希捷推出銀河(Exos)2X14雙磁臂硬盤,助力微軟實現雙倍性能

希捷銀河(Exos)2X14企業級硬盤采用了突破性的MACH.2雙磁臂技術

希捷銀河(Exos)2X14企業級硬盤是全球首款集成希捷MACH.2?多磁臂技術的硬盤,目前多家客戶在對其測試以進行數據中心部署。MACH.2是一項突破性的技術,相對于單磁臂,MACH.2已經在許多應用中展現了其優勢,包括內容分發網絡(CDNs)、視頻流、郵件服務器、備份/傳輸服務、大數據分析(Hadoop)以及云應用等等。

▲希捷雙磁臂技術概念圖

微軟對采用MACH.2技術的希捷Exos 2X14企業級硬盤有著很高的期待。他們的目標是:維持微軟云服務(包括Azure和微軟Exchange在線電子郵件服務)所需的IOPS(每秒輸入/輸出),增加數據中心每插槽的可用存儲容量。隨著早期測試的順利完成,MACH.2已證明其在高IOPS工作負載下達到了預期。

微軟對采用雙磁臂技術的

希捷Exos 2X14進行測試

▲希捷雙磁臂硬盤產品

微軟已經完成了希捷銀河(Exos)2X14首輪功能部署測試,包括完整的基礎架構測試,以驗證其與數據中心基礎架構的互操作性和兼容性、產品耐用性、可靠性、與奧林巴斯計劃(Project Olympus,微軟與開放計算項目OCP聯合推出的下一代超大規模云計算硬件模型)系統架構的集成性,以及MACH.2性能測試。對產品性能,IT架構師的期望尤其高。

在MACH.2技術早期開發階段,微軟的合作伙伴架構師Aaron Ogus一直與希捷直接合作,將該技術部署到微軟云空間。Ogus表示:“我們對希捷銀河(Exos)2X14工程開發單元進行了大量的早期測試,現在已經測試了希捷銀河(Exos)2X14 CTU(早期生產的客戶測試單元),基于分析,我們發現其吞吐量和IOPS接近兩倍,這些都是我們期望通過MACH.2技術獲得的提升。”

為了評估MACH.2硬盤的性能,微軟采用行之有效的工具,比如微軟Exchange Server Jetstress工具,該工具模擬服務器上的Exchange 2013和Exchange 2016磁盤輸入/輸出負載,以驗證磁盤子系統的性能和穩定性。微軟測試了順序吞吐量(模擬備份操作或串流)和隨機讀取IOPS測試(模擬超大規模和CDN工作負載)等。

“我們模擬工作負載已經有一段時間了。”Ogus說,“隨著希捷MACH.2技術的開發,我們和希捷合作以確保MACH.2滿足我們的業務需求。我們的目標是MACH.2技術的吞吐量達到目前所配置的單磁臂硬盤的近兩倍,而通過測試表明這個目標已經達成。”

MACH.2解決了云數據中心

每TB下的性能與成本等需求

▲希捷雙磁臂硬盤產品

云客戶在其數據中心大批量部署3.5英寸硬盤,并橫跨分布于多個機架的諸多設施去管理應用程序存儲節點。為了滿足服務水平協議(SLAs),云客戶需要部署的機械硬盤存儲容量能夠達到一定的性能水平,而性能以IOPS和命令延遲來度量。所需性能以特定延遲下實現的IOPS/TB來呈現。

數據中心架構師還將企業級固態硬盤視為提高IOPS的一種方式。該方式用于平衡每個應用中包括容量要求、IOPS、吞吐量、環境成本(如冷卻)和成本等各種需求是合理的。但機械硬盤每TB成本更低且容量更高,如果機械硬盤可以提供必需的IOPS,那他們就可以成為最有效的利用容量的存儲層。

希捷MACH.2技術中,兩個磁臂可以在同一硬盤中獨立工作,且IO操作是并行的,因此性能翻倍。在硬盤中,上半部分的讀寫磁頭由一個磁臂驅動,而下半部分由另一個磁臂來主導,每個磁臂負責硬盤總容量的一半。一塊硬盤,兩倍的IOPS,解決了IOPS/TB的挑戰。

MACH.2如何使微軟

Exchange服務器架構受益

云數據中心的空間極為寶貴,因此云供應商努力為諸多應用提升同一插槽的IOPS。

MACH.2硬盤將被部署用以支持微軟所有的云解決方案服務(CSP),包括Azure和Exchange——而這些程序已經充分共享了空間。而微軟希望降低插槽成本,成本的降低依賴于占地空間、電力以及散熱等各種因素的共同作用。隨著客戶發現所安裝硬盤的IOPS持續走低,他們不得不另想辦法,比如增加雙磁臂硬盤。

微軟不斷調整Exchange架構以最大化服務器吞吐量。希捷的MACH.2技術允許Exchange在持續部署更大容量硬盤的同時,保持服務水平協議的低延遲。希捷支持微軟部署14TB希捷銀河2X14這種更大容量的硬盤,而希捷MACH.2技術幫助微軟既獲得了所期待的系統容量,同時也足以支持Exchange的數據吞吐量。

MACH.2杜絕“擱置容量”

只要特定的機械硬盤滿足甚至超出客戶要求的IOPS/TB闕值,那么機械硬盤全部容量都能得到完全利用。而如果機械硬盤的IOPS/TB低于根據應用工作負載而設定的闕值,客戶則無法在目標工作負載下充分使用硬盤所有的容量——這就是所謂的“擱置容量”問題。

希捷云產品經理James Borden就擱置容量帶來的難題稱:“硬盤容量日益增加,但目前為止,數據傳輸速度卻還未得到同步提升。如果沒有多磁臂技術的支持,受每塊硬盤的最大吞吐量所限,一旦超出特定容量就無法提供預期的服務質量。”

“比如,為了保持預期服務質量,一塊16TB硬盤所需的吞吐量為一塊8TB硬盤最大吞吐量的2倍。當應用開始超出存儲設備的最大IOPS,唯一的解決方法是存儲更少的數據到硬盤上——這就造成了擱置容量。”

Borden解釋道:“解決擱置容量浪費的一個‘權宜之計’是將要求性能的數據存儲在硬盤外圈,次要的數據存儲在內圈。這樣就避免了硬盤容量只用到三分之二。但是該策略會讓數據管理變得更為復雜,并且你無法確定能夠完全利用已裝硬盤的容量。”

但是如果部署采用MACH.2技術的Exos 2X14硬盤,這個權宜之計就沒必要了。數據中心可以為每個插槽安裝一塊14TB雙磁臂硬盤。對于應用來講,這和兩塊7TB硬盤所帶來的高吞吐量非常相似,區別是裝置在單個插槽。

希捷與微軟攜手開發MACH.2技術

滿足云計算應用所需

希捷首批希捷銀河(Exos)2X14雙磁臂硬盤的設計與特性直接響應客戶的需求。在MACH.2多磁臂技術的整個研發以及推出過程中,微軟一直以緊密合作伙伴的身份參與其中。

希捷全球云應用銷售負責人Chris Hensley稱:“在MACH.2技術發展中,我們和微軟一直在數據中心領域密切的合作。從最初設想階段到現在,他們一直都給予極大支持。在與微軟不斷溝通如何解決他們IOPS/TB問題的過程中,我們的MACH.2多磁臂架構得以發展。”

Borden表示:“整個過程中,微軟一直伴隨我們左右,我們也讓他們參與到每個環節,并從早期的硬盤樣品開始,我們一直受到他們啟發。微軟在架構初期就與我們合作,確保我們的設想能夠轉化為他們后期的部署。這也一直是開發MACH.2架構第一次迭代的關鍵,采用雙重LUN SAS——適用于微軟數據中心架構且合理反映其他大型云計算用戶的需求。”

隨著希捷銀河(Exos)2X14雙磁臂硬盤不斷推進及發展,硬盤家族將呈現不同規格和屬性,以滿足各種企業用例。

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