Почему SAS-SSD не быстрее SAS-дисков в HPE DL385 G10

Причины практически одинаковой скорости чтения/записи между обычными SAS‑дисками в RAID‑6 и SAS‑SSD в RAID‑1 в вашей конфигурации связаны с несколькими фундаментальными ограничениями, которые создают «узкие места» в системе, не позволяя SSD проявить свои преимущества.

Содержание

• Основные ограничения производительности
• Роль сетевого подключения и контроллеров
• Влияние конфигурации RAID и кэширования
• Методология тестирования и её ограничения
• Рекомендации по оптимизации

Основные ограничения производительности

Главной причиной схожих результатов выступает ограничение пропускной способности на уровне подключения и контроллеров. Несмотря на технологическое превосходство SAS‑SSD над обычными SAS‑дисками, несколько факторов создают искусственные ограничения:

Сетевое ограничение 10 Гбит/с: Подключение через DAC‑кабель (10 Гбит/с) теоретически обеспечивает около 1,25 ГБ/с пропускной способности, но на практике реальная скорость будет ниже из‑за накладных расходов протоколов. Это ограничение становится критическим при работе с несколькими томами одновременно.

Контроллеры MSA 2050: Как указано в спецификациях MSA 2050, система поддерживает до 2× IOPS производительности по сравнению с предыдущим поколением, но в базовой конфигурации с SAS‑контроллерами производительность может быть ограничена. источник HPE MSA 2050 specifications

---

Роль сетевого подключения и контроллеров

Контроллеры HPE DL385 G10: Сервер поддерживает различные конфигурации контроллеров, но в случае с MSA 2050 через SAS‑подключение, пропускная способность ограничена скоростью SAS‑интерфейса, который в большинстве конфигураций работает на 12 Гбит/с. Это создаёт «потолок» для всех операций ввода‑вывода.

Обработка в Hyper‑V: Роль Hyper‑Server добавляет дополнительный уровень виртуализации, который может создавать накладные расходы. Виртуальные машины обращаются к хранилищу через гипервизор, что может снижать эффективность работы с быстрыми накопителями, особенно при небольших размерах ввода‑вывода.

Важно: В реальных рабочих нагрузках разница между SAS‑дисками и SAS‑SSD проявляется в операциях с малым размером блока (IOPS), а не при последовательном чтении/записи больших файлов, где лимитирующим фактором становится пропускная способность канала.

---

Влияние конфигурации RAID и кэширования

RAID‑6 vs RAID‑1: Хотя RAID‑1 (для SSD) теоретически должен обеспечивать более высокую производительность за счёт отсутствия вычислений избыточности, в вашей конфигурации это преимущество нивелируется несколькими факторами:

1. Высокая нагрузка на RAID‑6: Современные SAS‑диски имеют достаточно высокую производительность, и при последовательных операциях разница с SSD становится менее заметной.
2. Кэширование контроллера: MSA 2050 использует кэш‑память для ускорения операций, что выравнивает производительность между конфигурациями.
3. Размеры stripe: При оптимальной настройке размеров stripe и кэширования, RAID‑6 может показывать производительность, близкую к RAID‑1 для последовательных операций.

Пример производительности: По данным ServerComputeWorks, современные конфигурации HPE DL385 Gen10 Plus обеспечивают до 2,4× большую ёмкость хранения по сравнению с предыдущими поколениями, но при этом оптимизированы под баланс производительности и ёмкости.

---

Методология тестирования и её ограничения

CrystalDiskMark и его особенности: Тестирование через CrystalDiskMark может не выявлять реальных различий между конфигурациями по нескольким причинам:

• Тестовый паттерн: CrystalDiskMark по умолчанию использует тесты с определёнными размерами блоков, которые могут не соответствовать вашим рабочим нагрузкам.
• Кэширование ОС: Windows Server 2016 активно использует файловый кэш, что может «размазывать» результаты тестов.
• Временные интервалы: Кратковременные тесты не учитывают реальную нагрузку в течение длительного времени.

Рекомендуемые тесты: Для выявления реальных различий следует использовать:

1. Тесты с разными размерами блоков (4 K, 8 K, 64 K, 1 M).
2. Длительные тесты для оценки производительности при устойчивой нагрузке.
3. Тесты с реальными рабочими нагрузками, имитирующими ваши приложения.

---

Рекомендации по оптимизации

Для раскрытия потенциала SAS‑SSD в вашей конфигурации рекомендуется:

1. Проверьте настройки контроллера MSA 2050:

   • Убедитесь, что кэширование включено и настроено правильно.
   • Проверьте настройки Write‑Back cache для SSD‑конфигурации.
   • Оптимизируйте размеры stripe под ваши рабочие нагрузки.

2. Настройки Hyper‑V:

   • Используйте Storage QoS для приоритезации важных виртуальных машин.
   • Настройте Direct Storage (если поддерживается оборудованием).
   • Оптимизируйте кэширование на уровне гипервизора.

3. Аппаратные улучшения:

   • Рассмотрите обновление до 25 Гбит/с подключения для снятия сетевых ограничений.
   • Добавление NVMe‑накопителей через PCIe‑слоты DL385 (поддерживает до 8 GPU или NVMe).
   • Использование более быстрых SAS‑SSD с более высокой IOPS‑характеристикой.

4. Мониторинг производительности:

   • Используйте специализированные инструменты мониторинга ввода‑вывода.
   • Анализируйте производительность в реальных рабочих условиях, а не только в лабораторных тестах.

Заключение

Скорость чтения/записи между SAS‑дисками в RAID‑6 и SAS‑SSD в RAID‑1 одинакова в вашей конфигурации из‑за сочетания нескольких факторов: сетевого ограничения 10 Гбит/с, возможностей контроллеров MSA 2050, методологии тестирования и настроек Hyper‑V. Для раскрытия потенциала SSD необходимо либо улучшить аппаратную инфраструктуру, либо оптимизировать программные настройки под конкретные рабочие нагрузки.

Ключевые выводы:

1. Основным ограничением выступает пропускная способность канала подключения.
2. Конфигурации RAID и кэширования выравнивают производительность в тестах CrystalDiskMark.
3. Для выявления реальных различий следует использовать более детализированные тесты.
4. Оптимизация должна включать как аппаратные, так и программные компоненты системы.

Дальнейшая диагностика должна включать анализ реальных рабочих нагрузок и сравнение производительности в условиях, приближенных к реальным операциям вашего бизнеса.

Источники

1. HPE MSA 2050 SAN Storage - QuickSpecs
2. HPE ProLiant DL385 Gen10 Plus Server Specifications
3. HPE ProLiant DL385 Gen10 Plus v2 Server Features
4. HPE MSA 2050 SAN Storage Product Information