SSD(Solid State Drive) 캐시 : Cache: 스토리지시스템성능향상 애플리케이션노트 버전 : 1.1 업데이트 : 2016년 12월 EonStor GS/GSe 지원정보추가요지 : 본애플리케이션노트는 Infortrend SSD(Solid State Drive) 캐시기술의핵심장점과상세한작동방법을소개하여독자들이 SSD 캐시를더잘이해하도록도와드립니다. SSD 캐시는 SSD의빠른속도와저지연성을활용하여빠른읽기성능을제공합니다. SSD 캐시의상세한요건도본문서에수록되어이기능과통합 SSD 웨어레벨링기술의실행을지원합니다. 통합 SSD 웨어레벨링기술은 SSD의제한된쓰기수명의영향을보다효율적이고효과적으로최소화하는기술입니다.
목차 목차 목차 2 서문... 3 SSD 캐시소개... 3 Infortrend SSD 캐시를사용하는이유... 3 Infortrend SSD 캐시... 5 Infortrend SSD 캐시의원리... 5 SSD 캐시의요건... 6 SANWatch를통하여 EonStor DS용 SSD 캐시를사용하는방법... 10 EonOne을통하여 EonStor GS용 SSD 캐시를사용하는방법... 12 SSD 웨어레벨링에관하여... 14 SSD 남은수명알림... 14 결론... 16 2 쪽 / 16 쪽
서문 서문 사업이빠르게발전하면서작업부하가많은애플리케이션의성능은기존의하드디스크드라이브 (HDD) 에의해제약을받는경우가많습니다. 하드디스크드라이브의스토리지용량이급격하게늘어났지만성능은그렇지못했습니다. 그러나온라인거래처리 (OLTP), 웹서버, 파일서버, 데이터베이스등읽기가많은작업부하의성능을높이는것은가능합니다. SSD의높은스루풋과저지연성을활용하여자주접근하는수요가많은데이터와중요한데이터에대하여빠른읽기성능을제공하는 Infortrend의 SSD 캐시기술을이용하면시스템성능을대폭향상시키고반응시간을단축시킬수있습니다. SSD 캐시소개 캐시는데이터에대한향후의요청이보다효율적으로처리되도록데이터를주명하게저장하는컴포넌트입니다. 캐시는스토리지, 특히읽기가많은애플리케이션에필수적입니다. 컨트롤러메모리캐시의용량이제한되어있기때문에 SSD 캐시는고속의 SSD를이용하여스토리지시스템의캐시풀용량을늘리고자주접근하는데이터를저장하는역할을합니다. SSD 캐시의용량이늘어나면핫데이터를 SSD 캐시에더많이저장하여데이터에대한향후의요청을보다효율적으로처리하고읽기성능을대폭향상시킬수있습니다. Infortrend SSD 캐시를사용하는이유 대부분의경우에애플리케이션의작업부하에쓰기보다읽기비율이높고소량의데이터를반복적으로읽는다면 SSD 캐시를사용할경우다음과같은장점이있습니다. 1. 읽기성능향상 SSD 캐시는작은랜덤읽기입출력을많이복사하여온라인거래처리 (OLTP), 데이터베이스등작업부하에서읽기가많은애플리케이션의입출력성능을높이는지능형알고리즘을활용합니다. SSD 캐시는이러한방식으로전체적인읽기성능을크게높일수있습니다. 예를들어 SSD 캐시가있는시스템은 SSD 캐시가없는동일한시스템과비교하여 OLTP 작업부하의경우 2.5배높은 IOPS 성능을제공할수있고지연도짧아집니다. 성능향상정도는애플리케이션의실제작업부하와사용자의접근행위에따라다를수있습니다. 2. 지능형펌웨어및관리알고리즘 지능형펌웨어는데이터접근행위를자동으로분석하여시퀀셜또는랜덤한읽기 / 쓰기입출력행위를인식합니다. 시퀀셜읽기또는쓰기데이터는 SSD 캐시풀에쓰지않고랜덤한읽기데이터만 SSD 캐시풀에저장하여 SSD를가장효율적으로사용합니다. 엄밀하게표현하면, 펌웨어는접근빈도가가장높은읽기데이터의사본을적절한때에컨트롤러메모리캐시에서 SSD 캐시풀로자동으로옮깁니다. 시스템이이후에같은읽기요청을받는다면핫데이터를 SSD 캐시풀에서읽게됩니다. Infortrend SSD 캐시는독자적인읽기알고리즘을이용하여 SSD로데이터를복사함으로써사이클듀티를최적화합니다. 이러한솔루션은읽기성능을향상시킬뿐아니라하드드라이브의읽기와쓰기를줄임으로써하드드라이브의수명을연장시킵니다. 3 쪽 / 16 쪽
서문 3. 단순하고직관적인 GUI 설계 SSD 캐시기능은 EonStor DS나 EonOne의경우직관적인 SANWatch와임베디드 RAIDWatch GUI로, EonStor GS/GSe의경우 Central EonOne GUI로완전히통합되어설치, 관리, 유지보수를간단하게할수있습니다. 사용자는 SSD 캐시풀상태를모니터하고각 SSD의남은수명을확인할수있습니다. 더자세한정보는다음장 SSD 웨어레벨링에관하여 를참조하십시오. SSD 캐시를위한 SANWatch GUI 디자인 SSD 캐시를위한 EonOne GUI 디자인 4 쪽 / 16 쪽
서문 EonOne Performance Quick Monitor는연결된 EonStor GS/GSe 기기의 SSD 캐시성공률을보여드립니다. 캐시성공률은주로백분율로표시됩니다. 요청된데이터가 SSD 캐시에서발견되면, 즉읽기캐시가성공하면데이터는디스크를전혀작동하지않고호스트로바로전송됩니다. 이렇게하여호스트까지의반응시간이빨라집니다. 읽기성공률이높다는것은읽기성능이뛰어나다는것을의미합니다. SSD 캐시성공률 Infortrend SSD 캐시 Infortrend SSD 캐시의원리 SSD 캐시가활성화되고업무용애플리케이션이한동안가동되고나면지능형펌웨어는통계데이터를기록하고접근빈도기록을컨트롤러메모리캐시에즉시업데이트합니다. 펌웨어는접근빈도기록을근거로자주접근하는작은크기의랜덤한데이터를적절한시간에시퀀셜쓰기입출력기법을이용하여자동으로컨트롤러메모리캐시에서 SSD 캐시풀로복사합니다. SSD에집중적으로데이터를쓰는것을피하여 SSD의수명을늘리는것입니다. SSD 캐시풀이호스트애플리케이션에서생성한핫데이터로가득차기전에구역블록을통하여 SSD로미리복사하는방법을사용함으로써읽기성능을향상시킵니다. 16KB 이하의데이터는읽은적이한번밖에없더라도 SSD 캐시풀로바로복사됩니다. 읽기데이터크기가 16KB를넘으면펌웨어는이를핫데이터 (2회이상읽은데이터 ) 로인식하고자주접근하는핫데이터로분류하여 SSD 캐시풀로캐시합니다. 이러한핫데이터는두벌의사본이있습니다. 한벌은 SSD 캐시에, 다른한벌은하드드라이브에저장됩니다. 기본적으로, 시스템이읽기요청을받으면관련데이터가컨트롤러메모리캐시에저장되어있는지확인합니다. 요청받은데이터가메모리캐시에저장되어있으면시스템은이데이터를직접호스트에보냅니다. 반면, 요청받은데이터가컨트롤러메모리캐시에캐시되어있지않으면시스템은 SSD 캐시풀을확인합니다. 요청받은데이터가실시간 5 쪽 / 16 쪽
Infortrend SSD 캐시 접근빈도기록을근거로 SSD 캐시풀에복사되었으면, 스토리지는 SSD 캐시풀에서데이터를직접읽어호스트로보냅니다. 데이터가 SSD 캐시풀에복사되지않았으면, 이보다느린기기에서요청받은데이터에접근합니다. 따라서캐시의성공률이높아지면 SSD 캐시는더많은요청을처리할수있게되고전체성능과평균반응시간이향상됩니다. 캐시성공 호스트읽기요청 호스트로데이터전송 시스템이 SSD 캐시풀에서데이터읽음시스템이하드디스크에서데이터읽음 SSD 캐시의원리 캐시성공하지못함 SSD 캐시의요건 1. 펌웨어및 SANWatch 의요건 EonStor DS 제품군 버전 펌웨어 512F12 이상 SANWatch 3.0.h.14 이상 EonStor GS/GSe 제품군 버전 펌웨어 모두가능 EonOne / Central EonOne 모두가능 펌웨어및 GUI 가지원되는버전 6 쪽 / 16 쪽
Infortrend SSD 캐시 2. SSD 캐시라이선스 SSD 캐시는라이선스에의하여제공되는기능입니다. Infortrend 는 30 일평가라이선스도제공합니다. EonStor GS/GSe 라이선스정보 3. 컨트롤러메모리캐시용량대최대 SSD 캐시풀용량 SSD 캐시가활성화되면컨트롤러메모리캐시는일정비율의공간을접근빈도기록을저장하는데사용하며, 최대 SSD 캐시풀크기는컨트롤러메모리캐시의접근빈도기록의용량에따라결정됩니다. 7 쪽 / 16 쪽
Infortrend SSD 캐시 DRAM 2GB 4GB 8GB 16GB 32GB 64GB 128GB 256GB 최대 SSD 캐시풀크기 150GB 400GB 800GB 1,600GB 3,200GB 6,400GB 6,400GB 6,400GB 최대 SSD 캐시풀을위하여지원되는 EonStor DS DIMM 용량참조표 DRAM 8GB 16GB 32GB 64GB 128GB 256GB 최대 SSD 캐시풀크기 400GB 600GB 1,000GB 1,600GB 3,200GB 3,200GB 최대 SSD 캐시풀을위하여지원되는 EonStor GS DIMM 용량참조표 컨트롤러메모리캐시는 SSD보다경제적입니다. 또한쓰기캐시는컨트롤러메모리캐시에도저장할수있습니다. 따라서우리는사용자들에게컨트롤러메모리캐시를최대용량으로업그레이드하고캐시풀을위해적합한 SSD를구입하여 ( 필요와예산에따라 ) 전체적인성능을최대화하도록권해드립니다. 4. 컨트롤러리셋 (EonStor DS에한함 ) 8 쪽 / 16 쪽
Infortrend SSD 캐시 SSD 캐시기능을활성화하는마지막단계는컨트롤러를리셋하는것입니다. 컨트롤러메모리캐시의초기값은접근빈도기록을저장할공간을전혀배정하지않는것입니다. 따라서컨트롤러를리셋하여접근빈도기록을저장할적절한공간을컨트롤러메모리캐시에배정해야합니다. 컨트롤러를초기리셋하고 SSD 캐시기능을활성화하고나면관리는쉽습니다. SSD 캐시풀에 SSD를추가또는제거할때시스템을리셋하거나다시시작할필요가없습니다. 이는 SANWatch/Embedded RAIDWatch를통하여직관적인 GUI에서할수있습니다. EonStor DS 컨트롤러는초기리셋이필요 5. SSD 요건현재컨트롤러하나가 SSD 4개까지지원할수있습니다. SSD 캐시기능을이용하고자하면사용하는특정 SSD 모델이 Infortrend 인증업체명단 (QVL) 에있는지확인하십시오. 명단에있는 SSD 제품만을본문서에설명된대로성능향상을위해사용할수있습니다. 9 쪽 / 16 쪽
SANWatch 를통하여 EonStor DS 용 SSD 캐시를사용하는방법 SANWatch 를통하여 EonStor DS 용 SSD 캐시를사용하는방법 1. SSD 캐시라이선스를구입하여적용했으면 SSD 캐시풀을클릭하고 Add Disk 를클릭합니다. 2. SSD 를선택하여 SSD 캐시풀에추가한다음준비되면 OK 를클릭합니다. 10 쪽 / 16 쪽
SANWatch 를통하여 EonStor DS 용 SSD 캐시를사용하는방법 3. 캐시를사용하기위해컨트롤러를리셋하도록요청하는창이나타납니다. 4. 리셋하고나면 SSD 캐시풀상태가 Enable 로된것을확인할수있습니다. 사용자는풀에서 SSD 를추가 하거나제거할수있고, 컨트롤러를리셋하지않고 SSD 캐시기능을비활성화할수도있습니다. 또한사용자 는 SSD 캐시풀상태페이지에서각 SSD 의남은수명을백분율로확인할수있습니다. 11 쪽 / 16 쪽
EonOne 을통하여 EonStor GS 용 SSD 캐시를사용하는방법 EonOne 을통하여 EonStor GS 용 SSD 캐 시를사용하는방법 1. SSD 캐시라이선스를구입하여적용했으면 Settings Storage SSD Cache 로갑니다. 2. 스위치바를클릭하여 SSD 캐시기능을활성화 / 비활성화합니다. 12 쪽 / 16 쪽
EonOne 을통하여 EonStor GS 용 SSD 캐시를사용하는방법 3. 이전에 SSD 를 SSD 캐시풀에추가한적이없으면새로운 SSD 디스크를 SSD 캐시풀에추가하도록시스템 이요청할것입니다. 설치된 SSD 의목록과 SSD 캐시풀정보를볼수있습니다. SSD 를더추가하려면 Add disk 버튼을클릭합니다. 13 쪽 / 16 쪽
SSD 웨어레벨링에관하여 슬롯에있는 SSD 의정보를보려면슬롯에대한링크를클릭합니다. SSD 웨어레벨링에관하여 HDD와달리 SSD 기술의전반적인쓰기성능은내구성에의해제한을받습니다. 즉, SSD는한정된수의쓰기만을지원합니다. 사용자가 SSD의남은수명을쉽게모니터하고계획을하도록돕기위해서 Infortrend 스토리지솔루션은 SSD 제조업체가제공한출고시의내구성특성을이해하기쉽게보여주고, SSD의제한된쓰기수명이사용자에게미치는영향을최소화하는직관적인 GUI 디자인을제공합니다. NAND 플래시에적용된웨어레벨링 (wear leveling) 은사용을여러블록에분산시켜서 SSD의수명을연장시키기위해 SSD 제조업체가개발한기술입니다. NAND 플래시메모리는일상적인업무용애플리케이션에서흔히발생하는반복적인쓰기와읽기로인한마모에취약합니다. 웨어레벨링은같은블록에계속해서쓰기와지우기가이루어지는것을방지하기위하여 SSD의논리적블록을다른페이지로계속재배정함으로써마모를각블록에고르게배분합니다. 이렇게하여전체적인내구성과읽기 / 쓰기수명을향상시키게됩니다. SSD 남은수명알림 사용자는 SSD 의남은수명에대한임계값을정할수있습니다. 이임계값에이르면시스템은사용자에게알려서데 이터복제, 이전, SSD 교체등의조치를취할수있도록합니다. 임계값은비활성화 14 쪽 / 16 쪽
SSD 남은수명알림 /5%/10%/20%/25%/30%/35%/40%/45%/50% 로설정할수있고기본값은 10% 입니다. 사용자는 SSD 의남 은수명이사용자가정한임계값에이르면알림을받게되고, 이러한알림역시기록됩니다. EonStor DS 용 SANWatch : System Settings Drive Side SSD Remaining life NOtification 으로갑니다. 사용자가정한 SSD 남은수명알림임계값 15 쪽 / 16 쪽
결론 EonStor GS 용 -side 로갑니다. 사용자가정한 SSD 남은수명알림임계값 결론 Infortrend SSD 캐시는읽기가많은애플리케이션의읽기성능을대폭향상시키고지연을크게줄이며대량의캐시풀을지원하는지능형솔루션입니다. Infortrend의직관적인 GUI를통하여설치, 관리, 유지보수를간단하게할수있습니다. 읽기작업이많고소규모읽기동작이반복적으로발생하는시스템애플리케이션작업부하가있는용도에적극추천합니다. SSD가수명한계에이르면사용자에게알려주는모니터링기능이있어서사용자는 SSD의한계에대비하면서 SSD 의장점을효과적으로활용할수있고, 데이터복제, 이전, SSD 교체등을통하여자신의소중한데이터가언제나잘보호되고있다고확신할수있습니다. 16 쪽 / 16 쪽