Đánh giá chi tiết Tính năng Qnap Qtier và SSD cache

Đã có rất nhiều bài đánh giá về các sản phẩm NAS của Qnap nhưng lại có rất ít các đánh giá về các tính năng có sẵn trong hệ thống này. Với Qnap, họ làm việc và phát triển những lợi thế Flash trong hệ thống của họ. Đây là hai mặt tích cực trong thiết kế phần cứng mạnh mẽ cho phép có khối Flash qua 2.5″ hoặc khe M.2, và trong hệ điều hành NAS riêng (QNAP QTS). Về mặt phần mềm, QNap cung cấp 2 cách để tăng hiệu suất NAS với SSD. Đầu tiêu là cơ chế tự động phân tầng gọi là Qtier, thứ hai là thông qua bộ nhớ cache SSD. Trong bài đánh giá này chúng tôi sẽ xem xét một lúc cả hai lựa chọn để minh họa cho những lợi ích về hiệu suất của từng công nghệ.

Trước hết nói qua về Qtier và bộ nhớ đệm SSD. Qtier là công nghệ sắp xếp theo lớp tự động. Qtier tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả dung lượng lưu trữ bằng các di chuyển các dữ liệu thường sử dụng vào các ổ SSD hiệu suất cao và các dữ liệu dùng ít thường xuyên hay ít sử dụng vào các ổ cứng HDD SAS hoặc SATA. Điều này cho phép người dùng tận dụng được hiệu suất cao của SSD và việc tiết kiệm chi phí lưu trữ với HDD. Qnap khẳng định rằng dữ liệu sẽ được di chuyển mà không cần can thiệp với IO bình thường. Ngoài ra bộ nhớ cache SSD không ghi dữ liệu như thế là cần cho hiệu suất cao nhất cho tất cả ổ cứng SSD và có thể đọc lại từ bộ nhớ cache, do đó cải thiện hiệu suất. Các dữ liệu có thể tồn tại trên cả SSD và HDD cùng một lúc giúp bảo vệ toàn vẹn dữ liệu.

Quản Lý Qtier

Tính năng Qtier là khá dễ dàng để thiết lập. Trong hệ thống điều hành QTS cần một lần kéo là đến màn hình Storage & Snapshots. Ở đây họ có thể thấy Pools lưu trữ và tình trạng của nó. Qtier là một trong những lựa chọn gần phía trên bên phải.

Mở tùy chọn Qtier, Qtier Auto Tiering and Storage Pool nằm ở màn hình chính. Từ  Qtier Auto Tiering là thông tin về thiết lập pools lưu trữ bao gồm các tầng khác nhau. Từ màn hình chính có 3 tùy chọn: Tiering Schedule, Tiering On Demand, and Statistics.

Tiering Schedule như tên gọi. Người dùng có thể thiết lập tự động phân lớp hoặc tự lên lịch trình phân lớp. Tùy thuộc vào khối lượng công việc, một trong hai tùy chọn đều hữu dụng.

Nếu người dùng chỉ cần Qtier để tự động phân lớp một dữ liệu nhất định, họ có thể thiết lập này với tính năng Tiering On Demand.

Qua Qtier Auto Tiering Statistics, người dùng có thể thấy thời gian và điểm đến của dữ liệu được di chuyển.

Đánh giá Hiệu suất

Trong bài kiểm tra này sử dụng QNap TS-1685, với 12 ngăn ổ cứng 3.5″ cho việc lưu trữ lớn cũng như 4 ngăn chuyên dụng cho SSD 2.5″. Ngoài việc lưu trữ gắn phía trước, Qnap cũng hỗ trợ đến 6 ổ SSD M.2 ở bên trong. Hệ thống sử dụng cấu hình 64Gb RAM, 12 ổ cứng  8TB Seagate Enterprise NAS và 4 ổ SSD 960GB Samsung 860 DCT. 12 ổ cứng HDD được cấu hình Raid 6 và các SSD được gắn liền với pool lưu trữ qua Qtier trong 4 ổ đĩa Raid 10 với  10% dung lượng dự phòng được đề nghị qua công cụ định hình Qnap SSD. Từ pool lưu trữ này, chúng ta tách 1TB LUN gắn liền với một máy chủ VMware ESXi 6.7u1 để thực hiện các bài kiểm tra trên.

Thực hiện bài đánh giá, chúng tôii kiểm tra với 3 cấu hình:

  • Hiệu suất chuẩn của pool 12 ổ cứng HDD RAID6
  • RAID6 HDD Pool + SSD cache (RAID10 cho 4 SSD)
  • RAID6 HDD Pool + SSD Tier (RAID10 cho 4 SSD)

Phân tích VDBench Workload

  • 4K Random Read: 100% Read, 128 threads, 0-120% iorate
  • 4K Random Write: 100% Write, 64 threads, 0-120% iorate
  • 64K Sequential Read: 100% Read, 16 threads, 0-120% iorate
  • 64K Sequential Write: 100% Write, 8 threads, 0-120% iorate
  • Cơ sở dữ liệu tổng hợp: SQL và Oracle

Trong hiệu suất 4k đọc ngẫu nhiên , hiệu suất tiêu chuẩn bắt đầu tại 245 IOPS và 9.3ms độ trễ trước khi đi cao điểm tại 2,329 IOPS với một độ trễ của 1,737ms. Cả hai Qtier và bộ nhớ SSD cache bắt đầu khoảng 7K IOPS và dưới 1ms ở độ trễ, cả hai cấu hình vẫn nhỏ hơn 1ms cho đến khoảng 52K IOPS. Bộ nhớ SSD cache đạt vị trí cao hơn với 64,770 IOPS 63ms so với Qtier của đỉnh cao là khoảng 63,300 IOPS với một độ trễ của 60.1ms trước khi giảm xuống một chút.

Nhìn vào kết quả 4k ghi ngẫu nhiên , hiệu suất tiêu chuẩn là thấp với sự khởi đầu từ 50 IOPS tại 343μs tới cao nhất là IOPS 518.5 tại 336.8μs. Bộ nhớ SSD cache bắt đầu tại 4.100 IOPS và 308.1μs và đã vượt 1ms lúc 11 K IOPS. Bộ nhớ SSD cache đạt ngưỡng cao nhất với 48,231 IOPS tại một độ trễ  23.3ms. Hiệu suất hàng đầu ở đây là Qtier bắt đầu với 5.599 IOPS tại 201μs và độ trễ 1ms cho đến khoảng 12K IOPS và đặt cao điểm tại 55,721 IOPS với 36.3ms cho độ trễ.

Chuyển sang với khối lượng công việc tuần tự. Trong 64K đọc, hiệu suất tiêu chuẩn bắt đầu tại 629 IOPS hoặc 39MB/s với một độ trễ 398μs. Hiệu suất tiêu chuẩn lên đến đỉnh điểm vào khoảng 7K IOPS tương đương khoảng 437M/s tại độ trễ 2ms trước khi giảm hiệu suất và giữ nguyên trong độ trễ. Bộ nhớ SSD cache là đặt hiệu suất cao nhất bắt đầu từ 1.402 IOPS hoặc 87MB/s tại 355.4μs và tiếp tục ở đỉnh 15K IOPS hoặc 944MB/s tại 8.6ms trước khi giảm xuống. Các Qtier là vẫn giữ hiệu suất tố bắt đầu từ 1498 IOPS hoặc 94MB/s tại 377μs cho độ trễ và duy trì dưới millisecond đến khoảng 14K IOPS. Cấu hình Qtier đạt ngưỡng cao nhất chỉ với hơn 15K hoặc 963MB/s với độ trễ 17.2ms trước giảm xuống.

Đối với 64K ghi tuần tự, cấu hình tiêu chuẩn bắt đầu tại 349 IOPS hoặc 21.8MB/s tại độ trễ 729.8μs. Cấu hình tiêu chuẩn có độ trễ dưới millisecond đến khoảng 2.500 IOPS tương đương khoảng 150MB/s và tiếp tục đạt cao nhất 3.116 IOPS hoặc 194.7MB / s với một độ trễ của 57.4ms. Bộ nhớ SSD cache bắt đầu tại 1.098 IOPS hoặc 68.6MB/s tại một độ trễ 1.03ms. Bộ nhớ cache tiếp tục đặt cao nhất tại 10.583 IOPS hoặc 672MB / s tại 23.8ms cho độ trễ. Qtier bắt đầu tại 1.599 IOPS hoặc 100MB / s tại độ trễ 571.8μs. Nó tiếp tục đạt đỉnh điểm ở khoảng 13.300 IOPS hoặc 827MB / s tại 8.1ms độ trễ trước khi giảm dần.

Tiếp theo đến khối lượng công việc SQL, hiệu suất tiêu chuẩn bắt đầu tại 221 IOPS và độ trễ tại11.1ms và lên đến đỉnh điểm tại 2.141 IOPS tại 478.7ms. Qtier bắt đầu lúc 4807 IOPS với độ trễ 529.6μs và giảm xuống còn khoảng 19k IOPS dưới 1ms. Qtier đạt cao nhất tại 47.398 IOPS với độ trễ của 21.6ms. Bộ nhớ SSD cache bắt đầu tại 5.401 IOPS với 657.1μs độ trễ và có định dưới 1ms đến khoảng 16K IOPS. Bộ nhớ SSD cache đạt cao nhất tại 52.465 IOPS và độ trễ 19.5ms.

Đối với SQL 90-10, cấu hình tiêu chuẩn bắt đầu tại 180 IOPS với độ trễ 13.4ms và lên đến đỉnh điểm tại 1.720 IOPS tại 594ms độ trễ. Qtier bắt đầu lúc 4607 IOPS tại 556.9μs độ trễ và vượt hơn 1ms vào khoảng 10K IOPS. Qtier lên đến đỉnh điểm tại 45.528 IOPS tại 22.5ms độ trễ. Bộ nhớ SSD cache bắt đầu lúc 4997 IOPS và 817.4μs độ trễ và tiếp tục đỉnh tại 48.808 IOPS với 21.1ms cho độ trễ.

Với SQL 80-20, hiệu suất tiêu chuẩn bắt đầu tại 139,7 IOPS tại 16.3ms độ trễ và lên đến đỉnh điểm tại 1.332 IOPS tại 749.6ms độ trễ. Bộ nhớ SSD cache bắt đầu tại 4.399 IOPS tại 1.53ms độ trễ và lên đến đỉnh điểm tại 43.196 IOPS với 23.5ms độ trễ. Qtier bắt đầu lúc 4391 IOPS với độ trễ 574.7μs và tiếp tục đạ cao nhất với 43.250 IOPS tại 23.7ms độ trễ.

Đợt cuối cùng là bài kiểm tra để đánh giá khối lượng công việc Oracle . Hiệu suất tiêu chuẩn bắt đầu tại 139,8 IOPS tại 16.1ms độ trễ và lên đến đỉnh điểm tại 1.378 IOPS với 921ms cho độ trễ. Qtier bắt đầu lúc 3894 IOPS và 599.8μs độ trễ và lên đến đỉnh điểm tại 39.101 IOPS với 32.7ms độ trễ. Bộ nhớ SSD cache bắt đầu lúc 4199 IOPS và 641.3μs độ trễ và tiếp tục đạt cao nhất tại 42.100 IOPS với độ trễ của 30.4ms.

Với Oracle 90-10, hiệu suất tiêu chuẩn bắt đầu tại 180,1 IOPS với độ trễ 12.9ms và lên đến đỉnh điểm tại 1.757 IOPS với độ trễ 400ms. Qtier bắt đầu với 4696 IOPS và độ trễ của 556.7μs và đạt đỉnh điểm ở khoảng 46K IOPS với 12.6ms độ trễ. Bộ nhớ SSD cache bắt đầu với 5196 IOPS và 624.3μs độ trễ và đạt cao nhất tại 51.340 IOPS với một độ trễ 12.6ms.

Bài kiểm tra cuối cùng là Oracle 80-20, hiệu suất tiêu chuẩn bắt đầu tại 140,4 IOPS và độ trễ là 16.1ms và lên đến đỉnh điểm tại 1.344 IOPS với 496ms độ trễ. Qtier bắt đầu tại 84.497 IOPS với 592μs và qua 1ms  lúc đạt khoảng 9K IOPS và  đạt cao nhất tại 44.233 IOPS với độ trễ 13.9ms. Bộ nhớ SSD cache bắt đầu lúc 4697 IOPS với 904.1μs độ trễ và lên đến đỉnh điểm tại 48.345 IOPs với 13ms cho độ trễ.

Kết Luận

Ổ đĩa Flash có lợi ích về hiệu suất hơn là ổ đĩa xoay, nhưng tốn chi phí hơn để mở rộng sức chứa. Việc đưa ổ đĩa Flash vào cho một NAS không phải là việc mà mọi doanh nghiệp có thể làm, QNap cung cấp nhiều tùy chọn để tận dụng đầy đủ về hiệu suất của flash trong khị vẫn tận dụng được giá trị lưu trữ của HDD. QNap cung cấp bộ nhớ đệm SSD cache tùy chọn cho việc đọc và viết từ SSD cho hiệu suất nhanh hơn cho dữ liệu “nóng” được gửi đến flash. Qnap cũng cho phép tùy chọn phân tầng dữ liệu, gọi là Qtier, tự động sắp xếp dữ liệu đến các tầng thích hợp tùy vào mức độ thường xuyên truy cập.

Để thử nghiệm chúng tôi xem xét cấu hình tiêu chuẩn của tất cả HDD với Raid 6 như chuẩn mực. Hiệu suất tiêu chuẩn thực hiện như mong đợi và là chi tiết để do sánh hơn là nghiên cứu quá sâu vào cách thực hiện một lần ở đây. Với bài kiểm tra 4k đọc ngẫu nhiên bật cả bộ nhớ SSD cache và Qtier dẫn đến hiệu suất trên 60k IOPS với độ trễ thấp hơn đáng kể, hơn 1,700ms. Trong 4k đọc ngẫu nhiên Bộ nhớ SSD cache là tố hơn một chút trong hiệu suất cao điểm. Ghi 4k ngẫu nhiên đã cho thấy bộ nhớ SSD cache với 44k IOPS vượt qua Hiệu suất tiêu chuẩn và Qtier với hơn 55k IOPS so với Hiệu suất tiêu chuẩn. Đối với khối lượng công việc tuần tự cả bộ nhớ đệm và phân lớp đều cho thấy trên hiệu suất 500MB/s hơn so với Hiệu suất tiêu chuẩn, với Qtier cho kết quả tốt hơn trong 64k đọc. Trong 64K viết bộ nhớ SSD cache chạy khoảng 470MB/s tốt hơn so với Hiệu suất tiêu chuẩn và Qtier chạy khoảng 630MB/s tốt hơn so với Hiệu suất tiêu chuẩn.

Đối với khối lượng công việc cơ sở dữ liệu tổng hợp, chúng tôi chạy SQL và Oracle. Với SQL các Qtier lên đến đỉnh điểm 45K IOPS so với tiêu chuẩn và bộ nhớ SSD cache lên đến đỉnh điểm 50K IOPS so với tiêu chuẩn. Trong SQL 90-10 Qtier lên đến đỉnh điểm 43K IOPS so với tiêu chuẩn, trong khi bộ nhớ cache SSD lên đến đỉnh điểm 46K IOPS so với tiêu chuẩn. SQL 80-20 thấy bộ nhớ cache SSD đỉnh về 42K IOPS so với tiêu chuẩn trong khi Qtier đạt đỉnh cao hơn một chút nhưng gần như nhau. Nhìn vào Oracle Qtier đạt đỉnh khoảng 37k IOPS so với tiêu chuẩn, trong khi bộ nhớ cache SSD lên đến đỉnh điểm khoảng 40K IOPS so với tiêu chuẩn. Oracle 90-10 thấy Qtier đỉnh về 44K IOPS so với tiêu chuẩn và bộ nhớ cache SSD lên đến đỉnh điểm gần 50K IOPS so với tiêu chuẩn. Và cuối cùng Oracle 80-20 thấy đỉnh Qtier khoảng 42K IOPS so với tiêu chuẩn, trong khi bộ nhớ cache SSD lên đến đỉnh điểm khoảng 46K IOPS so với tiêu chuẩn.

Nhìn chung cả hai tính năng đều thực hiện như mong đợi, và cùng với một vài SSD, giúp cho hiệu suất ổ đĩa lên một tầng cao mới cho NAS. Ở một vài trường hợp thì hiệu suất của tính năng này hay tính năng kia dành chiến thắng, nhưng người dùng chắc chắn sẽ thấy được một tiềm năng hiệu suất lớn trong những công nghệ này. Đối với những tổ chức chưa sẵn sàng cho một Trung tâm dữ liệu All-Flash thì Qnap cung cấp một thay thế tuyệt vời không đòi hỏi thêm bất kỳ một giấy phép nào để sử dụng, chỉ cần một vào ổ SSD là các tính năng này có thể được hoạt động.

 

Theo StorageReview.com

Liên hệ tác giả