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Seagate - Technologie Mach.2 en action
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Disque dur Exos 2×14 de Seagate, la technologie MACH.2 se met en action

Le nouveau disque dur d’entreprise Seagate Exos 2X14 est le premier à intégrer la technologie révolutionnaire à deux actionneurs MACH.2 de Seagate. Il est actuellement testé par des clients en vue de son déploiement dans des datacenters. La technologie MACH.2 a démontré ses avantages par rapport aux disques à actionneur unique pour de nombreuses applications, notamment les réseaux de diffusion de contenu (CDN), le streaming vidéo, les serveurs de messagerie, les services de sauvegarde/transfert, Hadoop, les applications Cloud, etc.

Microsoft anticipe un grand succès avec les disques durs d’entreprise Seagate Exos 2X14 dotés de la technologie MACH.2. L’objectif : conserver les performances d’IOPS requises pour certains services Cloud de Microsoft, notamment Azure et le service de messagerie Microsoft Exchange Online, tout en augmentant la capacité de stockage disponible par emplacement dans le datacenter. Au cours des premiers tests effectués, la technologie MACH.2 a démontré qu’elle offrait les avantages attendus pour les charges de travail à forte intensité d’IOPS.

Microsoft teste le disque Seagate Exos 2X14

Multi Actuator, Seagate va doubler, tripler voire quadrupler les débits du disque dur

Microsoft a achevé sa première série de tests fonctionnels de déploiement du disque Exos 2X14, comprenant des tests d’infrastructure complets pour vérifier l’interopérabilité et la compatibilité du disque avec l’infrastructure du datacenter, la robustesse du produit, sa fiabilité et sa facilité d’intégration avec l’architecture système du Projet Olympus, ainsi que des tests portant sur l’amélioration des performances obtenue avec la technologie MACH.2, qui est le principal avantage recherché par les architectes informatiques.

L’architecte Aaron Ogus, partenaire de Microsoft, a travaillé directement avec Seagate dès le début du développement de sa technologie MACH.2, dans le but de déployer cette technologie dans l’espace Cloud de Microsoft. Il déclare

« Nous avons effectué de nombreux tests préliminaires sur des unités de conception Exos 2X14 et avons testé les premières unités de production CTU (Customer Test Unit) Exos 2X14 de Seagate. Lors de ces tests, nous avons constaté que le débit et les IOPS avaient presque doublé. Ce sont en fait les améliorations que nous espérions obtenir avec la technologie MACH.2 . »

Pour évaluer les fonctionnalités des disques MACH.2, Microsoft a utilisé des outils éprouvés tels que Microsoft Exchange Server Jetstress, qui simule une charge d’E/S de disque Exchange 2013 et Exchange 2016 sur un serveur afin de vérifier les performances et la stabilité d’un sous-système de disque. Microsoft a testé le débit séquentiel (en simulant des opérations de sauvegarde ou de streaming) et les IOPS à lecture aléatoire (en simulant des charges hyperscale et CDN), entre autres.

Aaron Ogus explique

« Nous simulons des charges de travail depuis un certain temps et tandis que le développement de la technologie MACH.2 de Seagate progressait, nous avons coopéré avec Seagate pour nous assurer que les performances offertes par la technologie MACH.2 répondaient à nos besoins. L’objectif était d’atteindre un débit presque deux fois supérieur à celui des disques à actionneur unique actuellement déployés, et nos tests montrent que la technologie MACH.2 a atteint cet objectif. »

La technologie MACH.2 répond aux problématiques du datacenter du Cloud, telles que les IOPS par téraoctet et le coût par téraoctet.

Les clients du secteur des services Cloud déploient d’importantes flottes de disques durs de 3,5 pouces dans leurs datacenters et gèrent leurs noeuds de stockage d’applications sur plusieurs périphériques, répartis sur plusieurs racks. Afin de respecter leurs contrats de niveau de service (SLA), ces clients doivent atteindre un certain niveau de performances, mesuré en IOPS (entrées/sorties par seconde) et en temps de latence de commande, sur toute la capacité de stockage sur disque dur déployée. Ce niveau de performances requis se caractérise par les IOPS par téraoctet (IOPS/To) avec une latence particulière.

Les architectes des datacenters considèrent également les disques SSD d’entreprise comme un moyen d’assurer des performances d’IOPS élevées. Cela peut se révéler pertinent, selon les besoins de chaque application, notamment en matière de capacité, d’IOPS, de débit, de conditions environnementales telles que le refroidissement, et de coût.

Cependant, avec leur coût par téraoctet inférieur et leurs capacités supérieures, les disques durs fournissent le niveau de stockage le plus efficace pour optimiser la capacité – s’ils peuvent fournir les IOPS nécessaires.

La technologie MACH.2 de Seagate répond à la problématique des IOPS/To en utilisant deux actionneurs capables de transférer les E/S indépendamment les unes des autres au sein d’un même disque dur. Elle crée ainsi un parallélisme au sein d’un même disque dur qui permet de doubler les performances. Dans un disque, la moitié supérieure des têtes de lecture/écriture est traitée par un actionneur, tandis que la moitié inférieure est traitée par un deuxième actionneur.

Chaque actionneur traite la moitié de la capacité totale du disque.

Technologie Multi Actuator de Seagate

Technologie Multi Actuator de Seagate

Quel est l’intérêt de la technologie MACH.2 pour l’architecture du serveur Exchange de Microsoft ?

Dans tous les datacenters des Clouds, l’espace au sol est primordial – et pour de nombreuses applications, les fournisseurs de services Cloud tentent d’obtenir plus d’IOPS du même emplacement. Les disques MACH.2 seront déployés pour prendre en charge tous les services CSP de Microsoft, y compris Azure et Exchange – la portée des applications partageant l’espace au sol confère à celui-ci une importance primordiale. Microsoft souhaite réduire les coûts par emplacement, qui dépendent de la surface occupée, de la consommation électrique et du refroidissement, entre autres. Lorsqu’un client constate une tendance à la baisse des IOPS sur les types de disques installés, il doit envisager d’autres solutions, telles que l’ajout de disques durs à deux actionneurs.

L’architecture Exchange de Microsoft est constamment adaptée pour optimiser le débit du serveur. La technologie MACH.2 de Seagate permettra à Exchange de continuer à déployer des disques durs de plus en plus gros tout en maintenant les SLA relatifs à la latence. La nouvelle plate-forme de Seagate permet à Microsoft de déployer des disques de capacité supérieure, tels que le Seagate 2X14 de 14 To, car la technologie MACH.2 de Seagate lui apporte le débit nécessaire pour prendre en charge Exchange avec cette capacité.

La technologie MACH.2 empêche le gaspillage de capacité

Tant qu’un disque dur particulier atteint ou dépasse le seuil d’IOPS par To requis par le client, toute sa capacité peut être utilisée. Si les IOPS par To sur un disque dur tombent en-deçà d’un seuil défini en fonction des charges applicatives, le client ne peut pas utiliser toute la capacité du disque avec la charge ciblée, d’où un gaspillage de capacité (appelé en anglais « stranded capacity »).

James Borden, chef de produit Cloud chez Seagate, explique le dilemme posé par le gaspillage de capacité.

« Alors que la capacité des disques durs ne cesse d’augmenter, la capacité à transférer des données plus rapidement n’a pas progressé au même rythme. Sans la technologie à deux actionneurs, dès lors que vous dépassez une certaine capacité, vous ne pouvez plus fournir la qualité de service attendue, car vous êtes limité par le débit maximal de chaque disque. Par exemple, pour maintenir la qualité de service attendue, un disque de 16 To requiert le double de la capacité de débit maximale d’un disque de 8 To. Lorsque votre application commence à dépasser la capacité d’IOPS maximale d’un périphérique de stockage, le seul moyen de résoudre ce problème consiste à stocker moins de données sur le périphérique, ce qui revient à gaspiller la capacité. Une solution partielle au problème du gaspillage de la capacité consiste à utiliser une stratégie de « short stroking ». Vous placez un sous-ensemble de vos données sur le diamètre extérieur d’un disque et utilisez le diamètre interne pour stocker des données moins importantes qui n’ont pas besoin d’être livrées avec la même métrique de qualité de service. Ainsi, au moins vous n’aurez pas un disque dur plein aux deux tiers. Toutefois, cette solution complique la gestion des données et ne vous garantit pas que vous utiliserez toujours pleinement la capacité installée. »

Mais si vous déployez des disques Exos 2X14 avec MACH.2, le short stroking n’est plus nécessaire. Un datacenter peut installer un disque de 14 To à deux actionneurs dans chaque emplacement. Pour l’application, son débit ressemble beaucoup au débit élevé fourni par deux disques de 7 To, mais il tient dans un seul emplacement.

La technologie MACH.2 de Seagate a été développée avec Microsoft pour répondre aux besoins des fournisseurs de services Cloud

La conception et les caractéristiques des premiers disques durs à deux actionneurs Exos 2X14 de Seagate répondent directement aux besoins de nos clients. Microsoft est un partenaire avec lequel nous avons beaucoup collaboré tout au long du développement et du déploiement ultérieur de notre technologie MACH.2.

Chris Hensley, responsable mondial des ventes pour les applications Cloud chez Seagate déclare

« Nous avons travaillé avec Microsoft dans ses datacenters au fur et à mesure du développement de la technologie MACH.2 ; Microsoft nous a beaucoup aidé, dès la conception initiale. »

James Borden en convient

« Notre architecture MACH.2 a évolué au fil de nos conversations avec Microsoft sur la façon de résoudre ce que Microsoft a appelé le problème des IOPS par téraoctet. Microsoft a toujours été à nos côtés et nous l’avons impliquée à chaque étape du processus. Nous avons bénéficié de ses observations dès les premiers échantillons du disque.Microsoft a travaillé avec nous dès le début sur l’architecture de ce produit pour s’assurer de pouvoir déployer ce que nous envisagions. Cela a été essentiel au développement de la première itération de l’architecture MACH.2, utilisant deux LUN avec SAS, ce qui correspond à l’architecture du datacenter de Microsoft et reflète de manière raisonnable ce que les autres grands CSP peuvent faire. »

À mesure que le programme de disques durs à deux actionneurs Exos 2X14 avancera et se développera, cette gamme de disques sera disponible avec plusieurs variantes et références afin de couvrir tous les exemples d’utilisation en entreprise.

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