Обновленная флагманская система хранения Dell

В мае нынешнего года компания Dell Technologies на своем главном форуме Dell World представила несколько новых СХД, включая и второе поколение дисковых массивов старшего класса PowerMax. Поставки этих систем начались уже в июле, однако только осенью вендор опубликовал техническое описание новых PowerMax 2500 и 8500, из которого можно получить представление о реализованных в них технологических новшествах.

PowerMax продолжает развитие линейки дисковых массивов Symmetrix бывшей корпорации EMC, первое поколение которых вышло еще в 1990 г. и стало первой системой хранения данных high-end в истории индустрии ИТ. В 2008 г., когда произошла очередная смена поколений Symmetrix, EMC начала продвигать эти СХД под брендом VMAX, а 10 лет спустя, после того, как EMC была куплена компанией Dell, новый владелец провел ребрендинг всей доставшейся ему линейки систем хранения и VMAX была переименована в PowerMax. Тогда же, в 2018 г., на рынок вышли PowerMax 2000 и 8000, на смену которым теперь выпущено объявленное в мае второе поколение PowerMax.

Флагманская модель PowerMax 8500 способна расширяться до 8 пар узлов и восьми полок DME с 384 накопителями общей эффективной емкостью до 18 Пбайт. Младшая модель серии PowerMax 2500 в максимальной конфигурации состоит из двух пар узлов и двух полок DME с 96 дисками общей эффективной емкостью 4 Пбайт. Поскольку PowerMax 2500 не расширяется больше двух пар узлов и двух дисковых полок, то в ее конфигурации нет модуля «динамической матрицы», а узлы и полки этой системы соединяются напрямую по интерфейсу InfiniBand.

В новых PowerMax 2500 и 8500 инженеры Dell полностью переработали архитектуру СХД, которая использовалась на протяжении 14 лет во всех VMAX, а затем и в первом поколении PowerMax. Фактически за всю 32-летнюю историю развития Symmetrix/VMAX/PowerMax это только второе радикальное изменение архитектуры систем хранения.

Новая архитектура

VMAX и первое поколение PowerMax строились из так называемых кирпичей (bricks), которые состояли из вычислительного модуля Engine, объединяющего два процессорных модуля на базе Intel Xeon («директоры»), и двух дисковых полок Disk Array Enclosure (DAE), вмещающих по 24 накопителя. Второе поколение PowerMax также имеет модульную архитектуру, правда, «директоры» теперь называются узлами (node), вычислительные модули Engine – парой узлов (pair of nodes), а дисковые полки – Dynamic Media Enclosure (DME). Однако в архитектуре новых PowerMax нет «кирпичей», потому что пары узлов и дисковые полки DME в этих системах устанавливаются независимо и не привязаны жестко друг к другу, как это было в VMAX. Такая дезагрегация вычислительной мощности и емкости массива значительно улучшает гибкость масштабирования его ресурсов.

Почему это важно для пользователей дискового массива? Если владельцу VMAX/первого поколения PowerMax не хватало производительности или емкости массива, ему приходилось приобретать дополнительный «кирпич». Это означало, что он должен был платить и за установленные в этом «кирпиче» дисковые полки или директоры, даже если кирпич покупался только ради увеличения процессорной мощности или емкости. Кроме того, эти ненужные дисковые полки или директоры занимали значительное пространство в стойке (высота кирпича равнялась 10U, т.е. почти четверть высоты стандартной 19-дюйм серверной стойки), что создавало дополнительные проблемы, если в дата-центре, в котором размещался массив, не хватало свободного места в стойках и не было возможности установить еще одну стойку.

Для масштабирования новых PowerMax их владельцы могут докупать процессорные мощности (пары узлов) и емкость (дисковые полки DME) по отдельности, и в результате затраты на расширение мощности значительно сокращаются по сравнению с приобретением целого кирпича. Кроме того, модули новых PowerMax значительно меньше по высоте – пара узлов занимает в стойке пространство 3U, а дисковая полка – 2U, таким образом, в минимальной конфигурации новый массив имеет высоту всего 5U и занимает в полке вдвое меньше места, чем кирпич его предшественника. Кроме того, при покупке массива заказчик может гибко подбирать его конфигурацию в зависимости от специфики своих задач, например, может заказать массив только из одной пары узлов и с несколькими дисковыми полками либо с несколькими парами узлов и только двумя полками.

Для реализации описанного выше механизма масштабирования в массивах PowerMax второго поколения используется так называемая динамическая фабрика на базе 100-гигабитной технологии NVMe RDMA over InfiniBand, которая напрямую соединяет узлы массива с дисковыми полками DME по схеме any-to-any, т.е. любой узел может получить доступ к любому диску массива, независимо от того, в какой полке этот диск находится.

Механизм объединения дисков FlexRAID

Другое важное технологическое новшество второго поколения PowerMax – это усовершенствованный механизм объединения дисков в RAID-массив, получивший название FlexRAID. Он разработан инженерами Dell на основе классического RAID уровней 1, 5 и 6 и, как заявляет компания, значительно улучшает гранулярность расширения RAID-групп. Если в VMAX и первом поколении PowerMax для расширения емкости RAID-группы необходимо было установить несколько (до 12) дополнительных дисков, даже если требовалось увеличить емкость только на один накопитель, то FlexRAID позволяет расширять RAID-группу путем установки одного диска.

Кроме того, Dell утверждает, что применение FlexRAID улучшает эффективность использования дисковой емкости (для защиты данных резервируется только 5% емкости дисков RAID-группы), а также значительно ускоряет выполнение операции rebuild RAID-группы (восстановление ее работоспособности при выходе из строя одного или нескольких дисков) и позволяет строить большие RAID-группы, в которые входят диски из разных дисковых полок. По данным вендора, rebuild 1 Тбайт данных выполняется всего за 10 минут – вдвое быстрее, чем у первого поколения PowerMax.

Увеличенная производительность

Усовершенствования новых PowerMax не ограничились только аппаратной частью массивов. Они работают под управлением значительно переработанной ОС PowerMaxOS 10, которая улучшает производительность СХД и обеспечивает сжатие данных до четырех раз и создание до 65 млн защищенных «мгновенных снимков» данных для их практически мгновенного восстановления в случае кибератаки или ошибки пользователя.

По заявлению Dell, по производительности ввода-вывода (IOPS) новые PowerMax до двух раз превосходят первое поколение этих массивов, а по плотности размещения емкости – до семи раз за счет использования DME новой конструкции, вмещающих до 48 накопителей NVMe U.2 емкостью 3,84, 7,68 и 15,36 Тбайт.