Маленький волшебник Intel Optane SSD

31.07.2020 | Хранилища

Intel Optane SSD на памяти 3D XPoint в разы превосходят любые NAND SSD по задержкам обращения и пропускной способности при малой глубине очереди. У них намного выше ресурс перезаписи, их производительность   не падает с заполнением. Cреди энергонезависимых накопителей нет ничего сравнимого с Intel Optane под рабочие нагрузки, критичные к быстрому отклику.

Дорого? Ничуть, если принять во внимание последствия.

Серию Optane DC4801X открывает емкость 100GB:

Розничная цена

$350

Sequential Read (up to)

2200 MB/s

Sequential Write (up to)

1000 MB/s

Random Read (100% Span)

550000 IOPS

Random Write (100% Span)

250000 IOPS

Latency - Read

10 µs

Latency - Write

12 µs

Power - Active

7 W

Power - Idle

3 W

Endurance Rating (Lifetime Writes)

10.9 PBW

Form Factor

U.2 15mm

Interface

PCIe 3.0 x4, NVMe

 

Особенно впечатляет устойчивость к перезаписи  60 DWPD. Цена посильная. Маловат объем? Смотря для чего. Вот несколько моделей применения таких «малышей».

Временные таблицы баз данных

В статье Using Intel Optane Storage for SQL Server  описаны сценарии применения Optane SSD в серверах баз данных. Классический вариант использования – перемещение временных таблиц баз данных tempDB из общего хранилища сети SAN в локальные хранилища  на узлах кластера, или, если речь об отдельном сервере, хранение DB и tempDB  порознь, на своих логических и физических томах. Перенос  файлов tempdb на зеркало из двух Optane SSD - простой и недорогой способ решения проблемы быстродействия без тонких настроек распределения ресурсов, независимо от версии SQL-сервера. 

Другое возможное использование хранилища Optane - под файлы журналов транзакций базы данных. Клиенты с небольшими базами данных могут просто перенести на Intel Optane вообще все свои данные, вместе с журналами и временными таблицами.  

В кейсе Optimizing Microsoft SQL Server Databases to Accelerate Response Time and Throughput Intel иллюстрирует последствия добавления пары Intel Optane SSD в существующие серверы:

Intel Optane SSD 1

Кэширование и метаданные

Optane SSD ставят в гиперконвергентные системы с хранением данных на локальных дисках серверов кластера - как vSAN . В двухслойных архитектурах Cache/Capacity под Cache не нужны емкие диски, зато нужны устойчивые к перезаписи, с наилучшими показателями IOPS / Throughput / Latency. Как Optane.

Intel предлагает Optane в качестве ускорителя кластеров Ceph:  Accelerate Ceph Clusters with Intel Optane SSDs . Метаданные, журналы упреждающей записи, кэширование демонов объектного хранения (OSD) -  все это работа для Optane SSD.

Журналы записи

При сохранении данных энергозависимой оперативной памяти на дисках ведут журнал записи (log).  Там содержится минимальная информация для воспроизводства данных при необходимости, после нештатных сбоев. Журнал позволяет устранять рассогласование данных. Он может называться ZIL (ZFS intent log) или WAL (write-ahead log), или SQL Log, но это всегда один и тот же тип запросов: поток коротких операций записи, упреждающий сохранение данных на основных дисках. Запись синхронная, интенсивная, адресация произвольная - значит, наилучшим носителем под журнал будут SSD с минимальными задержками и большим ресурсом перезаписи. Раз объем данных невелик, самый младший Optane SSD - первый кандидат в «журналисты».

Open-E, разработчик операционной системы для хранилищ JovianDSS на базе ZFS приводит сравнение типов SSD по таким критичным показателям как Write IOPS, latency, QoS.

Intel Optane SSD 3

Intel Optane SSD 4

Завтра будет лучше, чем вчера

Накопители Optane SSD нынешнего поколения Cold Stream отличаются от классических NAND SSD принципиальным преимуществом в латентности. Однако, при существенном росте нагрузки на Optane SSD латентность растёт, и этот недостаток Intel собирается исправить в новом семействе Alder Stream (2021). У памяти 3D XPoint следующего поколения будет четыре слоя вместо двух. Это позволить удвоить предельную ёмкость таких накопителей: с полутора нынешних терабайт до будущих трех.

В областях применения Optane малой емкости все в руках архитекторов уже сегодня. Бери и делай.