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速度较量激情:传统磁盘与SSD的华山论剑

  SSD NAS系统看上去很美

  通过测试配置的对比,我们会发现一个很有意思的现象。华为赛门铁克和IBM 在SPEC测试中搭建的HDD NAS系统可以用豪华来形容。为了能充分发挥HDD燃料的性能,NAS引擎武装到了牙齿。不管是在节点数量、内存数量还是在硬盘数量方面,都展示着强壮的肌肉。就像两辆重型的装甲车呼啸在赛道上,在惊叹他们的性能之余,多少给人一种过度臃肿的感觉。

  采用了新型能源的EMC SSD NAS系统则显得非常的简洁轻盈,5个NAS引擎,装载240GB内存,却提供了惊人的66万OPS的输出能力,它在SPEC的舞台上轻舞飞扬。

  在测试环境的规模和NAS引擎配置简约程度上,SSD系统可谓占尽了上风。可以猜想,在能耗方面SSD NAS系统与HDD NAS系统相比应该也有不俗表现。这一切似乎看上去很美!

  性能旗鼓相当

  SPECsfs2008基准所构造文件集的60%左右是不大于16KB的小文件,测试读写访问70%以上的数据块不大于16KB,这些高强度的随机小IO访问是传统机械硬盘的噩梦,却是SSD最擅长的。

  但是,当需要进行机械旋转寻道的传统硬盘,遭遇在性能上几十倍甚至百倍领先的“速跑健将”SSD时 ,是否意味着必败呢?非也。其主要原因在于,高效的缓存机制和贴合硬盘工作方式的IO调度算法成为HDD的救命稻草。我们可以通过对比SPEC NFS前三甲的性能与延迟曲线看出一些端倪:

SSD NAS系统看上去很美
▲图一:SPECsfs2008_nfs.v3性能/延迟对比

  SPEC认证要求被测设备至少需测试出10个以上负载递增压力点下的性能,通过这些压力点的性能延迟变化曲线来综合评估产品的表现;此外,它也是一种压力测试,可以通过对系统不断加大压力来验证系统的整体稳定性。

  曲线体现的第一个要素是延迟的变化速率。平均延迟越低,说明系统处理速度越快,性能也就越优异。从延迟曲线我们不难看出,随着负载的增加,装载着HDD的华为赛门铁克N8500的延迟增长很缓慢,并逐步超越EMC系统取得了胜利。是什么原因让传统硬盘追赶上了SSD的步伐呢?原来,系统高效的缓存与调度机制创造了这样的奇迹!

  曲线体现的第二个要素是系统的瓶颈。随着测试负载的增加,系统IO处理的平均延迟会逐渐增大。当负载增加到一定程度,系统到达性能的瓶颈时,性能将不会继续增加,而同时延迟将会突然提升,在性能延迟曲线上呈现的就是一个拐点。性能延迟曲线越贴近主坐标轴、曲线越平滑,说明系统的性能越稳定,可继续向上拔高的潜力也越大。从上图的延迟曲线我们可以看出,装载HDD的NAS系统可以与装载SSD的NAS系统同样稳定。

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