Благодаря накопителям Seagate Exos компания Microsoft почти вдвое увеличила скорость ввода-вывода в центрах обработки данных

Exos 2X14, новый жесткий диск корпоративного класса компании Seagate, ― это первый накопитель, выполненный по революционной технологии MACH.2 Multi-Actuator. В настоящее время проводится его тестирование в центрах обработки данных нескольких компаний. По сравнению с накопителями, оснащенными одним приводом, технология MACH.2 оказывается более эффективной при использовании во многих средах, включая сети доставки контента, платформы потокового видео, почтовые серверы, сервисы резервного копирования и переброски данных, кластеры Hadoop, облачные приложения и не только.

Специалисты Microsoft уверены, что жесткие диски Seagate Exos 2X14 с технологией MACH.2 обеспечат корпорации существенные преимущества, и планируют увеличить емкость хранилищ центра обработки данных в расчете на каждый слот при одновременной поддержке такого уровня операций ввода/вывода в секунду (IOPS), который необходим для Azure, Exchange Online и других облачных сервисов. Уже в ходе первых тестов подтвердилось, что MACH.2 позволяет достичь поставленных целей при выполнении рабочих нагрузок с высокими показателем IOPS.

Microsoft тестирует Seagate Exos 2X14 с двухприводной технологией MACH.2

Microsoft завершила первый раунд функциональных испытаний Exos 2X14, включая полный цикл тестирования на совместимость и взаимодействие с имеющейся инфраструктурой ЦОД, а также испытания на эксплуатационную надежность и легкость интеграции с системной архитектурой Project Olympus. Кроме того, была проведена оценка повышения производительности, обеспечиваемой MACH.2, ― наиболее важного для архитекторов ИТ-систем преимущества.

ИТ-архитектор Microsoft Аарон Огас сотрудничает с Seagate с самого начала разработки MACH.2, участвуя в решении вопросов, связанных с предстоящим использованием технологии в облачной среде компании.

«Мы активно тестировали инженерные образцы Exos 2X14, а недавно провели испытания опытных серийных экземпляров накопителя, — сообщил Огас. — Как показали результаты, наши расчеты оправдались: благодаря MACH.2 пропускная способность и IOPS возрастут почти вдвое».

Для проверки возможностей накопителей MACH.2 в корпорации используют хорошо зарекомендовавшие себя инструменты, в частности Microsoft Exchange Server Jetstress. Эта система имитирует нагрузку сервера по операциям ввода/вывода при работе Exchange 2013 и 2016, позволяя оценить производительность и стабильность дисковой подсистемы. Помимо прочего, выполнены испытания с контролем IOPS в режиме последовательного считывания с имитацией операций резервного копирования и поточной передачи, а также в режиме случайного считывания при моделировании рабочих нагрузок гипермасштабной среды и сети доставки содержимого.

«Тестирование с имитацией различных рабочих нагрузок выполняется уже довольно долго, — отмечает Огас. — Мы взаимодействовали с Seagate еще на этапе разработки MACH.2, следя за тем, чтобы характеристики технологии соответствовали нашим требованиям. Главной целью было достижение почти вдвое большей пропускной способности по сравнению с одноприводными накопителями, которые мы сейчас применяем. Как показали испытания, MACH.2 справляется с этой задачей».

MACH.2 позволяет получить необходимые показатели по IOPS в расчете на терабайт и по стоимости в расчете на терабайт

Операторы облачных сред используют в центрах обработки большое количество 3,5-дюймовых жестких дисков, из которых создаются узлы хранилищ для приложений, размещенные в многочисленных стойках. Чтобы выполнять соглашения об уровне обслуживания, нужно поддерживать определенный уровень производительности таких хранилищ с оценкой показателей IOPS и задержки выполнения команд. Требуемый уровень производительности определяется показателем IOPS в расчете на терабайт (IOPS/ТБ) при определенной задержке.

Архитекторы центров обработки данных предлагают рассмотреть и другой способ достижения высоких уровней IOPS ― использование твердотельных накопителей. Это может иметь смысл при определенном соотношении их совокупной стоимости владения и потребностей имеющихся приложений в емкости, IOPS и пропускной способности. Благодаря меньшей стоимости в расчете на терабайт и преимуществу по емкости, жесткие диски позволяют сформировать хранилище большой вместимости, характеризующееся лучшей экономической эффективностью, — но только если накопители могут обеспечить необходимый уровень IOPS.

Технология Seagate MACH.2 обеспечивает высокие показатели IOPS/ТБ за счет использования двух независимых приводов в одном жестком диске, создающих два параллельных потока данных и, соответственно, удваивающих производительность. Первый привод управляет верхней частью блока считывающе-записывающих головок, второй — нижней частью. Каждый из приводов отвечает за половину общей емкости накопителя.

Преимущества для серверной архитектуры Microsoft Exchange, обеспечиваемые технологией MACH.2

В облачных центрах обработки данных, как правило, нет лишнего места для установки оборудования, поэтому операторы стараются увеличивать скорость ввода/вывода в расчете на каждый слот.

Накопители MACH.2 будут использоваться для всех облачных сервисов Microsoft, включая Azure и Exchange. Учитывая, что в дата-центрах облачных операторов работает очень много приложений, для них актуальна задача экономия площади. Microsoft планирует уменьшить расходы в расчете на слот, которые формируются из затрат на размещение оборудования, энергопотребление, охлаждение и т. д. Если установленные жесткие диски начинают демонстрировать снижение показателей IOPS, заказчик ищет способы решения этой проблемы, к примеру, путем установки накопителей с двумя приводами.

Архитектура Microsoft Exchange постоянно оптимизируется, чтобы обеспечивать максимальную пропускную способность серверов. Технология Seagate MACH.2 позволит устанавливать для Exchange все более вместительные жесткие диски с сохранением возможности выполнения заданных в SLA требований к величине задержки. Благодаря новой платформе Seagate в дата-центрах Microsoft можно будет устанавливать более вместительные жесткие диски — 14-терабайтные Seagate 2X14, поскольку MACH.2 предоставляет возможность достижения пропускной способности, необходимой хранилищам Exchange, емкость которых постоянно увеличивается.

MACH.2 предотвращает появление неиспользуемой емкости

Пока жесткий диск обеспечивает нужный клиенту уровень IOPS/ТБ, вся его емкость остается доступной для использования, но если показатель IOPS/ТБ падает ниже порогового значения, установленного с учетом рабочей нагрузки приложения, часть емкости остается незадействованной.

«До недавних пор рост скорости передачи данных у жестких дисков не успевал за ростом их емкости, — объясняет Джеймс Борден, менеджер Seagate по продуктам для облаков. — Без мультиприводной технологии, когда определенный порог емкости превышен, требования по качеству обслуживания выполняться уже не будут ввиду ограничений, определяемых характеристиками пропускной способности накопителя. Пример: чтобы обеспечивать определенное качество обслуживания, жесткий диск емкостью 16 ТБ должен иметь вдвое большую пропускную способность, чем накопитель 8 ТБ. Если приложение начинает создавать более высокую нагрузку по IOPS, чем может обслужить жесткий диск, единственный выход — размещать на нем меньше данных, то есть появляется неиспользуемая емкость. Частичное решение проблемы незадействованной емкости — принцип «короткого хода». Он состоит в том, чтобы размещать часть данных на внешнем диаметре диска, а внутренний использовать для менее критичных данных, которые не нужно предоставлять с самыми высокими показателями качества обслуживания. Таким образом можно избежать наихудшей ситуации, когда жесткий диск заполняется лишь на две трети. Но методика короткого хода усложняет управление данными и все-таки не дает гарантии загруженности всей установленной емкости».

При использовании Exos 2X14 с MACH.2 прибегать к тактике короткого хода уже не нужно — во все слоты в центре обработки данных можно установить двухприводные жесткие диски емкостью 14 ТБ. Для приложения пропускная способность будет почти такой же, как при использовании двух 7-терабайтных накопителей, но задействован будет только один слот.

Технология MACH.2 разработана совместно специалистами Seagate и Microsoft с учетом требований провайдеров облачных сервисов

Конструкция и функции первых двухприводных накопителей Seagate реализованы в точном соответствии с требованиями заказчиков. Microsoft тесно сотрудничала с Seagate на этапах разработки MACH.2 и выпуска двухприводных накопителей.

«Разрабатывая MACH.2, мы взаимодействовали со специалистами дата-центров Microsoft, — сообщил Крис Хенсли, руководитель Seagate по глобальным продажам продукции для облачных приложений. — Они оказывали нам большую поддержку еще на стадии первоначального замысла. Мы вместе адаптировали многоприводную архитектуру MACH.2, добиваясь достижения нужного уровня IOPS на терабайт, о чем просили специалисты Microsoft».

«Эксперты Microsoft помогали нам ценными советами на всех этапах, начиная с создания первых опытных образцов, — добавил Борден. — Инженеры Microsoft принимали участие в проектировании архитектуры накопителя, заботясь о том, чтобы конечный продукт отвечал требованиям корпорации. Это сыграло ключевую роль при разработке первого поколения накопителей MACH.2, в которых предусматривается использование двух логических номеров устройства с SAS, что соответствует требованиями архитектуры центров обработки данных Microsoft и других крупных операторов облаков».

По мере дальнейшего осуществления программы развития двухприводных жестких дисков Exos 2X14 семейство этих накопителей будет пополняться устройствами различных типов, соответствующих требованиям самых разных приложений корпоративного класса.

Тематики: Рынок ПК, Оборудование

Ключевые слова: серверное оборудование, ЦОД, Seagate, жесткие диски