perf storwize v7000 rus

Сравнение производительности систем хранения данных

IBM DS4700 vs. IBM DS5300 vs. IBM Storwize V7000

1. Конфигурации тестируемых систем хранения данных (СХД):

IBM DS4700 1GB RAM per controller HDD 15K RPM 3.5” (ST3300657FC 146GB) IBM DS5300 8GB RAM per controller HDD 15K RPM 3.5” (MBA3147FD 300GB) IBM Storwize V7000 8GB RAM per controller HDD 10K RPM 2.5” (Savvio 10K.3 300GB)

Характеристики HDD, используемых в тестируемых СХД

MBA3147FD ST3300657FC

Savvio 10K.3

Average latency time: 2 ms 2-platter Areal density: 112.8 Gbits/sq. in. Power requirement (ready) 14.8 W

Average latency time: 2 ms 2-platter Areal density (avg) 225Gbits/sq. in. Average operating power 13.8W

Average latency time: 3 ms 2-platter Areal density (avg) 252Gbits/sq. in. Average operating power 4.4W

Как видно из вышеприведенной таблицы, 10K RPM 2.5” HDD SFF проигрывают по производительности 15K RPM 3.5” HDD SFF, но обладают при этом значительно меньшим энергопотреблением. По данным тестов одиночных дисков, 15K RPM 3.5” HDD выдают на 40% больше Input/Output Operation Per Second (iops). Но нас, в данном случае интересует, насколько это повлияет на производительность конечных СХД, будем ли мы наблюдать такую же разницу в 40% по iops-ам? Перейдем непосредственно к тестированию.

2. При сравнении производительности рейд-групп R10 использовались следующие конфигурации:

IBM DS4700 одна рейд-группа R10 (8+8) IBM DS5300 одна рейд-группа R10 (8+8) IBM Storwize V7000 одна рейд-группа R10 (8+8)

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

4K 8K 32K 64K 256K

latency, ms IBM DS4700 15K 3.5" HDD

IBM DS5300 15K 3.5" HDD

IBM V7000 Storwize 10K 2.5" HDD

R1064 I/O treads100%Random

R/W=80/20

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4K 8K 32K 64K 256K

IOPS

block size

IBM DS4700 (16x15K 3.5" HDD)

IBM DS5300 (16x15K 3.5" HDD)

IBM V7000 Storwize (16x10K 2.5" HDD)


2.1. Результаты тестирования при нагрузке с 64 I/O процессами для размера блока 4KB,8KB,32KB,64KB,256KB при 100% random нагрузке и соотношении R/W=80/20 представлены на диагр.2.1а. Соответствующее время отклика дисковой подсистемы во время проведения тестирования отображено на диагр. 2.1б.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

4K 8K 32K 64K 256K

IOPS

block size

IBM DS4700 16x 15K 3.5" HDD

IBM DS5300 16x 15K 3.5" HDD

IBM V7000 Storwize 16x 10K 2.5" HDD


0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

4K 8K 32K 64K 256K


IBM DS5300 15K 3.5" HDD


R10512 I/O treads



IBM DS4700 Одна рейд-группа R5 (15+1) IBM DS5300 Одна рейд-группа R5 (15+1) IBM Storwize V7000 одна рейд-группа R5 (15+1)


0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

4K 8K 32K 64K 256K


IBM DS5300 15K 3.5" HDD


R564 I/O treads

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4K 8K 32K 64K 256K

IOPS

block size

IBM DS4700 16x 15K 3.5" HDD

IBM DS5300 16x 15K 3.5" HDD




0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

4K 8K 32K 64K 256K


IBM DS5300 15K 3.5" HDD


R5512 I/O treads

0

1000

2000

3000

4000

5000

4K 8K 32K 64K 256K

IOPS

block size

IBM DS4700 16x 15K 3.5" HDD

IBM DS5300 16x 15K 3.5" HDD




IBM DS4700 не поддерживает данный тип рейд-группы IBM DS5300 одна рейд-группа R6 (14+2) IBM Storwize V7000 одна рейд-группа R6 (14+2)


0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

4K 8K 32K 64K 256K

latency, ms IBM DS4700 -not support

IBM DS5300 15K 3.5" HDD


R664 I/O treads

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

4K 8K 32K 64K 256K

IOPS

block size

IBM DS4700 - not support

IBM DS5300 16x 15K 3.5" HDD



4.2 Результаты тестирования при нагрузке с 512 I/O процессами для размера блока 4KB,8KB,32KB,64KB,256KB при 100% random нагрузке и соотношении

R/W=80/20 представлены на диагр.4.2а. Соответствующее время отклика дисковой подсистемы во время проведения тестирования отображено на диагр. 4.2б.

Как видно из представленных результатов, при одинаковом количестве HDD, IBM Storwize V7000 на любых типах рейдов показывает лучший результат*, чем устаревшая IBM DS4700

и отстает от IBM DS5300 в среднем на 5-15% по iops, но в трети проведенных тестов демонстрирует при этом меньшее время отклика.

*значительно худший результат в iops и времени отклика для IBM DS4700 именно при размере блока 256KB, предположительно, обусловлен наименьшей плотностью записи используемых HDD

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

4K 8K 32K 64K 256K


IBM DS5300 15K 3.5" HDD


R6512 I/O treads

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4K 8K 32K 64K 256K

IOPS

block size

IBM DS4700 16x 15K 3.5" HDD

IBM DS5300 16x 15K 3.5" HDD



5. Общеизвестно, что в случае с R5 и тем более R6 рейд-группами производительность Random Write значительно ниже, чем в случае с R10. Но в типичной нагрузке СУБД, как правило, процент операций записи в разы меньше операций чтения. Какой будет разница для тестируемого паттерна, имитирующего нагрузку типичной СУБД? Для удобства сравнения сведем в одну диаграмму (5А) результаты IBM Storwize V7000, а в другую (5Б) результаты IBM DS5300.

Как мы видим разница в производительности R5 vs. R10 на используемом паттерне составляет 20-25% при разнице в полезной емкости почти вдвое.

Также стоит отметить крайне незначительную разницу, на данном паттерне, в производительности R5 vs. R6 при существенной разнице в отказоустойчивости данных рейд-групп, т.к. R5 без потери данных способна пережить отказ одного диска (любого), а R6 – одновременный отказ двух произвольных дисков.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

4K 8K 32K 64K 256K

IOPS

block size

IBM DS5300 R6

IBM DS5300 R5

IBM DS5300 R10

R6 vs. R5 vs. R10512 I/O treads100%Random

0

1000

2000

3000

4000

5000

4K 8K 32K 64K 256K

IOPS

block size

IBM Storwize V7000 R6



R6 vs. R5 vs. R10512 I/O treads100%Random

6. Проведем оценку эффективности использования пространства ЦОД для каждой из СХД на примере того, какую производительность, предположительно, можно получить, используя 18U** пространства в RM-шкафу.

**для IBM DS5300 19U

Как видно из приведенных выше диаграмм, на примере тестируемых СХД, с точки зрения эффективного использования места в ЦОД SFF-диски 2,5” 10K RPM значительно эффективнее LFF-дисков 3,5” 15K RPM – более чем в 2 раза.

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

4K 8K 32K 64K 256K

IOPS

block size

IBM DS4700 96x 15K 3.5" HDD, total 18U


IBM V7000 Storwize 216x 10K 2.5" HDD, total 18U


0

10000

20000

30000

40000

50000

4K 8K 32K 64K 256K

IOPS

block size





6.1 Посчитаем потребляемую мощность, для каждой из конфигураций (п. 6) и отобразим на диаграмме 6.1А. Исходя из полученных данных, высчитаем среднюю плотность в watt/unit – диаграмма 6.1Б.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

total Watts




0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

average watt/unit

IBM DS4700 15K 3.5" HDD

IBM DS5300 15K 3.5" HDD


6.2 Как производную оценим энергоэффективность каждой СХД, по критерию maximum/minimum IOPS/unit*** – диаграмма 6.2А и maximum/minimum IOPS/Watt*** – диаграмма 6.2Б. По данным критериям преимущества СХД с SFF HDD более чем очевидны.

*** в тестовых и расчетных конфигурациях использовались только HDD носители, при использовании SSD – показатели IOPS/Unit и IOPS/Watt будут значительно выше.

0

5

10

15

20

25

30

maximumminimum

iops/watt

IBM DS4700 15K 3.5" HDD

IBM DS5300 15K 3.5" HDD


0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

maximumminimum

iops/unit

IBM DS4700 15K 3.5" HDD

IBM DS5300 15K 3.5" HDD


Приложение

- все тестируемые СХД были подключены к одному и тому же LPAR с AIX 6.1 TL6 SP4

- использовалась файловая система JFS2

- размер тестируемой области составлял 640ГБ (суммарный размер тестовых файлов)

- для создания тестовой нагрузки был использован пакет nstress, в частности утилита ndisk64

- для сбора и обработки информации о времени отклика СХД использовались утилиты NMON и NMON Analyser соответственно

perf storwize v7000 rus

Technology

ibm ds5300 ibm ds5300

ibm ds4700 ibm ds5300

hdd ibm ds5300

ibm ds4700 ibm ds5300

ms ibm ds4700 ibm ds4700

ibm ds5300 r5

ibm ds5300 r5

ibm ds5300hdd2