EMC VFCache
Cache flash do servidor para obter maior desempenho,
inteligência e proteção de dados essenciais
FUNDAMENTOS
• Reduz a latência e aumenta o throughput
para melhorar drasticamente o
desempenho do aplicativo
• Leva a tecnologia EMC FAST ao servidor
para propiciar mais inteligência
• Oferece desempenho com proteção
aproveitando serviços de dados de
back‑end fornecidos pelo armazenamento
em rede da EMC
As organizações de TI enfrentam um desafio no desempenho dos aplicativos causado por
um desequilíbrio entre a potência de processamento dos servidores e o tempo de acesso
dos discos de armazenamento. A potência de processamento do servidor continua a progredir,
duplicando a cada 18 meses, mas o throughput do drive de disco permanece o mesmo.
Isso gera um gargalo na pilha de I/O no qual o servidor e o aplicativo têm capacidade
de processar mais I/O do que os drives de disco podem oferecer. Isso é conhecido como
"intervalo de I/O". Os flash drives no array ajudaram a fechar essa lacuna fornecendo
um desempenho impressionantemente melhor. Agora, a tecnologia PCIe Flash baseada
em servidor está acelerando ainda mais o desempenho de I/O nos flash drives.
O EMC VFCache™ é uma solução de cache flash para servidor que reduz a latência e aumenta
o throughput para melhorar drasticamente o desempenho de aplicativos com o aproveitamento
do software inteligente e da tecnologia PCIe Flash. O VFCache acelera as leituras e protege
os dados usando um cache de write-through para o armazenamento em rede a fim de
fornecer alta disponibilidade e recuperação de desastres persistentes. Combinado com
o software EMC FAST (Fully Automated Storage Tiering, armazenamento com classificação
totalmente automatizada por níveis) baseado em arrays, o VFCache cria o caminho de I/O
mais eficiente e inteligente do aplicativo ao datastore. O resultado é uma infraestrutura em
rede otimizada dinamicamente para o desempenho, a inteligência e a proteção de ambientes
físicos e virtuais.
DESEMPENHO POTENCIALIZADO DE APLICATIVOS
O VFCache acelera as leituras de I/O em bloco para acelerar os aplicativos que exigem
as operações de IOPS (I/O por segundo) mais rápidas e/ou o menor tempo de resposta.
O software usa uma placa PCIe como cache dos dados consultados com mais frequência,
reduzindo o tempo de acesso do armazenamento e, ao mesmo tempo, liberando o
processamento de I/O do storage array. Situado no servidor, no barramento PCIe, o VFCache
ignora a carga adicional do acesso ao armazenamento em rede, reduzindo o tempo de
resposta de milissegundos para microssegundos. O VFCache coloca os dados na pilha de
I/O do servidor, mais perto do aplicativo, para melhorar drasticamente o desempenho. Com
melhoria de mais de 300% no throughput e reduções de até 50% na latência, o VFCache leva o
desempenho do aplicativo a um nível totalmente novo, dando a ele o aumento de que precisa.
O VFCache é otimizado para aplicativos da Web, bancos de dados OLTP (Online Transaction
Processing, processamento de transações on-line), CRM (Customer Relationship Management,
gerenciamento do relacionamento com clientes) e ERP (Enterprise Resource Planning,
planejamento de recursos corporativos), aplicativos de e-mail e outras cargas de trabalho com
uso intenso de leitura com um pequeno conjunto de trabalho. O VFCache foi projetado para
minimizar a sobrecarga da CPU no servidor liberando as operações de gerenciamento de flash
da CPU do host para a placa PCIe. Além disso, o VFCache libera boa parte do tráfego de leitura
do storage array, permitindo que ele aloque mais capacidade de processamento a outros
aplicativos. Embora um aplicativo seja acelerado com o VFCache, o desempenho do array para
os outros aplicativos é mantido ou mesmo ligeiramente aprimorado. Uma vez que o VFCache é
D ATA S H E E T
instalado em mais servidores no ambiente, o resultado é um modelo de processamento de I/O
altamente dimensionável. O ambiente como um todo (o que inclui os servidores e o sistema
de armazenamento) é capaz de processar cada vez mais IOPS.
O VFCache fornece controle total e flexível sobre o escopo e a granularidade na qual ele
pode ser habilitado. Em ambientes físicos, os usuários podem habilitar ou desabilitar
o VFCache no nível do volume de origem ou no nível da LUN. Em ambientes virtuais,
a capacidade do VFCache é fornecida a uma máquina virtual individual. A capacidade
de cache alocada dentro da máquina virtual é então configurada no nível do disco virtual.
Especificação
Software
Microsoft
EMC VFCache
Físico e virtual
Windows: 2008 (x86_64), 2008 R2 (x86_64), 2008 R2 SP1
(x86_64)
Sistemas operacionais
Linux: RHEL 5.6 (x86_64), RHEL 5.7 (x86_64)
Hardware
VMware: vSphere 4.1 e 5.0
Fator-forma
Meia-altura, meio-comprimento
Interface de barramento
PCIe Gen2, 8
Tecnologia NAND
SLC de 34 nm
Capacidade
300 GB
Leitura aleatória
de 4.000
Gravação aleatória
de 4.000
Leitura sequencial
de 128.000
Gravação sequencial
de 128.000
IOPS de 715.000
IOPS de 91.000
3,2 GB/s
0,8 GB/s
Latência
41 µs
Alimentação
25 W
INTELIGÊNCIA DE CACHE AUTOMATIZADA
O VFCache oferece, de maneira inteligente, solicitações de leitura direto da memória cache.
A otimização de armazenamento em cache no VFCache adapta-se automaticamente a cargas
de trabalho dinâmicas determinando quais dados são acessados com mais frequência e
promovendo-os no cache flash do servidor. O VFCache é totalmente neutro em relação à
infraestrutura. Situado entre o storage array e o aplicativo, ele não exige nenhuma alteração
em nenhum dos dois. Ele é transparente para o armazenamento, o aplicativo e o usuário.
Quando a placa do VFCache tiver sido instalada, nenhuma intervenção do usuário será
necessária para os benefícios ao desempenho começarem a aparecer.
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A abordagem de arquitetura da EMC é aproveitar a tecnologia certa para colocar os dados
certos no lugar certo na hora e com os custos certos. Para conseguir isso, a EMC desenvolveu
o software baseado em array FAST, que automatiza a movimentação e o posicionamento
dos dados nos recursos de armazenamento conforme as necessidades mudam ao longo
do tempo, otimizando os aplicativos e reduzindo os custos. O VFCache estende o FAST para
o servidor, adicionando outra camada de inteligência e desempenho à pilha de I/O. Quando
combinado com o FAST, o VFCache cria o caminho de I/O mais eficiente e inteligente desde
o aplicativo até o datastore. Com ambas as tecnologias, a EMC oferece uma solução completa
de classificação por níveis para otimizar a capacidade e o desempenho de aplicativos, do
servidor ao armazenamento. Como resultado da inteligência do VFCache, uma cópia dos dados
mais dinâmicos reside automaticamente no servidor para permitir a máxima velocidade.
Conforme os dados vão, aos poucos, ficando desatualizados e inativos, eles são automaticamente
movidos para o nível adequado do storage array — do cache para os Flash drives, destes para
os drives Fibre Channel/SAS e destes para os drives SATA/nearline SAS, ao longo do tempo.
Conjunto de dados
À medida que os dados vão ficando inativos e envelhecem,
são aplicadas diferentes tecnologias
"Dinâmicos" — alta atividade
Atividade dos dados
PCIe Flash
DESEMPENHO
SSD
OTIMIZADO
Hierarquia de
armazenamento
dinâmico diferenciada
na densidade de
acesso (IOPS/GB)
FC/SAS
SATA /
NL-SAS
"Estáticos" — baixa atividade
Envelhecimento dos dados
PROTEÇÃO TOTAL
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Enquanto acelera o desempenho, o VFCache simultaneamente oferece proteção de nível
corporativo dos dados de aplicativos essenciais. Os dados no cache são simplesmente uma
cópia dos dados já armazenados no array, enquanto a cópia master é mantida pelos serviços
avançados de dados que apenas o armazenamento em rede confiável da EMC fornece,
abrangendo alta disponibilidade, integridade completa, confiabilidade e recuperação de
desastres. O VFCache aproveita um algoritmo de write-through que garante que os dados
recém-gravados permaneçam no storage array em rede, como EMC Symmetrix® séries VMAX™
e VNX®. Se um servidor falhar, os dados permanecerão protegidos e acessíveis no array.
O VFCache inclui uma opção de software única que permite aos usuários dividir a placa PCIe
entre armazenamento em cache e DAS (Direct Attach Storage, armazenamento conectado
diretamente). Isso fornece flexibilidade para os usuários usarem simultaneamente a placa
como um dispositivo de armazenamento em cache para dados essenciais e como um
dispositivo de armazenamento de leitura/gravação para dados temporários. Os usuários
podem otimizar totalmente suas cargas de trabalho ajustando o armazenamento em cache
ou DAS sem precisar alterar a implementação da placa. Com esse recurso, as operações de
leitura e gravação do aplicativo para o DAS são realizadas diretamente no recurso de PCIe
Flash do servidor. Uma vez que a parte DAS não persiste para nenhum storage array, ela é
mais adequada apenas para dados efêmeros, como espaço de swap do sistema operacional
e espaço de arquivo temporário.
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realizar todos os processos de instalação, manutenção e upgrade. O EMC Global Services
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Delivery, prestação de serviços virtuais) e suporte técnico remoto em todo o mundo para
o VFCache, 24h x 365d.
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