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Dossier Stockage : La révolution Flash

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Le déploiement de la Flash peut avoir un impact sur le dimensionnement du réseau et des serveurs

Si le déploiement de systèmes de stockage à mémoire Flash -SSD ou carte Flash PCI-express - peut avoir un impact bénéfice sur les performances des applications, il remet en cause les approches habituelles en matière de dimensionnement des capacités réseau, mémoire et CPU des serveurs.

Le stockage Flash présente la caractéristique intéressante de permettre de lutter contre les phénomènes de goulets d'étranglement qui affectent les systèmes de stockage, mais cette capacité arrive avec son lot de contre-indications. Ainsi, la mise en œuvre de capacités de stockage Flash révèle souvent d’autres goulets d'étranglement dans les infrastructures où elles sont déployés. En s’appuyant sur les tests que nous avons mené dans notre laboratoire au cours des deux dernières années, je voudrais mettre l'accent sur deux domaines de l'infrastructure informatique qui peuvent être affectée lorsque les SSD sont déployés : le réseau et le CPU.

Stockage Flash et dimensionnement du réseau

Selon la nature des applications auxquelles il est appliqué, le stockage Flash peut avoir un effet notable sur le réseau. Parce que les SSD offrent des performances nettement améliorées par rapport aux disques durs, plus d'opérations d’entrées/sorties peuvent être réalisées en moins de temps. Cela peut se traduire par un accroissement massif de la charge exercée par l’application sur le réseau. Dans certains cas, cette charge accrue du réseau n'est pas un problème car elle amène tout simplement l’application à tirer le plein potentiel de la capacité réseau disponible. Dans d'autres cas, les performances des applications peuvent s’accroitre à un point tel que le lien réseau devient le nouveau goulet d’étranglement pour l’application. Il faudra alors réfléchir à doper la bande passante disponible (soit par ajout de nouvelles cartes réseaux soit par passage au 10 Gbit) pour fournir une bande passante 

Dans l'un de nos tests, simulant une application web sur un serveur équipé d’une carte Flash SSD PCI-express, nous avons augmenté la charge de trafic à des niveaux très élevés mais sommes restés perplexes face à la performance relativement faible constatée. Une analyse plus poussée, nous a fait réaliser que même si nous utilisions une agrégation de quatre cartes Gigabit vers le serveur, la bande passante réseau n’était plus suffisante pour faire face au nouveau potentiel du serveur. Nous avons donc reconfiguré notre serveur de test avec des cartes 10 Gigabit et avons aussi passé les clients au 10 gigabit. Ce n'est qu’alors que nous avons pu tirer  le plein potentiel du stockage Flash PCIe. Nous sommes à un point d'inflexion intéressant dans notre secteur: nous constatons l'adoption accrue des réseaux 10gigabit en même temps nous voyons l'adoption accrue des SSD. Mon observation personnelle est que les SSD et réseaux 10gigabit sont faits pour s'entendre.

La technologie SSD et l'utilisation du processeur

Quand un seul système d'exploitation fonctionne sur serveur physique non virtualisé, le taux d’utilisation CPU sur une machine moderne est très souvent assez faible - souvent bien moins de 20% - , ce qui veut dire que les capacités CPU du serveur sont largement sous-utilisées. Dans les environnements virtualisés, l'utilisation du processeur s’accroit généralement à un niveau plus élevé.

Lors de nos tests menés avec du stockage flash , nous nous ont conduit à des niveaux de performance des applications plus, nous avons certes remarqué un accroissement des performances des applications du fait des performances accrues et de la latence réduite du stockage flash. Mais dans de nombreux cas, ces résultats se sont aussi traduits par un bond du taux d’usage du processeur. Dans certains de nos tests, nous avons vu l'utilisation du processeur passer de 10% avec des disques classiques à plus de 50% avec des SSD. Bien sûr, l’usage des SSD permet d’effectuer bien plus d’opérations et cette hausse est logique.  Cependant il faut absolument prendre en compte cette évolution dans le cas de configurations virtualisées car les abaques traditionnels de nombre de VM par serveur pourraient bien ne plus être adaptées aux nouvelles performances en entrées/sorties.


Les SSD peuvent se déplacer les goulets d'étranglement

En résumé, il faut absolument prendre en compte le fait que l’usage du stockage flash peut déplacer les goulets d'étranglement. L'équilibre habituel entre les performances du processeur, de la mémoire, du réseau et du stockage est largement modifié quand les SSD sont déployés. Et comme le stockage Flash est de plus en plus adopté, les administrateurs systèmes, réseau et stockage doivent rester prudents en ajustant leurs calculs habituels en matière de dimensionnement et de gestion des capacités.

Adapté d'un texte en anglais de Dennis Martin, président du cabinet d'analyses et de test Demartek

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