Verbund („Mirror“) zu kombinieren.

Wir hoffen, dass die in diesem Artikel enthaltenen Informationen Ihnen bei der Auswahl einer effektiven Serverfestplatten-Subsystemkonfiguration helfen werden. Darüber hinaus sind unsere Manager und Ingenieure immer bereit, die notwendige technische Beratung zu leisten.

Prüfstandskonfiguration und Testmethodik

Serverplattform - Team R2000GZ
Intel RES2CV360 36-Port-Expander Auto-SAS-Port-Expander
RAID-Controller – Intel RS25DB080 mit AXXRPFKSSD2-Schlüssel
HDD – 8 Laufwerke SAS 2,5 Zoll Seagate Savvio 10K.5 300 GB 6 Gb/s 10000 U/min 64 MB Cache
SSD – 8 oder 4 SSD SATA 2,5 Zoll Intel 520 Serie 180 GB 6 Gb/s

Getestet wurde mit Intel-Programme IO-Meter.

Für jede Hardwarekonfigurationsoption optimale Einstellungen Controller-Cache.

Die Größe der virtuellen Festplatte zum Testen beträgt 50 GB. Ein solches Volumen wurde so gewählt, dass die getestete Platte vollständig in den SSD-Cache passen konnte.

Andere Optionen:
Strip-Größe - 256 KB.
Die Datenblockgröße für sequentielle Operationen beträgt 1 MB.
Die Datenblockgröße für Direktzugriffsoperationen beträgt 4 KB.
Die Warteschlangentiefe beträgt 256.

Das traditionelle Speichersystem beinhaltet das Speichern von Daten auf Festplatten. Festplatten und Festkörper SSD-Laufwerke. In den letzten Jahren sind die HDD-Kapazitäten rasant gewachsen. Ihre Geschwindigkeit bei wahlfreiem Zugriff ist jedoch noch gering. Für einige Anwendungen wie Datenbanken, Cloud-Technologien oder Virtualisierung sind sowohl eine hohe Zugriffsgeschwindigkeit als auch ein großes Volumen erforderlich. Es stellt sich heraus, dass die Verwendung von nur HDD nicht akzeptabel ist und die Verwendung von SSD unangemessen teuer ist. Die Verwendung einer SSD nur als Cache ist das beste Verhältnis Preis/Leistung für das Gesamtsystem. In diesem Fall befinden sich die Daten selbst auf großen Festplatten, und teure SSDs sorgen für einen Leistungsschub mit wahlfreiem Zugriff auf diese Daten.

Meistens ist ein SSD-Cache in den folgenden Fällen nützlich:

1. Bei der Geschwindigkeit der HDD in IOPS beim Lesen ist das der Flaschenhals.
2. Wenn beim Lesen deutlich mehr Ein-/Ausgaben anfallen als beim Schreiben.
3. Wenn die Menge an Daten, auf die häufig zugegriffen wird, geringer ist als die Größe der SSD.

Lösung

SSD-Caching ist ein zusätzlicher Cache zur Leistungssteigerung. Eine oder mehrere SSDs müssen zugewiesen werden virtuelle Festplatte(Mond) als Cache zu verwenden. Bitte beachten Sie, dass diese SSDs nicht zur Datenspeicherung zur Verfügung stehen. Die Größe des SSD-Cache ist derzeit auf 2,4 TB begrenzt.

Wenn ein Lese-/Schreibvorgang durchgeführt wird, wird eine Kopie der Daten auf der SSD platziert. Beim nächsten Mal wird jede Operation mit diesem Block direkt von der SSD ausgeführt. Dadurch wird die Reaktionszeit verkürzt und damit die Gesamtleistung gesteigert. Fällt leider die SSD aus, dann gehen keine Daten verloren, denn. der Cache enthält eine Kopie der Daten von der Festplatte.

Der SSD-Cache ist in Gruppen unterteilt - Blöcke, jeder Block ist in Unterblöcke unterteilt. Die Art der E/A-Vorgänge für die virtuelle Festplatte bestimmt die Wahl der Block- und Teilblockgrößen.

Den Cache füllen

Das Lesen von Daten von der Festplatte und das Schreiben auf die SSD wird als Cache-Füllung bezeichnet. Dieser Vorgang wird in ausgeführt Hintergrund unmittelbar nachdem der Host einen Lese- oder Schreibvorgang ausführt. Der Cache-Betrieb wird durch zwei Parameter begrenzt:

• Schwellwert zum Auffüllen beim Lesen
• Schwellwert zum Auffüllen beim Schreiben

Diese Werte sind größer als Null. Wenn sie gleich Null sind, funktioniert der Cache zum Lesen oder Schreiben nicht. Entsprechend diesen Werten wird jedem Block sein Lese- oder Schreibzähler zugeordnet. Wenn der Host eine Leseoperation durchführt und die Daten zwischengespeichert werden, wird der Lesezähler inkrementiert. Wenn sich keine Daten im Cache befinden und die Anzahl der Lesevorgänge größer oder gleich dem Schwellwert „Auffüllen beim Lesen“ ist, werden die Daten in den Cache kopiert. Wenn der Zählerwert kleiner als der Schwellwert für das Auffüllen beim Lesen ist, werden die Daten am Cache vorbei gelesen. Bei Schreiboperationen ist die Situation ähnlich.

SSD-Cache-Szenarien

E/A-Typ

Der E/A-Typ bestimmt die SSD-Cache-Konfiguration. Diese Konfiguration wird vom Administrator ausgewählt und definiert die Block-, Unterblock-, Füllen-beim-Lesen-Schwellenwert und Füllen-beim-Schreiben-Schwellenwertparameter. Es gibt drei vordefinierte Konfigurationen nach I/O-Typen: Datenbanken, Dateisystem und Webdienste. Der Administrator muss die SSD-Cache-Konfiguration für das virtuelle Laufwerk auswählen. Während des Betriebs können Sie die Art der Konfiguration ändern, aber in diesem Fall wird der Inhalt des Caches zurückgesetzt. Passen die vordefinierten Konfigurationen nicht zum verwendeten Lastprofil, können eigene Parameterwerte eingestellt werden.

Die Blockgröße wirkt sich auf die „Aufwärmzeit“ des Caches aus, d. h. wenn die am häufigsten angeforderten Daten auf die SSD verschoben werden. Wenn die Daten auf der HDD nah beieinander liegen, dann ist es besser, eine große Blockgröße zu verwenden. Wenn sich die Daten zufällig befinden, ist es logischer, eine kleine Blockgröße zu verwenden.

Die Unterblockgröße wirkt sich auch auf die Cache-Aufwärmzeit aus. Seine größere Größe reduziert die Zeit zum Füllen des Caches, erhöht jedoch die Antwortzeit auf eine Anfrage vom Host. Außerdem wirkt sich die Subblockgröße auch auf die CPU-Last aus, Durchsatz Speicher und Kanal.

Um die ungefähre Cache-Aufwärmzeit zu berechnen, können Sie die folgende Methode verwenden.

• T - Cache-Aufwärmzeit in Sekunden
• I - IOPS-Wert für HDD mit wahlfreiem Zugriff
• S - E/A-Blockgröße
• D - Anzahl der Festplatten
• C - SSD in voller Größe
• P – Schwellwert zum Auffüllen beim Lesen oder Schwellwert zum Auffüllen beim Schreiben

Dann ist T = (C*P) / (I*S*D)
Zum Beispiel: 16 Festplatten mit 250 IOPS, eine 480-GB-SSD als Cache, Lastnatur - Webdienste (64 KB) und Schwellenwert für Auffüllen beim Lesen = 2.
Dann beträgt die Aufwärmzeit Т = (480 GB*2) / (250*64 KB*16) ≈ 3932 Sek. ≈ 65,5 Min

Testen

Sehen wir uns zunächst den Vorgang zum Erstellen eines SSD-Cache an.

1. Nachdem Sie die virtuelle Festplatte erstellt haben, drücken Sie ↓ und dann SSD-Caching festlegen
2. Wählen Sie Aktivieren
3. Wählen Sie eine Konfiguration aus der Dropdown-Liste aus
4. Klicken Sie auf Datenträger auswählen und wählen Sie die SSDs aus, die als Cache verwendet werden sollen
5. OK klicken

Beschränkungen

• Als Cache können nur SSDs verwendet werden
• Eine SSD kann jeweils nur einem virtuellen Laufwerk zugewiesen werden
• Unterstützt bis zu 8 SSDs pro virtuellem Laufwerk
• Unterstützt eine Gesamtkapazität von bis zu 2,4 TB SSD pro System
• SSD-Caching erfordert eine Lizenz, die separat vom System erworben wird

Ergebnisse

Testkonfiguration:

• Festplatte Seagate Constellation ES ST1000NM0011 1TB SATA 6Gb/s (x8)
• SSD Intel SSD DC3500, SSDSC2BB480G4, 480 GB, SATA 6 Gb/s (x5)
• RAID 5
• E/A-Typ-Datenbankdienst (8 KB)
• E/A-Muster 8 KB, zufälliges Lesen 90 % + Schreiben 10 %
• Virtuelle Festplatte 2 TB

Gemäß der Formel Cache-Aufwärmzeit T = (2 TB * 2) / (244 * 8 KB * 8) ≈ 275036 Sek. ≈ 76,4 h