OCZ ZDXLSQL-FH-800G User Manual [de]

White Paper

Vorstellung ZD-XL SQL Accelerator

Welches sind die Schlüsselelemente für eine effiziente SQL-Server-Beschleunigung

Allon Cohen, PhD
Scott Harlin

OCZ Storage Solutions, Inc. – A Toshiba Group Company Revised 03.14.2014

White Paper | Vorstellung ZD-XL SQL Accelerator | V2.0 | © 2014 OCZ Storage Solutions

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Inhalte

Einführung

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Schlüsselelemente für eine effiziente SQL-Server-Beschleunigung

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OCZs neuer Plug-n-Play ZD-XL SQL Accelerator

2.1 Flash-Volumen-Anforderungen

2.2 Flash-Caching-Unterstützung

2.3 Optimierung der Caching-Policy

2.4 Dynamisches Vorwärmen des Caches

Das Leben von DBAs vereinfachen

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Fazit

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1 Einführung

IT-Manager sehen sich der Herausforderung gegenüber, den besten
Lösungsweg zu finden und durch den Einsatz von Flash-Speichern im
Rechenzentrum Performance-Engpässe für Anwendungen zu überwinden,
ohne bewährte Nutzungsmodelle für Enterprise-Anwendungen zu unterbrechen.
Obwohl eine niedrige Latenz als auch hohe Input/Output-Operationen pro
Sekunde (IOPS) kritische Erfolgsfaktoren sind, ist die Aussage zur Leistung von
Solid-State Drives (SSDs) “je höher die erreichbaren IOPS, desto schneller wird
eine Anwendung ausgeführt“ nicht korrekt und an sich auch nicht das einzige
Werkzeug um Anwendungen effizient zu beschleunigen. Die optimale Lösung
für die Beschleunigung einer Anwendung, wie z.B. Microsoft SQL Server,
erfordert die Fähigkeit, sich nahtlos in die Benutzer-Umgebungen einzupassen
und gleichzeitig die Kollektion wichtiger Bestandteile durch optimierte Software­und Hardware-Elemente anzubieten. Idealerweise sollte die Gesamtlösung auch
eine optimierte Management-GUI für die Anwendungsumgebung bieten, um
IT-Manager einfach und sicher hindurchzuführen.

Der SSD-Flash-Speicher ist der
beste Ort, um jene „Hot Data“ zu
speichern, auf die häufig zugegriffen
wird, da sie im Gegensatz zu
HDDs ohne bewegliche Teile
auskommen und dadurch Random
Datenzugriffe in Datenbanken
(DB) mühelos handhaben.
Eine einzige Host-basierte
Flash-Beschleunigungskarte kann
Tausende von Festplatten in einem
SAN-Array überflüssig machen

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Das OCZ Entwicklungsteam

konzipierten eine optimierte

Beschleunigungskarte, die

nahtlos die vier wichtigsten

um die gleiche IOPS-Leistung zu erzeugen. Mit der ständigen Flut neuer
Daten, welche von Datenbanken erstellt und gesammelt werden, kann ein
durchschnittlich großes, modernes Rechenzentrum täglich Terabytes an Daten
ansammeln, was auf Festplatten kostengünstiger gespeichert werden kann.
Daher ist die Kunst bei der Beschleunigung der Datenbank-Performance,
herauszufinden, welche Daten wichtig und es wert sind, auf der SSD
zwischengespeichert zu werden. In anderen Worten: auf der SSD gespeicherte
Daten müssen schnell erreichbar sein, sowie richtig und relevant für die
Anforderungen der Datenbank-Anwendung.

Elemente adressiert,

die für eine effiziente

Beschleunigung dieser

Anwendung benötigt

werden.

Dieses Whitepaper dient dazu, OCZs neuen ZD-XL SQL Accelerator
vorzustellen. Dieser wurde als eng integrierte Plug-n-Play-Beschleunigungs­Lösung speziell für den SQL Server-Einsatz entwickelt. Es wird sichergestellt,
dass die Daten richtig, relevant und leicht zugänglich auf dem PCIe-basierten
Flash zur Verfügung stehen, wenn der SQL-Server sie benötigt. Das
Whitepaper adressiert auch diejenigen Schlüsselelemente, die für eine effiziente
Beschleunigung der SQL-Server-Anwendungen benötigt werden und zeigt, wie
diese Elemente nahtlos in die ZD-XL SQL Accelerator-Lösung integriert wurden.

2 Schlüsselelemente für eine effiziente

SQL-Server- Beschleunigung

Durch die Analyse von SQL-Server-Workloads, konzipierte das OCZ
Entwicklungsteam eine optimierte Beschleunigungskarte, die nahtlos die vier
wichtigsten Elemente adressert, die für eine effeziente Beschleunigung dieser
Anwendung benötigt werden.

1. Flash-Volumen: Vorrübergehende Kalkulationstabellen, wie z.B. tempDB,
sollten effizient auf den Flash-Volumen im Server platziert werden. Wenn
eine hohe Verfügbarkeit sichergestellt ist, können auch zusätzliche Dateien
wie Protokolle von der extrem hohen Lese-/Schreib-Performance des Host
On-Flash-Datenträgers profitieren.

2. Flash-Caching: Größere Datenbank-Volumen haben möglicherweise
keinen Platz auf dem Flash-Speicher im Server. Allerdings würde die
optimierte Nutzung des Flash-Cachings für „Hot Data“, sogar mit kleineren
Flash-Kapazitäten eine effiziente Beschleunigung von sehr großen
Datenbanken ermöglichen.

3. Optimierung der Caching-Politik: Eine Anwendungs-optimierte Politik
wäre die Basis, um hohe Trefferquoten zu erzielen und die richtigen Daten
zum richtigen Zeitpunkt für SQL-Server zur Verfügung zu stellen, sowohl für
Online Transaktionen (OLTP) als auch Analyse-Workloads.

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Die ZD-XL SQL Accelerator-

Karte genügt hohen

IOPS-Belastungen,

vergleichbar mit Dutzenden

4. Dynamisches Vorwärmen des Caches: Die Fähigkeit, den Cache
im Vorfeld automatisch für wichtige und anspruchsvolle Aufgaben
vorzuwärmen, stellt sicher, dass sich die richtigen und relevanten Daten
pünktlich im Cache befindet und dem SQL-Server zur Verfügung stehen.

Wenn diese vier Elemente effizient kombiniert werden, können IT-Manager
SQL-Server-Datenbanken um das bis zu 25-Fache beschleunigen. Im
Folgenden wird auf jedes dieser Elemente eingegangen und gezeigt, wie OCZs
ZD-XL Accelerator es SQL-Datenbanken ermöglicht, schneller zu laufen.

von SSDs oder Tausenden

von HDDs.

2.1 Flash-Volumen-Anforderungen

Da SQL-Server-Anwendungen Datenzugriffs-intensive sind, ist ihre Leistung
stark von den I/O-Latenzen und Bandbreiten abhängig. Die Geschwindigkeit
des Datenzugriffs beinhaltet auch die Zeit, um Daten zu lokalisieren, analysieren
und zu verarbeiten, um Nutzern den Unternehmenseinblick zu gewähren, wenn
sie ihn benötigen. Um eine große Benutzeranzahl problemlos bedienen zu
können und um die SQL-Server-Erfahrung eines jeden zu maximieren, müssen
die Speicherlatenz und die transaktionalen IOPS optimale Performance liefern.

SSD-Flash-Speicher ist auf Datenzugriffsanforderungen von SQL-Server­Datenbanken zugeschneidert, dank der Unterstützung von sehr
geringen Wartezeiten (Latencies) und die Fähigkeit zufällige (Random)
Datenzugriffanfragen effektiv abzuwickeln. Insbesondere der PCI Express
(PCIe) Flash-basierte ZD-XL SQL Accelerator wird direkt auf dem PCIe-Bus
des Servers platziert, um die Zugriffswartezeiten zu reduzieren. Mit der
Fähigkeit des ZD-XL SQL Accelerators On-Host-Volumen freizulegen und der
seines Flash-Controllers die Random Loads effizient parallel zwischen allen
verfügbaren Flash-Speichern zu verteilen, kann die ZD-XL Accelerator-Karte
hohe IOPS-Belastungen, vergleichbar mit Dutzenden von SSDs oder Tausenden
von HDDs, befriedigen.

Ein Beispiel, welches den Bedarf von Server-seitigen Flash-Volumen unterstützt,
ist Data Warehousing, welches Microsoft xVelocity säulenförmige Tabellen
nutzt. Ein Data Warehoulse Workload könnte eine große Menge des RAM für
zwischenzeitliche Abfrageergebnisse verlangen und in vielen Fällen, wenn dem
SQL-Server nicht genügend RAM zur Verfügung steht, werden die Anfragen
automatisch in eine tempDB abgeschoben. Wenn sich die tempDB auf einem
Remote-SAN befindet, kann diese Umleitung einen drastischen Rückgang der
Datenbank-Performance schaffen. Abbildung 1 zeigt durchschnittliche Data
Warehouse Abfrage-Fertigstellungszeiten zwischen HDDs und dem ZD-XL SQL
Accelerator, reagierend auf 8 standardisierte Abfragen.

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