VxRail & Intel Optane cho hiệu suất cực cao

Cho phép hiệu suất cao cho khối lượng công việc HCI chính xác là những gì xảy ra khi VxRail được cấu hình với Intel Optane Persistent Memory (PMem). Optane PMem cung cấp hiệu suất tính toán và lưu trữ để phục vụ tốt hơn cho các ứng dụng và khối lượng công việc quan trọng đối với doanh nghiệp. Vậy, Intel Optane Persistent Memory là gì? Bộ nhớ liên tục là bộ nhớ có thể được sử dụng làm bộ lưu trữ, cung cấp hiệu suất giống như RAM, độ trễ rất thấp và băng thông cao. Nó rất phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu hoặc tiêu thụ lượng bộ nhớ lớn như SAP HANA và có nhiều trường hợp sử dụng khác như thể hiện trong Hình 1 và VxRail được chứng nhận cho SAP HANA cũng như Intel Optane PMem.

Hơn nữa, PMem có thể được sử dụng như bộ lưu trữ khối, nơi dữ liệu có thể được ghi liên tục, một ví dụ tuyệt vời là đối với các tệp nhật ký DBMS. Một lợi thế chính khi sử dụng công nghệ này là bạn có thể bắt đầu nhỏ với một thẻ PMem (hoặc mô-đun) duy nhất, sau đó mở rộng và phát triển khi cần với khả năng thêm tối đa 12 thẻ. Khách hàng có thể tận dụng PMem ngay lập tức vì không cần phải thực hiện các thay đổi lớn về phần cứng hoặc cấu hình, cũng như không cần lập ngân sách cho khoản chi tiêu vốn lớn.

Ngày nay có rất nhiều trường hợp sử dụng khác nhau bao gồm những trường hợp bạn thấy ở đây:

Hình 1: Các trường hợp sử dụng Intel Optane PMem

PMem cung cấp hai chế độ hoạt động rất khác nhau, đó là Memory và App Direct, và ngược lại App Direct có thể được sử dụng theo hai cách rất khác nhau.

Đầu tiên, Intel Optane PMem ở chế độ Bộ nhớ vẫn chưa được VxRail hỗ trợ. Chế độ này hoạt động như bộ nhớ hệ thống dễ bay hơi và cung cấp chi phí thấp hơn đáng kể cho mỗi GB so với DRAM DIMM truyền thống. Bản cập nhật tiếp theo cho blog này sẽ mô tả chế độ này và kết quả thử nghiệm chi tiết hơn nhiều khi nó được hỗ trợ.

Đối với chế độ App Direct (được hỗ trợ ngày nay), PMem được các máy ảo sử dụng như một thiết bị lưu trữ khối, được gọi là vPMemDisk, hoặc như bộ nhớ có thể định địa chỉ byte, được gọi là Virtual NVDIMM. Cả hai đều mang lại lợi ích lớn cho các ứng dụng chạy trong máy ảo, chỉ theo những cách rất khác nhau. vPMemDisk có thể được sử dụng bởi bất kỳ phần cứng máy ảo nào và bởi bất kỳ HĐH Khách nào. Vì nó được trình bày như một thiết bị khối nên nó sẽ được xử lý giống như bất kỳ đĩa ảo nào khác. Sau đó, các ứng dụng và/hoặc dữ liệu có thể được đặt trên đĩa ảo này. Phương pháp sử dụng thứ hai, NVDIMM có lợi thế là được xử lý theo cùng một cách như RAM thông thường, tuy nhiên, nó có thể giữ lại dữ liệu của mình thông qua việc khởi động lại hoặc mất điện. Đây là một điểm cộng đáng kể đối với các cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ lớn như SAP HANA, nơi khởi động bộ đệm hoặc thời gian tải các bảng trong bộ nhớ có thể rất đáng kể!

Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là, giống như bất kỳ mô-đun bộ nhớ nào khác, mô-đun PMem không cung cấp dự phòng dữ liệu. Điều này có thể không phải là vấn đề đối với một số tệp dữ liệu trên các ứng dụng thường dùng có thể được tạo lại trong trường hợp máy chủ bị lỗi. Nhưng một nguyên tắc chính khi sử dụng PMem, dù là bộ nhớ khối hay bộ nhớ có thể định địa chỉ byte, là các ứng dụng chịu trách nhiệm xử lý sao chép dữ liệu để đảm bảo độ bền.

Các tùy chọn dự phòng dữ liệu mới dự kiến sẽ có trên các ứng dụng sử dụng PMem và cần được hiểu rõ trước khi triển khai.

Đầu tiên, chúng ta sẽ xem xét kết quả thử nghiệm sử dụng PMem làm đĩa ảo (hoặc vPMemDisk). Nhóm Kỹ thuật của chúng tôi đã thử nghiệm VxRail với PMem ở chế độ App Direct và chạy thử nghiệm so sánh với VxRail all-flash (nền tảng dòng P570F). Thử nghiệm mô phỏng khối lượng công việc OLTP 4K thông thường với tỷ lệ RW 70/30. Kết quả của chúng tôi đạt được hơn 1,8 triệu IOP hoặc cao hơn 6X so với hệ thống VxRail all-flash. Điều đó tương đương với thời gian phản hồi nhanh hơn 93% (hoặc độ trễ thấp hơn) và thông lượng lớn hơn 6X như được hiển thị ở đây:

Hình 2: VxRail PMem App Direct so với VxRail all-flash

Sự khác biệt về độ trễ này cho thấy tiềm năng cải thiện hiệu suất của các ứng dụng cũ bằng cách đặt các tệp dữ liệu cụ thể trên mô-đun PMem, ví dụ, đặt các tệp nhật ký trên PMem. Để xác minh lợi ích của trường hợp sử dụng tăng tốc nhật ký này, chúng tôi đã chạy chuẩn TPC-C so sánh VxRail được cấu hình với tệp nhật ký trên vPMEMDIsk với VxRail all-flash vSAN và chúng tôi thấy số lượng giao dịch mỗi phút được cải thiện 46%.

Hình 3: Trường hợp sử dụng tăng tốc tệp nhật ký

Đối với phương pháp tiêu thụ thứ hai, chúng tôi đã thử nghiệm PMem ở chế độ App direct bằng phương pháp tiêu thụ NVDIMM. Chúng tôi đã thực hiện các thử nghiệm bằng cách sử dụng 1,2,4,8 và sau đó là 12 mô-đun PMEM. Tất cả các thử nghiệm đã được ESG (Nhóm chiến lược doanh nghiệp) đánh giá và xác thực. Sách trắng được chứng nhận đã được xuất bản như được nêu trong phần tài nguyên.

Hình 4: Kiểm tra thiết bị NVDIMM (vSAN không được tối ưu hóa so với PMem NVDIMM được tối ưu hóa)

Kết quả chứng minh khả năng mở rộng tuyến tính khi chúng tôi tăng số lượng mô-đun từ 1 đến 12. Và với 12 mô-đun PMem, VxRail đạt được IOPs nhiều hơn 80 lần so với khi chạy trên vSAN không được tối ưu hóa (tức là VxRail là vSAN toàn flash không có PMem tham gia) và 100X cho khối lượng công việc 4K RW. Nửa bên phải của đồ họa mô tả kết quả thông lượng cho IO rất lớn, 64KB. Khi PMem được tối ưu hóa trên 12 mô-đun, chúng tôi thấy thông lượng cao hơn 28X cho khối lượng công việc đọc ngẫu nhiên (RR) 64KB và PMem nhanh hơn 13 lần đối với 64K RW.

Những gì bạn thấy ở đây là hiệu suất tuyệt vời trên một máy chủ VxRail duy nhất và khả năng mở rộng gần như tuyến tính khi thêm PMem!! Vâng, điều đó đảm bảo một cú nổ kép. Nếu bạn tối đa hóa một cụm 64 nút, khả năng mở rộng tiềm năng là phi thường và thay đổi cuộc chơi!

Vậy tất cả những điều này có nghĩa là gì? Những điểm chính cần lưu ý là:

Hiệu suất cục bộ của VxRail với Intel Optane PMem có thể mở rộng lên tới 12M IOPS đọc và hơn 4M IOPS ghi hoặc thông lượng đọc 70GB/giây/thông lượng ghi 22GB/giây trên một máy chủ duy nhất.
Việc sử dụng các mô-đun PMEM không ảnh hưởng đến hoạt động thường xuyên trên vSAN Datastores và mở rộng giá trị của nền tảng VxRail của bạn theo nhiều cách;
- Nó có thể được sử dụng để tăng tốc các ứng dụng cũ, chẳng hạn như tăng tốc Nhật ký RDBMS
- Nó cho phép triển khai cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ và các ứng dụng có thể được hưởng lợi từ thông lượng IO cao hơn do PMEM cung cấp trong khi vẫn tận dụng được lợi ích của các đặc điểm vSAN trong nền tảng VxRail
- Hiệu suất cục bộ của một máy chủ duy nhất với 12 mô-đun PMem 128GB đạt được hơn 12M IOPS đọc và hơn 4M IOPS ghi
- Nó không chỉ tăng hiệu suất của khối lượng công việc HCI truyền thống như VDI mà còn hỗ trợ khối lượng công việc phân tích và giao dịch đòi hỏi nhiều hiệu suất
- Nó cung cấp hiệu suất nhanh hơn gấp nhiều lần so với lưu trữ truyền thống
- Nó cung cấp nhiều bộ nhớ hơn với chi phí thấp hơn vì PMem rẻ hơn nhiều so với DRAM

Các tài liệu tham khảo và thử nghiệm xác thực đã được hoàn thành bởi ESG (Enterprise Strategy Group). Sách trắng và các tài nguyên khác về VxRail for Extreme Performance có sẵn thông qua các liên kết được liệt kê bên dưới.