Auswählen von Laufwerken für Direkte SpeicherplätzeChoosing drives for Storage Spaces Direct

Gilt für: Windows Server2016Applies To: Windows Server 2016

Dieses Thema enthält Informationen zum Auswählen von Laufwerken für Direkte Speicherplätze, um Ihre Leistungs- und Kapazitätsanforderungen zu erfüllen.This topic provides guidance on how to choose drives for Storage Spaces Direct to meet your performance and capacity requirements.

LaufwerkstypenDrive types

Direkte Speicherplätze funktioniert derzeit mit drei Arten von Laufwerken:Storage Spaces Direct currently works with three types of drives:

Als NVMe (Non-Volatile Memory Express) werden Solid State Drives bezeichnet, die sich direkt auf dem PCIe-Bus befinden.NVMe (Non-Volatile Memory Express) refers to solid-state drives that sit directly on the PCIe bus. Allgemeine Formfaktoren sind 2,5 Zoll U.2 PCI-Add-In-Karte (AIC) und M.2.Common form factors are 2.5" U.2, PCIe Add-In-Card (AIC), and M.2. NVMe bietet einen höheren IOPS-Wert und E/A-Durchsatz mit geringerer Latenz als jedes andere Laufwerk, das wir heute unterstützen.NVMe offers higher IOPS and IO throughput with lower latency than any other type of drive we support today.
Als SSD werden Solid State Drives bezeichnet, die eine Verbindung über herkömmliche SATA oder SAS ermöglichen.SSD refers to solid-state drives which connect via conventional SATA or SAS.
Als HDD werden herkömmliche, magnetische Festplattenlaufwerke bezeichnet, die eine große Speicherkapazität bieten.HDD refers to rotational, magnetic hard disk drives which offer vast storage capacity.

Integrierter CacheBuilt-in cache

Direkte Speicherplätze verfügt über einen integrierten serverseitigen Cache.Storage Spaces Direct features a built-in server-side cache. Es handelt sich um einen großen, persistenten Echtzeit-Cache für Lese- und Schreibvorgänge.It is a large, persistent, real-time read and write cache. In Bereitstellungen mit mehreren Arten von Laufwerken wird er automatisch für die Verwendung aller Laufwerke vom Typ "schnellste" konfiguriert.In deployments with multiple types of drives, it is configured automatically to use all drives of the "fastest" type. Die restlichen Laufwerke werden für Kapazitätszwecke genutzt.The remaining drives are used for capacity.

Weitere Informationen finden Sie unter Grundlegendes zum Cache in Direkte Speicherplätze.For more information, check out Understanding the cache in Storage Spaces Direct.

Option 1 – Maximieren der LeistungOption 1 – Maximizing performance

Wenn Ihr Ziel eine vorhersehbare und einheitliche Latenz unter Millisekunden für hohe Geschwindigkeiten von direkten Lese-/Schreibvorgängen auf alle Daten oder ein besonders hoher IOPS (wir erreichten über 6 Millionen!) oder ein E/A-Durchsatz ist (wir erreichten mehr als 1 Tb/s!), sollten Sie reine Flash-Bereitstellungen verwenden.To achieve predictable and uniform sub-millisecond latency across random reads and writes to any data, or to achieve extremely high IOPS (we've done over six million!) or IO throughput (we've done over 1 Tb/s!), you should go "all-flash".

Es gibt zur Zeit drei Möglichkeiten dafür:There are currently three ways to do so:

All-Flash-Deployment-Possibilities

  1. Nur NVMe.All NVMe. Die ausschließliche Verwendung von NVMe bietet unübertroffene Leistung, inklusive der vorhersagbar niedrigsten Latenz.Using all NVMe provides unmatched performance, including the most predictable low latency. Wenn das Modell all Ihrer Laufwerke identisch ist, gibt es keinen Cache.If all your drives are the same model, there is no cache. Sie können NVMe-Modelle für höhere und niedrigere Belastungen miteinander verwenden und das erste Modell zum Speichern von Schreibvorgängen auf das Cache des zweiten Modells konfigurieren (Installation erforderlich).You can also mix higher-endurance and lower-endurance NVMe models, and configure the former to cache writes for the latter (requires set-up).

  2. NVMe + SSD.NVMe + SSD. Bei der Verwendung von NVMe- mit SSDs-Laufwerken speichert das NVMe-Laufwerk automatisch Schreibvorgänge im Cache des SSDs-Laufwerks.Using NVMe together with SSDs, the NVMe will automatically cache writes to the SSDs. Dadurch können Schreibvorgänge im Cache zusammengefügt und nur bei Bedarf zur Reduzierung der Abnutzung des SSDs-Laufwerks aufgehoben werden.This allows writes to coalesce in cache and be de-staged only as needed, to reduce wear on the SSDs. Dies ermöglicht NVMe-ähnliche Merkmale der Schreibvorgänge, während Lesevorgänge ebenfalls direkt von den ebenfalls schnellen SSDs-Laufwerken bereitgestellt wird.This provides NVMe-like write characteristics, while reads are served directly from the also-fast SSDs.

  3. Nur SSD.All SSD. Wie bei allen NVMe-Laufwerken ist kein Cache vorhanden, wenn das Modell all Ihrer Laufwerke identisch ist.As with All-NVMe, there is no cache if all your drives are the same model. Wenn Sie NVMe-Modelle für höhere und niedrigere Belastungen miteinander verwenden, können Sie das erste Modell zum Speichern von Schreibvorgängen auf das Cache des zweiten Modells konfigurieren (Installation erforderlich).If you mix higher-endurance and lower-endurance models, you can configure the former to cache writes for the latter (requires set-up).

    Hinweis

    Der Vorteil bei der ausschließlichen Verwendung von NVMe oder von SSD ohne Cache ist, dass Sie jederzeit auf die verwendbare Speicherkapazität jedes Laufwerks zugreifen können.An advantage to using all-NVMe or all-SSD with no cache is that you get usable storage capacity from every drive. Es gibt keine „überschüssige” Kapazität beim Zwischenspeichern, was bei einer Skalierung von kleineren Laufwerken von Vorteil sein kann.There is no capacity "spent" on caching, which may be appealing at smaller scale.

Option 2 – Ausgleich von Leistung und KapazitätOption 2 – Balancing performance and capacity

Für Umgebungen mit einer Vielzahl von Anwendungen und Workloads – einige davon mit strengen Leistungsanforderungen und andere, die eine beträchtliche Speicherkapazität erfordern – sollten Sie eine Hybrid-Bereitstellung mit NVMe oder SSDs-Zwischenspeicherung für größere HDDs verwenden.For environments with a variety of applications and workloads, some with stringent performance requirements and others requiring considerable storage capacity, you should go "hybrid" with either NVMe or SSDs caching for larger HDDs.

Hybrid-Bereitstellungsmöglichkeiten

  1. NVMe + HDD.NVMe + HDD. NVMe-Laufwerke beschleunigen sowohl Lese- als auch Schreibvorgänge durch ein Zwischenspeichern beider Vorgänge.The NVMe drives will accelerate reads and writes by caching both. Lesevorgänge ermöglichen dem HDDs, sich auf Schreibvorgänge zu konzentrieren.Caching reads allows the HDDs to focus on writes. Schreibvorgänge im Cache übernehmen Datenverkehrsspitzen. Dadurch können Schreibvorgänge im Cache zusammengefügt und nur bei Bedarf durch künstliches Serialisieren zur Optimierung des HDD IOPS und E/A-Durchsatzes aufgehoben werden.Caching writes absorbs bursts and allows writes to coalesce and be de-staged only as needed, in an artificially serialized manner that maximizes HDD IOPS and IO throughput. Dies ermöglicht NVMe-ähnliche Merkmale der Schreib- und Lesevorgänge für häufig oder kürzlich gelesene Daten.This provides NVMe-like write characteristics, and for frequently or recently read data, NVMe-like read characteristics too.

  2. SSD + HDD.SSD + HDD. Ähnlich wie die oben genannten Vorgänge, beschleunigt SSDs Lese- und Schreibvorgänge durch deren Zwischenspeichern.Similar to the above, the SSDs will accelerate reads and writes by caching both. Dies ermöglicht SSD-ähnliche Merkmale der Schreib- und Lesevorgänge für häufig oder kürzlich gelesene Daten.This provides SSD-like write characteristics, and SSD-like read characteristics for frequently or recently read data.

    Es gibt eine zusätzliche, etwas „exotische” Option: Laufwerke mit allen drei Typen.There is one additional, rather exotic option: to use drives of all three types.

  3. NVMe + SSD + HDD.NVMe + SSD + HDD. Bei der Verwendung von Laufwerken aller drei Typen übernimmt der NVME-Speicher das Zwischenspeichern die SSDs und HDDs.With drives of all three types, the NVMe drives cache for both the SSDs and HDDs. Der Anreiz dabei ist, dass Sie parallel im gleichen Cluster Volumes auf SSDs und HDDs erstellen können, die alle von NVMe beschleunigt werden.The appeal is that you can create volumes on the SSDs, and volumes on the HDDs, side-by-side in the same cluster, all accelerated by NVMe. Die erste Option gleicht einer Bereitstellung, die ausschließlich Flash verwendet, während letztere Option einer oben beschriebenen hybriden Bereitstellung gleicht.The former are exactly as in an "all-flash" deployment, and the latter are exactly as in the "hybrid" deployments described above. Konzeptuell gleicht es einem System mit zwei Pools, dessen Kapazitätsmanagement, Fehler- und Reparaturzyklus usw. überwiegend unabhängig ist.This is conceptually like having two pools, with largely independent capacity management, failure and repair cycles, and so on.

    Wichtig

    Wir empfehlen die Verwendung der SSD-Ebene, um für Ihre leistungsabhängigsten Workloads eine reine Flash-Bereitstellung zu nutzen.We recommend using the SSD tier to place your most performance-sensitive workloads on all-flash.

Option 3 – Maximieren der KapazitätOption 3 – Maximizing capacity

Für Workloads, die eine große Kapazität erfordern und unregelmäßig schreiben, z.B. Archivierung, Sicherungsziele, Data Warehouses oder "kalter" Speicher, sollten Sie einige SSDs für die Zwischenspeicherung mit mehreren größeren HDDs kombinieren, um die Kapazität zu erhöhen.For workloads which require vast capacity and write infrequently, such as archival, backup targets, data warehouses or "cold" storage, you should combine a few SSDs for caching with many larger HDDs for capacity.

Bereitstellungsoptionen für das Maximieren der Kapazität-

  1. SSD + HDD.SSD + HDD. SSDs speichern Lese- und Schreibvorgänge, um Datenverkehrsspitzen aufzufangen und eine SSD-ähnliche Leistung der Schreibvorgänge mit einer späteren optimierten Bereitstellung im HDD anzubieten.The SSDs will cache reads and writes, to absorb bursts and provide SSD-like write performance, with optimized de-staging later to the HDDs.

Wichtig

Konfiguration mit HDDs wird nur nicht unterstützt.Configuration with HDDs only is not supported. Hohe Belastung SSDs-Zwischenspeicherung zu niedrig Belastung SSDs wird nicht empfohlen.High endurance SSDs caching to low endurance SSDs is not advised.

Überlegungen zur GrößeSizing considerations

CacheCache

Jeder Server muss über mindestens zwei Cache-Laufwerke verfügen (die Mindestanforderungen für Redundanz).Every server must have at least two cache drives (the minimum required for redundancy). Wir empfehlen, dass die Anzahl der Kapazitätslaufwerke um ein Vielfaches der Anzahl der Cache-Laufwerke entspricht.We recommend making the number of capacity drives a multiple of the number of cache drives. Wenn Sie beispielsweise über vier Cachelaufwerke verfügen, ist die Leistung bei Verwendung von acht Kapazitätslaufwerken konsistenter (Verhältnis 1:2) als bei Verwendung von sieben oder neun Laufwerken.For example, if you have 4 cache drives, you will experience more consistent performance with 8 capacity drives (1:2 ratio) than with 7 or 9.

Die Größe des Caches muss dem Arbeitssatz Ihrer Anwendungen und Workloads, d. h. alle Daten sie aktiv lesen und schreiben zu einem bestimmten Zeitpunkt entsprechend.The cache should be sized to accommodate the working set of your applications and workloads, i.e. all the data they are actively reading and writing at any given time. Darüber hinaus gibt es keine Cachegrößenanforderung.There is no cache size requirement beyond that. Bei Bereitstellungen mit HDDs ein fairer Ausgangspunkt ist 10 % der Kapazität – z. B. verfügt jeder Server über 4 x 4 TB HDD = 16 TB Kapazität, 2 x 800 GB SSD = 1,6 TB Cache pro Server.For deployments with HDDs, a fair starting place is 10% of capacity – for example, if each server has 4 x 4 TB HDD = 16 TB of capacity, then 2 x 800 GB SSD = 1.6 TB of cache per server. Für reine Flash-Bereitstellungen, insbesondere bei sehr hohe Belastung SSDs, kann es fair näher auf 5 % der Kapazität – z. B. gestartet werden, wenn jeder Server 24 x 1.2 TB SSD verfügt = 28,8 TB Kapazität, dann 2 x 750 GB NVMe = 1,5 TB Cache pro Server.For all-flash deployments, especially with very high endurance SSDs, it may be fair to start closer to 5% of capacity – for example, if each server has 24 x 1.2 TB SSD = 28.8 TB of capacity, then 2 x 750 GB NVMe = 1.5 TB of cache per server. Sie können zu einem späteren Zeitpunkt immer noch Cache-Laufwerke hinzufügen oder entfernen.You can always add or remove cache drives later to adjust.

AllgemeinGeneral

Es wird empfohlen, die gesamte Speicherkapazität pro Server auf etwa 100 Terabytes (TB) zu beschränken.We recommend limiting the total storage capacity per server to approximately 100 terabytes (TB). Je mehr Speicherkapazität pro Server existiert, desto länger dauert die Neusynchronisierung der Daten nach dem Herunterfahren des Systems oder nach einem Neustart wie z.B. beim Aktualisieren von Software.The more storage capacity per server, the longer the time required to resync data after downtime or rebooting, such when applying software updates.

Die aktuelle maximale Größe pro Speicherpool beträgt 1 Petabyte (PB) oder 1000 TB.The current maximum size per storage pool is 1 petabyte (PB), or 1,000 terabytes.

Weitere InformationenSee also