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PBlaze5 920 系列 NVMe SSD——多命名空间

2020 / 03 / 23
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近年来, 随着存储器技术的进步;高性能的NVMe SSD走入了越来越多的行业;助推了更多的客户的业务发展, 有了越来越多的应用场景. 同时, 我们也看到,随着NVMe存储设备的普及,越来越多的客户有了对SSD功能和性能都有着愈加精细的要求; 另一方面,NVMe SSD不断朝着更大容量、更高性能方向发展,在此背景下单一NVMe设备上部署多种不同类型应用的实际案例也越来越多。

 

正是由于在单一大容量NVMe设备上部署多种不同类型应用的客户逐年增加,作为国内领先的企业级SSD厂商,Memblaze在新一代NVMe SSD产品PBlaze 920系列中,推出了QuotaByNamespace这一全新特性!

 

QuotaByNamespace,顾名思义,就是对NVMe SSD的Namespace 实施Quota操作,并依据应用优先级等因素选择合适的Namespace,进而实现应用场景的优化与扩展。

 

下面我们将QuotaByNamespace的应用场景以及操作进行简要的介绍。所有测试使用的SSD均为一块6.4TB的PBlaze5 C926。

 

 

最短时间获得稳态NVMe SSD

 

QuotaByNamespace可以助力客户在最短的时间里获得稳态的NVMe SSD。我们都知道,在SSD出厂时,由于物理特性的缘故,其性能会经历空盘状态(FOB)-> 转换阶段(Transition State)-> 稳定阶段(Steady State);如下图所示。

 

 

通俗的说,初始阶段会经历 超高性能—> 劣化性能  稳态性能的阶段(这个达到稳态的过程,通常称为初始化)。 对于公有云、互联网电子商务等行业客户,需要NVMe SSD快速上线而不进行初始化; QuotaByNamespace功能把NVMe SSD的性能从第一秒就设定到稳态性能,规避了SSD使用初期非稳态造成的性能抖动问题。


对此,我们进行了实测,结果如下:

 

 

 

如上图所示,将PBlaze5 C926的Quota设置为600MB/s(略高于稳态性能的数值); 进行了72小时不间断 8 numjobs * 64 iodepth的4k随机写测试。可以看到其写带宽始终保持在500MB/s至600MB/s之间,这就规避了初始化阶段的性能波动 (如果将Quota之设置为稳态性能,可以看到自始至终的稳态)

 

 

多Namespaces 保证高优先级业务应用

 

多Namespaces用于多种应用,限制低优先级应用,保证高优先级业务。


上部分介绍了对NVMe SSD性能上线加以限制的实验。接下来,我们就进一步模拟一块NVMe SSD部署多个应用的场景。如下图所示,在6.4TB的PBlaze5 C926 NVMe SSD上创建4个Namespace,对负载较低优先级的任务的Namespace加以Quota限制,保证高优先级任务的Namespace享有更多IO资源。具体的配置如下:


a)NS1不做限制,将NS3和NS4的读带宽上线设置为1GB/s;


b)四个命名空间同时进行5个小时的16k 顺序读操作,并记录带宽结果。

 

 

可以看到4个命名空间总的带宽达到了5.6GB/s。同样的方法也可以用于写密集型应用场景,这里我们做了下面的实验:


a) 设置NS1 写带宽上限为500MB/s
b) 设置NS2、NS3、NS4的写带宽为200MB/s
c) 对4个NS分别执行16k随机写操作,时间为11000s

 

 

从这个测试结果来看,NVMe SSD的总带宽维持在1.1GB/s上下,并且有较大的上升空间。实测中,如果NS1不做带宽的限制,将达到超700MB/s的带宽,但是一致性会比限制带宽的方案低。

 

 

简单易操作

 

看了这么多QuotaByNamespace的特性与应用场景,读者们也许会问到: 虽然这个功能很实用,但是操作起来会不会很复杂呀?

 

其实并不, 举例来说,场景1的设置,只需要如下一条命令即可(nvmemgr为Memblaze官方管理工具。);

 

nvmemgr --type p5 set-quota-param -c nvme0 -n 1 -e 1 -w 600 -r 600

 

可以看到最后-w和-r分别设置了读写带宽的上限。

 

如果您希望对QuotaByNamespace了解更多,以及其是否满足您的应用场景需求,请随时咨询您身边的Memblaze FAE 小伙伴。