Γιατί ένας φορητός υπολογιστής χρειάζεται ένα μικρό SSD και αξίζει να εγκαταστήσετε τα Windows σε αυτό. Σύστημα δίσκων: HDD, SSD και NVMe

Πρόσφατα αντιμετώπισα πρόβλημα με την επιτάχυνση του υποσυστήματος δίσκου, το οποίο παρέχεται στο Lenovo U 530 ultrabook (και σε άλλα παρόμοια μοντέλα). Όλα ξεκίνησαν από το γεγονός ότι η επιλογή έπεσε σε αυτό το laptop να αντικαταστήσει ένα παλαιότερο.

Αυτή η σειρά έχει πολλές διαμορφώσεις, τις οποίες μπορείτε να δείτε σε αυτόν τον σύνδεσμο: http://shop. lenovo.com/ en/en/laptops/ lenovo/u -series /u 530-touch /index .html #tab -"5E =8G 5A :85_E [email προστατευμένο]:ΣΙ [email προστατευμένο] 8:8

Πήρα την επιλογή με επεξεργαστή Intel Core -I 7 4500U, 1TB HDD + 16GB μνήμη cache SSD.

Σημείωση: αυτό το ultrabook και παρόμοια χρησιμοποιεί SSD σε μορφή M2:http://en.wikipedia.org/wiki/M.2

Αργότερα, όταν εργαζόμουν με αυτό, κατά κάποιο τρόπο δεν παρατηρήθηκε η παρουσία της προσωρινής μνήμης, άρχισα να καταλαβαίνω πώς λειτουργούν όλα;

Σε chipset της Intel (ιδίως της σειράς Intel 8) υπάρχει μια τέτοια τεχνολογία όπωςΤεχνολογία ταχείας αποθήκευσης Intel (Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα σχετικά σε αυτόν τον σύνδεσμο: http://www.intel. en/content /www/ en/en/architecture -and -technology /rapid -storage -technology .html ).

Αυτή η τεχνολογία έχει μια λειτουργία Έξυπνη απόκριση Intel® , που καθιστά δυνατή τη χρήση της παραλλαγής του υβριδικού SSHD ή HDD+SDD για να επιταχύνετε το υποσύστημα του δίσκου.

Με λίγα λόγια, σας επιτρέπει να αποθηκεύετε αρχεία που χρησιμοποιούνται συχνά SSD δίσκο και σε επόμενες εκκινήσεις αρχείων διαβάστε τα από SSD δίσκος, ο οποίος βελτιώνει αισθητά την απόδοση ολόκληρου του συστήματος στο σύνολό του (περισσότεραΈξυπνη απόκριση μέσω αυτού του συνδέσμου:

2) Χρησιμοποιήστε την τεχνολογία Windows ReadyBoost (http://ru.wikipedia.org/wiki/ReadyBoost)

3) Χρήση επιλογής ExpressCache

Σημείωση: πολλοί έχουν δει πιθανώς οδηγίες στο Διαδίκτυο για τη μεταφορά ενός αρχείου υβριδισμού σε SSD, και έτσι, το έλεγξα από τη δική μου εμπειρία, ΔΕΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ, γιατί ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση, όταν δημιουργείτε ένα διαμέρισμα υβριδοποίησης, είναι χρησιμοποιείται ακόμα τεχνολογία IntelΤαχεία αποθήκευση. Με άλλα λόγια, η λειτουργία υβριδισμού δεν είναι ήδη παράθυρα, και αυτή η τεχνολογία της Intel την ελέγχει, και επειδή δεν λειτουργεί για εμάς, δεν θα λάβετε τίποτα εκτός από την άχρηστη ενότητα υβριδισμού στο SSD, οπότε θα δεν δουλεύει.

Και τώρα θα περιγράψω με περισσότερες λεπτομέρειες πώς να ρυθμίσετε κάθε μία από τις τρεις επιλογές.

1.Χρησιμοποιήστε ένα βοηθητικό πρόγραμμα τρίτων από τη SanDisk - ExpressCache

Θα το χωρίσω σε βήματα:

Εάν δεν έχετε χρησιμοποιήσει ποτέ αυτό το βοηθητικό πρόγραμμα, κάντε τα εξής:

1) Κατεβάστε το, για παράδειγμα από εδώ: http://support. lenovo.com /us/ en/downloads/ds 035460

2) Μεταβείτε στη "Διαχείριση δίσκων" και διαγράψτε όλα τα διαμερίσματα από το δίσκο SSD.

3)Εγκαθιστούμε το πρόγραμμα Express Cache στον υπολογιστή, κάνουμε επανεκκίνηση και όλα είναι έτοιμα) Το ίδιο το πρόγραμμα θα σχηματίσει το επιθυμητό διαμέρισμα και θα το χρησιμοποιήσει.

4) Για να ελέγξουμε την εργασία, καλούμε γραμμή εντολώνσε λειτουργία διαχειριστή και εισάγετε eccmd.exe -πληροφορίες

5) Ως αποτέλεσμα, θα πρέπει να υπάρχει μια παρόμοια εικόνα:

Εικόνα 6 - έλεγχος της λειτουργίας της προσωρινής μνήμης κατά την εκτέλεση του βοηθητικού προγράμματος eccmd.exe - πληροφορίες

2.Χρησιμοποιήστε την τεχνολογία Windows ReadyBoost

Για να χρησιμοποιήσετε αυτήν την τεχνολογία, χρειάζεστε:

2) Δημιουργήστε ένα κύριο διαμέρισμα στο SSD.

3) Το νέο διαμέρισμα θα εμφανιστεί ως νέος δίσκος με το δικό του γράμμα. Μεταβείτε στο My Computer και κάντε κλικ κάντε δεξί κλικστο δίσκο και στο μενού επιλέξτε «ιδιότητες» και μετά την καρτέλα «Έτοιμο Boost».

4) Στην καρτέλα, επιλέξτε την επιλογή «Χρήση αυτής της συσκευής» και χρησιμοποιήστε το ρυθμιστικό για να επιλέξετε όλο τον διαθέσιμο χώρο.

Μετά από αυτό το SSD θα επιταχύνει το σύστημα αρχείων χρησιμοποιώνταςΤεχνολογία Microsoft Windows Ready Boost.

Δεν ξέρω πόσο αποτελεσματικό είναι για την εργασία με SSD, καθώς ο αρχικός του σκοπός ήταν να χρησιμοποιήσει το συνηθισμένο NAND Flash με τη μορφή μπρελόκ ως συσκευές αποθήκευσης και η ταχύτητα πρόσβασης σε τέτοιες συσκευές είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του mSATA SSD

3. Χρήση επιλογής ExpressCache+ Μεταφορά του αρχείου SWAP σε ξεχωριστό διαμέρισμα SSD.

Κατά τη γνώμη μου, αυτό είναι το καλύτερο αυτή η υπόθεσημέθοδο, αφού αφενός επιταχύνουμε την εργασία με το swap μεταφέροντάς το στον SSD και παρέχουμε και εργασία με την κρυφή μνήμη. Αυτή η μέθοδοςμάλλον κατάλληλο για ultrabook με χωρητικότητα SSD 16 GB ή περισσότερο.

Πως να το κάνεις?

1) Μεταβείτε στη "Διαχείριση δίσκων" και διαγράψτε όλα τα διαμερίσματα από το δίσκο SSD.

2) Χρειάζεστε δύο διαμερίσματα στο SSD, το ένα κάνουμε μόνοι μας, το δεύτερο γίνεται από το πρόγραμμα Express Cache.

3) Δημιουργήστε ένα διαμέρισμα ανταλλαγής, για παράδειγμα: 6 GB είναι αρκετά για ένα ultra beech με 8 GB μνήμης RAM (RAM).

5) Τώρα πρέπει να μεταφέρουμε το swap από τη μονάδα δίσκου C : σε νέος δίσκος SSD. Για να το κάνετε αυτό, μεταβείτε στις ρυθμίσεις συστήματος και, στη συνέχεια, στις "Προηγμένες ρυθμίσεις συστήματος".

Εικόνα 8 - Πρόσθετες παράμετροι συστήματος

Στην καρτέλα "Για προχωρημένους", κάντε κλικ στην καρτέλα "Παράμετροι *", στην καρτέλα "Για προχωρημένους**" και, στη συνέχεια, στο κουμπί "Αλλαγή**".Απενεργοποίηση" Αυτόματη λειτουργία***», Στη συνέχεια, από τη λίστα επιλέγουμε το δίσκο με το swap που χρειαζόμαστε, και στη συνέχεια προσπαθούμε να επιλέξουμε την επιλογή «Μέγεθος κατά την επιλογή του συστήματος***» και πατάμε το κουμπί «Set***» . Εάν το σύστημα καταράστηκε, τότε αυτό οφείλεται πιθανότατα στο γεγονός ότι ο δίσκος είναι 6 GB. το σύστημα το θεωρεί πολύ μικρό, αλλά αν κοιτάξετε το προτεινόμενο μέγεθος αρχείου από κάτω στο παράθυρο, θα κυμαίνεται γύρω στα 4,5 GB, που είναι ακόμη μικρότερο από το διαμέρισμα μας, επομένως κάνουμε τα εξής - επιλέξτε την επιλογή "Καθορισμός μεγέθους * **" και στο πεδίο " Αρχικό μέγεθος *** "Γράψτε το μέγεθος αρχείου που συνιστάται παρακάτω.Στο πεδίο "Μέγιστο μέγεθος ***", μπορείτε να γράψετε ολόκληρο τον τόμο του διαμερίσματος και, στη συνέχεια, κάντε κλικ στο κουμπί "Ορισμός ***".
Στη συνέχεια, πρέπει να απενεργοποιήσουμε την υπάρχουσα εναλλαγή, γι 'αυτό, από τη λίστα δίσκων, επιλέξτε αυτόν όπου βρίσκεται αυτήν τη στιγμή η εναλλαγή (για παράδειγμα, C :) και στις παρακάτω επιλογές, επιλέξτε - " Χωρίς αρχείο σελιδοποίησης * **", και μετά "Ρύθμιση * **".
Αυτό ήταν - τώρα το αρχείο σελιδοποίησης θα βρίσκεται στη μονάδα SSD.
Περιμένουμε "OK ***" και επανεκκινήστε τον υπολογιστή.

6) Μπορείτε να ελέγξετε εάν το αρχείο βρίσκεται στο δίσκο ή όχι, μεταβείτε στη μονάδα δίσκου C: (η λειτουργία ορατότητας πρέπει να είναι ενεργοποιημένη στον εξερευνητή κρυφά αρχείαή χρησιμοποιώντας το Total Commander ).

Εικόνα 12 - Ορατότητα του διαμερίσματος SWAP του SSD

Το αρχείο swap καλείται φάκελος σελίδας . sys,Θα πρέπει να είναι στη νέα μονάδα δίσκου, αλλά δεν θα πρέπει να είναι στην παλιά.

7) Τώρα πρέπει να εγκαταστήσετε ένα διαμέρισμα για προσωρινή αποθήκευση, γι 'αυτό κάνουμε όλα όσα περιγράφηκαν στην παράγραφο 1.

Ως αποτέλεσμα, μετά τις ενέργειες που έγιναν, παίρνουμε την επιτάχυνση ολόκληρου του συστήματος στο σύνολό του.

Εικόνα 13 - Κατατμήσεις SSD για SWAP και προσωρινή μνήμη SSD

Σας εύχομαι γρήγορη απόδοση συστήματος και μεγάλη διάρκεια ζωής SSD J

Θα χαρώ να σχολιάσω το άρθρο μου και κάθε είδους κριτικές) Ευχαριστώ!

βελτιστοποίηση διακομιστή,

Διαχείριση συστήματος ,

Αποθήκευση δεδομένων ,

Αποθήκες δεδομένων

Σε άρθρα σχετικά με συστήματα αποθήκευσης από την "σύνοψη του διαχειριστή", οι τεχνολογίες της οργάνωσης λογισμικού της συστοιχίας δίσκων πρακτικά δεν ελήφθησαν υπόψη. Επιπλέον, ένα ολόκληρο στρώμα σχετικά φθηνών σεναρίων για την επιτάχυνση της αποθήκευσης με χρήση μονάδων στερεάς κατάστασης παρέμεινε στο παρασκήνιο.

Επομένως, σε αυτό το άρθρο θα εξετάσω τρεις καλές επιλογές για τη χρήση μονάδων SSD για την επιτάχυνση του υποσυστήματος αποθήκευσης.

Γιατί να μην δημιουργήσετε απλώς μια συστοιχία από έναν SSD - λίγη θεωρία και συλλογιστική για το θέμα

Τις περισσότερες φορές, οι SSD θεωρούνται απλώς ως εναλλακτική λύση για τους σκληρούς δίσκους, με περισσότερο εύρος ζώνης και IOPS. Ωστόσο, μια τέτοια αντικατάσταση είναι συχνά πολύ ακριβή (οι επώνυμες μονάδες HP, για παράδειγμα, κοστίζουν από 2.000 $) και οι γνωστές μονάδες SAS επιστρέφουν στο έργο. Ως επιλογή, γρήγορες κινήσειςαπλά χρησιμοποιήθηκε κατά σημείο.

Συγκεκριμένα, φαίνεται βολικό να χρησιμοποιήσετε έναν SSD για κατάτμηση συστήματοςή για την ενότητα της βάσης δεδομένων - ένα συγκεκριμένο κέρδος απόδοσης μπορεί να βρεθεί στο. Από αυτές τις συγκρίσεις, μπορεί να φανεί ότι όταν χρησιμοποιούνται συμβατικοί σκληροί δίσκοι, το σημείο συμφόρησης είναι η απόδοση του δίσκου και στην περίπτωση των SSD, η διεπαφή θα είναι ήδη συγκρατημένη. Επομένως, η αντικατάσταση ενός μεμονωμένου δίσκου δεν θα έχει πάντα την ίδια απόδοση με μια ολοκληρωμένη αναβάθμιση.

Οι διακομιστές χρησιμοποιούν SSD Διασύνδεση SATA, ή πιο παραγωγικά SAS και PCI-E. Οι περισσότεροι διακομιστές SSD στην αγορά με Διασύνδεση SASπωλούνται με τις επωνυμίες HP, Dell και IBM. Παρεμπιπτόντως, ακόμη και σε επώνυμους διακομιστές, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε δίσκους από κατασκευαστές OEM Toshiba, HGST (Hitachi) και άλλους, οι οποίοι σας επιτρέπουν να αναβαθμίσετε όσο το δυνατόν φθηνότερα με παρόμοια χαρακτηριστικά.

Με την ευρεία χρήση των SSD, αναπτύχθηκε ένα ξεχωριστό πρωτόκολλο για την πρόσβαση σε δίσκους που είναι συνδεδεμένοι στον δίαυλο PCI-E, το NVM Express (NVMe). Το πρωτόκολλο αναπτύχθηκε από την αρχή και ξεπερνά σημαντικά τα συνηθισμένα SCSI και AHCI στις δυνατότητές του. Το NVMe συνήθως λειτουργεί με SSD με Διεπαφές PCI-E, U.2 (SFF-8639) και μερικά M.2 που είναι πιο γρήγορα από τα κανονικά SSD υπερδιπλάσιο. Η τεχνολογία είναι σχετικά νέα, αλλά με τον καιρό θα πάρει σίγουρα τη θέση της στα πιο γρήγορα συστήματα δίσκων.

Λίγα λόγια για το DWPD και την επίδραση αυτού του χαρακτηριστικού στην επιλογή ενός συγκεκριμένου μοντέλου.

Όταν επιλέγετε SATA SSD, θα πρέπει να δώσετε προσοχή στην παράμετρο DWPD, η οποία καθορίζει την ανθεκτικότητα της μονάδας. Το DWPD (Drive Writes Per Day) είναι ο αριθμός των φορών που μπορεί να ξαναγραφεί μια ολόκληρη μονάδα δίσκου ανά ημέρα κατά τη διάρκεια της περιόδου εγγύησης. Μερικές φορές υπάρχει ένα εναλλακτικό χαρακτηριστικό TBW / PBW (TeraBytes Written, PetaBytes Written) - αυτός είναι ο δηλωμένος όγκος εγγραφής σε έναν δίσκο κατά τη διάρκεια της περιόδου εγγύησης. Σε SSD για οικιακή χρήσηο δείκτης DWPD μπορεί να είναι μικρότερος από ένα, στους λεγόμενους "διακομιστές" SSD - 10 ή περισσότερο.

Αυτή η διαφορά προκύπτει λόγω ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙμνήμη:

SLC NAND. Ο απλούστερος τύπος - κάθε κυψέλη μνήμης αποθηκεύει ένα bit πληροφοριών. Επομένως, τέτοιοι δίσκοι είναι αξιόπιστοι και έχουν καλή απόδοση. Αλλά πρέπει να χρησιμοποιήσετε περισσότερα κελιά μνήμης, γεγονός που επηρεάζει αρνητικά το κόστος.

MLC NAND. Κάθε κελί αποθηκεύει ήδη δύο bit πληροφοριών - τον πιο δημοφιλή τύπο μνήμης.

eMLC NAND. Το ίδιο με το MLC, αλλά αυξημένη αντίσταση στην αντικατάσταση λόγω ακριβότερων και υψηλής ποιότητας τσιπ.

• TLC NAND. Κάθε κυψέλη αποθηκεύει τρία bit πληροφοριών - ο δίσκος είναι όσο το δυνατόν φθηνότερος στην κατασκευή, αλλά έχει τη χαμηλότερη απόδοση και ανθεκτικότητα. Για την αντιστάθμιση των απωλειών ταχύτητας, η μνήμη SLC χρησιμοποιείται συχνά για την εσωτερική κρυφή μνήμη.

Έτσι, κατά την αντικατάσταση συνηθισμένων δίσκων στερεάς κατάστασης, είναι λογικό να χρησιμοποιείτε μοντέλα MLC στο RAID 1, τα οποία θα προσφέρουν εξαιρετική ταχύτητα με το ίδιο επίπεδο αξιοπιστίας.

Πιστεύεται ότι η χρήση RAID σε συνδυασμό με έναν SSD δεν είναι καλή ιδέα. Η θεωρία βασίζεται στο γεγονός ότι οι SSD στο RAID φθείρονται συγχρόνως και σε κάποιο σημείο όλοι οι δίσκοι μπορεί να αποτύχουν ταυτόχρονα, ειδικά κατά την ανακατασκευή της συστοιχίας. Ωστόσο, με τον σκληρό δίσκο η κατάσταση είναι ακριβώς η ίδια. Εκτός κι αν τα κατεστραμμένα μπλοκ της μαγνητικής επιφάνειας δεν θα σας αφήσουν καν να διαβάσετε τις πληροφορίες, σε αντίθεση με τον SSD.

Ακόμα υψηλό κόστος δίσκους στερεάς κατάστασηςσας κάνει να σκεφτείτε την εναλλακτική τους χρήση, εκτός από την αντικατάσταση σημείων ή τη χρήση αποθηκευτικού χώρου που βασίζεται μόνο σε SSD.

Επέκταση της προσωρινής μνήμης ελεγκτή RAID

Το μέγεθος και η ταχύτητα της κρυφής μνήμης του ελεγκτή RAID καθορίζει την ταχύτητα του πίνακα στο σύνολό του. Μπορείτε να επεκτείνετε αυτήν τη μνήμη cache με έναν SSD. Η τεχνολογία μοιάζει με τη λύση της Intel.

Όταν χρησιμοποιείτε μια τέτοια κρυφή μνήμη, τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται συχνότερα αποθηκεύονται σε SSD προσωρινής αποθήκευσης, από τα οποία διαβάζονται ή εγγράφονται περαιτέρω σε έναν κανονικό σκληρό δίσκο. Υπάρχουν συνήθως δύο τρόποι λειτουργίας, παρόμοιοι με το συνηθισμένο RAID: εγγραφή και εγγραφή.

Στην περίπτωση της εγγραφής μέσω εγγραφής, επιταχύνεται μόνο η ανάγνωση και με την επανάληψη, η ανάγνωση και η γραφή επιταχύνονται.

Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για αυτές τις παραμέτρους κάτω από το σπόιλερ.

Κατά τη ρύθμιση μιας κρυφής μνήμης εγγραφής, η εγγραφή πραγματοποιείται τόσο στην κρυφή μνήμη όσο και στον κύριο πίνακα. Αυτό δεν επηρεάζει τις λειτουργίες εγγραφής, αλλά επιταχύνει την ανάγνωση. Επιπλέον, οι διακοπές ρεύματος ή ολόκληρο το σύστημα δεν είναι πλέον τόσο τρομερές για την ακεραιότητα των δεδομένων.

• Η ρύθμιση εγγραφής σάς επιτρέπει να γράφετε δεδομένα απευθείας στη μνήμη cache, γεγονός που επιταχύνει τις λειτουργίες ανάγνωσης και εγγραφής. Στους ελεγκτές RAID, αυτή η επιλογή μπορεί να ενεργοποιηθεί μόνο όταν χρησιμοποιείτε μια ειδική εφεδρική μπαταρία μη πτητικής μνήμης ή όταν χρησιμοποιείτε μνήμη flash. Εάν χρησιμοποιείτε ξεχωριστό SSD ως προσωρινή μνήμη, τότε το πρόβλημα με την τροφοδοσία δεν αξίζει πλέον.

Συνήθως απαιτεί ειδική άδεια χρήσης ή κλειδί υλικού για να λειτουργήσει. Ακολουθούν τα συγκεκριμένα ονόματα της τεχνολογίας από δημοφιλείς κατασκευαστές στην αγορά:

LSI (Broadcom) MegaRAID CacheCade. Σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε έως και 32 SSD για προσωρινή μνήμη, με συνολικό μέγεθος που δεν υπερβαίνει τα 512 GB, υποστηρίζεται RAID από μονάδες προσωρινής αποθήκευσης. Υπάρχουν διάφοροι τύποι κλειδιών υλικού και λογισμικού, το κόστος είναι περίπου 20.000 ρούβλια.

Microsemi Adaptec MaxCache. Επιτρέπει έως και 8 προσωρινά αποθηκευμένους SSD σε οποιαδήποτε διαμόρφωση RAID. Δεν χρειάζεται να αγοράσετε ξεχωριστή άδεια χρήσης, η κρυφή μνήμη υποστηρίζεται σε προσαρμογείς της σειράς Q.

• HPE SmartCache σε διακομιστές ProLiant 8ης και 9ης γενιάς. Η τρέχουσα τιμή είναι διαθέσιμη κατόπιν αιτήματος.

Το σχήμα λειτουργίας της κρυφής μνήμης SSD είναι εξαιρετικά απλό - τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται συχνά μετακινούνται ή αντιγράφονται στο SSD για γρήγορη πρόσβαση, ενώ λιγότερο δημοφιλείς πληροφορίες παραμένουν στον σκληρό δίσκο. Ως αποτέλεσμα, η ταχύτητα εργασίας με επαναλαμβανόμενα δεδομένα αυξάνεται σημαντικά.

Ως παράδειγμα της λειτουργίας μιας κρυφής μνήμης RAID που βασίζεται σε SSD, μπορούν να δοθούν τα ακόλουθα γραφήματα:

StorageReview - σύγκριση της απόδοσης διαφορετικών συστοιχιών κατά την εργασία με μια βάση δεδομένων: χρησιμοποιήθηκαν συμβατικοί δίσκοι και η εναλλακτική τους με βάση το LSI CacheCade.

Αλλά αν υπάρχει εφαρμογή υλικού, τότε σίγουρα υπάρχει ένα ανάλογο λογισμικού για λιγότερα χρήματα.

Γρήγορη προσωρινή μνήμη χωρίς ελεγκτή

Εκτός από το λογισμικό RAID, υπάρχει επίσης μια προσωρινή μνήμη SSD λογισμικού. V Windows Serverεμφανίστηκε το 2012 ενδιαφέρουσα τεχνολογία Storage Spaces, που σας επιτρέπει να δημιουργήσετε συστοιχίες RAID από οποιουσδήποτε διαθέσιμους δίσκους. Οι μονάδες δίσκου συνδυάζονται σε ομάδες, οι οποίες ήδη φιλοξενούν όγκους δεδομένων - ένα σχήμα παρόμοιο με τα περισσότερα συστήματα αποθήκευσης υλικού. Από τα χρήσιμα χαρακτηριστικά του Storage Spaces, μπορεί κανείς να ξεχωρίσει την κλιμακωτή αποθήκευση (Storage Tiers) και την κρυφή μνήμη εγγραφής (write-back cache).

Το Storage Tiers σάς επιτρέπει να δημιουργήσετε ένα σύνολο σκληρών δίσκων και SSD, όπου αποθηκεύονται τα περισσότερα απαραίτητα δεδομένα στο SSD. Η συνιστώμενη αναλογία SSD προς HDD είναι 1:4-1:6. Κατά το σχεδιασμό, θα πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη η δυνατότητα κατοπτρισμού ή ισοτιμίας (παρόμοια με τα RAID-1 και RAID-5), καθώς κάθε τμήμα του καθρέφτη θα πρέπει να έχει τον ίδιο αριθμό κανονικών δίσκων και SSD.

Η κρυφή μνήμη εγγραφής στο Storage Spaces δεν διαφέρει από τη συνηθισμένη εγγραφή σε συστοιχίες RAID. Μόνο που εδώ ο απαιτούμενος όγκος «τσιμπάει» από τον SSD και από προεπιλογή είναι ένα gigabyte.

Ας εξετάσουμε πολλές διαφορετικές επιλογές για την κατασκευή ενός υποσυστήματος δίσκου διακομιστή προκειμένου να τις συγκρίνουμε ως προς την τιμή και την ταχύτητα. Ας επιλέξουμε 10 TB ως χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα αποθήκευσης δίσκου. Όλες οι επιλογές προϋποθέτουν τη χρήση ενός ελεγκτή RAID υλικού με κρυφή μνήμη 2 GB.

Μια επιλογή προϋπολογισμού- δύο σκληροί δίσκοι 3,5" 10 TB με διεπαφή SATA και ταχύτητα άξονα 7200 rpm, συνδυασμένοι σε συστοιχία RAID1. Η απόδοση μιας τέτοιας συστοιχίας δεν θα υπερβαίνει τις 500 λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο (IOPS) κατά την ανάγνωση και τα 250 IOPS κατά την εγγραφή. Προαιρετικά Το πλεονέκτημα αυτής της λύσης είναι η δυνατότητα πολλαπλασιασμού της χωρητικότητας αποθήκευσης με την προσθήκη νέων δίσκων στις ελεύθερες θέσεις του καλαθιού δίσκου του διακομιστή.

Επιλογή παραγωγικότητας- 12 σκληροί δίσκοι 2,5" 10'000 RPM με χωρητικότητα 1,8 TB στο RAID10 (το RAID5 ή το RAID50 είναι δύο φορές πιο αργά στις λειτουργίες εγγραφής). Εδώ έχουμε περίπου 5'000 IOPS κατά την ανάγνωση και 2'500 IOPS κατά τη γραφή - σε 10 φορές περισσότερο σε σύγκριση με την πρώτη επιλογή. Ωστόσο, αυτοί οι δίσκοι θα κοστίζουν περίπου έξι φορές περισσότερο.

Μέγιστη απόδοσηθα παρέχει μια σειρά RAID10 μονάδων SSD, για παράδειγμα, 12 κομμάτια Intel DC S4600 1,9 TB. Η απόδοση ενός τέτοιου πίνακα θα είναι 800.000 IOPS για λειτουργίες ανάγνωσης και 400.000 IOPS για λειτουργίες εγγραφής, δηλαδή είναι 160 φορές πιο γρήγορος από τη δεύτερη επιλογή, αλλά 4 φορές πιο ακριβός από αυτόν και 24 φορές πιο ακριβός από την πρώτη επιλογή . Επιλογή SSD μεγαλύτερο μέγεθοςθα δώσει περίπου τα ίδια μεγέθη ως προς το κόστος και ελαφρώς χαμηλότερα ως προς την απόδοση.

Επιλογή πίνακας	ΑΝΑΓΝΩΣΗ (IOPS)	Εγγραφή (IOPS)	Τι ώρα φορές πιο γρήγορα	Τι ώρα φορές πιο ακριβά
Σκληρός δίσκος 10 TB x 2	500	250	—	—
Σκληρός Δίσκος 1,8 TB x 12	5’000	2’500	Χ 10	x6
SSD 1,9 TB x 12	800’000	400’000	Χ 1600	Χ 24

Γενικά, όσο πιο ακριβό, τόσο πιο γρήγορο. Και ακόμη και η ταχύτητα ξεπερνά την τιμή.

Οι 3 τάξεις μεγέθους αύξηση στην απόδοση που παρέχουν οι SSD είναι εξαιρετικά ελκυστικές, αλλά είναι πολύ ακριβό για αποθήκευση αυτού του μεγέθους.

Ευτυχώς, υπάρχει μια τεχνολογία χαμηλότερου κόστους που μπορεί να προσφέρει την ίδια τάξη μεγέθους απόδοση με μια συμβατική διάταξη SDD. Βασίζεται στη χρήση μονάδων SSD ως κρυφής μνήμης του υποσυστήματος δίσκου.

Η ιδέα της προσωρινής αποθήκευσης SSD βασίζεται στην έννοια των «καυτών» δεδομένων.

Συνήθως, οι εφαρμογές διακομιστή λειτουργούν ενεργά μόνο με ένα μικρό μέρος των δεδομένων που είναι αποθηκευμένα στο υποσύστημα του δίσκου του διακομιστή. Για παράδειγμα, στον διακομιστή 1C, οι συναλλαγές πραγματοποιούνται κυρίως με τα δεδομένα της τρέχουσας περιόδου λειτουργίας και τα περισσότερα αιτήματα στον διακομιστή φιλοξενίας Ιστού, κατά κανόνα, αναφέρονται στις πιο δημοφιλείς σελίδες του ιστότοπου.

Έτσι, στο υποσύστημα δίσκου του διακομιστή υπάρχουν μπλοκ δεδομένων στα οποία ο ελεγκτής έχει πρόσβαση πολύ πιο συχνά από άλλα μπλοκ. Τέτοια «καυτά» μπλοκ αποθηκεύονται από τον ελεγκτή, ο οποίος υποστηρίζει την τεχνολογία προσωρινής αποθήκευσης SSD, στη μνήμη cache σε μονάδες SSD. Η εγγραφή και η ανάγνωση αυτών των μπλοκ από έναν SSD είναι πολύ πιο γρήγορη από την ανάγνωση και την εγγραφή από σκληροι ΔΙΣΚΟΙ.

Είναι ξεκάθαρο ότι η διαίρεση των δεδομένων σε «ζεστά» και «κρύα» είναι μάλλον αυθαίρετη. Ωστόσο, όπως δείχνει η πρακτική, η χρήση ακόμη και ενός ζεύγους μικρών SSD συνδυασμένων σε μια συστοιχία RAID1 για την προσωρινή αποθήκευση «καυτών» δεδομένων δίνει πολύ μεγάλη αύξηση στην απόδοση του υποσυστήματος του δίσκου.

Η τεχνολογία προσωρινής αποθήκευσης SSD χρησιμοποιείται για λειτουργίες ανάγνωσης και εγγραφής.

Ο αλγόριθμος προσωρινής αποθήκευσης SSD υλοποιείται από τον ελεγκτή, είναι αρκετά απλός και δεν απαιτεί καμία προσπάθεια διαμόρφωσης και συντήρησης από τον διαχειριστή. Η ουσία του αλγορίθμου είναι η εξής.

Όταν ο διακομιστής στέλνει ένα αίτημα στον ελεγκτή για ανάγνωση ενός μπλοκ δεδομένων

Εάν ναι, ο ελεγκτής διαβάζει το μπλοκ από τη μνήμη cache του SSD.

Εάν όχι, ο ελεγκτής διαβάζει το μπλοκ από τους σκληρούς δίσκους και γράφει ένα αντίγραφο αυτού του μπλοκ στη μνήμη cache του SSD. Στο επόμενο αίτημα ανάγνωσης για αυτό το μπλοκ, θα διαβαστεί από τη μνήμη cache του SSD.

Όταν ο διακομιστής στέλνει ένα αίτημα στον ελεγκτή για να γράψει ένα μπλοκ δεδομένων, ο ελεγκτής ελέγχει εάν το συγκεκριμένο μπλοκ βρίσκεται στη μνήμη cache του SSD.

Εάν ναι, ο ελεγκτής εγγράφει αυτό το μπλοκ στη μνήμη cache του SSD.

Εάν όχι, ο ελεγκτής εγγράφει αυτό το μπλοκ σκληροι ΔΙΣΚΟΙκαι κρυφή μνήμη SSD. Την επόμενη φορά που θα γραφτεί ένα μπλοκ, θα εγγραφεί μόνο στη μνήμη cache του SSD.

Τι συμβαίνει εάν, κατά το επόμενο αίτημα για εγγραφή ενός μπλοκ που δεν βρίσκεται στη μνήμη cache του SSD, δεν υπάρχει μπλοκ για αυτό ελεύθερος χώρος? Σε αυτήν την περίπτωση, θα εγγραφεί στο "παλαιότερο" μπλοκ στη μνήμη cache του SSD HDD, και τη θέση του θα πάρει ένα "νέο" μπλοκ.

Έτσι, λίγο καιρό μετά την έναρξη λειτουργίας του διακομιστή με χρήση τεχνολογίας προσωρινής αποθήκευσης SSD, η μνήμη cache στο SSD θα περιέχει κυρίως μπλοκ δεδομένων στα οποία έχουν πρόσβαση οι εφαρμογές διακομιστή συχνότερα.

Εάν η προσωρινή αποθήκευση SSD πρόκειται να είναι μόνο για ανάγνωση, η κρυφή μνήμη στο SSD μπορεί να είναι ένας μόνο SSD ή μια συστοιχία RAID0 SSD, καθώς η κρυφή μνήμη SSD θα αποθηκεύει μόνο αντίγραφα των μπλοκ δεδομένων που είναι αποθηκευμένα στο SSD. σκληροι ΔΙΣΚΟΙ.

Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε προσωρινή αποθήκευση SSD για ανάγνωση και εγγραφή, τότε τα θερμά δεδομένα θα αποθηκευτούν μόνο στη μνήμη cache του SSD. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να παρέχεται πλεονασμός για τέτοια δεδομένα, για τα οποία χρησιμοποιούνται δύο ή περισσότερες μονάδες SSD συνδυασμένες σε μια πλεονάζουσα συστοιχία RAID, όπως RAID1 ή RAID10, ως μνήμη cache.

Ας δούμε πώς λειτουργεί η τεχνολογία προσωρινής αποθήκευσης SSD στην πράξη και ταυτόχρονα να συγκρίνουμε την αποτελεσματικότητα της εφαρμογής της σε ελεγκτές από δύο διαφορετικούς κατασκευαστές - Adaptec και LSI.

Δοκιμές

Κύρια συστοιχία δίσκων: RAID10 από έξι HDD SATA 3,5" 1 TB. Ο όγκος χρήσης της συστοιχίας είναι 2,7 TB.

Προσωρινή μνήμη SSD: RAID1 δύο SSDs Intel DC S4600 240 GB. Ο χρήσιμος όγκος του πίνακα είναι 223 GB.

Ως «καυτά» δεδομένα, χρησιμοποιήσαμε τα πρώτα 20 εκατομμύρια τομείς, δηλαδή τα 9,5 GB, της κύριας συστοιχίας RAID10. Η επιλεγμένη μικρή ποσότητα «καυτών» δεδομένων δεν αλλάζει ουσιαστικά τίποτα, αλλά μπορεί να μειώσει σημαντικά τον χρόνο δοκιμής.

Ελεγκτές που δοκιμάστηκαν: Adaptec SmartRAID 3152-8i και BROADCOM MegaRAID 9361-8i (LSI).

Το φορτίο στο υποσύστημα δίσκου δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας το βοηθητικό πρόγραμμα iometer. Παράμετροι φόρτωσης: μέγεθος μπλοκ 4Κ, τυχαία πρόσβαση, βάθος ουράς 256. Επιλέξαμε μεγάλο βάθος ουράς για να συγκρίνουμε τη μέγιστη απόδοση χωρίς να δίνουμε προσοχή στον λανθάνοντα χρόνο.

Η απόδοση του υποσυστήματος δίσκου καταγράφηκε χρησιμοποιώντας την οθόνη του συστήματος Windows.

Adaptec (Microsemi) SmartRAID 3152-8i με τεχνολογία maxCache 4.0

Αυτός ο ελεγκτής υποστηρίζει από προεπιλογή την τεχνολογία προσωρινής αποθήκευσης maxCache 4.0 SSD και διαθέτει 2 GB της δικής του κρυφής μνήμης με προστασία από απώλεια ισχύος.

Κατά τη δημιουργία του κύριου πίνακα RAID10, χρησιμοποιήσαμε τις προεπιλεγμένες ρυθμίσεις του ελεγκτή.

Η συστοιχία κρυφής μνήμης RAID1 στο SSD έχει ρυθμιστεί σε λειτουργία εγγραφής πίσω για να ενεργοποιηθεί η προσωρινή αποθήκευση ανάγνωσης/εγγραφής του SSD. Όταν ρυθμιστεί σε λειτουργία εγγραφής, όλα τα δεδομένα θα εγγραφούν στον σκληρό δίσκο, επομένως θα επιταχύνουμε μόνο τις λειτουργίες ανάγνωσης.

Μοτίβο δοκιμής:

Γράφημα 1. Δοκιμή Adaptec maxCache 4.0

Η κόκκινη γραμμή είναι η απόδοση του υποσυστήματος του δίσκου στις λειτουργίες εγγραφής.

Την πρώτη στιγμή, υπάρχει μια απότομη αύξηση της απόδοσης έως την τιμή των 100.000 IOPS - τα δεδομένα εγγράφονται στη μνήμη cache του ελεγκτή, η οποία λειτουργεί με ταχύτητα μνήμη τυχαίας προσπέλασης.

Μόλις γεμίσει η κρυφή μνήμη, η απόδοση πέφτει στην κανονική ταχύτητα μιας συστοιχίας σκληρού δίσκου (περίπου 2.000 IOPS). Αυτή τη στιγμή, τα μπλοκ δεδομένων εγγράφονται στους σκληρούς δίσκους, καθώς αυτά τα μπλοκ δεν βρίσκονται ακόμη στη μνήμη cache του SSD και ο ελεγκτής δεν τα θεωρεί "καυτά". Ένα αντίγραφο των δεδομένων εγγράφεται στη μνήμη cache του SSD.

Σταδιακά, όλο και περισσότερα μπλοκ γράφονται ξανά, τέτοια μπλοκ βρίσκονται ήδη στη μνήμη cache του SSD, οπότε ο ελεγκτής τα θεωρεί "καυτά" και γράφει μόνο στο SSD. Η απόδοση των λειτουργιών εγγραφής ταυτόχρονα φτάνει τα 40.000 IOPS και σταθεροποιείται σε αυτό το σημείο. Δεδομένου ότι τα δεδομένα προστατεύονται στη μνήμη cache του SSD (RAID1), δεν χρειάζεται να τα αντικαταστήσετε στον κύριο πίνακα.

Σημειώστε, παρεμπιπτόντως, ότι η ταχύτητα εγγραφής που δηλώνει ο κατασκευαστής για τους SSD της Intel DC S4600 240 GB που χρησιμοποιούμε εδώ είναι μόλις 38.000 IOPS. Εφόσον γράφουμε το ίδιο σύνολο δεδομένων σε κάθε μονάδα δίσκου στο ζεύγος αντικατοπτρισμού της συστοιχίας RAID1, μπορούμε να πούμε ότι οι μονάδες SSD λειτουργούν με τη μέγιστη ταχύτητά τους.

μπλε γραμμή- απόδοση του υποσυστήματος δίσκου σε λειτουργίες ανάγνωσης. Το αριστερό τμήμα διαβάζει δεδομένα από τη συστοιχία σκληρού δίσκου με ταχύτητα περίπου 2.000 IOPS, δεν υπάρχουν ακόμα «καυτά» δεδομένα στη μνήμη cache του SSD. Ταυτόχρονα με την ανάγνωση μπλοκ σκληρού δίσκου, αντιγράφονται στην κρυφή μνήμη του SSD. Σταδιακά, η ταχύτητα ανάγνωσης αυξάνεται ελαφρώς, καθώς τα μπλοκ που είχαν διαβάσει προηγουμένως στη μνήμη cache του SSD αρχίζουν να «πιάνουν».

Αφού εγγραφούν όλα τα ζεστά δεδομένα στη μνήμη cache του SSD, διαβάζονται από εκεί με ρυθμό μεγαλύτερο από 90.000 IOPS (δεύτερη μπλε περιοχή).

μωβ γραμμή - συνδυασμένο φορτίο (50% ανάγνωση, 50% γραφή). Όλες οι λειτουργίες εκτελούνται μόνο με «καυτά» δεδομένα στον SSD. Απόδοση στην περιοχή των 60.000 IOPS.

Περίληψη

Ο ελεγκτής Adaptec SmartRAID 3152-8i κάνει εξαιρετική δουλειά στην οργάνωση της προσωρινής αποθήκευσης SSD. Δεδομένου ότι ο ελεγκτής περιλαμβάνει ήδη υποστήριξη για maxCache 4.0 και προστασία προσωρινής μνήμης, πρέπει να αγοράσετε μόνο μονάδες SSD. Ο ελεγκτής είναι φιλικός προς το χρήστη και εύκολος στη ρύθμιση, οι προεπιλεγμένες ρυθμίσεις παρέχουν το μέγιστο επίπεδο προστασίας δεδομένων.

Εγγραφή βίντεο Δοκιμή Adaptec maxCache 4.0:

LSI (BROADCOM) MegaRAID 9361-8i

Αυτός ο ελεγκτής υποστηρίζει την τεχνολογία προσωρινής αποθήκευσης SSD CacheCade 2.0. Για να το χρησιμοποιήσετε, πρέπει να αγοράσετε μια άδεια αξίας περίπου 20.000 ρούβλια.

Η προστασία προσωρινής μνήμης δεν περιλαμβάνεται στη συσκευασία, αλλά στις δοκιμές μας διαπιστώσαμε ότι για μέγιστη απόδοση, η κρυφή μνήμη του ελεγκτή χρησιμοποιείται καλύτερα στη λειτουργία Write-Through, η οποία δεν απαιτεί προστασία προσωρινής μνήμης.

Ρυθμίσεις ελεγκτή για τον κύριο πίνακα: κρυφή μνήμη ελεγκτή σε λειτουργία εγγραφής. Λειτουργίες ανάγνωσης Direct IO, No Read Ahead.

Προσωρινή μνήμη σε μονάδες SSD (συστοιχία RAID1) σε λειτουργία Write-Back για αποθήκευση στην προσωρινή μνήμη αναγνώσεων και εγγραφών.

Δοκιμαστικό μοτίβο (εδώ το εύρος κάθετης κλίμακας είναι διπλάσιο από αυτό του Adaptec):

Γράφημα 2. Δοκιμή LSI CacheCade 2.0

Η σειρά δοκιμών είναι η ίδια, η εικόνα είναι παρόμοια, αλλά η απόδοση του CacheCade 2.0 είναι ελαφρώς υψηλότερη από το maxCache.

Λάβαμε σχεδόν 60.000 απόδοση IOPS σε εγγραφές καυτών δεδομένων έναντι 40.000 για το Adaptec, σχεδόν 120.000 IOPS έναντι 90.000 IOPS στις λειτουργίες ανάγνωσης, 70.000 IOPS έναντι 60.000 IOPS σε συνδυασμένο φορτίο.

Δεν υπάρχει "ακίδα" απόδοσης κατά την αρχική στιγμή της δοκιμής των λειτουργιών εγγραφής, καθώς η κρυφή μνήμη του ελεγκτή λειτουργεί σε λειτουργία εγγραφής και δεν χρησιμοποιείται κατά την εγγραφή δεδομένων σε δίσκους.

Περίληψη

Ο ελεγκτής LSI έχει πιο σύνθετες ρυθμίσεις παραμέτρων που απαιτούν κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του. Η χρήση της προσωρινής αποθήκευσης SSD δεν απαιτεί προστασία κρυφής μνήμης ελεγκτή. Σε αντίθεση με το Adaptec, είναι δυνατή η χρήση μιας κρυφής μνήμης SSD για την εξυπηρέτηση πολλών συστοιχιών RAID ταυτόχρονα. Καλύτερη απόδοση από τους ελεγκτές Adaptec. Απαιτείται η αγορά μιας πρόσθετης άδειας CacheCade.

Εγγραφή βίντεο δοκιμής LSI CacheCade 2.0:

συμπέρασμα

Ας συμπληρώσουμε το τραπέζι μας. Όταν συγκρίνετε τις τιμές, να έχετε κατά νου ότι μια μεγαλύτερη κρυφή μνήμη είναι επιθυμητή για μια συστοιχία 10 TB. Παίρνουμε τους αριθμούς απόδοσης από τις δοκιμές μας.

Επιλογή πίνακας	ΑΝΑΓΝΩΣΗ (IOPS)	Εγγραφή (IOPS)	Τι ώρα φορές πιο γρήγορα	Τι ώρα φορές πιο ακριβά
Σκληρός δίσκος 10 TB x 2	500	250	—	—
Σκληρός Δίσκος 1,8 TB x 12	5’000	2’500	Χ 10	x6
SSD 1,9 TB x 12	800’000	400’000	Χ 1600	Χ 24
Σκληρός δίσκος 10 TB x 2 + SSD 960 GB x 2, maxCache	90’000	40’000	Χ 160	Χ 2,5
Σκληρός δίσκος 10 TB x 2 + SSD 960 GB x 2, CacheCade	120’000	60’000	Χ 240	x3

Κατά την προσωρινή αποθήκευση μιας εγγραφής, χρησιμοποιείτε πάντα ως κρυφή μνήμη SSDπεριττές συστοιχίες (RAID1 ή RAID10).

Για την προσωρινή μνήμη SSD, χρησιμοποιήστε μόνο μονάδες SSD διακομιστή. Έχουν μια επιπλέον «αόρατη» περιοχή περίπου 20% του δηλωθέντος όγκου. Αυτή η εφεδρική περιοχή χρησιμοποιείται για εργασίες εσωτερικής ανασυγκρότησης και συλλογής σκουπιδιών, έτσι ώστε η απόδοση εγγραφής τέτοιων μονάδων δίσκου να μην πέφτει ακόμη και όταν είναι 100% γεμάτες. Επιπλέον, η παρουσία μιας εφεδρικής περιοχής εξοικονομεί τον πόρο της μονάδας δίσκου.

Ο πόρος των μονάδων SSD για την προσωρινή μνήμη πρέπει να ταιριάζει με το φορτίο στο υποσύστημα αποθήκευσης του διακομιστή όσον αφορά την ποσότητα των δεδομένων που εγγράφονται. Ο πόρος μονάδας δίσκου καθορίζεται συνήθως από την παράμετρο DWPD (Drive Writes Per Day) - πόσες φορές την ημέρα μπορεί να αντικατασταθεί πλήρως μια μονάδα δίσκου για 5 χρόνια. Οι μονάδες δίσκου με πόρο 3 DWPD ή περισσότερο θα είναι συνήθως μια κατάλληλη επιλογή. Μπορείτε να μετρήσετε το πραγματικό φορτίο στο υποσύστημα του δίσκου χρησιμοποιώντας την οθόνη συστήματος.

Εάν καταστεί απαραίτητο να μεταφέρετε όλα τα δεδομένα από τη μνήμη cache στις μονάδες SSD στην κύρια συστοιχία, πρέπει να αλλάξετε τη λειτουργία προσωρινής μνήμης SSD από Write-Back σε Write-Through και να περιμένετε έως ότου τα δεδομένα εγγραφούν πλήρως στους σκληρούς δίσκους. Στο τέλος αυτής της διαδικασίας, αλλά όχι πριν, ο ελεγκτής θα "επιτρέψει" την αφαίρεση του τόμου της κρυφής μνήμης SSD.

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις ή σχόλια σχετικά με αυτό το υλικό, παρακαλούμε να τις απευθύνετε στο .

• Σύγκριση απόδοσης διαφορετικών τύπων μονάδων διακομιστή (HDD, SSD, SATA DOM, eUSB)
• Σύγκριση απόδοσης των πιο πρόσφατων ελεγκτών RAID διακομιστή Intel και Adaptec (24 SSD)
• Σύγκριση απόδοσης ελεγκτών RAID διακομιστή
• Απόδοση υποσυστήματος δίσκου διακομιστών Intel που βασίζονται σε Xeon E5-2600 και Xeon E5-2400
• τραπέζια συγκριτικά χαρακτηριστικά: Ελεγκτές RAID, σκληρός δίσκος διακομιστή, SSD διακομιστή
• Σύνδεσμοι προς ενότητες τιμοκαταλόγου:Ελεγκτές RAID, σκληρός δίσκος διακομιστή, SSD διακομιστή

Οι περισσότερες εφαρμογές διακομιστή λειτουργούν με το υποσύστημα δίσκου του διακομιστή σε λειτουργία τυχαίας πρόσβασης, όταν τα δεδομένα διαβάζονται ή γράφονται σε μικρά μπλοκ μεγέθους πολλών kilobyte και αυτά τα μπλοκ μπορούν να εντοπιστούν τυχαία στη διάταξη δίσκων.

Οι σκληροί δίσκοι έχουν μέσο χρόνο πρόσβασης σε ένα αυθαίρετο μπλοκ δεδομένων της τάξης πολλών χιλιοστών του δευτερολέπτου. Αυτός ο χρόνος απαιτείται για να τοποθετήσετε την κεφαλή του δίσκου πάνω από τα επιθυμητά δεδομένα. Σε ένα δευτερόλεπτο, ένας σκληρός δίσκος μπορεί να διαβάσει (ή να γράψει) αρκετές εκατοντάδες από αυτά τα μπλοκ. Αυτή η μέτρηση αντικατοπτρίζει την απόδοση σκληρός δίσκοςσε τυχαίες λειτουργίες I/O και μετριέται με την τιμή του IOPS (Input Output per second, input/output operations per second). Δηλαδή, η απόδοση της τυχαίας πρόσβασης για έναν σκληρό δίσκο είναι αρκετές εκατοντάδες IOPS.

Κατά κανόνα, στο υποσύστημα δίσκου ενός διακομιστή, πολλοί σκληροί δίσκοι συνδυάζονται σε μια συστοιχία RAID στην οποία λειτουργούν παράλληλα. Ταυτόχρονα, η ταχύτητα των λειτουργιών τυχαίας ανάγνωσης για μια συστοιχία RAID οποιουδήποτε τύπου αυξάνεται ανάλογα με τον αριθμό των δίσκων στη συστοιχία, αλλά η ταχύτητα των λειτουργιών εγγραφής εξαρτάται όχι μόνο από τον αριθμό των δίσκων, αλλά και από τον τρόπο οι δίσκοι συνδυάζονται σε μια συστοιχία RAID.

Πολύ συχνά, το υποσύστημα του δίσκου είναι ένας παράγοντας που περιορίζει την απόδοση του διακομιστή. Στο σε μεγάλους αριθμούςΤαυτόχρονα αιτήματα, το υποσύστημα του δίσκου μπορεί να φτάσει στο όριο της απόδοσής του και η αύξηση της ποσότητας της μνήμης RAM ή της συχνότητας του επεξεργαστή δεν θα έχει κανένα αποτέλεσμα.

Ένας ριζικός τρόπος για να αυξήσετε την απόδοση του υποσυστήματος δίσκου είναι η χρήση μονάδων στερεάς κατάστασης (SSD), στις οποίες οι πληροφορίες εγγράφονται σε μη πτητική μνήμη flash. Για μονάδες SSD, ο χρόνος πρόσβασης σε ένα αυθαίρετο μπλοκ δεδομένων είναι αρκετές δεκάδες μικροδευτερόλεπτα (δηλαδή, δύο τάξεις μεγέθους μικρότερος από τους σκληρούς δίσκους), λόγω του οποίου η απόδοση ακόμη και μιας μονάδας SSD σε τυχαίες λειτουργίες φτάνει τα 60.000 IOPS.

Τα παρακάτω γραφήματα συγκρίνουν την απόδοση 8 συστοιχιών HDD και 8 συστοιχιών RAID SSD. Δίνονται στοιχεία για τέσσερις διάφοροι τύποιΠίνακες RAID: RAID 0, RAID 1, RAID 5 και RAID 6. Για να μην υπερφορτώνουμε το κείμενο με τεχνικές λεπτομέρειες, έχουμε τοποθετήσει πληροφορίες σχετικά με τη μεθοδολογία δοκιμών στο τέλος του άρθρου.

Από τα διαγράμματα φαίνεται ότι η χρήση μονάδων SSD αυξάνει την απόδοση του υποσυστήματος του δίσκου διακομιστή σε λειτουργίες τυχαίας πρόσβασης από 20 σε 40 φορές. Ωστόσο, οι ακόλουθοι σοβαροί περιορισμοί εμποδίζουν την ευρεία χρήση μονάδων SSD.

Πρώτον, οι σύγχρονες μονάδες SSD έχουν μικρή χωρητικότητα. Η μέγιστη χωρητικότητα των σκληρών δίσκων (3 TB) υπερβαίνει τη μέγιστη χωρητικότητα των SSD διακομιστή (300 GB) κατά 10 φορές. Δεύτερον, οι μονάδες SSD είναι περίπου 10 φορές πιο ακριβές από τους σκληρούς δίσκους σε σύγκριση με το κόστος του 1 GB χώρου στο δίσκο. Επομένως, η κατασκευή ενός υποσυστήματος δίσκου μόνο από μονάδες SSD χρησιμοποιείται επί του παρόντος αρκετά σπάνια.

Ωστόσο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μονάδες SSD ως κρυφή μνήμη του ελεγκτή RAID. Ας μιλήσουμε περισσότερο για το πώς λειτουργεί και τι δίνει.

Το γεγονός είναι ότι ακόμη και σε ένα αρκετά μεγάλο υποσύστημα διακομιστή δίσκων με χωρητικότητα δεκάδων terabyte, η ποσότητα των "ενεργών" δεδομένων, δηλαδή των δεδομένων που χρησιμοποιούνται συχνότερα, είναι σχετικά μικρή. Για παράδειγμα, εάν εργάζεστε με μια βάση δεδομένων που αποθηκεύει εγγραφές για μεγάλο χρονικό διάστημα, μόνο μικρό μέροςδεδομένα που σχετίζονται με το τρέχον χρονικό διάστημα. Ή εάν ο διακομιστής έχει σχεδιαστεί για να φιλοξενεί πόρους του Διαδικτύου, τα περισσότερα από τα αιτήματα θα αφορούν έναν μικρό αριθμό σελίδων με τις περισσότερες επισκέψεις.

Έτσι, εάν αυτά τα "ενεργά" (ή "καυτά") δεδομένα δεν βρίσκονται σε "αργούς" σκληρούς δίσκους, αλλά σε μια "γρήγορη" μνήμη cache σε μονάδες SSD, η απόδοση του υποσυστήματος του δίσκου θα αυξηθεί κατά μια τάξη μεγέθους. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για το ποια δεδομένα πρέπει να τοποθετηθούν στην κρυφή μνήμη. Μετά την πρώτη φορά που ο ελεγκτής διαβάσει δεδομένα από τον σκληρό δίσκο, θα αφήσει αυτά τα δεδομένα στη μνήμη cache του SSD και θα τα διαβάσει ξανά από εκεί.

Επιπλέον, η προσωρινή αποθήκευση λειτουργεί όχι μόνο κατά την ανάγνωση, αλλά και κατά την εγγραφή. Οποιαδήποτε λειτουργία εγγραφής δεν θα εγγράφει δεδομένα στον σκληρό δίσκο, αλλά στη μνήμη cache στις μονάδες SSD, επομένως οι λειτουργίες εγγραφής θα είναι επίσης κατά μια τάξη μεγέθους ταχύτερες.

Στην πράξη, ο μηχανισμός προσωρινής αποθήκευσης σε μονάδες SSD μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιαδήποτε μονάδα RAID έξι gigabit ή ελεγκτή RAID. Intel 2ηγενιές που βασίζονται στον μικροελεγκτή LSI2208: RMS25CB040, RMS25CB080, RMT3CB080, RMS25PB040, RMS25PB080, RS25DB080, RS25AB080, RMT3PB080. Αυτές οι λειτουργικές μονάδες και ελεγκτές RAID χρησιμοποιούνται σε διακομιστές ομάδας βάσει Επεξεργαστές Intel E5-2600 και E5-2400 (πλατφόρμα Intel Sandy Bridge).

Για να χρησιμοποιήσετε τη λειτουργία προσωρινής αποθήκευσης SSD, πρέπει να εγκαταστήσετε το κλειδί υλικού AXXRPFKSSD2 στον ελεγκτή RAID. Εκτός από την υποστήριξη της προσωρινής αποθήκευσης SSD, αυτό το κλειδί επιταχύνει επίσης τη λειτουργία του ελεγκτή με «κενά» SSD όταν χρησιμοποιούνται όχι ως μνήμη cache, αλλά ως κανονικοί δίσκοι. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να επιτύχετε τυχαία απόδοση ανάγνωσης-εγγραφής 465'000 IOPS (λειτουργία FastPath I/O).

Ας δούμε τα αποτελέσματα των δοκιμών απόδοσης της ίδιας συστοιχίας οκτώ σκληρών δίσκων, αλλά χρησιμοποιώντας τέσσερις SSD ως προσωρινή μνήμη και ας τα συγκρίνουμε με τα δεδομένα αυτής της συστοιχίας χωρίς προσωρινή αποθήκευση.

Πραγματοποιήσαμε δοκιμές για δύο επιλογές για την οργάνωση μιας κρυφής μνήμης SSD. Στην πρώτη παραλλαγή, 4 SSD συνδυάστηκαν σε μια συστοιχία RAID μηδενικού επιπέδου (R0) και στη δεύτερη περίπτωση, σχηματίστηκε μια συστοιχία καθρέφτη (R1) από αυτούς τους 4 SSD. Η δεύτερη επιλογή είναι ελαφρώς πιο αργή στις λειτουργίες εγγραφής, αλλά δημιουργεί αντίγραφα ασφαλείας των δεδομένων στη μνήμη cache του SSD, επομένως είναι προτιμότερο.

Είναι ενδιαφέρον ότι η απόδοση ανάγνωσης και εγγραφής είναι σχεδόν ανεξάρτητη από τον τύπο της "κύριας" συστοιχίας RAID σκληρών δίσκων, αλλά καθορίζεται μόνο από την ταχύτητα των μονάδων μνήμης cache SSD και τον τύπο της συστοιχίας RAID. Επιπλέον, το "αποθηκευμένο" RAID 6 από σκληρούς δίσκους είναι ταχύτερο στις λειτουργίες εγγραφής από το "καθαρό" RAID 6 από μονάδες SSD (29"300 ή 24"900 IOPS έναντι 15"320 IOPS). Η εξήγηση είναι απλή - στην πραγματικότητα, μετράμε απόδοση όχι RAID 6, αλλά RAID 0 ή RAID 1 cache, και αυτοί οι πίνακες είναι ταχύτεροι στην εγγραφή ακόμη και με λιγότερες μονάδες δίσκου.

Μια μεμονωμένη μονάδα SSD μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως μνήμη cache, αλλά σας συνιστούμε να μην το κάνετε επειδή δεν δημιουργούνται αντίγραφα ασφαλείας των δεδομένων προσωρινής μνήμης. Εάν ένας τέτοιος SSD αποτύχει, η ακεραιότητα των δεδομένων θα τεθεί σε κίνδυνο. Για την προσωρινή αποθήκευση SSD, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε τουλάχιστον δύο μονάδες SSD συνδυασμένες σε μια συστοιχία RAID πρώτου επιπέδου ("καθρέφτης").

Ελπίζουμε ότι οι πληροφορίες που παρουσιάζονται σε αυτό το άρθρο θα σας βοηθήσουν στην επιλογή μιας αποτελεσματικής διαμόρφωσης υποσυστήματος δίσκου διακομιστή. Επιπλέον, οι διευθυντές και οι μηχανικοί μας είναι πάντα έτοιμοι να παρέχουν τις απαραίτητες τεχνικές συμβουλές.

Διαμόρφωση πάγκου δοκιμών και μεθοδολογία δοκιμών

Πλατφόρμα διακομιστή - Team R2000GZ
Intel RES2CV360 36 Port Expander Car SAS Port Expander
Ελεγκτής RAID - Intel RS25DB080 με κλειδί AXXRPFKSSD2
Σκληρός δίσκος - 8 μονάδες SAS 2,5" Seagate Savvio 10K.5 300GB 6Gb/s 10000RPM 64MB Cache
SSD - 8 ή 4 SSD SATA 2,5" Intel 520 Series 180GB 6Gb/s

Η δοκιμή πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας Προγράμματα IntelΜετρητής IO.

Για κάθε επιλογή διαμόρφωσης υλικού, βέλτιστες ρυθμίσειςκρυφή μνήμη ελεγκτή.

Η ποσότητα του εικονικού δίσκου για δοκιμή είναι 50 GB. Ένας τέτοιος τόμος επιλέχθηκε έτσι ώστε ο δοκιμασμένος δίσκος να χωράει πλήρως στη μνήμη cache του SSD.

Αλλες επιλογές:
Μέγεθος Λωρίδας - 256 KB.
Το μέγεθος του μπλοκ δεδομένων για διαδοχικές λειτουργίες είναι 1MB.
Το μέγεθος του μπλοκ δεδομένων για λειτουργίες τυχαίας πρόσβασης είναι 4 KB.
Το βάθος της ουράς είναι 256.

Το παραδοσιακό σύστημα αποθήκευσης περιλαμβάνει την αποθήκευση δεδομένων σε σκληρούς δίσκους. σκληροί δίσκοικαι στερεά κατάσταση Μονάδες SSD. Τα τελευταία χρόνια, οι χωρητικότητες των HDD έχουν αυξηθεί με γρήγορους ρυθμούς. Ωστόσο, η ταχύτητά τους με τυχαία πρόσβαση είναι ακόμα χαμηλή. Για ορισμένες εφαρμογές όπως βάσεις δεδομένων, τεχνολογίες cloudή εικονικοποίηση, απαιτούνται τόσο υψηλή ταχύτητα πρόσβασης όσο και μεγάλος όγκος. Αποδεικνύεται ότι η χρήση μόνο σκληρού δίσκου δεν είναι αποδεκτή και η χρήση SSD είναι αδικαιολόγητα ακριβή. Η χρήση ενός SSD μόνο ως προσωρινής μνήμης είναι την καλύτερη αναλογίατιμή/απόδοση για το σύστημα στο σύνολό του. Σε αυτήν την περίπτωση, τα ίδια τα δεδομένα θα βρίσκονται σε μεγάλους σκληρούς δίσκους και οι ακριβοί SSD θα δώσουν ώθηση στην απόδοση με τυχαία πρόσβαση σε αυτά τα δεδομένα.

Τις περισσότερες φορές, μια κρυφή μνήμη SSD θα είναι χρήσιμη στις ακόλουθες περιπτώσεις:

1. Όταν η ταχύτητα του σκληρού δίσκου σε IOPS κατά την ανάγνωση είναι το σημείο συμφόρησης.
2. Όταν υπάρχουν σημαντικά περισσότερες λειτουργίες I/O για ανάγνωση παρά για εγγραφή.
3. Όταν ο όγκος των δεδομένων με συχνή πρόσβαση είναι μικρότερος από το μέγεθος του SSD.

Λύση

Η προσωρινή αποθήκευση SSD είναι μια πρόσθετη μνήμη cache για αύξηση της απόδοσης. Πρέπει να εκχωρηθούν ένας ή περισσότεροι SSD εικονικό δίσκο(φεγγάρι) για χρήση ως κρυφή μνήμη. Λάβετε υπόψη ότι αυτοί οι δίσκοι SSD δεν θα είναι διαθέσιμοι για αποθήκευση δεδομένων. Το μέγεθος της προσωρινής μνήμης SSD περιορίζεται επί του παρόντος στα 2,4 TB.

Όταν εκτελείται μια λειτουργία ανάγνωσης/εγγραφής, ένα αντίγραφο των δεδομένων τοποθετείται στον SSD. Την επόμενη φορά, οποιαδήποτε λειτουργία με αυτό το μπλοκ θα εκτελεστεί απευθείας από τον SSD. Ως αποτέλεσμα, αυτό θα μειώσει τον χρόνο αντίδρασης και, ως αποτέλεσμα, θα αυξήσει τη συνολική απόδοση. Εάν, δυστυχώς, ο SSD αποτύχει, τότε δεν θα χαθούν δεδομένα, γιατί. η κρυφή μνήμη περιέχει ένα αντίγραφο των δεδομένων από τον σκληρό δίσκο.

Η κρυφή μνήμη SSD χωρίζεται σε ομάδες - μπλοκ, κάθε μπλοκ χωρίζεται σε υπομπλοκ. Η φύση των λειτουργιών I/O για τον εικονικό δίσκο καθορίζει την επιλογή του μεγέθους του μπλοκ και του υπομπλοκ.

Γέμισμα της κρυφής μνήμης

Η ανάγνωση δεδομένων από τον σκληρό δίσκο και η εγγραφή τους στο SSD ονομάζεται γέμισμα κρυφής μνήμης. Αυτή η λειτουργία εκτελείται σε Ιστορικόαμέσως μετά την εκτέλεση μιας λειτουργίας ανάγνωσης ή εγγραφής από τον κεντρικό υπολογιστή. Η λειτουργία της προσωρινής μνήμης περιορίζεται από δύο παραμέτρους:

• Κατώφλι συμπλήρωσης κατά την ανάγνωση
• Κατώφλι συμπλήρωσης σε εγγραφή

Αυτές οι τιμές είναι μεγαλύτερες από το μηδέν. Εάν είναι ίσα με μηδέν, τότε η κρυφή μνήμη για ανάγνωση ή εγγραφή δεν λειτουργεί. Σύμφωνα με αυτές τις τιμές, κάθε μπλοκ εκχωρείται στον μετρητή ανάγνωσης ή εγγραφής του. Όταν ο κεντρικός υπολογιστής εκτελεί μια λειτουργία ανάγνωσης και τα δεδομένα αποθηκεύονται προσωρινά, ο μετρητής ανάγνωσης αυξάνεται. Εάν δεν υπάρχουν δεδομένα στην κρυφή μνήμη και ο αριθμός αναγνωσμένων είναι μεγαλύτερος ή ίσος με την τιμή κατωφλίου Συμπλήρωσης κατά την ανάγνωση, τότε τα δεδομένα αντιγράφονται στην κρυφή μνήμη. Εάν η τιμή του μετρητή είναι μικρότερη από το όριο Συμπλήρωσης σε ανάγνωση, τότε τα δεδομένα διαβάζονται πέρα ​​από την κρυφή μνήμη. Για τις λειτουργίες εγγραφής, η κατάσταση είναι παρόμοια.

Σενάρια προσωρινής μνήμης SSD

Τύπος I/O

Ο τύπος I/O καθορίζει τη διαμόρφωση της κρυφής μνήμης SSD. Αυτή η διαμόρφωση επιλέγεται από τον διαχειριστή και ορίζει τις παραμέτρους του μπλοκ, του υπομπλοκ, του κατωφλίου συμπλήρωσης κατά την ανάγνωση και του κατωφλίου συμπλήρωσης σε εγγραφή. Υπάρχουν τρεις προκαθορισμένες διαμορφώσεις σύμφωνα με τους τύπους I/O: βάσεις δεδομένων, σύστημα αρχείωνκαι υπηρεσίες web. Ο διαχειριστής πρέπει να επιλέξει τη διαμόρφωση της προσωρινής μνήμης SSD για τον εικονικό δίσκο. Κατά τη λειτουργία, μπορείτε να αλλάξετε τον τύπο διαμόρφωσης, αλλά σε αυτήν την περίπτωση, θα γίνει επαναφορά των περιεχομένων της προσωρινής μνήμης. Εάν οι προκαθορισμένες διαμορφώσεις δεν ταιριάζουν στο προφίλ φορτίου που χρησιμοποιείται, τότε μπορείτε να ορίσετε τις δικές σας τιμές παραμέτρων.

Το μέγεθος του μπλοκ επηρεάζει το χρόνο «προθέρμανσης» της προσωρινής μνήμης, δηλ. όταν τα δεδομένα που ζητούνται περισσότερο μετακινούνται στον SSD. Εάν τα δεδομένα βρίσκονται το ένα κοντά στο άλλο στον σκληρό δίσκο, τότε είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ένα μεγάλο μέγεθος μπλοκ. Εάν τα δεδομένα βρίσκονται τυχαία, τότε είναι πιο λογικό να χρησιμοποιήσετε ένα μικρό μέγεθος μπλοκ.

Το μέγεθος του υπομπλοκ επηρεάζει επίσης τον χρόνο προθέρμανσης της προσωρινής μνήμης. Το μεγαλύτερο μέγεθός του μειώνει το χρόνο πλήρωσης της κρυφής μνήμης, αλλά αυξάνει τον χρόνο απόκρισης σε ένα αίτημα από τον κεντρικό υπολογιστή. Επιπλέον, το μέγεθος του υπομπλοκ επηρεάζει επίσης το φορτίο της CPU, διακίνησημνήμη και κανάλι.

Για να υπολογίσετε τον κατά προσέγγιση χρόνο προθέρμανσης της προσωρινής μνήμης, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ακόλουθη μέθοδο.

• T - χρόνος προθέρμανσης της προσωρινής μνήμης σε δευτερόλεπτα
• I - Τιμή IOPS για σκληρό δίσκο με τυχαία πρόσβαση
• Μέγεθος μπλοκ S - I/O
• D - αριθμός σκληρών δίσκων
• C - SSD πλήρους μεγέθους
• P - όριο συμπλήρωσης κατά την ανάγνωση ή όριο συμπλήρωσης σε εγγραφή

Τότε T = (C*P) / (I*S*D)
Για παράδειγμα: 16 δίσκοι με 250 IOPS, ένας SSD 480 GB ως προσωρινή μνήμη, φόρτωση υπηρεσιών φύσης - web (64 KB) και όριο συμπλήρωσης κατά την ανάγνωση = 2.
Τότε ο χρόνος προθέρμανσης θα είναι Т = (480 GB*2) / (250*64KB*16) ≈ 3932 δευτ. ≈ 65,5 λεπτά

Δοκιμές

Αρχικά, ας δούμε τη διαδικασία δημιουργίας μιας κρυφής μνήμης SSD.

1. Αφού δημιουργήσετε τον εικονικό δίσκο, πατήστε ↓ και μετά Ρύθμιση προσωρινής αποθήκευσης SSD
2. Επιλέξτε Ενεργοποίηση
3. Επιλέξτε μια διαμόρφωση από την αναπτυσσόμενη λίστα
4. Κάντε κλικ στην επιλογή Επιλογή δίσκων και επιλέξτε τους SSD που θα χρησιμοποιηθούν ως προσωρινή μνήμη
5. Κάντε κλικ στο OK

Περιορισμοί

• Μόνο οι SSD μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως κρυφή μνήμη
• Ένας SSD μπορεί να εκχωρηθεί μόνο σε έναν εικονικό δίσκο κάθε φορά
• Υποστηρίζει έως και 8 SSD ανά εικονικό δίσκο
• Υποστηρίζει συνολική χωρητικότητα έως 2,4 TB SSD ανά σύστημα
• Η προσωρινή αποθήκευση SSD απαιτεί άδεια χρήσης, η οποία αγοράζεται χωριστά από το σύστημα

Αποτελέσματα

Διαμόρφωση δοκιμής:

• HDD Seagate Constellation ES ST1000NM0011 1TB SATA 6Gb/s (x8)
• SSD Intel SSD DC3500, SSDSC2BB480G4, 480GB, SATA 6Gb/s (x5)
• RAID 5
• Υπηρεσία βάσης δεδομένων τύπου I/O (8KB)
• Μοτίβο I/O 8KB, τυχαία ανάγνωση 90% + εγγραφή 10%
• Εικονικός δίσκος 2 TB

Σύμφωνα με τον τύπο, χρόνος προθέρμανσης της προσωρινής μνήμης T = (2TB * 2) / (244 * 8KB * 8) ≈ 275036 sec ≈ 76,4 h