NetApp的：没有必要添加的磁盘也可以提高性能

聚丙烯酰胺概述了硬件和软件

科技OnTap大多数读者可能知道，存储系统的随机读取性能在很大程度上取决于一些硬盘（存储系统总人数的硬盘）和硬磁盘高速（在转速） 。然而，为了提高性能和增加硬盘意味着需要更多的电力，冷却和空间; ，并同时增加速度和容量的硬盘驱动器的性能改进，有很多的应用，以便使尽可能最好的性能要求提高磁盘轴，即使他们并不需要这样大的能力。
发展中的高性能模块（ Performa只要加速模块，称为聚丙烯酰胺）时， NetApp的的目标就是要打破通过随机读取性能和几个之间的联系轴，使存储系统可以提供更高水平的性能，同时降低能耗，冷却和空间的要求。为了衡量的业绩是一个重要方面的响应时间或延迟，这是指定的，以满足阅读的要求。聚丙烯酰胺关注的是， NetApp的目标高CPU负载（ 80 ％ ） ，一个数量级，以减少平均延误阅读。我们首次出版产品成功地实现这一目标的实现。在内部测试，我们还发现，聚丙烯酰胺可以微软的Exchange ， VMware公司，文件服务和必然和其它常用的应用，显着加速。
本文将深入探讨聚丙烯酰胺，其中包括：
聚丙烯酰胺的软件和硬件的缓存中概述的战略阅读

使用统计预测缓存式（ PCS ）功能，以确定是否受益于聚丙烯酰胺（无需购买模块）
聚丙烯酰胺是什么？
总之，性能二级缓存模块：从商店西澳佛罗里达州缓存的区块。 （ WAFL是NetApp的® 写上任何地方的布局文件， NetApp是用来确定如何数据的磁盘阵列。 WAFL缓存的存储系统是由WAFL读缓存。 ）由于聚丙烯酰胺系统，每个试图读记忆系统中不存在可能导致数据的磁盘读取。用PAM ，这个问题的磁盘存储系统改为前检查要求阅读的缓存已安装在任何一个模块。数据小鹿P的系统内存保留一组高速缓存标记，也可以不需要访问的模块，以确定是否有块，在场的聚丙烯酰胺。由于击中缓存只有当一个的DMA操作，这样可以有效减少有能力推迟访问。任何缓存，成功的关键是要决定什么样的数据可以输入缓存算法。然后，我们将详细审查这一问题。
性能模块可以加快工作的各种类型的数据读取速度，但它实际上是最适合大量的小规模的随机读取（如通讯，文件为基础的应用程序，主目录） 。磁盘很难驱动器用于这种目的，因为在传输数据，他们还需要花费大量的时间找到正确的点的位置磁头。

图1 ）是否使用聚丙烯酰胺随机读取相比之下
聚丙烯酰胺的硬件和软件相结合酰胺（ PAM软件称为FlexScale ） 。为了使硬件必须有许可。聚丙烯酰胺硬件模块是长度的四分之三的PCIe显卡，每个模块可以是16GB的双通道DDR2内存， DMA存取模块包含自定义编码的网站可可编程门阵列（ FPGA ） ，它可以提供必要的任务，以加快缓存功能上的情报。表1列出的各种存储系统所支持的最大数量的模块。表1 ）为每个控制器（根据类型的系统） ，人数最多的PAM模块。





联邦反垄断局/ V系列



扩展模块的数量最大的缓存


FAS6080 / V6080FAS6070 / V6070 SA600

5

80GB的


FAS6040 / V6040FAS6030音频/视频6030FAS3170 / V3170

4

64GB的


FAS3070 / V3070FAS3140 / V3140 SA300

2

有32G


FAS3040 / V3040

1


16GB的强劲复苏是聚丙烯酰胺的目的之一设计。由于模块可以用来充当高速缓存，它不能被抛弃，以便改正错误读取磁盘。如果模块不能纠正的错误率超过规定阈值，该模块将自动被禁止，系统将恢复不恢复运作的高速缓存将不会中断服务，或要求重新启动。在这个过程中， ECC的将被用于错误检测和铁通是保护数据的CPU的内存卡的CPU的端到端的数据传输。
如果模块被禁用，系统会显示一个错误信息，并需要有一个模块的问题。如果开放了NetApp AutoSupport ，向NetApp系统将发送信息，使我们能够采取纠正措施（视期限服务协议） 。

聚丙烯酰胺智能高速缓存在执行缓存战略，更好地小随机读取的存储系统。随机读的是磁盘存储系统为中国与非洲相邻读取数据。阅读的逻辑在这样的立场是不相邻，所以他们阅读超过当地的工作将更加难以满足需要更多的磁盘寻道操作和更长的平均延误时间阅读。此外，由于这种随机读取（定义） ，它是不需要预测未来块和地点提前获得。
与此相反，由于读连续在同一时间能够读取磁盘大量的经常性和持续数据得到满足。此外，一些算法已经能够找出有效的阅读生活在一个行移动事先和读取数据。因此，我们是最好的直接从磁盘读取这些数据有可能重新读取随机存取数据可以搁置读取缓存。
这是聚丙烯酰胺缓存算法努力实现：默认情况下，他们将试图在一个连续和（或）低价值的数据，以区分高价值的随机读取和保存数据的缓存，以避免费时过程来读取磁盘。
应该指出的是，聚丙烯酰胺是基于缓存，以实现WAFL 。到这个时候，因为我们已经有了足够多的信息采取的缓存和释放被遗弃的，使数据更明智的决定。








聚丙烯酰胺三种模式的运作，以满足特殊需求的各类中， NetApp还提供了一个缓冲地带，以改变行为的表现。聚丙烯酰胺支持三个操作模式：
默认模式，在同一时间缓存数据和元数据。
元数据模型，只有元数据高速缓存。
低优先模式可缓存在连续读取数据和其他低优先级数据。

预设模式的默认模式也将缓存用户数据和元数据，类似的Data ONTAP的WAFL缓存执行缓存策略。对于NFS和CIFS服务协议及其他文件，包括元数据文件和目录结构以维持所需的数据。在旧金山，该元数据，包括数据麟的一小件数的簿记。
这种模式最适合的工作不超过聚丙烯酰胺大小缓存大小。此外，有经常互访的热点时，数据是有用的，以确保存在的数据高速缓存。

元数据模型在这种模式下，只有元数据存储系统然后再进行缓存。对于大量的随机工作，有效的缓存操作一段时间非常少将重新使用数据的应用。元数据是不同的，他们通常必须重新使用它们，因此，将缓存数据有助于提高性能。此外，高速缓存不能得到有效的更大的数据集（即活动的数据集超过大小的缓存） ，唯一的元数据高速缓存也是一个有效的方法。

低优先模式在低优先模式，缓存对象不仅是共同的数据和元数据，通常被排除在低优先级数据将包括在内。低优先级数据，包括大规模的连续数据读取和写入新的数据最近。进入数据缓存一般是没有进行，因为总进入庞大的工作很可能结果是，缓冲区溢出，并导致损失的有用的数据。此外，由于写入数据，通常不会重新改为（它们通常是在执行缓存已经写入了本地系统） ，它是不适合的缓存。
在一些应用程序，数据可能需要编写后的时间差，以便重新阅读上游缓存可以被清除，该低优先模式在这个时候将是非常有用的。例如，基于Web的应用程序将创建一个新的数据分布和网络用户可以访问的联系，今后对这种应用，这种模式可避免读取磁盘。在一些Web应用，我们发现，第一时间阅读的长期滞后时间，因此，只能获取数据从磁盘（即使数据的后续要求得不够经常，使上游缓存可以处理） 。通过阅读这样的磁盘高速缓存击中，低优先模式聚丙烯酰胺等应用将加速。
在这一点上，你自然想知道是否有助于缓解聚丙烯酰胺的工作量和类型的模式应予采纳。
的PCS ：以确定是否聚丙烯酰胺
提高性能的存储系统帮助您确定是否额外的好处从缓存中， NetApp已经开发了门和ONTAP 7.3版本的后续行动所提供的预测缓存统计（统计预报缓存）软件。让您的PCS预测系统增加了两倍的缓存， 4倍和8倍时，可用。
通过使用电脑，您就可以判断是否为您的聚丙烯酰胺的工作以改善效能，并确定有多少模块您所需要的。此外，您可以测试不同的运作方式，以确定默认和元和低优先级三个型号，其中最适合您的。
若要开始使用电脑，通过下面的命令来启用这项功能：选择flexscale.enable如果电脑存储系统保持在80 ％以上的CPU利用率，我们建议您不要启用电脑。开幕后的PCS ，你需要模拟缓存热身或件收集数据。在缓存热身 ，您可以使用NetApp的语Perfstat工具来查看和分析数据。
这一过程将在同一时间，包括使用元数据和用户数据模型模拟预设的高速缓存。您也可以使用其他的操作模式测试。
开幕式元数据模型：
选择flexscale.normal_data_blocks了
开幕式低优先模式：选择flexscale.normal_data_blocks

选择上的
flexscale.lopri_blocks完成后的测试，请停用的PCS ：
选择flexscale 。启用了
的PCS开放，下面的命令可以成为解决目前的局势：
统计显示一p flexscale件
输出例如，在图2 ，请。

图2 ）的PCS范例输出。
下面的指南将帮助您了解数据：
如果击中/ （无效+驱逐） 说了一些安打/ （从一些无效的数字+ ） 一个非常很小的比例，大量的数据将被丢弃之前使用。 讼（ ec0 ， ec1 ， ec2 ） 这是一个例子（ ec0 ， ec1 ， ec2 ） 可能是太小了。如果
（命中+错过） /无效这是 （点击次数没有击中数+ ） /无效的比例小，可能是有很多更新工作;元就可以切换到另一模式和检查的命中率。
如果使用是的数额非常稳定和少量的废止这是无效和驱逐这是出几个说，大小合适的工作。
缓存对于KB / s的大约相同数量的安打每秒每块击中/秒× 4KB 。
值得一提的是，在硅烷模式缓存的目的是三峡梯级缓存。在上面的例子中， ec0说， 8GB容量大小的第一缓存， ec1说， 8GB容量大小的第二缓存， ec2说，大小16GB的第三缓存。 32GB的高速缓存每秒点击数是三个缓存总点击次数每秒。串级高速缓存的主要优点是，对精确测量有32G高速缓存命中率，我们还可以8GB和16GB的高速缓存命中率预计值。因此，我们收到了命中率的3点曲线，并预计能够在中等规模的高速缓存命中率。
聚丙烯酰胺和FlexShare
FlexShare的的Data ONTAP是一种选择设置音量的系统资源（处理器，内存和I / O ）的优先事项，以控制较大负载的具体数量分配更多的资源来工作。 FlexShare完全符合聚丙烯酰胺， FlexShare进行的聚丙烯酰胺设置适用于中的数据高速缓存。随着FlexShare ，可用于聚丙烯酰胺实施全球战略进行更详细的控制。例如，如果FlexShare使用某一特定数量的高度优先，数量在高速缓存将被更高的优先地位。

在结束今天的IT预算是有限的，我们迫切需要投资于该公司最好的性能，同时降低了能耗，散热和空间的要求。聚丙烯酰胺实现这一目标。它给你的灵活性，调整高速缓存模式，你的工作，以满足特殊需求。当您决定购买，个人电脑还可以帮助您确定是否受益于聚丙烯酰胺，所需数量的模块和各种设置。
作者关于

内尔什帕特尔NetApp的主管工程的业绩
内尔什具有博士学位在校表现，从事硬件和软件的性能评价体系的22年多，包括NetApp的任职9年。

戴夫坦尼斯NetApp的性能和PAM的高级产品经理
戴夫领域的系统设计和市场营销经验。他19年的职业生涯中还包括R D绩效工程，网络管理和产品管理。

保罗戴克网应用技术营销工程师
，在其16年的职业生涯中的IT行业，保罗在性能，原理和环保项目在不同领域的服务。自从六年前加入NetApp的，他一直工作的Data ONTAP存储系统的性能和执行最好的。

FAS/V 系列	模块最大数目	扩展缓存
FAS6080 / V6080 FAS6070 / V6070     SA600	5	80GB
FAS6040 / V6040 FAS6030 / V6030 FAS3170 / V3170	4	64GB
FAS3070 / V3070 FAS3140 / V3140     SA300	2	32GB
FAS3040 / V3040	1	16GB