Beschleunigung von Microsoft SQL Server 2014 Workloads mit Flash

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1 Informationsblatt Beschleunigung von Microsoft SQL Server 2014 Workloads mit Flash Teil 2: Gewährleistung beschleunigter Performance für transaktionale (OLTP) undanalytische (OLAP) Workloads Scott Harlin Michael Yam Eli Ben Namer Veröffentlicht im October 2014 OCZ Storage Solutions, Inc. A Toshiba Group Company

2 Inhalt Seite Einführung Performance-Testprozess Die SAN-lose Testumgebung für kleine bis mittelgroße Unternehmen Hochkomplexe SAN-basierte Referenzumgebung Zusammenfassung Anlage A: Testkonfigurationen Einführung In Teil 1 dieses White Papers haben wir den ZD-XL SQL Accelerator 1.5 als eine komplette Lösung zur Beschleunigung von Hardware- und Software-Flash vorgestellt, die für Microsoft SQL Server Datenbank-Umgebungen optimiert ist. Darin wurde beschrieben, wie Version 1.5 auf den erweiterten Features der Originalversion 1.0 basiert und eng in die Verwaltung des SQL-Servers eingebunden ist. Zugleich unterstützt sie SQL Server 2014 mit Features, die den Flash-basierten Buffer Pool Extension (BPE) Service von Microsoft ergänzen und erweitern. Wir präsentieren Ihnen nun Teil 2 dieses White Papers, in dem es um die Ergebnisse von Anwendungslasttests geht, die in transaktionaler und in analytischer Umgebungen durchgeführt wurden. Wird der ZD-XL SQL Accelerator 1.5 hinzugefügt, wird die SQL-Verarbeitung dramatisch verbessert. Bei diesem Szenario steigt die allgemeine Anzahl von Input-/ Output- Operationen pro Sekunde (IOPS), während die SQL-Zugriffszeit kürzer wird, womit die volle Leistung von SQL Server 2014 zur Geltung kommt. Um diese Ergebnisse zu erreichen, müssen bei der Datenzugriffslatenz und bei den IOPS die optimale Transaktionsanzahl pro Minute (TPM) erreicht sein, so dass parallel zugreifende Benutzer in einer OnLine Transactional Processing (OLTP) Umgebung ohne Konflikte arbeiten können. Die Zugriffsraten und die Datenbank-Leselatenzen wirken sich wesentlich auf die Zeit aus, die zur Verarbeitung analytischer Abfragen in SQL Server erforderlich ist. Hierfür ist eine optimierte und effiziente Lösung notwendig, die OnLine Analytical Processing (OLAP) Workloads beschleunigt. Die Funktion von SQL Server 2014 baut auf Hauptfeatures auf, die bereits in den vorherigen Versionen vorhanden waren (SQL Server 2012 R2, 2012 und 2008 R2). Er verbessert die Verfügbarkeit der Datenbank, vereinfacht die 2

3 Dieses White Paper befasst sich mit den Ergebnissen eines Load-Tests in transaktionalen und analytischen Umgebungen und, sobald ZD-XL Accelerator 1.5 hinzugefügt wird, dramatisch gesteigerter SQL Prozessleistung. Bewegung der Datenbanken zwischen Instanzen, verfügt über produktivere Tools für Anwendungsmanagement und bietet eine wesentlich erhöhte Performance. Da Flash bei der Beschleunigung von Datenbank-Performance eine zentrale Rolle spielt, verfügt SQL Server 2014 über einen Flash-basierten BPE-Dienst, mit dem der Speicherpuffer jeder Datenbankinstanz auf SSD-Flash ausgeweitet werden kann. Der Flash wird anschließend zum Speichern leerer Pufferseiten verwendet, um häufig gebrauchte Daten schneller bereitzustellen, indem Daten direkt aus der Datenbankinstanz selbst geladen werden. ZD-XL SQL Accelerator 1.5 bietet optimierte und effiziente Flash-Beschleunigung für SQL Server Umgebungen durch eine mächtige Kombination aus hoher Flash-Performance, einem einzigartigen Cache-Mechanismus, der hochkomplexe und statistisch optimierte Entscheidungen darüber trifft, welche Daten zu cachen sind, sowie einer Assistent-basierten Implementierungs-Software, mit der Datenbankadministratoren (DBAs) Cache-Richtlinien aufstellen können, die die Anwendungs-Performance auf der Basis von SQL Server Workloads optimieren. 2 Performance-Testprozess Die Performance-Testprozedur von ZD-XL SQL Accelerator 1.5 wurde entwickelt, um eine typische Data-Warehouse-Anwendung in einer SQL Server 2014 Umgebung zu simulieren. Um sowohl die transaktionale, als auch die analytische Workload-Beschleunigung zu testen, wurden zwei Basisreferenzumgebungen verwendet, um Folgendes zu emulieren: Eine interne HDD-basierte Konfiguration ohne SAN, die typisch für kleine bis mittelgroße Unternehmen ist. Eine SAN-basierte Konfiguration, die typisch für eine hochmoderne Unternehmensumgebung ist, ca Benutzern zu einer bestimmten Zeit zur Verfügung steht und ultraschnelle Host-Verarbeitung erfordert Jede Referenzumgebung (mit oder ohne SAN) verfügte über eine davor -Basis- Testkonfiguration ohne ZD-XL 1.5-Beschleunigung sowie eine beschleunigte danach -Testkonfiguration mit dieser Beschleunigung. Für transaktionale Anwendungen nutzte OCZ vergleichbare, mit der TPC-C 5000-Branchen-Benchmark assoziierte Testprozeduren, bei denen eine gesamte Computerumgebung simuliert wurde, in der ein Benutzerkreis Transaktionen mit der Datenbank durchführte. Im Mittelpunkt der Benchmark stehen transaktionale Geschwindigkeiten in einer Umgebung für Auftragserfassung, da bei den Tests die Anzahl der Transaktionen pro Minute (TPM) erfasst wurde. Der gemessene Durchsatz, mit und ohne ZD-XL 3

4 1.5-Beschleunigung, wurde bei beiden Konfigurationen, mit und ohne SAN, aufgezeichnet. Die Benchmark verkörpert normalerweise jede Branche, die Produkte oder Dienstleistungen online anbietet. Für analytische Anwendungen nutzte OCZ vergleichbare mit der entscheidungsunterstützenden TPC-H 1000-Benchmark assoziierte Testprozeduren, die aus einer Reihe geschäftsorientierter Ad-Hoc-Abfragen besteht, welche aufgrund ihrer starken Branchenrelevanz ausgewählt wurden. Im Fokus der Benchmark steht ein entscheidungsunterstützendes System, das zum Untersuchen großer Datenmengen, zum Ausführen von Abfragen mit einem hohen Komplexitätsgrad und zum Bereitstellen analytischer Antworten auf kritische Geschäftsfragen verwendet wird. Eine Reihe von 22 analytischen Benchmark-Abfragen ging im Data-Warehouse von SQL Server 2014 ein, und die Zeit, die zum Verarbeiten dieser Abfragen erforderlich war mit und ohne ZD-XL 1.5-Beschleunigung wurde für die Konfigurationen mit und ohne SAN aufgezeichnet. Die 22 branchenrelevanten Abfragen umfassten: Nummer der Abfrage Beschreibung der Abfrage Nummer der Abfrage Beschreibung der Abfrage Abfrage 1 Überprüfung zurückgesendeter Artikel Abfrage 12 Priorität von Bestellungen Abfrage 2 Versorgungskosten Abfrage 13 Kundenvertrieb Abfrage 3 Versandpriorität Abfrage 14 Sonderaktionen-Wirkung Abfrage 4 Überprüfung der Priorität von Bestellungen Abfrage 15 Top-Lieferant Abfrage 5 Lieferanten-Volumen Abfrage16 Teil-/ Lieferanten-Beziehung Abfrage 6 Ertragsveränderungen Abfrage 17 Erlöse von kleinen Bestellungen Abfrage 7 Volumenversand Abfrage18 Großkunde Abfrage 8 Marktanteil Abfrage 19 Skontoertrag Abfrage 9 Produktprofit Abfrage 20 Potentielle zusätzliche Sonderaktionen Abfrage 10 Berichterstattung über zurückgesendete Artikel Abfrage 21 Ausstehende Bestellungen Abfrage 11 Bestandsidentifizierung Abfrage 22 Absatzmöglichkeit Zusammen mit der transaktionalen TPC-C 5000 Benchmark nutzte OCZ ebenfalls das HammerDB 2.16 Testtool für Datenbank-Performance, mit dem Tester Datenbank-Workloads wiederholen und Branchen- und Skalierbarkeit- Tests unter verschiedenen Workloads durchführen konnten, wie z.b. Skalieren eines Benutzerkreises, der Auftragserfassungs-Transaktionen in einer Großhändler-Datenbank durchführte. 4

5 3 Die SAN-lose Testumgebung für kleine bis mittelgroße Unternehmen In der SAN-losen Umgebung für Performancetests von ZD-XL SQL Accelerator 1.5 wurde ein kleines/ mittelgroßes Unternehmen repliziert, und es wurde eine lokale HDD-basierte Konfiguration ohne SAN emuliert. Die zentralen SQL Server 2014 Datenbank-Dateien wurden auf fünf (5) U/min SAS-Laufwerken in RAID0 gespeichert (keine PerformanceerhöhungsRedundanz), sowohl für transaktionale, als auch für analytische Tests gemäß Anlage A. Dies repräsentiert eine unabhängige Implementierung, bei der zum Betrieb von SQL Server 2014 (vor der ZD-XL 1.5-Beschleunigung) nur interne Festplatten verwendet wurden, wie in Abb. 1 dargestellt: Cache SQL Server 2014 Dell PowerEdge R710 TempDB + Log Main DB Internal Storage RAID 0 SAS Drives Abb. 1: Die SAN-lose danach -Testumgebung ohne implementierten ZD-XL SQL Accelerator 1.5 Die SAN-lose Testumgebung in Abb. 2 repräsentiert den Zustand nach Beschleunigung mit dem implementierten ZD-XL SQL Accelerator 1.5 für eine Flash-beschleunigte Umgebung. Bei dieser Konfiguration wurden derselbe Server und dieselbe HDD-Hardware verwendet, aber mit dem ZD-XL SQL Accelerator 1.5. In dieser Testumgebung waren ZD-XL 1.5 Flash-Volumes partitioniert, so dass 1 TB tempdb- und Protokolldateien zugeordnet war, wodurch diese Workloads zwischen allen verfügbaren Flash-Ressourcen effizient verteilt werden konnten, während die verbleibenden 600 GB dem Flash-Caching zugeordnet waren und zur Beschleunigung von Lesevorgängen aus der Hauptdatenbank verwendet wurden. 5

6 Cache SQL Server 2014 TempDB + Log Dell PowerEdge R710 Main DB Internal Storage RAID 0 SAS Drives Abb. 2: Die SAN-lose danach -Umgebung mit dem implementierten ZD-XL SQL Accelerator A Testergebnisse: San-Lose Transaktionale Workloads Der mittels der SAN-losen Konfiguration getestete SQL Server 2014 gewährleistete transaktionale Datenzugriffs-Performance unter Verwendung von OLTP-Lasten in einer simulierten 5000 Warehouse TPC-C-basierten Umgebung. Bei den Performance-Tests wurden Transaktionsgeschwindigkeiten (z.b. bei neuen Aufträgen) bei einer Reihe zugleich arbeitender Benutzer gemessen, wobei 50 Benutzer bei diesem Typ SMB-Umgebung typisch sind. Nach der Erfassung der TPM für diese SAN-lose Umgebung wurden die Tests unter Verwendung von ZD-XL SQL Accelerator 1.5 Caching für die Hauptdatenbanktabellen durchgeführt. Dabei wurden die tempdb- und die Protokoll-Dateien auf Flash-Volumes abgelegt. In Grafik 1 sind diese transaktionalen Ergebnisse für 50 virtuelle Benutzer vor und nach der ZD-XL 1.5-Beschleunigung zusammengefasst. Die dank ZD-XL SQL Accelerator 1.5 in einer SAN-losen Referenztestumgebung erreichte Performance-Steigerung stellt für SMBs wesentliche Vorteile dar, besonders im Hinblick auf Datenbank-TPM. Die Testergebnisse demonstrierten über eine Million TPM bei 50 virtuellen Benutzern, wenn ZD-XL SQL Accelerator 1.5 im selben Server wie die SQL Server 2014 Anwendung installiert war, und demonstrierten eine Steigerung ab 20x bei diesem Typ lokaler HDD-basierter Konfiguration. Dank der Performance-Steigerung kann ein kleines bis mittelgroßes Unternehmen nicht nur an kostspieligen SAN oder HDD-Speichern sparen, sondern die Speicherinvestitionen des Unternehmens bleiben auch dann geschützt, wenn es auf SQL Server 2014 umsteigt. 6

7 TPM ZD-XL 1.5 Base-Line Getestet für 50 virtuelle Benutzer Grafik 1: Testergebnisse SAN-loser transaktionaler Workloads mit und ohne ZD-XL 1.5- SAN-lose Testergebnisse für 50 virtuelle Benutzer BASIS-PERFORMANCE (ohne ZD-XL 1.5) BESCHLEUNIGTE PERFORMANCE (mit ZD-XL 1.5) TPM TPM Die Ergebnisse der von ZD-XL SQL Accelerator durchgeführten Transaktionstests zeigen: Performance-Verbesserung im Vergleich zur vorhandenen SAN-losen Umgebung führt zu einer Steigerung der Servereffizienz, die eine höhere Datenbankdichte und folglich bessere Kapitalrendite ermöglicht. Wesentliche Steigerung der I/O-Performance im Vergleich zu internen Festplatten, was weniger Anschaffungskosten für teure SAN oder zusätzlichen HDD-Speicher bedeutet Leichte Migration von SQL Server Datenbanken zu beschleunigten oder 100%-Flash-Umgebungen Effizienz des Serverprozessors und erhöhte CPU-Nutzung 3.B Testergebnisse: San-Lose Analytische Workloads Um die OLAP-Performance zu simulieren, war in der SAN-losen Testumgebung eine 1,2 TB-Datenbank zum Ausführen von Data-Warehouse-Abfragen auf der Basis des TPC-H-ähnlichen Abfragesatzes enthalten (einschließlich der SF-1000 Datenbank mit 470 GB Säulenindizes). Im Rahmen der Performance-Tests wurde eine SQL Server 2014 Datenbank analysiert, in der TPC-H 1000-ähnliche Benchmark-Abfragen vor und nach dem Hinzufügen von ZD-XL SQL Accelerator 1.5 zum Host ausgeführt wurden. Bei diesem Vergleich wurde die Verarbeitungszeit jeder Data-Warehouse-Abfrage wie in Grafik 2 dargestellt erfasst: 7

8 Seconds ZD-XL 1.5 Base-Line Query Grafik 2: Testergebnisse SAN-loser analytischer Workloads mit und ohne ZD-XL 1.5-Beschleunigung Was diese Ergebnisse angeht, gilt: je niedriger, desto besser! Abfrage Zeit gesamt (s) Basis , , , ,199 ZD-XL ,189 Beschleunigung gesamt (x) Wie aufgezeichnet, repräsentieren die orangen Streifen die Testergebnisse vor dem Hinzufügen von ZD-XL SQL Accelerator 1.5 zum Server, wobei die blauen Streifen die zusätzliche Beschleunigung durch ZD-XL 1.5 repräsentieren. Wie aus diesem Szenario ersichtlich wird, konnten die Verarbeitungszeiten bei allen Schlangen in einer SAN-losen Umgebung dramatisch reduziert werden, und selbst die Verarbeitung der längsten Abfragen erforderte einen Bruchteil der Zeit, die mit lokalen SAS-basierten HDDs bei einer RAID0-Konfiguration erforderlich gewesen wäre. Die durchschnittliche allgemeine Gesamtbeschleunigung bei allen 22 Tests war fast 7-fach, und die allgemeine Gesamtverarbeitungszeit bei Abfragen konnte um mehr als das 4-fache erhöht werden, siehe Grafik 2. Die 4-fache Erhöhung der Verarbeitungszeit kann auch anders betrachtet werden: man muss sich dessen bewusst werden, wie viel Zeit dadurch gespart wird und was das eigentlich bedeutet. Wie die Tests zeigen, wurde die Gesamtverarbeitungszeit bei Abfragen von Sekunden (oder 153 Minuten, oder 2,55 Stunden) in der Basiskonfiguration ohne ZD-XL 1.5-Beschleunigung auf Sekunden (oder 36 Minuten, oder 0,6 Stunden) verkürzt, als die ZD-XL 1.5-Beschleunigung hinzugefügt wurde. Daraus ergibt sich eine Zeitersparnis von insgesamt Sekunden (oder 117 Minuten, oder 1,95 8

9 Stunden). In der Zeit also, die der Benutzer mit der lokalen HDD-Konfiguration für 1 Abfrage gebraucht hätte, konnte er nun 4 Abfragen mit ZD-XL 1.5 ausführen. 4 Hochkomplexe SAN-basierte Referenzumgebung Eine hochkomplexe SAN-basierte Referenzumgebung wurde darüber hinaus für Performance-Tests von ZD-XL SQL Accelerator 1.5 genutzt, um die heutigen modernen Unternehmen mit ihren ultraschnellen Arbeitsabläufen zu emulieren. Dabei wurde herkömmlicher SAN-Speicher mit zwölf (12) U/ min-sas-laufwerken mit 300 GB Kapazität und einem RAID10 LUN für Datenredundanzen verwendet. Die zentrale SQL Server 2014 Datenbank war auf einem Dell PowerEdge R820 Host-Server gespeichert (dieser unterstützte vier Intel 8-Kern Xeon ES-4627 Prozessoren oder insgesamt 32 Kerne) zur Durchführung transaktionaler und analytischer Tests, wie in Anlage A beschrieben. In dieser Testumgebung war der Host-Server mit einem Compellent CS800 SAN-Array verbunden, in dem die SQL Server 2014 Anwendung enthalten war. Bei der davor -Konfiguration war ZD-XL SQL Accelerator 1.5 nicht implementiert, wie in Abb. 3 dargestellt: SQL Server 2014 Dell PowerEdge R820 TempDB + Log Compellent CS800 SAN Main DB Abb. 3: Die hochkomplexe SAN-basierte davor -Referenzumgebung ohne ZD-XL SQL Accelerator 1.5 9

10 Bei der danach -Konfiguration (oder der Flash-beschleunigten Konfiguration) kam derselbe Server und dieselbe SAN-Hardware zum Einsatz wie bei der davor -Konfiguration, aber mit dem implementierten ZD-XL SQL Accelerator 1.5. In dieser Testumgebung wurde das ZD-XL 1.5 Flash-Caching dazu verwendet, Lesevorgänge aus der zentralen, auf dem SAN befindlichen Datenbank zu beschleunigen, während tempdb und Protokolldateien auf ZD-XL 1.5-Flash-Volumes abgelegt wurden. So konnten diese Workloads effizient zwischen allen verfügbaren Flash-Ressourcen verteilt werden. Die danach - Konfiguration ist in Abb. 4 dargestellt: SQL Server 2014 Cache Flash Dell PowerEdge R820 TempDB + Log Compellent CS800 SAN Abb. 4: Die hochkomplexe SAN-basierte danach -Umgebung mit ZD-XL SQL Accelerator A Testergebnisse: Hochkomplexe San-Basierte Transaktionale Workloads Auch an einer hochkomplexen SAN-basierten Umgebung wurden transaktionale Datenzugriffstests mithilfe von OLTP-Lasten in einem simulierten TPC-C 5000 Data-Warehouse durchgeführt identisch mit den SAN-losen OLTP-Performance-Tests. Auch dieses Mal wurden bei OLTP-Workload-Tests Transaktionsgeschwindigkeiten (z.b. bei neuen Aufträgen) bei einer Reihe zugleich arbeitender Benutzer gemessen, wobei 200, 500, 750 und virtuelle Benutzer für diesen Typ von hochkomplexer Unternehmensumgebung typisch sind. Nach der Erfassung der Transaktions-Performance-Tests in der hochkomplexen SAN-basierten Referenzumgebung wurden die Tests unter Verwendung von ZD-XL SQL Accelerator 1.5 Caching für die Hauptdatenbanktabellen durchgeführt. Dabei wurden die tempdb- und die Protokoll-Dateien auf 10

11 Flash-Volumes abgelegt. In Grafik 3 werden die Transaktionsgeschwindigkeiten vor und nach ZD-XL 1.5-Beschleunigung für 200, 500, 750 und virtuelle Benutzer in einer hochkomplexen SAN-basierten Unternehmensumgebung zusammengefasst: TPM ZD-XL 1.5 Base-Line virtuelle Benutzer 500 virtuelle Benutzer 750 virtuelle Benutzer 1000 virtuelle Benutzer Grafik 3: Testergebnisse hochkomplexer SAN-basierter transaktionaler Workloads mit und ohne ZD-XL 1.5- Hochkomplexe SAN-basierte Testergebnisse für 200, 500, 750 und virtuelle Benutzer Test 200 Virtuelle Benutzer 500 Virtuelle Benutzer 750 Virtuelle Benutzer 1,000 Virtuelle Benutzer Basis-Performance (ohne ZD-XL 1.5) TPM TPM TPM TPM Beschleunigte Performance (mit ZD-XL 1.5) TPM TPM TPM TPM Verbesserung gesamt (x) ~4,5x >6x >7x >8x Die in einer hochkomplexen SAN-basierten Referenzumgebung dank ZD-XL SQL Accelerator 1.5 erreichte Performance-Steigerung bringt noch mehr Vorteile für IT-Manager, insbesondere im Hinblick auf Datenbank-TPM. Bei der Durchführung interner Tests wurden permanent über 1,7 Millionen TPM bei einer Probeanzahl von 200, 500, 750 und virtuellen Benutzern erreicht, wenn ZD-XL SQL Accelerator 1.5 in einem hochkomplexen Unternehmen implementiert wurde. Bei 750 virtuellen Benutzern wurden nahezu 2,4 Millionen TPM erreicht. 11

12 Der Test ermittelt ein Ergebnis von über einer Millionen TPM bei einem Versuch mit 50 virtuellen Benutzern, wenn ZD-XL Accelerator 1.5 auf dem gleichen System wie die SQL Server 2014 Applikation eingesetzt wird. Als Ergebnis wurde mit ZD-XL SQL Accelerator 1.5 bei virtuellen Benutzern eine TPM-Beschleunigung um mehr als das 8-fache erreicht, was nicht nur direkt von der Performance des hochmodernen Servers abhängt, sondern auch von der Anzahl der unterstützten virtuellen Benutzer. Die Performance-Steigerung wird nicht so hoch sein wie bei einer lokalen SMB-HDD-Konfiguration, da Daten über ein Netzwerk gesendet werden; die TPM-Performance erfährt jedoch eine wesentliche Verbesserung über das SAN, während die Daten selbst ihre Hochverfügbarkeit (HA) beibehalten. Die von ZD-XL SQL Accelerator durchgeführten hochkomplexen Transaktionstests zeigten: Noch stärkere Performance-Verbesserungen im Vergleich zu einer typischen SAN-basierten Umgebung bei gleichzeitiger Beibehaltung der Hochverfügbarkeit des SAN selbst Freiwerden einer noch größeren Anzahl von SAN-Ressourcen im Vergleich zu einer typischen SAN-basierten Umgebung, was zu weniger Speicher- Engpässen führt Noch stärkere Performance-Verbesserungen des I/O im Vergleich zu einer typischen SAN-basierten Umgebung ohne Erhöhung der DRAM-Anforderungen Leichte Migration von SQL Server Datenbanken zu beschleunigten oder 100%-Flash-Umgebungen Noch höhere Serverprozessor-Effizienz im Vergleich zu einer typischen SAN-basierten Umgebung nach stärkerer CPU-Ausnutzung 4.B Testergebnisse: San-Basierte Analytische Workloads Es wurden analytische Tests für eine hochkomplexe SAN-basierte Umgebung mit dem TPC-H-Abfragesatz durchgeführt, in dem die SF-1000-Datenbank mit 470GB mit Säulenindizes mit enthalten war identisch mit den SAN-losen und typischen SAN-basierten OLAP-Performance-Tests. Im Rahmen der Performance-Tests wurden Data-Warehouse-Abfragen durchgeführt und die Zustände in einer 1,2 TB SQL Server 2014 Datenbank, in der diese Abfragen ausgeführt wurden, vor und nach dem Hinzufügen von ZD-XL SQL Accelerator 1.5 zur hochkomplexen SAN-basierten Testumgebung miteinander verglichen, wobei die Verarbeitungszeit jeder Data-Warehouse-Abfrage erfasst wurde, wie in Grafik 4 dargestellt: 12

13 Seconds ZD-XL 1.5 Base-Line Query Grafik 4: Testergebnisse hochkomplexer SAN-basierter analytischer Workloads mit und ohne ZD-XL 1.5-Beschleunigung Bezüglich dieser Ergebnisse gilt: je niedriger, desto besser Abfrage Zeit gesamt (s) Basis ZD-XL Verbesserung gesamt (x) Wie aufgezeichnet, repräsentieren die orangen Streifen die Konfiguration bevor der ZD-XL SQL Accelerator 1.5 hinzugefügt wurde, und die blauen Streifen repräsentieren die zusätzliche Beschleunigung durch ZD-XL 1.5. Wie aus diesem Szenario ersichtlich wird, konnten die Verarbeitungszeiten bei allen Schlangen in einer hochkomplexen SAN-basierten Umgebung dramatisch reduziert werden, und selbst die Verarbeitung der längsten Abfragen erforderte einen Bruchteil der Zeit, die mit SAN erforderlich gewesen wäre. Die durchschnittliche allgemeine Abfrage-Gesamtbeschleunigung überstieg das 5,5-fache und die allgemeine Gesamtverarbeitungszeit bei Abfragen konnte um mehr als das 4-fache erhöht werden, siehe Grafik 4. Diese Ergebnisse demonstrieren Skalierbarkeit, die mit dem Wachstum der Transaktionen und Umsätze eines Unternehmens einhergeht. Der ZD-XL SQL Accelerator 1.5 ermöglicht dieses Wachstum sowie höhere Kapitalrendite. 13

14 5 Zusammenfassung Interne Tests belegen konstant über 1,7 Millionen TPM bei Versuchsgruppen von 200, 500, 750 und 1000 virtuellen Benutzern bei einem Einsatz von ZD-XL SQL Accelerator 1.5 in einem High-End Enterprise System. Um eine beschleunigte Performance von SQL Server zu bieten, werden in ZD-XL SQL Accelerator 1.5 von OCZ seine bewährte PCIe-SSD-Hardware und die auf Anwendungen abgestimmte Software von OCZ wirksam eingesetzt, um Flash mit kurzen Latenzzeiten zu bieten, der als lokales Flash-Volume, als Flash-Cache für HDD-Volumen, oder als Kombination aus beidem verwendet werden kann. Er bietet eine mächtige Kombination aus schneller Flash-Performance, einem einzigartigen Cache-Mechanismus, der komplexe und statistisch optimierte Entscheidungen darüber trifft, welche Daten gecachet werden sollen, einem dynamischen Cache- Aufwärm -Zeitplaner, mit dessen Hilfe Workloads auf Flash-Cache vor aufwendigen und kritischen Aufträgen abgelegt werden können, sowie einer Assistent-basierten grafischen Benutzeroberfläche, mit deren Hilfe DBAs Caching-Richtlinien erstellen können, die auf der Basis transaktionaler und analytischer SQL Server Workloads die Performance optimieren. Zahlungsverarbeitung ist eine traditionelle SQL-Server-Anwendung, die von der Niedriglatenz-Verarbeitung diverser simultaner I/O-Befehle abhängig ist. Die Verarbeitung dieser Befehle muss so schnell wie möglich sein, da sehr viele kleine Transaktionen zeitabhängig sind, was oft dazu führt, dass der Speicher den Engpass darstellt. Die dank ZD-XL SQL Accelerator 1.5 erzielte Performance-Steigerung stellt einen Vorteil für SMBs und Unternehmen im Hinblick auf die Anzahl der Transaktionen pro Minute (TPM) dar. Von OCZ durchgeführte interne Tests demonstrierten über eine Million TPM für eine Testgruppe von 50 virtuellen Benutzern, wenn sich ZD-XL SQL Accelerator 1.5 im selben Server wie die SQL-Anwendung befand (SAN-lose Umgebung). Dies stellte eine TPM-Erhöhung ab 20x für eine lokale HDD-basierte Konfiguration dar, so dass ein kleines bis mittelgroßes Unternehmen dank der zusätzlichen Performance-Steigerung nicht nur an Ausgaben für teure SAN und HDD-Speichern sparen kann, sondern auch seine Speicherinvestitionen geschützt bleiben, wenn er auf SQL Server 2014 umsteigt. Bei Unternehmen, die ZD-XL SQL Accelerator 1.5 in einer modernen, hochkomplexen SAN-Speicherumgebung einsetzen, kann die eingebettete Software große Datenbankdateien aus dem SAN auf serverseitigen Flash cachen, entweder lokal oder entfernt. Als Ergebnis wurde mit ZD-XL SQL Accelerator 1.5 eine beschleunigte TPM-Performance erzielt, die von 6x (bei 500 virtualisierten Benutzern) bis zu 8x (bei virtualisierten Benutzern) reichte. Obwohl dieser Anstieg vielleicht nicht so hoch wie bei einem SMB ist, das eine lokale HDD-Konfiguration nutzt, wird die Performance gegenüber dem SAN verbessert, während die Daten hochverfügbar bleiben. 14

15 Speicher-Zugriffszeiten werden für Datenbankanwendungen, die eine Analyse hoher Datenmengen erfordern, besonders kritisch, da die zur Datenanalyse erforderliche Zeit darüber entscheidet, ob Benutzer die benötigten Geschäftsinformationen rechtzeitig erhalten. In solchen Fällen können diese Verarbeitungsfensterzeiten durch die Integration von ZD-XL SQL Accelerator 1.5 in die SQL Server Umgebung ebenfalls dramatisch reduziert werden. Bei der Durchführung aller 22 TPC-H 1000-Tests war die durchschnittliche Abfragebeschleunigung für ZD-XL SQL Accelerator 1.5 fast 7x in einer SAN-losen Umgebung und fast 5,5x in einer modernen, hochkomplexen SAN-basierten Umgebung. Die allgemeine Gesamtverbesserung der Abfrageverarbeitung war identisch in der SAN-losen Umgebung und SAN-basierten Umgebung es konnte eine Verbesserung um mehr als das 4-fache erreicht werden, wie unten dargestellt: Durchgeführter Test SAN-lose Verbesserung (50 virtuelle Benutzer) SAN-basierte Verbesserung (1000 virtuelle Benutzer) TPC-C 5000 (transaktionale Verarbeitung) >20x Transaktionen pro Minute >8x transactions per minute TPC-H 1000 analytische Abfragen TPC-H 1000 analytische Abfragen ~7x durchschnittliche Abfragebeschleunigung >4x allgemeine Abfragebeschleunigung gesamt >5,5x durchschnittliche Abfragebeschleunigung >4x allgemeine Abfragebeschleunigung gesamt Durch die Kombination aus immer mehr Inhalt, der zu einem Data Warehouse hinzugefügt wird, durch mehr Datenanalyse zur Verbesserung der Business Intelligence oder der Verarbeitung einer größeren Anzahl von Transaktionen, kommt es zu einer wesentlichen Erhöhung des Datenverkehrs, was zu I/O-Engpässen des Laufwerks, zu Einschränkungen der System-Performance und zu kostspieligen Upgrades führt. Eine Lösung kann nicht durch das Hinzufügen von mehr HDDs zum SAN erreicht werden, da dies zu einer potentiellen Erhöhung der SAN-Gerätekosten, des Strom- und Kühlungsbedarfs sowie der Wartungs- und Instandhaltungskosten führt all das sind Faktoren, die mit der Erhöhung der Gesamtbetriebskosten im Unternehmen assoziiert sind. Die Speicher-bezogenen Herausforderungen, mit denen IT-Manager und SMBs konfrontiert werden, erfordern Solid-State-Features, die Caching, eine Beschleunigung der SQL Server Anwendungen und eine Verbesserung des Daten-I/O-Zugriffs ermöglichen. Mit ZD-XL SQL Accelerator 1.5 bietet OCZ 15

16 eine Kombination aus PCIe Solid-State-Flash und SQL Server-abgestimmter Software. Diese Kombination löst Probleme, die mit den heutigen Servern und mit der heutigen HHD-Performance assoziiert sind, und erhält gleichzeitig die Speicherredundanz und die Hochverfügbarkeit aufrecht. Dabei ermöglicht sie eine Datenbankbeschleunigung mit Unterstützung der technischen Innovation von ZD-XL SQL Accelerator Anlage A: Testkonfigurationen SAN-lose Testumgebung (kleine bis mittelgroße Unternehmen): Transaktionstests Analytische Tests Server Dell PowerEdge R710 Dell PowerEdge R710 CPU 2X Intel Xeon x5690 3,47 GHz 6 Kerne (insgesamt 12 Kerne) 2X Intel Xeon x5690 3,47 GHz 6 Kerne (insgesamt 12 Kerne) Datenspeicher 32 GB Einschränkung für MS SQL 32 GB Einschränkung für MS SQL SSD ZD-XL 1.5 mit 1,6 TB Kapazität ZD-XL 1.5 mit 1,6 TB Kapazität DB HDDs 5x10K SAS/ 300 GB / RAID0 5x10K SAS/ 300 GB / RAID0 (DB + tempdb) 4x10K SAS/ 300 GB / RAID0 (säulenförmiger Index) Software Microsoft SQL Server 2014 Enterprise ZD-XL 1.5 Microsoft SQL Server 2014 Enterprise ZD-XL 1.5 ZD-XL Flash DB-Test Flash Volume = 1TB Flash Cache = 600GB TPC-C 5000 vergleichbar 500 GB Datenbank / 250 GB Protokolldateien Flash Volume = 1TB Flash Cache = 600GB TPC-H 1000 vergleichbar 1,2 TB Datenbank / 470 GB Säulenförmige Indizes 16

17 Moderne, hochkomplexe SAN-basierte Testumgebung (Enterprise): Transaktionstests Analytische Tests Server Dell PowerEdge R820 Dell PowerEdge R820 CPU 4X Intel Xeon ES ,47 GHz 8 Kerne (insgesamt 32 Kerne) 4X Intel Xeon ES ,47 GHz 8 Kerne (insgesamt 32 Kerne) Datenspeicher 128 GB Einschränkung für MS SQL 128 GB Einschränkung für MS SQL SSD ZD-XL 1.5 mit 1,6 TB Kapazität ZD-XL 1.5 mit 1,6 TB Kapazität DB HDDs Software ZD-XL Flash DB-Test Compellent CS800 mit 12x300 GB 15K U/min SAS-Laufwerke mit RAID10 Microsoft SQL Server 2014 Enterprise ZD-XL 1.5 Flash Volume = 1TB Flash Cache = 600GB TPC-C 5000 vergleichbar 500 GB Datenbank / 250 GB Protokolldateien Compellent CS800 mit 12x300 GB 15K U/min SAS-Laufwerke mit RAID10 Microsoft SQL Server 2014 Enterprise ZD-XL 1.5 Flash Volume = 1TB Flash Cache = 600GB TPC-H 1000 vergleichbar 1,2 TB Datenbank / 470 GB Säulenförmige Indizes 17

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