Speicher-Array-Kapazität: Leistung im Vergleich zu Kosten

In einer früheren Spalte habe ich Möglichkeiten zur Messung der Gesamtspeicher-Array-Leistung als Funktion von IOPS (einer häufig verwendeten Metrik) erörtert und Möglichkeiten vorgestellt, wie RAID- und Festplattenauswahl den IOPS-Wert beeinflussen können. In diesem Beitrag übersetze ich diese Leckerbissen in umsetzbare Informationen, die bei der Suche nach einem Kauf oder einer Erweiterung eines Speicherarrays hilfreich sein können.

Eine übliche Methode, um die Speicherkosten auszudrücken, besteht darin, Kosten pro Gigabyte oder Terabyte zu erzeugen. Wenn Sie beispielsweise ein SAN mit 13 TB RAW-Kapazität für 39.000 US-Dollar gekauft haben, haben Sie 3.000 US-Dollar pro TB bezahlt. Für Kostenbewusste ist dies keine schlechte Messgröße, aber die Leistung sollte nicht ignoriert werden, damit ein niedriger Preis nicht zu einer inakzeptablen Lösung führt.

Für viele Unternehmen ist Speicher das Lebenselixier, und die Kosten sind weit entfernt vom treibenden Faktor. Stattdessen ist die Rohleistung die erste Aufgabe, und das Speicherarray muss die Waren liefern. Trotzdem sollten die Kosten immer noch ein Faktor sein. Ich bezweifle, dass viele Unternehmen bereit sind, einfach Geld auf eine Lösung zu werfen, ohne zumindest einen Anschein von Sorgfaltspflicht zu haben.

Auf den ersten Blick ist die Auswahl einer schnellen Lösung einfach - schließlich sind Festplatten für Drehzahlen ausgelegt, wobei 7.200, 10K und 15K U / min für Unternehmensspeichersysteme am häufigsten sind. Es sind auch Solid-State-Festplatten zu berücksichtigen. SSDs bieten eine um Größenordnungen bessere Leistung als wirbelnde Datenträger, aber diese Leistung hat ihren Preis.

Ich werde auf meinem vorherigen Beitrag aufbauen und mich eher auf zufällige Workloads als auf sequentielle Workloads konzentrieren. Wir werden die Kosten pro IOPS für jedes der folgenden Elemente untersuchen:

  • Eine SATA II-Festplatte mit 7200 U / min. Ein EMC AX-SS07-010 (für den EMC AX4). Dies ist eine 1-TB-Festplatte. Der heutige Preis für diese Festplatte beträgt 438, 57 USD. Diese Preise werden sich im Laufe der Zeit ändern.
  • Eine SAS-Festplatte mit 10 U / min. Ein EMC AX-SS10-400. Eine 400 GB SAS-Festplatte mit 10K U / min von EMC. Der heutige Preis beträgt 673, 30 USD (aus einer EMC-Preisliste für Februar 2010).
  • Eine SAS-Festplatte mit 15.000 U / min. Ein EMC AX-SS15-450. Eine 450 GB SAS-Festplatte mit 15.000 U / min von EMC. Der heutige Preis beträgt 717, 48 USD (aus einer EMC-Preisliste für Februar 2010).
  • Eine Solid State Disk. EIN EMV CX-FC04-400. Eine EMC 400 GB Solid State Disk (Spezifikationen: 0, 020 ms Lesen, 0, 020 ms Schreiben, keine Rotationslatenz). Preis: $ 23.497, 40 von dieser Seite. Für diese Solid-State-Festplatte wird ein Wert von 6.000 IOPS verwendet.

So viel wie möglich habe ich Festplatten ausgewählt, die Sie in ein reales Gehäuse einbauen würden, anstatt nur zufällige Festplatten zu greifen und sie zu vergleichen. Ich habe mich für 1-TB-SATA-Festplatten entschieden, da die Kosten für Versionen mit geringerer Kapazität innerhalb der US-Dollar-Kosten lagen. Außerdem werde ich die Preise auf die nächsten zehn Dollar runden.

In meiner vorherigen Spalte habe ich ein Diagramm mit durchschnittlichen / typischen IOPS-Werten bereitgestellt. Aus Gründen der Argumentation verwenden wir die mittlere Wertespalte aus diesem Artikel für IOPS pro Festplattentyp und ergeben:

  • 7, 2K U / min-Festplatte: 75
  • 10K-U / min-Platte: 125
  • 15K-U / min-Platte: 175
  • Solid State Disk: 6.000

Beginnen wir mit der Erstellung einer Kosten- / TB-Matrix, damit wir einen Blick darauf werfen können, was uns dieser Speicher in Bezug auf Roh-TB kostet. Ich gehe davon aus, dass wir ein 12-Bay-Speicherarray mit Festplatten füllen, also vergleichen wir ein Gehäuse mit 7200 U / min-SATA-Festplatten mit einem anderen Gehäuse mit 15K-SAS-Festplatten und so weiter.

Ich werde nicht auf die Gehäusekosten selbst eingehen, da dies wahrscheinlich statisch sein wird, es sei denn, Sie entscheiden sich für SSDs. In diesem Fall stehen Ihnen einige Gehäuse der unteren Preisklasse nicht zur Verfügung.

Hier landen wir mit den Kosten, die ich bisher beschrieben habe:

Ehrlich gesagt war ich überrascht zu sehen, dass die Festplattenlösung mit 450 GB und 15.000 U / min pro TB weniger kostet als die Lösung mit 10.000 U / min. Die Festplatte ist etwas größer, aber es sieht so aus, als ob der Preisunterschied tatsächlich dafür spricht, die etwas größere Festplatte mit 15.000 U / min zu erhalten, wenn Sie ein ganzes Gehäuse bevölkern. Das sind gute Neuigkeiten!

Betrachten wir nun die Kosten pro IOPS. Wie wird das aussehen, wenn wir die gesamten IOPS einer Lösung betrachten? Hier ist ein Diagramm, das relativ einfach gestaltet ist, um den Fortschritt von SATA zu SSD zu zeigen.

Aus IOPS / Dollar-Sicht bietet die typische SATA-Festplatte mit 7200 U / min nur 0, 17 IOPS für jeden ausgegebenen Dollar (5, 87 USD / IOPS), während eine SSD 0, 255 IOPS pro ausgegebenem Dollar (3, 92 USD / IOPS) oder eine Steigerung von etwa 50% bietet. Die SSD-Lösung ist aus Kapazitätssicht viel teurer - fast 134-mal so teuer pro TB.

Diese Zahlen berücksichtigen RAID nicht, also machen wir ein anderes Beispiel. Nehmen wir an, dass unser Service 2.500 IOPS Durchsatz erfordert und dass wir verschiedene RAID-Levels und verschiedene Read / Write-Levels verwenden. Hier ist die Formel, die verwendet wird, um den gesamten IOPS-Bedarf basierend auf einem RAID-Level und einer Lese- / Schreib-Workload zu bestimmen. (Die vollständigen Informationen zu RAID-E / A-Strafen finden Sie in meiner vorherigen Spalte.)

(Total Workload IOPS * Prozentsatz der Workload, bei der es sich um Lesevorgänge handelt) + (Total Workload IOPS * Prozentsatz der Workload, bei der es sich um Schreibvorgänge handelt * RAID IO-Strafe

Die folgende Tabelle zeigt Ihnen den maximalen IOPS-Gesamtbedarf für sechs Workloads. In allen Fällen hat die Anwendung den gleichen IOPS-Bedarf, es gibt jedoch unterschiedliche Lese- / Schreibmischungen und RAID-Level.

Auf wie viele Festplatten jedes Typs funktioniert das? In der folgenden Tabelle finden Sie eine ungefähre Schätzung der Anzahl der Festplatten, die Sie benötigen, um die IOPS-Anforderungen der Arbeitslast zu erfüllen. Diese bestimmte Tabelle berücksichtigt nicht den RAID-Overhead (dh Sie benötigen eine Mindestanzahl von Festplatten für bestimmte RAID-Levels, aber die SSD-Spalte verfügt nicht über genügend Festplatten, sodass die Gesamtzahl der angezeigten Festplatten eine sehr minimale Anzahl ist und erforderlich wäre erhöht werden, nur um die Mindestanforderungen an RAID zu erfüllen).

Lassen Sie uns diesen Kreis schließen und sehen, wie viel eine Gesamtlösung für jedes der Szenarien kosten würde.

Zusammenfassung

Diese Szenarien zeigen nur die Rohspeicherzahlen und enthalten nicht alle anderen erforderlichen Komponenten, aus denen eine Speicherarchitektur besteht, einschließlich Gehäuse, Kabel, Switches, HBAs usw.; Die Szenarien zeigen Ihnen, dass billigere Festplatten nicht unbedingt billiger sind, wenn es um IOPS-Anforderungen geht. Wie Sie in der letzten Tabelle gesehen haben, würden Sie für Szenario 1 fast 20.000 US-Dollar für genügend Festplatten mit 7200 U / min ausgeben, um den gleichen IOPS-Bedarf zu decken, der durch Festplatten mit 15.000 U / min im Wert von unter 14.000 US-Dollar gedeckt wird. Wenn IOPS der Haupttreiber ist (im Gegensatz zur Rohkapazität), ist diese 15K-U / min-Lösung sogar noch günstiger als die 7200 U / min-Lösung, da Sie nicht so viele Chassis benötigen, um weniger 15K-U / min-Festplatten unterzubringen.

Die SSD-Technologie ist auf TB-Basis immer noch extrem teuer, auf IOPS / $ -Basis jedoch weniger teuer. Mit der Zeit werden die SSD-Preise sinken und für mehr Unternehmen besser aussehen. Derzeit ist die Preisgestaltung jedoch nur unerreichbar, es sei denn, Sie benötigen extrem massive IOPS mit relativ geringem Kapazitätsbedarf.

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