Először megjelent: TECHNET on Aug 11, 2017
Hi! I’m Cosmos. Kövess engem a Twitteren @cosmosdarwin.
Háttér
A Windows Server 2016 és a Windows Server 2019 rendszerben a Storage Spaces Direct beépített, állandó, olvasási és írási gyorsítótárral rendelkezik a tárolási teljesítmény maximalizálása érdekében. Erről mindent elolvashat a Storage Spaces Direct gyorsítótárának megértése címen. Az all-flash telepítésekben az NVMe meghajtók jellemzően a SATA/SAS SSD-k gyorsítótárát használják; a hibrid telepítésekben az NVMe vagy SATA/SAS SSD-k a HDD-k gyorsítótárát használják.
A cache meghajtók minden esetben kiszolgálják az IO túlnyomó többségét, beleértve az írások 100%-át. Ez elengedhetetlen a Storage Spaces Direct páratlan teljesítményének biztosításához, függetlenül attól, hogy ezt több millió IOPS-ban , Tb/s IO-átviteli teljesítményben vagy következetes, millimásodperc alatti késleltetésben mérjük.
De semmi sincs ingyen: ezek a gyorsítótár-meghajtók gyorsan elhasználódnak.
Vélemény: Mi az a flash kopás
A szilárdtest-meghajtók ma már szinte mindenhol NAND flashből állnak, amely a használat során elhasználódik. Minden egyes flashmemória-cella csak annyiszor írható, mielőtt megbízhatatlanná válik. (Számos nagyszerű írás található az interneten, amely az összes véres részletet tárgyalja – többek között a Wikipédián .)
Megfigyelheti ezt a Windowsban, ha megnézi a PowerShellben a Wear reliability számlálót:
PS C:\> Get-PhysicalDisk | Get-StorageReliabilityCounter | Select Wear
Itt van a laptopom kimenete – az SSD-lemezem két év után körülbelül 5%-ban elhasználódott.
Megjegyzés: Nem minden meghajtó jelenti pontosan ezt az értéket a Windowsnak. Egyes esetekben a számláló üres lehet. Érdeklődjön a gyártónál, hogy van-e saját fejlesztésű eszközük, amellyel lekérdezheti ezt az értéket.
Az olvasás általában nem koptatja a NAND flash meghajtót.
A flash élettartamának számszerűsítése
A kopás mérése egy dolog, de hogyan lehet megjósolni egy SSD élettartamát?
A flash “tartósságát” általában kétféleképpen mérik:
- Drive Writes Per Day (DWPD)
- Terabájt Written (TBW)
Mindkét megközelítés a gyártó által a meghajtóra adott garanciaidő, az úgynevezett “élettartam” alapján történik.
Drive Writes Per Day (DWPD)
A Drive Writes Per Day (DWPD) azt méri, hogy a meghajtó teljes méretét hányszor írhatja felül a meghajtó életének minden egyes napján. Tegyük fel például, hogy a meghajtó mérete 200 GB, a garanciaidő pedig 5 év. Ha a DWPD értéke 1, akkor ez azt jelenti, hogy a következő öt évben minden egyes nap 200 GB-ot (a méretét, egyszer) írhat bele a következő öt évben.
Ha ezt megszorozza, akkor ez 200 GB naponta × 365 nap/év × 5 év = 365 TB kumulatív írás, mielőtt esetleg ki kell cserélnie.
Ha a DWPD értéke 1 helyett 10, akkor ez azt jelenti, hogy minden nap 10 × 200 GB = 2 TB-ot (a méretét, tízszer) írhat bele. Ennek megfelelően ez 3650 TB = 3,65 PB kumulatív írást jelent 5 év alatt.
Terabyte Written (TBW)
A Terabyte Written (TBW) közvetlenül azt méri, hogy a meghajtó élettartama alatt mennyi írható bele kumulatívan. Lényegében csak a fentebb elvégzett szorzást tartalmazza magában a mérésben.
Ha például a meghajtó 365 TBW-re van méretezve, ez azt jelenti, hogy 365 TB-ot írhat bele, mielőtt esetleg le kellene cserélnie.
Ha a garanciaidő 5 év, akkor ez 365 TB ÷ (5 év × 365 nap/év) = 200 GB napi írást jelent. Ha a meghajtód 200 GB-os volt, akkor ez 1 DWPD-nek felel meg. Ennek megfelelően, ha a meghajtó 3,65 PBW = 3650 TBW teljesítményre volt méretezve, akkor ez napi 2 TB írást jelent, azaz 10 DWPD-t.
Amint láthatja, ha ismeri a meghajtó méretét és a garanciaidőszakot, néhány egyszerű szorzással vagy osztással mindig eljuthat DWPD-ről TBW-ra vagy fordítva. A két mérés valóban nagyon hasonló.
Mi a különbség?
Az egyetlen valódi különbség az, hogy a DWPD függ a meghajtó méretétől, míg a TBW nem.
Vegyünk például egy SSD-t, amely 5 éves élettartama alatt 1000 TB írást bír el.
Tegyük fel, hogy az SSD 200 GB-os:
1,000 TB ÷ (5 év × 365 nap/év × 200 GB) = 2,74 DWPD
Most tegyük fel, hogy az SSD 400 GB-os:
1,000 TB ÷ (5 év × 365 nap/év × 400 GB) = 1,37 DWPD
A kapott DWPD más! Mit jelent ez?
Egyrészt a nagyobb, 400 GB-os meghajtó pontosan ugyanannyi kumulatív írást tud végezni az élettartama alatt, mint a kisebb, 200 GB-os meghajtó. Ha a TBW-t nézzük, ez nagyon egyértelmű – mindkét meghajtó 1000 TBW-ra van méretezve. A DWPD-t vizsgálva azonban úgy tűnik, hogy a nagyobb meghajtónak csak fele akkora az élettartama! Érvelhet azzal, hogy mivel azonos munkaterhelés mellett “ugyanolyan” teljesítményt nyújtana, a TBW használata jobb.
A másik oldalról viszont azzal érvelhet, hogy a 400 GB-os meghajtó több munkaterheléshez képes tárhelyet biztosítani, mert nagyobb, és ezért az 1000 TBW-ja vékonyabban oszlik el, és valóban csak feleakkora az állóképessége! Ezen érvelés alapján a DWPD használata jobb.
A lényeg
Az Ön által preferált mérést használhatja. Manapság szinte általános, hogy a meghajtók adatlapjain mind a TBW, mind a DWPD megjelenik. Feltételezéseitől függően bármelyik mellett szólhat egy meggyőző érv.
Ajánlás a Storage Spaces Directhez
A Storage Spaces Directre vonatkozó minimális ajánlásunk a Hardverkövetelmények oldalon található. 2017 közepétől a gyorsítótár-meghajtók esetében:
- Ha a DWPD-ben történő mérést választja, legalább 3-at ajánlunk.
- Ha a TBW-ben történő mérést választja, 4 TBW-t ajánlunk élettartam naponként. Az adatlapok gyakran adják meg a TBW-t kumuláltan, amit el kell osztania az élettartammal. Ha például a meghajtó garanciális időtartama 5 év, akkor 4 TB × 365 nap/év × 5 év = 7300 TBW = 7,3 PBW összesen.
Gyakran előfordul, hogy az egyik mérés valamivel kevésbé szigorúnak bizonyul, mint a másik.
Az Ön által preferált mérést használhatja.
Nincs minimális ajánlás a kapacitású meghajtókra vonatkozóan.
Kiegészítés: Íráserősítés
Kísértésbe eshet, hogy az IOPS-számokból következtessen az állóképességre, ha ismeri azokat. Például, ha a munkaterhelés (átlagosan) 100 000 IOPS-t generál, amelyek (átlagosan) egyenként 4 KiB-ot tesznek ki, amelyeknek (átlagosan) 30%-a írás, akkor azt gondolhatja:
100.000 × 30% × 4 KiB = 120 MB/s írás
120 MB/s × 60 mp/perc × 60 perc/óra × 24 óra = kb. 10 TBW/nap
Ha négy szervere van, egyenként két gyorsítótáras meghajtóval, akkor ez:
10 TBW/nap ÷ (8 összes gyorsítótár-meghajtó) = kb. 1,25 TBW/nap meghajtónként
Érdekes! Kevesebb mint 4 TBW/nap!
Ez sajnos hibás matematika, mert nem veszi figyelembe az írási erősítést.
Az íráserősítés az, amikor egy írás (a felhasználói vagy alkalmazási rétegben) többszörös írássá válik (a fizikai eszközrétegben). Az írási erősítés elkerülhetetlen minden olyan tárolórendszerben, amely rugalmasságot és/vagy összeomlási konzisztenciát garantál. A legkirívóbb példa a Storage Spaces Directben a háromirányú tükrözés: mindent háromszor ír ki, három különböző meghajtóra.
Az íráserősítésnek más forrásai is vannak: a javítási feladatok további IO-t generálnak; az adatok deduplikálása további IO-t generál; a fájlrendszer és sok más komponens további IO-t generál a metaadatok és naplóstruktúrák megőrzésével; stb. Valójában maga a meghajtó is generál írási erősítést az olyan belső tevékenységekből, mint például a szemétgyűjtés! (Ha érdekli, nézze meg a JESD218 szabvány módszertanát arról, hogyan kell ezt figyelembe venni az élettartam-számításokban.)
Ez mind szükséges és jó, de megnehezíti a meghajtószintű IO-aktivitás levezetését a verem alján a verem tetején lévő alkalmazásszintű IO-aktivitásból bármilyen következetes módon. Ezért a tapasztalataink alapján közzétesszük a minimális DWPD és TBW ajánlást.
Tudassa meg velünk a véleményét! 🙂
