Tìm hiểu giải pháp Intel Virtual RAID on CPU (VROC)

SSD NVMe đang chiếm lĩnh các trung tâm dữ liệu và nhanh chóng củng cố tầm quan trọng của chúng như một công nghệ đi đầu cho các ứng dụng trọng yếu. Giao diện NVMe cho phép bộ nhớ flash hoạt động thoải mái, vượt qua các nút thắt của giao diện SATA và SAS truyền thống. Intel đã giải quyết vấn đề này bằng một giải pháp đơn giản hóa để quản lý SSD NVMe trong máy chủ. Gọi chung là RAID ảo trên CPU, hay Intel VROC, cho phép SSD có quyền truy cập trực tiếp vào CPU, loại bỏ hoàn toàn các yêu cầu về HBA. Điều này giúp đơn giản hóa đáng kể cả kênh dữ liệu và các thành phần cần thiết để tận dụng tối đa hiệu năng của SSD NVMe trong hệ thống máy chủ doanh nghiệp.

Để hiểu rõ hơn về Intel VROC, điều quan trọng là phải hiểu một công nghệ khác gọi là Intel Volume Management Device (VMD). Tương thích với bộ xử lý Intel Xeon Scalable mới nhất, Intel VMD là bộ điều khiển tích hợp bên trong tổ hợp gốc CPU PCIe. Intel VMD cho phép nhiều HBA ảo cho các ổ SSD NVMe được kết nối. Điều này rất quan trọng vì Intel VMD cung cấp các tính năng bảo trì ổ đĩa được đơn giản hóa và đáng tin cậy. Nhờ Intel VMD, SSD NVMe có thể được rút nóng (hot-swap) mà không bị gián đoạn dịch vụ hoặc khởi động lại. Intel VMD hỗ trợ Quản lý LED NVMe, phù hợp với đặc điểm kỹ thuật ánh sáng ổ đĩa mà các ổ đĩa SATA và SAS đã sử dụng trong nhiều năm, giúp dễ dàng xác định và bảo trì ổ SSD khi cần.

Intel VROC xây dựng trên Intel VMD, một CPU Xeon Scalable có thể hỗ trợ tối đa 12 ổ đĩa NVMe và tối đa 6 RAID array. Tương ứng với một hệ thống sử dụng CPU kép sẽ hỗ trợ 24 ổ đĩa và 12 mảng RAID. Tuy nhiên, CPU có thể tận dụng các switch để hỗ trợ tối đa 48 ổ SSD trong một hệ thống. Cài đặt RAID có thể cấu hình qua BIOS hoặc CLI và Intel hỗ trợ quản lý cục bộ (Local) hoặc từ xa thông qua RESTful agent.

Intel VROC được bán dưới dạng key vật lý với 3 SKU. Chuẩn hỗ trợ RAID 0/1/10 với hỗ trợ SSD của bên thứ 3. Giấy phép Premium bổ sung hỗ trợ cho RAID 5. Ngoài ra còn có giấy phép Intel SSD Only, đúng như tên gọi, chỉ hỗ trợ các ổ đĩa NVME Intel nhưng cung cấp đầy đủ các tùy chọn RAID.

Intel® VROC là sản phẩm được cấp phép để bán thông qua các OEM hoặc ODM với thỏa thuận cấp độ dịch vụ hỗ trợ. Khóa phần cứng Intel® VROC là cơ chế để có giấy phép cho phần mềm Intel® VROC. Một số OEM / ODM đã xây dựng các máy chủ và máy trạm hỗ trợ Intel® VROC bằng cách thêm tiêu đề chính vào bo mạch chủ của chúng. Khóa phần cứng Intel® VROC được yêu cầu phải được chèn vào bo mạch chủ đó để kích hoạt giấy phép RAID. Chỉ cần một khóa cho mỗi hệ thống (nghĩa là trên mỗi máy chủ hoặc trên mỗi máy trạm).

Sử dụng và thiết lập

Bo mạch chủ không có GUI thường được sử dụng để cấu hình Intel VROC với giao diện thân thiện với người dùng. Đối với các quản trị viên CNTT có thể quen với việc sử dụng các lệnh mdadm từ bảng điều khiển, Intel VROC tự động hóa phần lớn công việc phụ trợ để đơn giản hóa việc thiết lập. Từ màn hình BIOS, người dùng có thể thiết lập khối lượng RAID của mình trong khi xem các đĩa vật lý có sẵn.

Tiếp theo, người ta có thể đặt tên cho âm lượng (volume0 trong trường hợp này), chọn cấp độ RAID và cho phép RAID được kéo dài trên cả hai bộ điều khiển VMD của Intel.

Khi RAID được thiết lập, người ta có thể xem các hành động âm lượng như xóa âm lượng RAID hoặc làm cho nó có khả năng khởi động.

Cuối cùng, người dùng có thể thực hiện các hành động đĩa như đặt lại thành không phải RAID hoặc xóa dữ liệu RAID khỏi đĩa.

Khi hệ thống đã hoạt động và chạy trong môi trường hệ điều hành, cấu hình của các khối RAID đã sẵn sàng và chờ đợi lệnh boot của hệ thống. Đối với RAID5 / 10, bạn có thể xem mdstat để biết tiến trình khởi tạo nền hoặc thay đổi toàn bộ nhóm RAID theo cách thủ công nếu bạn muốn.

Kết luận

Nhìn vào hiệu suất Intel VROC trên nền tảng trung tâm dữ liệu hiện nay, cụ thể chúng tôi đã xem xét bốn nhóm thử nghiệm khác nhau, mỗi nhóm sử dụng dữ liệu tổng hợp từ 8 trong số SSD Intel P4510 NVMe. Thật dễ dàng để thấy được RAID 0 là “người chiến thắng” , nhưng đó là lý do ngoại lệ do cách thức hoạt động của RAID 0. RAID5 có hình phạt dự phòng dữ liệu nặng với các tính toán chẵn lẻ và điều đó được phản ánh rõ ràng trong cấu trúc của dữ liệu nhưng đảm bảo hiệu quả về dung lương lưu trữ và khả năng dự phòng lỗi cho hệ thống. RAID10 sử dụng phản chiếu, hình phạt dự phòng thấp hơn nhiều nhưng lại mất khá nhiều cho khả năng lưu trữ dữ liệu. RAID 0 vẫn dẫn đầu các con số vì nó chỉ tập trung vào hiệu suất và tận dụng các ổ đĩa hoạt động tối ưu thông qua việc phân loại dữ liệu, nhưng khả năng phục hồi dữ liệu hầu như không có và tùy vào các yêu cầu của hệ thống cùng với đó là mật độ an toàn cho dữ liệu, bạn có thể tùy chọn sử dụng RAID 5 và 10 cho hệ thống dữ liệu của mình.

Cuối cùng, những gì Intel VROC cung cấp cho các nhà cung cấp hệ thống là công cụ giúp đơn giản hóa việc cung cấp RAID với SSD NVMe. Kết quả là Intel VROC có thể cung cấp thông lượng và độ trễ tuyệt vời với độ phức tạp và chi phí ít hơn. Ngoài ra, nhờ các tính năng bổ sung từ Intel VMD, khách hàng được cải thiện khả năng bảo trì hệ thống với các tính năng như trao đổi nóng SSD NVMe, hỗ trợ đèn led cảnh báo cho ổ đĩa NVMe và RAID có thể khởi động với cấu hình trước khi khởi động hệ điều hành.

Ưu điểm lớn nhất của Intel® VROC là khả năng kết nối trực tiếp các ổ SSD dựa trên NVMe với tốc độ xử lý nhanh chóng của PCIe với Bộ xử lý Intel® Xeon® Scalable mới, sau đó tạo các mảng RAID bằng các SSD đó mà không cần sử dụng bộ điều hợp bus máy chủ RAID (HBA). Do đó, Intel® VROC giải phóng tiềm năng hiệu năng SSD NVMe mà không cần sự phức tạp và sức mạnh của HBA RAID phần cứng truyền thống. Theo cách này, Intel® VROC được thiết kế dành riêng cho SSD NVMe và được định vị để hỗ trợ thích hợp công nghệ này và giúp chuyển thị trường sang các ổ đĩa nhanh hơn này.

____
Bài viết liên quan