存储

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michelangelus——Fotolia

并行性可以提高存储多元宇宙中的工作负载性能

如果一种维度压缩的存储介质成为现实,那么所有的数据都可以永久存储。在此之前,并行性如何改善工作负载性能仍然是难以捉摸的。

如果你不是当代科幻小说或理论量子物理学的爱好者,你可能不熟悉这个术语多元宇宙.但如果你的工作需要存储电子数据,你可能应该钻研这个概念。

一个多重宇宙理论假设存在无限多个平行宇宙,也就是说,宇宙与我们自己的宇宙平行存在。一个平行宇宙可能与我们已知的宇宙有一个交替的时间轴(例如,一个历史事件没有发生或有不同的结果)。或者它可能有一套完全不同的物理定律(例如,重力可能不适用)。或者它可能存在于与我们所感知的东西正交的平面上(因此斯波克先生可能有情绪和山羊胡子)。

如果我们能驾驭多元宇宙物理学,那么维度压缩或"平坦空间技术将成为可能。维度压缩假设多元宇宙中的“气泡”,整个宇宙都可以在其中存储。有了它,我们就可以创造一个容量几乎无限的存储设备——就像一个装着整个星系的小玩意黑衣人,或者2006年科幻动作喜剧片里的腕带,紫外线这位英雄用来储存数量惊人的武器和弹药。

从本质上讲,多维压缩存储介质可以永久存储所有数据。

从本质上讲,多维压缩存储介质可以永久存储所有数据。不幸的是,在去年的存储会议上,我没有看到关于这个主题的会议。虽然不像并行宇宙理论那样令人难以置信,但关于如何利用并行来提高工作负载性能的讨论——尤其是工作负载虚拟化管理程序下--事实上正在发生。然而,它们至少同样令人困惑和恼火。

储存:无罪

许多虚拟计算的消费者毫无疑问地接受了管理程序供应商的说法,即缓慢的存储是导致虚拟机(VM)工作负载性能变慢的原因。他们声称,在使用总线扩展电缆和交换机(如san、NAS、共享阵列)的可共享拓扑中配置的共享机电存储设备(如hdd)的I/O性能正在创建I/O路径中的阻塞点. 这会导致延迟和“背压”,使虚拟机缓慢爬行。

对缓慢的VM系统进行简单检查通常会显示I/O队列“浅”或不存在。

想象一下堵塞的浴室水槽。如此多的I/ o排队等待被写入,无论是由于存储设备速度慢还是总线连接速度慢,产生的结果相当于头发和肥皂渣阻塞了下水道的水流。因此,水槽会后退,您需要停止工作流程(剃须、清洗等等),直到堵塞被清除。

解决I / O队列在美国,管理程序供应商建议将共享存储替换为内部或直接连接的存储,他们现在选择将其称为融合或超融合存储,因为这听起来很酷。当然,闪存供应商也加入了这一潮流,建议我们利用这个机会用基于硅的非易失性闪存取代所有老化的机电存储器。

“做这些事情,你的VM性能问题就会得到解决,”宣传员承诺道。只是这个诊断与我们这个特殊宇宙的现实和预算不符。

罪魁祸首是……

对慢速VM系统的简单检查通常会显示I/O队列“浅”或不存在。简言之,I/O并没有排队等待写入存储。鉴于这一事实,很明显,无论是存储互连(电缆和交换机)还是共享存储平台(SAN、NAS等),都不能合理地将其视为系统延迟的来源。

您还会发现系统CPU以高于正常的速率循环——“运行热”。这通常反映了CPU上原始I/O处理的一些障碍,例如顺序I/O处理。工作负载性能产生I/O,但芯片无法足够快地将其卸载到I/O总线上。因此,在现实中,它的多核芯片使得顺序I/O处理问题更加突出。

南北问题——而不是仅仅作为一个单个工作负载的速度有多快可以处理其I / O总线——多核芯片上增加了一个东西方的问题:几个相邻的顺序I / O处理功能运行在多个逻辑核心,必须由一个单一的顺序I / O处理器在CPU上。

平行的观点

谢天谢地,平面空间技术并不需要用工作负载性能来解决这个问题。相反,我们需要把顺序的东西变成并行的,这样来自多核芯片中相邻逻辑核的大量顺序I/ o就可以高效地放到总线上。然而,这有一个问题:在存储多元宇宙中,并行对不同的供应商意味着不同的东西。

ioFABRIC例如,并行性指的是一种存储设计,旨在通过简单地将操作分散到多个目标(例如多个磁盘或闪存驱动器)来减轻延迟并扩展工作负载性能。这样可以更有效地使用资源。据ioFABRIC称,其软件使用其并行化策略从每个芯片核心提供高达250000 IOPS的IOPS。

但是,低延迟和更快的VM性能的好处并没有像理论上阐述的那么多。

对于非易失性内存表达(NVMe)的人来说,他们希望每个人都采用他们在PCIe总线上部署闪存的策略,并行是指从CPU使用许多——多达64000条——并行路径,以加快I/O传递到每个闪存芯片的速度。这将使从CPU到NVMe存储的数据传输速度比作为SAS/SATA磁盘模拟挂载到闪存的写入速度快得多。但是,低延迟和更快的VM性能的好处并没有像理论上阐述的那么多。

然后是自适应并行I/O技术在2016年的存储性能委员会基准测试中,该系统提供了超过500万IOPS,响应时间为0.28毫秒。它的技术与多核芯片本身的空闲或未使用的逻辑核一起工作,使用它们创建一个“并行I/O处理引擎”,以非常灵活的方式为所有其他逻辑核的南北/东西输出提供服务。

这些并行技术是相互排斥的,还是可以结合使用来获得最高的吞吐量顺序和最低的可能的延迟?也许在多元宇宙的另一部分,这种可能性已经被充分地探索过了。

第5条,共7条

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