تحلیل تجربی معماری بر مقیاس‌پذیری عملکرد سیستم‌های ذخیره‌سازی تمام فلش Petascale

تحلیل تجربی معماری بر مقیاس‌پذیری عملکرد سیستم‌های ذخیره‌سازی تمام فلش Petascale

گسترش اپلیکیشن‌های مبتنی بر داده نیاز هر چه بیشتر به سامانه‌های ذخیره‌ساز داده با ظرفیت‌های بسیار بالا و کارایی بالا را ایجاد کرده است. یکی از راهکارها که در برخی سامانه‌ها استفاده می‌شود استفاده از یک شاسی پر از SSDهای پرسرعت و اتصال آن به چند انکلوژر به‌عنوان expansion است. بدین ترتیب سامانه‌هایی مانند Fujitsu Eternus AF250 S3 با 264 SSD و DELL EMC Unity XT-380F با حداکثر 500 SSD به بازار واردشده است. مساله مهم که تابه‌حال در جهان در مورد آن مطلب علمی چاپ‌نشده است میزان تأثیر افزایش SSDها و اتصال انکلوژرها روی کارایی است. همچنین تأثیرات RAID مبتنی بر سخت‌افزار و RAID مبتنی بر نرم‌افزار نیز از مباحث جالب قابل‌بررسی است. 
ما در بخش تحقیقاتی شرکت HPDS، آزمون‌های گوناگون کارایی بر روی یک سامانه ذخیره‌ساز با 72 SSD و تعدادی انکلوژر انجام داده‌ایم و گلوگاه کارایی برای طراحی یک سامانه مقیاس‌پذیر را مشخص ساخته‌ایم. خروجی این تحقیقات در ژورنال معتبر و معروف IEEE Computer Architecture Letters(CAL) در تیرماه امسال (۱۴۰۳( به چاپ رسیده است.
خلاصه‌ای از کارهای انجام‌شده در این تحقیق و نتایج آن:
•    استفاده از HW-RAID که در صنعت ذخیره‌سازها به پایداری رسیده است سبب ایجاد گلوگاه کارایی با صرفاً چند عدد SSD ساتا می‌شود و اگر تعدادSSD ‌ها بیشتر شود، تقریباً کارایی تا ۳۰ برابر کمتر از مقدار مورد انتظار می‌شود.
•    Software-RAID تماماً مبتنی بر نرم‌افزار نیست و باوجود افزایش کارایی ۷ برابری نسبت به HW-RAID تقریباً با ۲۴ عدد SSD کارایی اشباع می‌شود. با افزایش SSDها به دلایل سربار کارت SAS controller و ارتباط انکلوژرهای متصل به یکدیگر(به‌صورت متوالی)، سبب افت جدی کارایی می‌شود تا حدی که با ۱۴۴ عدد SSD کارایی کل سامانه از یک SSD نیز انتظار می‌رود که کمتر شود.
•    راهکار بهینه برای ایجاد یک سامانه‌ی تمام SSD پرسرعت و ظرفیت بالا موازی‌سازی اتصالات انکلوژرها به شاسی اصلی و همچنین افزایش تراشه‌ها/کارت‌های SAS controllerها برای مدیریت بهینه‌تر SSDها است.
•    طراحی یک ابزار توسط تیم ما جهت تخمین کارایی و میزان مصرف منابع در انواع معماری‌های یک سامانه‌ی تمام SSD 
جهت توضیحات بیشتر می‌توانید نسخه‌ی preprint مقاله را از اینجا دانلود کنید.