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郑州戴尔服务器R920运行ORACLE数据库固态加速评测
郑州戴尔服务器R920运行ORACLE数据库的DELL POWEREDGE R920使用 NVME EXPRESS FLASH PCIE固态硬盘进行升级的好处            对于运行Oracle数据库应用程序的企业而言性能至关重要这些应用程序 往往要求存储子系统能够达到很低的延迟和极致的IOPS性能。因此选用的 服务器不仅要采用最新的处理器技术并提供极大的RAM容量而且还要有可 达到极致服务级别的存储升级选项这一点非常重要。全新Dell PowerEdge R920采用新的英特尔®至强®处理器E7 v2系列旨在提供任务关键型数据库所 需的性能。使用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘升级此款服务器后可以 让这种强劲的基准性能更上一个台阶。
  Principled Technologies实验室中我们在类似于OLTP TPC的工作负载条 件下测试了两台运行Oracle Database 12cDell PowerEdge 郑州戴尔服务器R920服务器   中第一台服务器采用标准的串行连接SCSI  (SAS)硬盘第二台服务器则采用   NVMe Express Flash PCIe固态硬盘。与采用标准硬盘的服务器相比  采用   PCIe固态硬盘进行了升级的配置所提供的数据库性能是其14.9倍。虽然基础 配置提供的性能已十分出色但若采用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘进 行升级性能会进一步大幅提升因而对于希望更好地满足Oracle数据库用 户需求的任何企业而言这种升级都是极为明智的投资。      
升级后数据库性能将扶摇直上   Dell PowerEdge 郑州戴尔服务器R920采用新的英特尔至强处理器E7 v2系列是戴尔最快的 四路4U服务器。戴尔设计这款服务器的宗旨是满足要求极为严苛的任务关键 型工作负载之需例如企业资源规划(ERP)、电子商务、大规模虚拟化以及非 常庞大的数据库。这款服务器采用标准配置时拥有242.5英寸磁盘托架 最多可支持24SAS硬盘。Dell PowerEdge 郑州戴尔服务器R920采用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘配置时最多可支持八个PCIe固态硬盘并且通过其余的托架 最多可支持16SAS硬盘。得益于此八个高性能磁盘可产生极致速度16 个SAS磁盘托架则可带来可靠的存储容量。   虽然采用标准配置的Dell PowerEdge 郑州戴尔服务器R920也能很好地支持Oracle数据库 但我们还是希望了解在采用配备NVMe Express Flash PCIe固态硬盘的配置时 性能将有怎样的提升。为此我们采用了一款可测试很多领先数据库的性能 的基准测试工具。如图表1所示采用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘的第 二种配置在Oracle数据库性能方面有巨大提升——与采用SAS硬盘的标准配 置相比采用PCIe固态硬盘的Dell PowerEdge 郑州戴尔服务器R920所能完成的工作量几乎 是其15倍。需注意的是升级后的配置在实现这种巨大性能优势的同时所 用的磁盘数量仅仅是基础配置的三分之一只用了八个固态硬盘相比之下 基础配置则使用了24SAS磁盘

图表1我们发现这 两种服务器配置之 间存在的显著性能 提升。      
      Dell PowerEdge R920升级到NVMe Express Flash PCIe  
      固态硬盘后所产生的Oracle数据库相对性能  
  16         14.96      
               
  14                    
                     
                     
12                    
                   
10                    
                   
8                    
相对                    
6                    
                   
  4   1.00              
                 
  2                
                 
  0                    
      采用SAS硬盘的   采用NVMe Express Flash PCIe  
           
      Dell PowerEdge R920   固态硬盘的Dell PowerEdge R920  
                       

  我们以基础配置为标准将性能数据换算成了相对倍数。不过这款服务器即 使在采用基础配置时也能提供非常强劲的性能。        
运行Oracle数据库的Dell PowerEdge R920 Principled Technologies测试报告  2
使用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘进行升级的好处  

  图表2显示了我们在多种不同的I/O工作负载条件下使用HammerDB基准测试 工具进行测试时所观察到的性能提升。为了表现出在多种I/O工作负载条件 下的性能优势我们修改了Oracle中的fast_start_mttr_target参数以使其采 用三种不同的设置60秒、120秒和180),然后每次执行测试时均采用 新设置。通过fast_start_mttr_target设置可以设定数据库执行崩溃恢复所 用的目标秒数。Oracle实例的恢复速度越快数据库就能越快地恢复正常供 用户使用。   fast_start_mttr_target为较短的目标恢复时间例如60数据库实 例在处理工作负载期间必须更频繁地将修改后的缓冲页面刷新到磁盘从而 会给底层的存储子系统带来更繁重的I/O负荷。当fast_start_mttr_target为较 长的目标恢复时间例如180秒或更长存储子系统上产生的I/O负荷就 更少。       如图表2所示在所有三种fast_start_mttr_target配置条件下采用PCIe固态 硬盘配置的Dell PowerEdge R郑州戴尔服务器R920都能更好地满足更高的I/O要求。通过减小 fast_start_mttr_target设置来设定更短的恢复周期时NVMe Express Flash PCIe固态硬盘相对于SAS磁盘的性能优势便会增大。虽然采用SAS驱动器的 PowerEdge R郑州戴尔服务器R920配置也能提供可靠的性能但要求更高的数据库活动在NVMe Express Flash PCIe固态硬盘配置条件下则可以表现出更优异的性能。    
  fast_start_mttr_target setting   使用NVMe Express Flash PCIe
    固态硬盘所实现的性能提升
     
  60 14.96
     
  120 12.93
     
  180 6.71
       
  图表2使用HammerDB进行基准测试时PCIe固态硬盘配置相对于标准配置的优势   在这两种测试配置中我们均采用Oracle推荐的存储管理方法即自动存储 管理(ASM)。在每台服务器上我们均对底层存储进行了冗余配置就像在 几乎所有环境中都需要的那样。Oracle ASM提供了三种冗余级别第一种级 别为正常适用于双向镜像第二种级别为适用于三向镜像第三种 级别为外部该级别不提供镜像而是通过硬件RAID控制器来使用冗余。 在包含Dell PowerEdge RAID控制器(PERC) H730P的基础配置中我们采用   RAID 1磁盘组将这些磁盘组呈现给Oracle ASM并采用外部冗余。在PCIe 固态硬盘配置中固态硬盘设备不使用RAID控制器因此我们使用Oracle ASM“正常冗余进行双向镜像。1
运行Oracle数据库的Dell PowerEdge R郑州戴尔服务器R920 Principled Technologies测试报告  3
使用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘进行升级的好处   如需技术指导请来电咨询:13283884366 宋光 

更快I/O的价值   使用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘升级Oracle数据库服务器后所提升 的存储性能可以给您公司带来多方面的好处   缩短数据库响应时间并/或支持更多用户从而可更好地满足服 务级别协议 在数据库崩溃的情况下加快重建速度 缩短数据库维护时间 提高用户满意度       让您不再有性能欠佳的硬件从而降低成本     原始I/O性能也会扶摇直上

    数据库性能包括由应 用程序、查询和软件 层产生的开销 与其 不同的是 I / O 性能 则是一种衡量存储子 系统数据处理能力的 原始指标 往往比应 用程序所能体验到的 性能快很多倍。 除了数据库性能之外我们还研究了NVMe Express Flash PCIe固态硬盘与SAS   磁盘的原始I/O性能对比情况。为了衡量这两种服务器配置下的I/O我们使 用了Flexible I/O基准测试工具也称作Fio。图表3显示了我们得到的结果 在我们执行的两场Fio测试中采用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘的Dell PowerEdge R郑州戴尔服务器R920在性能上均显著优于采用SAS硬盘的基准配置。   请注意固态硬盘配置的随机写入数据313,687 IOPS反映的是镜像配置的近似 值。组合后的设备所产生的累计原始磁盘输出是这一数值的两倍我们将其 除以二以反映我们在数据库测试过程中使用的ASM“正常双向镜像配置。   由于PCIe总线不具备RAID功能因此我们在非镜像配置下运行Fio测试。我们 将实际结果627,374 IOPS除以二以得出RAID1镜像写入操作的近似值。有关 我们所用配置的更多详情请参见附录B

   
    采用SAS硬盘的     Flash PCIe固态硬盘的     Flash PCIe固态硬盘  
        Dell PowerEdge R郑州戴尔服务器R920     所实现的性能提升  
               
                   
!读取8k随机64个队列                  
磁盘组数量                  
SAS每个磁盘组两个磁盘   10   8      
固态硬盘每个磁盘组一个磁盘          
                 
             
总 IOPS 8,917   1,719,545     192.8
    写入8k随机64个队列      
磁盘组数量                  
SAS每个磁盘组两个磁盘   10   8      
固态硬盘每个磁盘组一个磁盘          
                 
             
总 IOPS 5,904   313,687*     53.1
                   
  图表3Fio基准测试结果。IOPS数目越高越好。*NVMe的总写入IOPs627,374 IOPS我们通过将结果除以二来从数学上 得出近似的镜像结果。

       
运行Oracle数据库的Dell PowerEdge R郑州戴尔服务器R920 Principled Technologies测试报告  4
使用NVMe Express Flash PCIe固态硬盘进行升级的好处  

  关于我们测试的组件   关于Dell PowerEdge R郑州戴尔服务器R920   Dell PowerEdge R郑州戴尔服务器R920是戴尔出品的最快四路4U服务器。这款服务器旨在为 大型企业提供可扩展的性能最多可支持   96个内存DIMM   24个内部磁盘   8NVMe Express Flash磁盘带可选的PCIe背板 10PCIe3/2代插槽   12Gb/s SAS磁盘   它还提供双PERC选项、PERC9 (H730P)Fluid Cache for SAN功能以及多项 可实现高可靠性的内置RAS功能例如容错适障内存和英特尔可靠运行技术。       采用英特尔至强处理器E7 v2系列   PowerEdge R郑州戴尔服务器R920采用新的英特尔至强处理器E7 v2系列英特尔设计该系列的 宗旨是通过增加最多50%的核数/线程数以及25%的高速缓存在以前版本的 基础上大幅提升性能从而支持任务关键型高性能工作负载。英特尔至强处理 器E7 v2系列最多可提供6TB DDR3内存每路最多可支持24DDR3 DIMM   此外最高可支持1,600MHz DDR3速度从而提升了性能和可扩展性。   英特尔至强处理器E7 v2系列支持以前的处理器版本的所有可靠性、可用性和 可维护性功能因而可满足关键工作负载的要求。借助英特尔可靠运行技术 这些处理器增加了新的RAS功能包括第1eMCAMCA恢复执行路径、   MCA I/O以及PCIe实时错误恢复。     满足要求严苛的工作负载之需   PowerEdge R郑州戴尔服务器R920可以满足要求极为严苛的任务关键型工作负载之需例如企 业资源规划(ERP)、电子商务、大规模虚拟化以及非常庞大的数据库。它尤 其适合以下工作负载和环境   加快大型企业级应用程序ERPCRM、商业智能的运行速度 实施非常庞大的传统数据库或内存数据库 通过大规模虚拟化整合企业工作负载   从昂贵而过时的RISC硬件迁移到可适应未来发展需要的数据中心

    关于Dell PowerEdge NVMe Express Flash PCIe固态硬盘 PowerEdge NVMe Express Flash PCIe固态硬盘是一款高性能存储,十分适合 要求低延迟、高IOPS以及企业级存储可靠性和可维护性的解决方案。作为一 款符合第三代PCIe要求的设备, NVMe Express Flash PCIe固态硬盘可以在要 求严苛的企业环境(例如企业刀片式和机架式服务器、视频点播服务器、 Web加速器以及虚拟化设备)中配置为存储高速缓存或主存储设备。 NVM Express是一种用来处理非易失性内存(NVM)的优化、高性能、可扩展主 机控制器接口,内置了经过简化的注册界面和命令集。它是面向使用 PCIe固 态硬盘的企业、数据中心和客户端系统而设计的。 NVMHCI 工作组是一个由 90 多家存储公司的组成的组织,该组织表示: “NVM Express可以缩短延迟、实现高并行度并简化命令集,同时为安全性、 端到端数据保护以及用户需要的其他客户端和企业级功能提供支持,从而可 以显著提升随机和顺序性能。 NVM Express提供了一种基于标准的方法,因而 有利于在整个体系中大规模采用和实现与PCIe固态硬盘的互操作性。 ” 总结 强劲的服务器性能对于运行Oracle 数据库的企业而言至关重要。全新Dell PowerEdge 郑州戴尔服务器R920在采用配备24个SAS硬盘的基础配置时可以提供强劲的性能, 不过在运行包含NVMe Express Flash PCIe固态硬盘的配置时,这种性能可以 得到显著提升。在我们的测试中,升级后的Dell PowerEdge 郑州戴尔服务器R920配置所提供 的数据库性能是基础配置的14.9倍。此外,在测试NVMe Express Flash PCIe 固态硬盘的原始I/O吞吐量时,我们观察到IOPS数目是基础配置的192.8倍之 多。考虑到存储子系统在服务器中、特别是在数据库应用程序中至关重要, NVMe Express Flash PCIe固态硬盘所实现的性能提升可以显著改进为您的客 户提供的服务,从而使这种升级成为一种非常明智的投资。    
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