Год назад компания StarWind Software анонсировала собственный таргет и инициатор NVMe-oF для Hyper-V, с помощью которых можно организовать высокопроизводительный доступ к хранилищам на базе дисков NVMe (подключенных через шину PCI Express) из виртуальных машин. За прошедший год StarWind достаточно сильно улучшила и оптимизировала этот продукт и представила публично результаты его тестирования.
Для проведения теста в StarWind собрали стенд из 12 программно-апаратных модулей (Hyperconverged Appliances, HCA) на базе оборудования Intel, Mellanox и SuperMicro, составляющий высокопроизводительный вычислительный кластер и кластер хранилищ, где подсистема хранения реализована с помощью продукта Virtual SAN, а доступ к дискам происходит средствами инициатора NVMe-oF от StarWind. Между хостами был настроен 100 Гбит Ethernet, а диски SSD были на базе технологии NVMe (P4800X). Более подробно о конфигурации и сценарии тестирования с технологией NVMe-oF написано тут.
Аппаратная спецификация кластера выглядела так:
Platform: Supermicro SuperServer 2029UZ-TR4+
CPU: 2x Intel® Xeon® Platinum 8268 Processor 2.90 GHz. Intel® Turbo Boost ON, Intel® Hyper-Threading ON
RAM: 96GB
Boot Storage: 2x Intel® SSD D3-S4510 Series (240GB, M.2 80mm SATA 6Gb/s, 3D2, TLC)
Storage Capacity: 2x Intel® Optane™ SSD DC P4800X Series (375GB, 1/2 Height PCIe x4, 3D XPoint™). The latest available firmware installed.
RAW capacity: 9TB
Usable capacity: 8.38TB
Working set capacity: 4.08TB
Networking: 2x Mellanox ConnectX-5 MCX516A-CCAT 100GbE Dual-Port NIC
Для оптимизации потока ввода-вывода и балансировки с точки зрения CPU использовался StarWind iSCSI Accelerator, для уменьшения latency применялся StarWind Loopback Accelerator (часть решения Virtual SAN), для синхронизации данных и метаданных - StarWind iSER initiator.
Как итог, ввод-вывод оптимизировался такими технологиями, как RDMA, DMA in loopback и TCP Acceleration.
С точки зрения размещения узлов NUMA было также сделано немало оптимизаций (кликните для увеличения):
Более подробно о механике самого теста, а также программных и аппаратных компонентах и технологиях, рассказано здесь. Сначала тест проводился на чистом HCA-кластере без кэширования.
Результаты для 4К Random reads были такими - 6,709,997 IOPS при теоретически достижимом значении 13,200,000 IOPS (подробнее вот в этом видео).
Далее результаты по IOPS были следующими:
90% random reads и 10% writes = 5,139,741 IOPS
70% random reads и 30% writes = 3,434,870 IOPS
Полная табличка выглядит так:
Потом на каждом хосте Hyper-V установили еще по 2 диска Optane NVMe SSD и запустили 100% random reads, что дало еще большую пропускную способность - 108.38 GBps (это 96% от теоретической в 112.5 GBps.
Для 100% sequential 2M block writes получили 100.29 GBps.
Полные результаты с учетом добавления двух дисков:
А потом на этой же конфигурации включили Write-Back cache на уровне дисков Intel Optane NVMe SSD для каждой из ВМ и для 100% reads получили 26,834,060 IOPS.
Полная таблица результатов со включенным кэшированием выглядит так:
Да-да, 26.8 миллионов IOPS в кластере из 12 хостов - это уже реальность (10 лет назад выжимали что-то около 1-2 миллионов в подобных тестах). Это, кстати, 101.5% от теоретического максимального значения в 26.4М IOPS (12 хостов, в каждом из которых 4 диска по 550 тысяч IOPS).
Для тестов, когда хранилища были презентованы посредством технологии NVMe-oF (Linux SPDK NVMe-oF Target + StarWind NVMe-oF Initiator), было получено значение 22,239,158 IOPS для 100% reads (что составляет 84% от теоретически расчетной производительности 26,400,000 IOPS). Более подробно об этом тестировании рассказано в отдельной статье.
Полные результаты этого теста:
Все остальное можно посмотреть на этой странице компании StarWind, которая ведет учет результатов. Зал славы сейчас выглядит так :)
RSS
