Adaptec Presentation: Aug 2009 1. Adaptec 제품 소개 : Aug 2009 Series 1 , 5 , 5Z 소개 2. Intelligent Power management 지능적인 전력 관리 3. Zero maintenance cache protection 관리가 필요없는 캐시 보호 기능 4. MaxIQ SSD caching 하이브리드 SSD RAID 솔루션 Adaptec Series-1: 보급형 유나이티드 시리얼 컨트롤러(Unified Serial controllers) Adaptec 1045 • 경제적인 SATA & SAS I/O 연결: – – – – – • Hard Disk Drives (HDDs) Solid-State Drives (SSDs) Tape Drives, Tape Autoloaders External RAID Storage (RBODs) Removable Media, Removable HDDs SAS 익스팬더 지원 – Scalability up to 128 SATA / SAS devices • Adaptec 1405 인클로저 관리 지원 – SES2 and SGPIO – Identify drives and expanders – Blink LEDs for I/O Activity and Drive Failure • 제품 성능 – PCIe bus and SAS interface facilitates up to 800MB/sec and 150k IOPS Adaptec Series-2: 보그형 유나이티드 시리얼 컨트롤러 • Adaptec RAID 2045 - 외장 4 port • Adaptec RAID 2405 - 내장 4 port SATA/SAS 마켓 포지션 • • • • • Hardware RAID 0, 1, & 10 SATA & SAS disk and tape support PCIe support Open source Linux driver Multi-LUN support 2405 Storage Ecosystem 과의 광범위한 호환성 • • • Server 와 확장 샛시 – 기존의 SATA mid-plane 연결 SAS active mid-plane 연결 Disk drive 와 tape drive 호환성 – SATA and SAS Green Solution을 위한 첫번째 제품 • Adaptec의 지능적인 전력 관리(Intelligent Power Management)가 전력 소모를 감소시킴 2045 Series 5 – PCIe 1.1 - SAS 3G RAID Controller: 3Gbps SAS/SATA 포트 지원 • Dual 4x wide 포트 지원 x8 PCI-express 1.1 Intel SRL 348 3G RoC technology RAID 0, 1, 1E, 5, 5EE, 6, 10, 50, 60 and JBOD 256 SAS 어드레스 지원 DDR2 400 캐시 메모리 SSD 지원 컨트롤러 성능 • • SDTR - 1.2 GB/s (RAID 5/6 writes) IOPS - 35K Model 52445 51645 51245 Performance Measurements Connector Type 6x SFF-8087 1x SFF-8088 4x SFF-8087 1x SFF-8088 3x SFF-8087 1x SFF-8088 Form Factor FH, ¾ Length FH, ¾ Length FH, ¾ Length RAID level SDTR Read MB/s SDTR Write MB/s 5805 2x SFF-8087 Low Profile 0 1200 1000 5085 2x SFF-8088 Low Profile 0+1 1200 550 5445 1x SFF-8087 1x SFF-8088 Low Profile 5/6 1200 850 5405 1x SFF-8087 Low Profile Adaptec Series 5Z 소개 5445Z 5805Z 5405Z 관리가 필요 없는 캐시 보호 기능 ( Zero Maintenance Cache Protection ) • 업계 최초의 관리가 필요없는 캐시 보호 솔루션 • 한번에 모든 솔루션에 장착된 혁신적인 고객 솔루션 • 모든 컴퍼먼트가 한번에 공급되며, 부품별로 나누어 공급되지 않음 • 키 디자인 : Zero Maintenance Module (ZMM) – NAND 플래시 도터 보드 (ZMMDB) – 수퍼 캐페시터 (ZMMCC) Adaptec Intelligent Power Management 지능 적인 전력 관리 - Series 2 / 5 / 5Z Adaptec Announces RAID 컨트롤러를 위한 지능적인 전력 관리 Intelligent Power Management 애플리케이션 성능의 절충없이 스토리지의 에너지 소모를 최대 70%까지 감소 • 자동 설정 또는 고객의 커스텀 설정 가능 • SATA 와 SAS 디스크 드라이브 지원 • 유휴시간(Idle time)을 가진 애플리케이션에 필요한 솔루션 – Disk-to-disk backup/VTL, email archives, and File/Print servers • Adaptec Unified Serial™ RAID 컨트롤러에서 지원 – Series 5 and Series 2 , Series 5Z 왜, 전력 관리(Power Management)가 중요한가 ? 전력 & 냉각 비용이 점점 높아지고 있음 • IDC는 전세계적으로 4900만개의 하드디스크가 스토리지 어레이에서 동작하고 있다고 추정 • IDC는 디스크 드라이브를 위해 소모되는 전력과 냉각 비용이 $1.3 billion (US$) 을 넘었다고 추정. (13억 달러 = 1,560,000,000,000 원 / 1200원 환율 ) • IDC는 디스크 드라이브의 전력과 냉각 비용이 마치 로켓을 탄 것처럼 고공으로 치솟을 것이라고 예상 • 시스템 빌더와 기업들은 이에대한 해결책을 찾고 있음 • • HDD 소모 전력과 냉각 비용을 절감하십시오 “Green IT” 환경을 고려하십시오 현재 존재하는 부분적인 솔루션 • 특정 일부 어플라이언스 (Copan & Nexsan) • 서버와 스토리지 빌더를 위한 컴퍼넌트 솔루션은 아님 Market need to reduce storage energy use Note: June 2008, IDC #212714 지능적인 전력 관리가 어떻게 동작하는 가? I/O rate measured here 드라이브가 세가지 상태에서 동작하도록 허용합니다 : 상태 설명 성능 전력 소모 드라이브가 1. Normal Operation Full RPM에서 I/O에 영향 없음 10-12W / drive I/O 는 유휴 상태(idle state) 일반 상황으로 돌아갈 때 5-7W / drive 동작 2. Standby** 3. Power-off 드라이브가 저 RPM에서 동작 드라이브가 스핀하지 않음 • Cache Windows & Database registry I/Os • 드라이브는 주기적으로 모니터됨 7-10초 필요 I/O는 유휴 상태(idle state) 일반 상황으로 돌아갈 때 3W / drive 20-40초 필요 (HDD에 따름) • **Standby 기능은 일부 HDD에서만 지원 Power Savings For Disk Drives * 위의 하드디스크는 일부의 예를 나열한 것이며, 실제로는 많은 종류의 하드디스크가 전력 관리 기술을 지원할 수 있습니다. 스토리지 전력 소모율이 최대 70%까지 감소 * Note: Standby 모드는 일부 하드디스크만 지원합니다. 사용자 인터페이스 : Adaptec Storage Manager • Adaptec RAID 컨트롤러는 공통적인 관리 프로그램을 사용 , BIOS에서도 설정 가능 • Set stay awake periods • Set spinup limits Automated and Customer-Configurable 타켓 애플리케이션 Application Known Example File/print Servers Idle time 75% Media ISPs Photo-sharing ASP Movie-sharing Netflix, Kodak Bulk Email Yahoo Archive & Compliance Zantaz Old data 95% Disk-to-Disk Backup 80% WAN-based DR Use 일반적으로 밤과 주말에는 사용하지 안음 (주로 업무시간 에만 사용) 최근 업로드된 컨텐츠는 자주 액세스되지만, 오래된 컨텐츠는 가끔 또는 아예 액세스되지 않음 오직 백업시에만 사용됨 (주기적으로 주로 밤에) 또는 복구를 위해 사용(간헐적 사용) 타겟 애플리케이션들은 중요한 유휴시간(idle time)을 가지고 있음 고객의 전력 절감 (Disk backup Application) Electricity Cost $0.10 Drive Power Savings % time off 8 Varies between 7c and 20c $/kWH W 80% Ratio cooling costs to power costs 0.7 Number of drives per controller: 4 8 16 24 48 96 Power savings/yr $22 $45 $90 $135 $269 $538 Cooling savings/yr $16 $31 $63 $94 $188 $377 Savings 1 system $38 $76 $152 $229 $457 $915 Savings 50 systems $1,906 $3,812 $7,625 $11,437 $22,874 $45,748 Savings 250 systems $9,531 $19,062 $38,124 $57,185 $114,371 $228,741 Savings 500 systems $19,062 $38,124 $76,247 $114,371 $228,741 $457,482 가치 제안 : “Go Green” 과 전력과 냉각 비용 감소를 통한 TCO 감소 Ref: http://www.digit-life.com/articles2/storage/hddpower.html Series 5 & 2 RAID 컨트롤러에서 지원 • 고성능 유니파이드 시리얼 RAID 컨트롤러 – 9 Models – – – – – – – – – Adaptec 52445 – 28 ports (24 internal / 4 external) Adaptec 51645 – 20 ports (16 internal / 4 external) Adaptec 51245 – 16 ports (12 internal / 4 external) Adaptec 5805 – 8 internal ports Adaptec 5085 – 8 external ports Adaptec 5445 – 8 ports (4 internal / 4 external) Adaptec 5405 – 4 internal ports Adaptec 2045 – 4 external ports Adaptec 2405 – 4 internal ports * 추가적으로 5Z 및 미래의 컨트롤러에서도 지원 • Storage Ecosystem과의 호환성 – 300개 이상의 드라이브, 마더보드, 샛시에서 테스트 됨 • 애플리케이션 성능과 절충없이 에너지 소모를 최대 70% 절감 Most comprehensive SATA/SAS RAID controller family Technology Energy Efficiency Coalitions The Green Grid 는 글로벌 컨소시엄이며 데이터 센터와 비즈니스 컴퓨팅 에코시스템에서 에너지 효율을 향상시키는 것을 목적으로 합니다. • Adaptec 은 the green grid의 멤버입니다. PG&E The California utility 는 기업들이 그들의 데이터센터(서버실)에서 전력을 절감할 수 있도록 도와주고 있습니다. • Adaptec은 Adaptec RAID 컨트롤러의 지능적인 전력 관리(Intelligent Power Management)를 사용하는 고객들을 돕기 위해 PG&E와 협력하고 있습니다. In Summary • Adaptec은 RAID 컨트롤러를 위한 지능적인 전력 관리 (Intelligent Power Management) 기술을 공개 • 애플리케이션의 성능 절충 없이 최대 70%까지 에너지 절감 • 자동화 또는 사용자의 커스텀 설정 가능 • SATA 와 SAS 디스크 드라이브 지원 • 유휴시간(Idle time)을 가진 애플리케이션에 이상적 – Disk-to-disk backup/VTL, email archives, and File/Print servers • Adaptec 유니파이드 시리얼™ RAID 컨트롤러에서 지원 – Series 5 / Series 2 ( + Series 5Z and Future controllers ) Zero maintenance Cache Protection 관리가 필요없는 캐시 보호 - Series 5Z 캐시 보호 기술 (기존의 방법) 리튬이온(Lithium ion) 배터리를 사용한 DRAM 캐시 보호 • 전력 문제가 발생했을 때 캐시 보호 기능 (Write back cache) • 지능적인 전력 관리 기능에 Write back 캐시가 활성화되었을 때 효과적 고객은 컨트롤러와 BBU(배터리)를 각각 구입해야하며, 개별적인 설치가 필요 리튬 이온은 새로운 IATA 운송 규정를 따라야 함 • 추가적인 관리 보험에 드는 것을 준수해야함 BBU로 보호된 캐시를 사용하는 것은 비용 부담이 크게 발생 스토리지 운영 기간 동안의 배터리 비용 – Talking Points: 리튬 이온 배터리는 일반적으로 1년의 보증 기간을 가지고 있음 • 오래 사용할수록 충전 시간 문제와 성능감소 문제가 발생함 • 최적의 사용 방법 – 매 년 마다 배터리를 새로 교체 – 갑작스런 교체를 위해 재고를 향상 구비 최적의 경우 72시간의 보호 기능을 제공 • 사용 시간이 늘어날수록 배터리 성능이 감소하며, 얼마인지 알 수 없음 • 재난 발생 시나리오에서 <24 시간의 처리 조건이 요구됨 (response time) 배터리 교체를 위해서는 시스템 샛시의 오픈이 필요 • 배터리 교체나 상태 체크를 위해 시스템이 오프라인(Power off) 되어야 함 교체된 배터리 처리를 위해 위험물 처리 규정을 준수해야 함 Series 5Z 는 이런 제약을 해결합니다 !!! 관리가 필요없는 캐시 보호 Zero Maintenance Cache Protection: 플래시 메모리와 수퍼 캐패시터 • 4GB flash memory – MLC • 200 pin connector • Powered by super capacitor – 벨크로 또는 케이블 타이로 고정 – 부팅때 순간 충전되며, 즉시 보호 시작 • 18” 길이의 cable • DRAM 캐시에서 NAND 플래시로 데이터 이동 – 데이터 전송 시간 55-60 초 – 모든l 512MB 항상 전송됨 – 수퍼 캐피시터가 30% 헤드룸을 수용 – 데이터 패스ECC와 CRC가 보호됨 성능 저하 없이 항상 사용 가능 저장된 데이터는 몇 년 동안 액세스 가능 (배터리처럼 시간 단위가 아님) 교체를 위한 추가적인 비용이 들지 않음 현재에 사용되는 배터리 방식(BBU) 디자인 : Daughter Card Devices HBA Devices 1.8V Pwr Supply DDR2 DDR2 DDR2 DDR2 DDR2 x16 x16 x16 x16 x16 LiION CPLD Functions: Simple Control Logic CPLD IOP 시스템이 전력 문제가 발생했을 때 리튬 이온 배터리가 전력 공급 차세대 디자인 : Daughter Card Devices HBA Devices 1.8V DDR2 DDR2 DDR2 DDR2 DDR2 DDR2 DDR2 DDR2 DDR2 Pwr Supply x8 Super Capacitor x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 1.2V Pwr Supply (18” tether) FPGA Functions: FPGA Data Path Control (1 device per memory) Simple Control Logic MCU for Complex Control DDR2 Memory Controller Data FIFO NAND Memory Controller 4GB NAND Flash Memory IOP Adaptec Adaptec 특허 특허 출원중 출원중 캐시 데이터는 무기한으로 NAND 플래시 에서 보존됨 전체 가용 비용 비교: 컨트롤러 ( 기준비용 0으로 가정) BBU BBU 교체 관리 비용 위험물 처리 비용 4년간의 비용 Controller + BBU Adaptec 5Z $0.00 $200.00 $200.00 $0.00 $200.00 $0.00 $265.00 $0.00 $25.00 $0.00 $690.00 $200.00 - 장기간 사용할 경우 Series 5Z 더욱 경제적임 - 다수의 컨트롤러에서 BBU 가 제거될 수록 절감 비용은 크게 증가하게 됨 절감 비용 -$200.00 $200.00 $200.00 $265.00 $25.00 $490.00 배터리는 매 1년마다 교체 되어야 함 Systems Admin calc based 0.1% of six year, $66k annual personnel salary Hazmat disposal fee assumes $25 disposal fees for BBU – one in 4-year, two in 6-year 관리가 필요없는 캐시 보호 – Summary: 관련 내용 관리가 불필요한 디자인 기존의 배터리 기반 디자인 Adaptec 5Z 필요 없음 배터리는 1-2년마다 새것으로 교체되어야하며, 지속적으로 배터리 상태가 체크되어야 함 없음 서버시스템은 오픈되어야 하며, 일반적으로 랙에서 분리되어야 한다. 또한 서버 다운 시간동안 서비스가 중지된다. 10 년 또는 그 이상 기간 보존 가능 최대 72시간. 이하의 시간 수퍼 캐패시터는 시스템 부팅순간 충전됨 배터리 상태에 따라 4.5 ~ 9 시간 즉시 초기 테스트를 위해 24- 36 시간 재고 요구 사항 필요 없음 응급 사항을 위해 최소한의 배터리 재고가 확보되어야 함 위험물 처리 필요 없음 위험물 처리 규정에 준수해야 함 관리/체크 스케쥴 관리 문제 데이터가 반드시 복구되어야 하는 시간 충전 시간 캐시 보호 적용 시간 Adaptec Confidential and Restricted 배터리 상태가 나쁘면 그 MaxIQ SSD Caching - 하이브리드 SSD RAID - Series-5 / 5Z Note : Adaptec 컨트롤러는 다음과 같은 디바이스를 사용하여 RAID구성이 가능합니다. - SATA 하드디스크를 사용한 RAID 구성 SAS 하드디스크를 사용한 RAID 구성 SSD 를 사용한 RAID 구성 SSD + SATA / SAS 하드디스크 사용한 RAID 구성 Adaptec Confidential and Restricted 고성능 하이브리드 어레이 (예제): 순수하게 SSD로만 RAID를 구성할 경우, 비용부담이 크게 발생합니다. 또한 현재의 SSD는 고용량 제품이 없으므로, 고용량 스토리지를 구성할 수 없다는 단점이 있습니다. 어떻게 동작하는 가 – 데이터가 SSD에 없을 때 : Cache RAM Read Cache Miss: Read I/O가 캐시로부터 데이터를 얻지 못하면 펌웨어는 지난 Read 캐시 미스를 추적하게 된다. 만약 이것이 데이터의 같은 청크(Chunk :256KB) 라면 이 청크는 페치 리스트(Fetch list)에 올리게 된다. 이 I/O는 HDD 스토리지에서 제공 받게 된다. 어떻게 동작하는 가? – 데이터가 SSD에 존재할 때 : Cache RAM SSD Cache Hit: 페치(fetch)된 후, SSD는 이 청크의 복제본을 가지게 된다. 어떤 Read 가 있더라도 이 데이터는 HDD 스토리지 또는 SSD에서 제공 받을 수 있게 된다. SSD 패스는 랜덤 Read에 대해 고성능 액세스를 제공하게 된다. HDD 스토리지 패스는 시퀀셜 워크로드와 SSD 손상에 대비한 장애복구(Failback)을 지원하게 된다. 어떻게 동작하는 가? - 데이터가 RAID에 쓰여 질 때 : Cache RAM Write IO: Write IO는 항상 컨테이너를 타겟으로 한다 타겟된 청크가 SSD에 캐쉬된다면, SSD 캐쉬 페이지는 무효화되거나 또는 유효하도록 업그레이드 되어야 한다 결론은, 어떤 페이지가 무효화되거나 업그레이드 되는것은 write IO 와 동일 청크의 이전 IO들에 달려있으며, 이전 SSD Read 캐쉬가 있다면 업그레이드 하거나 유지할 가치가 있게 된다. SSD 캐싱“ITP”의 이점 : 데이터는 항상 RAID 볼륨(또는 볼륨들)에 저장된다. 이점: • • • 데이터 무결성에 손상없이 SSD 캐시 디바이스는 제거될 수 있으며, Fail처리할 수 있다. SSD 캐시풀 레벨에 리던던시(redundancy )가 필요치 않다. 간편한 더티 셧다운 핸들링 – 최악의 경우, 페치(Fetch process)가 스크래치로부터 시작 SSD 캐싱이 기존에 사용하던 설정에 추가될 수 있다 • 기존에 공급된 Series 5 와 5Z 환경에서 완벽히 지원 됨 간결하고 유연한 설정 • • • 싱글 SSD가 장착되거나 제거되는 것에 영향을 받지 않음 SSD 캐시 크기는 유연성이 있어서 수정되거나 추가 SSD들을 사용 가능 Adaptec Management tool을 통해 SSD 캐시 기능이 활성화 또는 비활성화 가능 전력 관리를 보조 • • 현재의 IPM 특성상, Write는 DRAM 캐시에 버퍼링된다. 그러나 싱글 Read는 HDD 스핀업을 발생시킴 추가적인 이점 : SSD에서 Read가 계속 제공되고 있을 경우, 파워다운 모드에 있는 드라이브를 재시작할 (Spin) 필요가 없으므로 전력이 절감됨. Performance with SAS disks - Web Server: 이 테스트는 제한된 스토리지 공간 (20GB)에서 이루어졌으며, 이 커브는 초기 페치(Initial fetch)가 있은 후에 (saturated state) IOs 의 성능을 반영한 그래프임 HDD storage: 12 SAS HDD 15k rpm RAID 5 SSD: single Intel X25-E Web server workload: 16K 100% 순수한 랜덤 Read 워크로드 14K 12K By distributing IOs to both SSD and RAID 5, both contribute to the overall throughput. 10K 8K 6K 4K 2K 0 1 R5 2 4 SSD 8 16 32 SSD cached R5 64 128 Adaptec SSD 제품 : • 제품 출시 2009년 10월 이후 • • 주요 고객사에는 샘플 제공 시기 2009년 8월 이 후 하드웨어 • • 기존의 Series 5 또는 Series 5Z 컨트롤러 기반의 시스템 Adaptec 커스텀 버전의 Intel X25-E SSD • • 추후에는 다른 검증된 SSD에서도 지원 예정 소프트웨어 설정 • • • SSD는 로지컬 볼륨의 부분이 될 수 있으며, JBOD 또는 SSD 캐시가 될 수 있다. SSD 캐시 디바이스는 하나의 글로벌 SSD 캐시 풀로 기여할 수 있음. 물리적인 드라이브 설정에서 이를 지원하며, JBOD 설정과 비교될 수 있다. 로지컬 볼륨 마다 SSD 캐싱이 비활성화 또는 활성화 될 수 있음 – 사용자는 추가적인 SSD들을 SSD 캐시 디바이스로 설정하거나 , 이 캐시에서 SSD들을 제거할 수 있음 Adaptec ITP 소프트웨어와 SSD 번들