Czy dyski 15K są wydajniejsze od 10K ?

W toku dyskusji z Klientem na temat konfiguracji i rozmiaru pamięci masowej zszedłem na dość niski poziom szczegółowości. Ku mojemu zaskoczeniu okazało się, że dyski z prędkością obrotową 15 000 obrotów na minutę wcale nie muszą być szybsze niż dyski 10K !!!

Przyjmuje się, że wydajność różnych typów napędów dyskowych powinno się szacować jak poniżej:

RPM	IOPS
SSD	6000
15K	175
10K	125
7.2K	75
5.4K	50

Aby uzyskać więcej informacji o wydajności dysków proponuję lekturę dobrze udokumentowanego artykułu w Wikipedii. W czasie testów empirycznych przeprowadzonych w naszej firmie wydajność macierzy z dyskami 15K przekraczała wydajność dysków 10K nawet o 30% (HP EVA4400 dyski 450GB 10K i 15k, EVA6000 dyski 300 GB 10K i 15K).

Aby wybrać najlepsze wydajnościowo i cenowo rozwiązanie dla naszego Klienta porównywano 2 warianty konfiguracji pamięci masowej zainstalowanych w serwerze DL380G8 25SFF:

• 16 x 300GB 15K 2,5″,
• 16 x 600GB 10K 2,5″.

Aby dowiedzieć się więcej o wydajności tych dysków zmuszony byłem skorzystać z kart katalogowych podobnych dysków firmy Seagate, ponieważ HP nie publikuje tak szczegółowych danych dotyczących dysków stosowanych w ich rozwiązaniach.

W ogólnym przypadku wydajność macierzy dyskowej jest uzależniona od wielu czynników:

• wydajność dysków (interfejs 6/12 Gbps, rozmiar cache na dysku – jest 16MB, predkość obrotowa),
• rodzaj interfejsu dyskowego i jego wydajność (w tym przypadku SAS 6Gbps),
• wydajność sterownika macierzy,
• wydajność interfejsu łączącego komputer z macierzą (w tym przypadku PCIe),
• rozmiar cache sterownika macierzy (SmartArray ma cache o rozmiarze 2GB),
• zajętość dysków (prędkość ciągłego oczytu z dysków uzależniona jest od numeru ścieżki, ścieżki zewnętrzne są szybsze jak widać w tabeli poniżej),
• rodzaj obciążenia ze strony aplikacji (np. bazy danych generują obciążenie losowe, z przewagą odczytów, z małym blokiem danych a zatem często odczytywanym z tylko z cache).

Jak widać w systemie dyskowym występuje wiele czynników, które mogą wpływać na wydajność i tworzyć wąskie gardła. W tabeli poniżej umieszczono łącza do kart katalogowych dysków serwerowych Seagate o prędkościach 10 000 i 15 000 obrotów na minutę. Parametry, które z definicji określają wydajność tych 2 typów dysków to transfer ciągły (sustained rate) oraz średni czas dostępu. Można jednak zauważyć, że dla obu modeli różnice te są praktycznie nieznaczące:

Typ dysku	ITransfer ciągły	IŚredni czas dostępu
Savvio® 10K.6	204 do 125 MB/s	2,9 ms (średni)
Savvio® 15K.3	202 do 151 MB/s	2,6/3,1 ms (odczyt/zapis)

Dużym zaskoczeniem jest fakt, że w przypadku obu modeli dysków Seagate ich prędkość obrotowa ma tak niewielki wpływ na średni czas dostępu, uzależniony przecież od opóźnienia związanego z oczekiwaniem na dostępność odpowiedniego sektora na obracającym się dysku. Również wartość ciągłego transferu danych z i na dysk ma zbliżone wartości.

Z przytoczonych rozważań wynika, że wydajność kanału dyskowego opartego na dyskach 10K nie musi być niższa od tego zbudowanego na szybkoobrotowych dyskach 15K, tym bardziej w kontekście istnienia w budowanym rozwiązaniu różnego rodzaju wąskich gardeł. Dodatkowym czynnikiem wartym rozważenia jest relacja ceny i pojemności zastosowanych dysków – opisane w powyższej tabeli modele kosztują odpowiednio (wg ceneo.pl) 1 086 i 1 715 zł. brutto. Dużo tańszy dysk 10K przy niższej cenie oferuje 2-krotnie większą pojemność.

Nie zawsze to co droższe musi być lepsze :o)

Szczegółowy opis rozważanej konfiguracji zamieszczono poniżej.

Lista P/N w konfiguracji:

– 704558-421 HP DL380p Gen8 E5-2650v2 25SFF EU Svr – 1 sztuka,
– 708641-B21 HP 16GB 2Rx4 PC3-14900R-13 Kit – 2 sztuki,
– 652611-B21 HP 300GB 6G SAS 15K 2.5in SC ENT HDD – 16 sztuk.

Szczegółowa specyfikacja konfiguracji serwera:

– 2 x procesor Intel® Xeon® E5-2650 v2 (2.6GHz/8-core/20MB/8.0GT-s QPI/95W, DDR3-1866, HT, Turbo2- 4/4/4/4/5/6/7/8),
– pamięć cache: 20MB (1x20MB) Level 3,
– 64GB (2x16GB) PC3-14900R (DDR3-1866) Registered DIMMs,
– sterownik macierzy HP Smart Array P420i/2GB z FBWC (RAID 0/1/1+0/5/5+0/6/6+0),
– karta sieciowa HP FlexFabric 10Gb 2-port 533FLR-T Adapter,
– wewnętrzna pamięć masowa: 25 SFF SAS/SATA HDD Bays; includes 23 SFF hard drive blanks,
– 6 x PCI Express slot,
– zainstalowane dyski: 8 x dysk 300GB 15K SAS,
– zasilanie: 2 x HP 750W CS Platinum Plus Hot Plug Power Supply (94% Efficient),
– chłodzenie: 6 wentylatorów (N+1 redundancy standard),
– zarządzanie: HP iLO Management Engine (standard) – zdalne konsola, virtual drive etc.,
– obudowa: Rack (2U), HP Ball Bearing Rail Kit without Cable Management Arm,
– gwarancja: 3-lata części, 3-lata uslugi, 3-lata on-site, next-business-day.