BOLETIM INFORMATIVO
Revelando o poder do flash com o VNX de última geração
habilitado por MCx
Oferecido por: EMC
Laura DuBois
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Agosto de 2013
RESUMO EXECUTIVO
O crescimento contínuo dos dados combinado com uma nova geração de CPUs multicore criou novas demandas sobre sistemas de armazenamento para lidar com um
número incomparável de cargas de processamento. Os HDDs (Hard Disk Drives,
drives de disco rígido) se tornaram muito mais densos e são capazes de lidar com
maior capacidade, mas a velocidade rotacional de HDDs mecânicos não vai além dos
15.000 RPM desde 2001, e é provável que não haja aumentos, o que cria um gargalo
em termos de desempenho computacional. À medida que as empresas vão fazendo a
mudança em direção a datacenters totalmente (100%) virtualizados, os sistemas de
armazenamento atualmente escolhidos devem poder gerenciar centenas, até mesmo
milhares, de VMs (Virtual Machines, máquinas virtuais) e cargas de processamento
mistas, além de dar suporte aos negócios, não somente no presente, mas também no
futuro.
A mídia flash promete fechar a lacuna de desempenho entre a computação e o
armazenamento e liberar o armazenamento de ser o gargalo de I/O dentro de ambientes
de TI. Entretanto, a mudança tectônica no desempenho de I/O de armazenamento, que
é possível com o flash, requer a capacidade de processamento de CPUs multi-core. Os
desenvolvedores de sistemas de armazenamento devem reprojetar seus sistemas para
revelar o poder da mídia flash e utilizar completamente os processadores multi-core.
Fornecedores como a EMC estão assumindo essa liderança, pois possibilitam que seus
clientes obtenham os benefícios completos de desempenho alcançados com o flash.
Soluções como os sistemas de última geração VNX com MCx (otimização multi-core)
fornecem produtos de software e hardware com habilitação multi-core que são
otimizados para proporcionar mais desempenho do que nunca. O MCx é o novo
software VNX que distribui igualmente todos os serviços de dados do VNX em todos os
núcleos de um sistema. O MCx garante que os processos de gerenciamento de cache e
de RAID de back-end obtenham o máximo proveito de CPUs multi-core e permite que o
software de processamento de back-end e cache seja dimensionado linearmente para
proporcionar uma relação ideal de preço e desempenho.
Por que as empresas devem considerar a mudança de HDDs para mídia de mais alto
desempenho e a adoção da tecnologia MCx para gerenciar a maior intensidade de I/O?
 Mais desempenho. Por natureza, os SSDs podem alcançar vários gigabytes por
segundo de taxa de transferência de dados aleatórios e oferecer um desempenho
de IOPS muito alto. Por exemplo, um SSD único pode fornecer mais de 10.000
IOPS — um aprimoramento de 40 a 200x no desempenho de 50 a 250 IOPS em
HDDs. O MCx aumenta significativamente a capacidade de resposta de aplicativos
essenciais ao desempenho, fornecendo um desempenho até 4x melhor, conforme
avaliado pelo número de VMs, número de transações, e IOPS agregadas de
arquivos.
 Maior eficiência. Uma pesquisa da IDC descobriu que, em média, as empresas
que utilizavam o equilíbrio certo de SSDs e HDDs conseguiram reduzir o número
total de drives em até 66%, ao mesmo tempo que forneciam mais transações
(IOPS) do que um ambiente de configuração semelhante com mídia de
armazenamento tradicional baseada em HDD. Isso se converte em economia de
espaço e redução de custos com instalações. O MCx, juntamente com os recursos
de eficiência do VNX como o FAST (Fully Automated Storage Tiering,
armazenamento com classificação totalmente automatizada por níveis) e a
desduplicação em blocos fixos, reduz a necessidade de superprovisionamento de
plataformas e os custos pelo fornecimento de eficiência otimizada em plataformas.
 Novas medidas. A medida histórica de custo por gigabyte (US$/GB) é um fator
decisivo em muitas vendas de sistemas. No entanto, a IDC acredita que a
medida de custo por desempenho, como custo por IOP (US$/IOP) e custo por
carga de processamento (US$/carga de processamento), é mais apropriada,
especialmente para ambientes vulneráveis ao desempenho e quando as
empresas precisam unir receita a aplicativos específicos.
NESSE BOLETIM INFORMATIVO
Nesse boletim informativo, a IDC examina a evolução das controladoras de
armazenamento, de controladoras tradicionais de HDD para controladoras de "arrays
híbridos" (ou seja, storage arrays tradicionais que podem acomodar flash drives)
capazes de otimizar mídia flash e CPUs multi-core. A EMC fornece um estudo de
caso excelente, já que está na liderança dessa evolução:
 A EMC está entre os líderes de mercado na inovação de flash e adotou cedo as
tecnologias flash.
 A EMC estava entre os primeiros fornecedores que ofereciam opções de flash
drive totalmente confiáveis e verificadas para sistemas de armazenamento,
especificamente com o FAST, para ajudar as empresas a otimizar a capacidade,
o desempenho e seus investimentos gerais em armazenamento.
 A EMC via fornecedores de armazenamento tentarem fazer upgrade de produtos
de hardware internos na esperança de aliviar os problemas de gargalo e
saturação do desempenho com SSDs e percebeu que essa não era a melhor
abordagem. O fator limitante não era o hardware; era a arquitetura da
controladora de armazenamento e o software, que não foram desenvolvidos de
modo ideal para utilizar flash drives e novos processadores multi-core.
 Agora, a EMC reprojetou o centro do VNX Operating Environment e o substituiu
pelo MCx para desvendar o poder completo das CPUs multi-core e do flash.
INTRODUÇÃO E HISTÓRI CO DE MERCADO
No mercado atual, as empresas estão exigindo maior desempenho de
armazenamento para seus conjuntos de dados ativos de modo a acelerar aplicativos
atuais e fornecer uma base para seus aplicativos de última geração da 3ª plataforma
(por exemplo, sociais, móveis, nuvem e big data). Os HDDs tradicionais forneceram
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desempenho e capacidade de armazenamento suficiente até este momento. Porém,
o flash ultrapassou o HDD no fornecimento de uma solução econômica para alto
desempenho de armazenamento, quando o custo/IOP é levado em conta.
Demandas por maior desempenho e aspectos econômicos do flash estão
abastecendo o crescimento de flash drives, como a IDC prevê que o segmento com
uso intenso de I/O (SSD e flash) está crescendo mais rápido em termos de
capacidade em um CAGR de 74,3% até 2017. A demanda de mercado por
desempenho com flash, conforme previsto pela IDC no segmento com uso intenso
de I/O, começará a pressionar as arquiteturas de armazenamento desenvolvidas
para HDDs otimizados por desempenho e capacidade.
A necessidade de mudança
A velocidade rotacional de HDDs chegou a um máximo de 15.000 RPM e permanece
estável, sem aumentos previstos nas rotações por minuto, por causa das claras
limitações físicas de mídia mecânica. O VNX proporcionou ganhos de desempenho
sem dificuldades em arrays legados, não somente por meio de maiores números de
eixos de HDD e aprimoramentos paralelos na velocidade do relógio da CPU Intel,
mas também com uma 1ª estratégia do FLASH que usou flash drives para o FAST e
o cache dinâmico de leitura/gravação. Com o FAST no VNX, os possíveis ganhos de
IOPS poderiam ser muito maiores (de centenas de milhares a milhões).
Entretanto, a velocidade do relógio da CPU Intel não estava aumentando no mesmo
ritmo. A análise das velocidades dos relógios das CPUs Intel Xeon lançadas de 2007
até 2013 revelou um aumento de apenas 6,9% na velocidade máxima, que chegou a
um pico em 2012 (veja a Figura 1).
FIGURA 1
Introdução da velocidade da CPU Intel de 2007 a 2013
Fonte: Intel, 2013
Como os aprimoramentos na velocidade do relógio da CPU diminuíram
gradativamente, a Intel mudou do foco em velocidades de relógio muito mais rápidas
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para o fornecimento de mais núcleos de processador no mesmo chip. Por meio de
inúmeros testes, a EMC concluiu que, para desenvolver um sistema VNX capaz de
fornecer 1 milhão de IOPS, ela precisava desenvolver a arquitetura do VNX para
além das barreiras de velocidade do relógio da CPU e distribuir cargas de
processamento em CPUs e núcleos de CPU, assim, criando o VNX de última
geração com MCx.
MCx: o VNX no centro da otimização multi-core
Uma abordagem híbrida é uma boa etapa inicial para utilizar o poder dos SSDs.
Entretanto, um sistema de armazenamento tradicional pode adicionar apenas um
número pequeno de SSDs antes que a mídia de alto desempenho sature as
controladoras de armazenamento internas e o back-end de I/O. A saturação precoce
do sistema de armazenamento resulta em uma configuração que não se
redimensiona e leva à compra em excesso de desempenho de SSD que não será
totalmente utilizado, o que leva a maior custo/IOP e custo/carga de processamento.
Para que o poder do flash seja totalmente alcançado, o software do sistema de
armazenamento deve ser capaz de utilizar mais de uma CPU ou um núcleo de CPU
em qualquer determinado serviço. A transição de uma arquitetura estática, que era
vinculada à velocidade de relógio da CPU, para a utilização dinâmica de núcleos por
meio da distribuição uniforme do trabalho entre CPUs e núcleos exigiu uma mudança
fundamental no centro do VNX Operating Environment (veja a Figura 2). A imensidão
dessa mudança é parecida com a realização de uma mudança em um kernel de
sistema operacional, que é complexo e afetará toda operação de serviço no sistema.
FIGURA 2
Utilização de CPU multi-core do VNX
Fonte: EMC, 2013
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Um dos principais motivos, pelos quais as empresas adquirem o VNX da EMC, é a
longa tradição de confiabilidade e anos de testes. Portanto, todas as alterações no
centro do sistema devem ser levadas a sério; é por isso que a EMC dedicou anos de
desenvolvimento e testes para implementar uma distribuição multi-core de seus
serviços de dados centrais (MCx).
Resultados de desempenho
O VNX de última geração com MCx significa que a EMC pode fornecer uma série de
médio porte com o desempenho de um array totalmente flash e a eficiência da
classificação por níveis:
 A capacidade de expansão modular dos modelos do VNX pode dar conta da
crescente adoção por clientes de infraestruturas virtualizadas e ambientes de
computação em nuvem.
 O reprojeto da família VNX possibilita obter melhor vantagem da baixa latência
de flash e fornecer serviços de dados altamente otimizados.
 Esse reprojeto também permite o gerenciamento mais eficiente de capacidade
com SSD hierárquico e armazenamento de HDD para proporcionar uma elevada
experiência ao cliente.
O aprimoramento do desempenho do novo VNX em comparação com o VNX da
geração anterior demonstra as vantagens de um projeto com otimização multi-core:
aumento de 400% no desempenho de armazenamento máximo de IOPS e melhora
de 70% nos tempos de resposta (veja a Figura 3).
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FIGURA 3
Comparação de desempenho do VNX
Fonte: EMC, 2013
A EMC desenvolveu o MCx especificamente para beneficiar-se de CPUs multi-core,
e isso permite aos sistemas de última geração VNX fornecer vantagens superiores
de ROI (Return On Investment, retorno sobre o investimento). No exemplo mostrado
(veja a Figura 4), um array que não tem a otimização do processamento multi-core e
não tem os recursos de eficiência do VNX com classificação automática por níveis
precisaria de 3x mais espaço físico e 4x mais drives para atingir a mesma
capacidade utilizável.
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FIGURA 4
Comparação de configuração do VNX com MCx
Fonte: EMC, 2013
No geral, pode-se esperar que a série VNX de última geração com MCx forneça um
desempenho significativamente maior do que os sistemas VNX anteriores, quando
configurados com os mesmos custos e capacidade. No próprio comparativo de
desempenho da EMC, um sistema totalmente configurado demonstrou fornecer mais
de 1 milhão de IOPS e acomodar até 8.000 servidores virtuais. Esse nível de
desempenho/capacidade/flexibilidade de custo, combinado com formidável
capacidade de expansão, faz com que a nova série VNX mereça a consideração de
empresas de todos os portes em todos os setores.
P ANORAM A DO FUTURO
A otimização do VNX para revelar o desempenho do flash e o fornecimento da
plataforma para a futura expansão tecnológica foi crucial para a EMC. A capacidade
de distribuição uniforme do VNX com MCx para cargas de processamento internas
de serviço em núcleos e CPUs de controladora de armazenamento proporciona
acesso a ciclos de processamento previamente isolados para serviços que precisam
de mais capacidade do que uma única CPU. Com acesso a mais ciclos potenciais de
computação no VNX, os departamentos de TI possivelmente terão a capacidade de,
futuramente, executar mais aplicativos diretamente no próprio VNX.
A IDC está observando tendências em locais em que os departamentos de TI
querem aproximar mais o armazenamento e a computação dentro de datacenters
corporativos. O VNX de última geração com MCx da EMC deve ser capaz de
fornecer a plataforma para a futura convergência de computação e armazenamento.
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DES AFIOS E OPORTUNID ADES
P AR A A EMC
Um dos maiores desafios da EMC será mostrar às empresas como o MCx pode
fornecer os ganhos prometidos de desempenho e, ao mesmo tempo, a estabilidade
dos sistemas, com a qual as empresas cresceram acostumadas com o VNX original.
Essa grande mudança no centro da arquitetura pode preocupar algumas empresas.
Porém, esse nível de mudança controlada e planejada é inevitável, já que evoluções
de arquitetura são necessárias para a exploração completa de novas tecnologias
relacionadas a desempenho, como flash drives e processadores multi-core. Isso cria
uma oportunidade única para os clientes do VNX que precisam de maior
desempenho para comportar crescentes infraestruturas de TI com maiores volumes
de dados, mais máquinas virtuais e aplicativos exigentes.
A IDC acredita que a EMC está em uma posição sólida para convencer as empresas
da necessidade de reprojetar o centro do software VNX para MCx, por causa dos
resultados significativamente maiores de desempenho.
CONCLUS ÃO E ORIENTAÇ ÃO ESSENCI AL
Há benefícios definitivos e valiosos na escolha de uma solução de armazenamento
que fornece vantagens estratégicas e revolucionárias em mais longo prazo, em
comparação com uma solução que fornece diferenças táticas ou evolucionárias em
mais curto prazo.
Ao avaliar uma solução de armazenamento que comporte flash, as empresas devem
fazer as seguintes perguntas:
 A plataforma pode me proporcionar o desempenho de que preciso atualmente e
também atender a minhas necessidades em cinco anos?
 O sistema permite que eu use flash de alto desempenho para meus dados
essenciais aos negócios e otimize custo/GB nos locais em que o desempenho
não é um requisito?
 O fornecedor tem um registro de rastreamento para verificar e introduzir novas
tecnologias de maneira bem-sucedida?
 Qual o volume de flash ou SSD que pode ser adicionado ao sistema atual, antes
que as controladoras de armazenamento sofram saturação no desempenho, ou
que os resultados comecem a apresentar retornos reduzidos?
O flash é a tecnologia que promete fechar a lacuna crescente de desempenho entre
o armazenamento e a computação. A EMC tem uma história de liderança no
mercado com uma visão estratégica e introdução bem-sucedida de novas
tecnologias, e demonstrou com o MCx a necessidade de tomar medidas necessárias
para otimizar sistemas de armazenamento para CPUs multi-core e flash, mesmo que
esse procedimento signifique reprojetar o centro do sistema. Os principais benefícios
e recursos do MCx são muito convincentes:
 Aceita o dimensionamento
comprometimento
do
desempenho
e
da
capacidade
sem
 Fornece utilização mais eficiente de todos os núcleos e CPUs disponíveis de
controladoras de armazenamento do VNX
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 Fornece a plataforma e a arquitetura de software para incorporar tecnologias em
desenvolvimento e futuras relacionadas a armazenamento
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