Auswählen von Laufwerken für „Direkte Speicherplätze“Choosing drives for Storage Spaces Direct

Gilt für: Windows Server 2019, Windows Server 2016Applies to: Windows Server 2019, Windows Server 2016

Dieses Thema enthält Anleitungen 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

Für „Direkte Speicherplätze“ können derzeit vier Arten von Laufwerken verwendet werden:Storage Spaces Direct currently works with four types of drives:

Art des LaufwerksType of drive BESCHREIBUNGDescription
Image von pMem (persistenter Speicher) Persistenter Speicher.Persistent memory. Ein neuer Typ von Hochleistungsspeicher mit niedriger Latenz.A new type of low-latency, high-performance storage.
Abbildung von nvme (Non-volatile Memory Express) Nvme (Non-volatile Memory Express).NVMe (Non-Volatile Memory Express). Solid-State-Laufwerke, die sich direkt auf dem PCIe-Bus befinden.Solid-state drives that sit directly on the PCIe bus. Häufig verwendete Formfaktoren sind 2,5" U.2, PCIe Add-In-Card (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-und e/a-Durchsatz mit geringerer Latenz als alle anderen von uns unterstützten Laufwerke mit Ausnahme des permanenten Speichers.NVMe offers higher IOPS and IO throughput with lower latency than any other type of drive we support today except persistent memory.
Abbildung des SSD-Laufwerks) SSD.SSD. Solid-State-Laufwerke, die über konventionelle SATA oder SAS eine Verbindung herstellen.Solid-state drives, which connect via conventional SATA or SAS.
Abbildung von HDD) HDD.HDD. Rotierende, Magnet Festplattenlaufwerke, die eine große Speicherkapazität bieten.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 Echtzeitcache für Lese- und Schreibvorgänge.It is a large, persistent, real-time read and write cache. Bei Bereitstellungen mit mehreren Arten von Laufwerken wird er automatisch so konfiguriert, dass alle „schnellsten“ Laufwerke verwendet werden.In deployments with multiple types of drives, it is configured automatically to use all drives of the "fastest" type. Alle weiteren Datenträger werden zur Bereitstellung der Kapazität verwendet.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

Um eine vorhersagbare und einheitliche Latenz von submillisekunden über zufällige Lese-und Schreibvorgänge für beliebige Daten hinweg zu erzielen oder um hohe IOPS (was über 6 Millionen!) oder einen e/a-Durchsatz erreicht (wir haben mehr als 1 TB/s!), sollten Sie "alles-Flash" durchgehen.To achieve predictable and uniform submillisecond latency across random reads and writes to any data, or to achieve high IOPS (we've done over 6 million!) or IO throughput (we've done over 1 Tb/s!), you should go "all-flash".

Hierfür gibt es derzeit drei Möglichkeiten:There are currently three ways to do so:

Alle-Flash Bereitstellungs Optionen zum Maximieren der Leistung

  1. Nur NVMe:All NVMe. Die Verwendung einer reinen NVMe-Bereitstellung ermöglicht eine unvergleichlich hohe Leistung und eine geringe Latenz mit bestmöglicher Vorhersagbarkeit.Using all NVMe provides unmatched performance, including the most predictable low latency. Wenn Sie für Ihre gesamten Laufwerke das gleiche Modell nutzen, ist kein Cache vorhanden.If all your drives are the same model, there is no cache. Sie können auch NVMe-Modelle mit längerer und kürzerer Lebensdauer mischen und festlegen, dass Erstere die Schreibvorgänge für Letztere zwischenspeichern (Einrichtung 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 und SSD:NVMe + SSD. Wenn NVMe-Laufwerke zusammen mit SSDs verwendet werden, werden vom NVMe-Laufwerk automatisch Schreibvorgänge für die SSDs zwischengespeichert.Using NVMe together with SSDs, the NVMe will automatically cache writes to the SSDs. Auf diese Weise können Schreibvorgänge im Cache zusammengefasst werden. Das De-Staging wird hierfür dann nur bei Bedarf durchgeführt, um die Belastung für die SSDs zu verringern.This allows writes to coalesce in cache and be de-staged only as needed, to reduce wear on the SSDs. Dies ermöglicht NVMe-ähnliche Schreibeigenschaften, während Lesevorgänge direkt über die ebenfalls schnellen SSDs bereitgestellt werden.This provides NVMe-like write characteristics, while reads are served directly from the also-fast SSDs.

  3. Nur SSDs:All SSD. Wie auch bei einer reinen Bereitstellung mit NVMe-Laufwerken ist kein Cache vorhanden, wenn für alle Laufwerke das gleiche Modell verwendet wird.As with All-NVMe, there is no cache if all your drives are the same model. Wenn Sie Modelle mit längerer und kürzerer Lebensdauer mischen, können Sie festlegen, dass Erstere die Schreibvorgänge für Letztere zwischenspeichern (Einrichtung 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

    Ein Vorteil bei der Verwendung von reinen NVMe- oder SSD-Bereitstellungen ohne Cache ist, dass Sie für jedes Laufwerk über nutzbare Speicherkapazität verfügen.An advantage to using all-NVMe or all-SSD with no cache is that you get usable storage capacity from every drive. Es geht keine Kapazität für die Zwischenspeicherung verloren. Dies kann bei kleineren Bereitstellungen ratsam sein.There is no capacity "spent" on caching, which may be appealing at smaller scale.

Option 2: Abstimmen von Leistung und KapazitätOption 2 – Balancing performance and capacity

Für Umgebungen mit verschiedenen Anwendungen und Arbeits Auslastungen, bei denen es sich um strenge Leistungsanforderungen handelt und andere eine beträchtliche Speicherkapazität benötigen, sollten Sie mit nvme oder SSDs Caching für größere HDDs "Hybrid" machen.For environments with various 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 Bereitstellungs Optionen für den Lastenausgleich von Leistung und Kapazität

  1. NVMe und HDDs:NVMe + HDD. Mit den NVMe-Laufwerken werden Lese- und Schreibvorgänge beschleunigt, indem beide zwischengespeichert werden.The NVMe drives will accelerate reads and writes by caching both. Die Zwischenspeicherung von Lesevorgängen ermöglicht den HDDs die Konzentration auf Schreibvorgänge.Caching reads allows the HDDs to focus on writes. Mit der Zwischenspeicherung von Schreibvorgängen werden Bursts absorbiert, und Schreibvorgänge können zusammengefasst werden, bis bei Bedarf das De-Staging durchgeführt wird. Dies erfolgt auf künstlich serialisierte Weise, um den IOPS- und E/A-Durchsatz für HDDs zu maximieren.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. So können NVMe-ähnliche Schreibeigenschaften und – für häufig oder kürzlich gelesene Daten – auch NVMe-ähnliche Leseeigenschaften erzielt werden.This provides NVMe-like write characteristics, and for frequently or recently read data, NVMe-like read characteristics too.

  2. SSDs und HDDs:SSD + HDD. Ähnlich wie im obigen Fall werden Lese- und Schreibvorgänge mit SSDs beschleunigt, indem beide zwischengespeichert werden.Similar to the above, the SSDs will accelerate reads and writes by caching both. Dies ermöglicht SSD-ähnliche Schreibeigenschaften und für häufig oder kürzlich gelesene Daten auch SSD-ähnliche Leseeigenschaften.This provides SSD-like write characteristics, and SSD-like read characteristics for frequently or recently read data.

    Es gibt noch eine weitere, eher exotische Option: zur Verwendung von Laufwerken aller drei Typen.There is one more, rather exotic option: to use drives of all three types.

  3. NVMe, SSDs und HDDs:NVMe + SSD + HDD. Bei Verwendung von Laufwerken aller drei Typen übernehmen die NVMe-Laufwerke die Zwischenspeicherung für die SSDs und HDDs.With drives of all three types, the NVMe drives cache for both the SSDs and HDDs. Der Vorteil besteht darin, dass Sie Volumes auf den SSDs und den HDDs parallel in demselben Cluster erstellen können, die alle per 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. Erstere verhalten sich genauso wie bei einer reinen Flash-Bereitstellung, und Letztere verhalten sich genauso wie bei den oben beschriebenen Hybridbereitstellungen.The former are exactly as in an "all-flash" deployment, and the latter are exactly as in the "hybrid" deployments described above. Vom Konzept her entspricht dies der Nutzung von zwei Pools mit größtenteils unabhängiger Kapazitätsverwaltung, Ausfall- und Reparaturzyklen usw.This is conceptually like having two pools, with largely independent capacity management, failure and repair cycles, and so on.

    Wichtig

    Wir empfehlen Ihnen, die SSD-Ebene zu verwenden, um Ihre leistungsempfindlichsten Workloads als reine Flash-Bereitstellung anzuordnen.We recommend using the SSD tier to place your most performance-sensitive workloads on all-flash.

Option 3: Maximieren der KapazitätOption 3 – Maximizing capacity

Bei Workloads, für die nur selten eine sehr hohe Kapazität und Schreibvorgänge benötigt werden, z. B. Archivierung, Sicherungsziele, Data Warehouses oder „Cold Storage“, sollten Sie einige SSDs für die Zwischenspeicherung mit vielen großen HDDs zur Abdeckung der Kapazität kombinieren.For workloads that 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 zur Maximierung der Kapazität

  1. SSDs und HDDs:SSD + HDD. Die SSDs übernehmen die Zwischenspeicherung der Lese- und Schreibvorgänge, um Bursts zu absorbieren und eine SSD-ähnliche Schreibleistung zu erzielen. Später wird dann das optimierte De-Staging für die HDDs durchgeführt.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

Konfigurationen nur mit HDDs werden nicht unterstützt.Configuration with HDDs only is not supported. Es ist nicht ratsam, dass SSDs mit längerer Lebensdauer die Zwischenspeicherung für SSDs mit kürzerer Lebensdauer übernehmen.High endurance SSDs caching to low endurance SSDs is not advised.

Überlegungen zur GrößenanpassungSizing considerations

CacheCache

Jeder Server muss mindestens über zwei Cachelaufwerke verfügen (Mindestanforderung zur Erzielung von Redundanz).Every server must have at least two cache drives (the minimum required for redundancy). Wir empfehlen Ihnen, als Anzahl von Kapazitätslaufwerken ein Vielfaches der Anzahl von Cachelaufwerken zu wählen.We recommend making the number of capacity drives a multiple of the number of cache drives. Wenn Sie z. b. über vier Cache Laufwerke verfügen, kommt es zu einer konsistenten Leistung mit acht Kapazitäts Laufwerken (1:2-Verhältnis) als 7 oder 9.For example, if you have four cache drives, you will experience more consistent performance with eight capacity drives (1:2 ratio) than with 7 or 9.

Der Cache sollte für das Workingset Ihrer Anwendungen und Arbeits Auslastungen angepasst werden, z. b. alle Daten, die Sie zu einem beliebigen Zeitpunkt aktiv Lesen und schreiben.The cache should be sized to accommodate the working set of your applications and workloads, for example all the data they are actively reading and writing at any given time. Darüber hinaus besteht für die Cachegröße keine weitere Anforderung.There is no cache size requirement beyond that. Bei bereit Stellungen mit HDDs besteht ein guter Ausgangspunkt aus 10% der Kapazität – beispielsweise, wenn jeder Server 4 x 4 TB HDD = 16 TB Kapazität hat, dann 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. Bei allen Flash Bereitstellungen, insbesondere bei hoher Ausdauer] ( https://techcommunity.microsoft.com/t5/storage-at-microsoft/understanding-ssd-endurance-drive-writes-per-day-dwpd-terabytes/ba-p/426024) SSDs), ist es möglicherweise sehr wichtig, mit 5% der Kapazität zu beginnen – beispielsweise, wenn jeder Server über 24 x 1,2 TB SSD = 28,8 TB Kapazität verfügt, dann 2 x 750 GB nvme = 1,5 TB Cache pro Server.For all-flash deployments, especially with high endurance](https://techcommunity.microsoft.com/t5/storage-at-microsoft/understanding-ssd-endurance-drive-writes-per-day-dwpd-terabytes/ba-p/426024) 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 später jederzeit Cachelaufwerke hinzufügen oder entfernen, um dies anzupassen.You can always add or remove cache drives later to adjust.

AllgemeinGeneral

Wir empfehlen Ihnen, die Gesamtspeicherkapazität pro Server auf ca. 400 TB (Terabyte) zu begrenzen.We recommend limiting the total storage capacity per server to approximately 400 terabytes (TB). Je mehr Speicherkapazität pro Server vorhanden ist, desto mehr Zeit wird nach einem Ausfall oder Neustart für die erneute Synchronisierung der Daten benötigt, z. B. beim Anwenden von Softwareupdates.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 4 Petabytes (PB) (4.000 TB) für Windows Server 2019 oder 1 Petabytebereich für Windows Server 2016.The current maximum size per storage pool is 4 petabytes (PB) (4,000 TB) for Windows Server 2019, or 1 petabyte for Windows Server 2016.

Weitere VerweiseAdditional References