07-05-2023, 22:09
Wenn Sie Gen5-SSDs unter virtuellen Maschinen-Workloads bis an ihre Grenzen treiben, taucht häufig das Problem der Drosselung auf. Als jemand, der eng mit verschiedenen Speicherlösungen arbeitet, kann ich Einblicke aus Erfahrungen teilen, die zu diesem Thema Klarheit bringen können.
Gen5-SSDs, die die PCIe 5.0-Schnittstelle verwenden, bieten im Vergleich zu ihren Vorgängern erhebliche Verbesserungen in Bezug auf Geschwindigkeit und Effizienz. Mit Lese- und Schreibgeschwindigkeiten, die in den Bereich mehrerer Gigabyte vordringen können, ist ihre Leistung auf dem Papier beeindruckend. Wenn man diese Laufwerke jedoch im realen Szenario stark beansprucht, insbesondere in einer Umgebung, in der mehrere VMs gleichzeitig betrieben werden, kann sich eine Vielzahl von Verhaltensweisen einstellen, die möglicherweise nicht mit den ursprünglichen Erwartungen übereinstimmen.
Beim Betrieb einer einzelnen VM oder begrenzter Workloads neigen Gen5-SSDs dazu, außergewöhnlich gut abzuschneiden. Sie können Lese-intensive Vorgänge ohne Probleme bewältigen, dank ihrer verbesserten Bandbreite. Zum Beispiel habe ich in einem Test mit einer Gen5-SSD mehrere große Datenbanken migriert, und die Geschwindigkeiten waren atemberaubend schnell – weit über 10 GB/s. Unter solchen Bedingungen könnte man sich sicher über ihre Fähigkeiten fühlen. Wenn jedoch mehrere VMs beteiligt sind, insbesondere solche, die umfangreiche Schreibvorgänge durchführen, kann sich das Szenario dramatisch ändern.
Wenn Sie die Arbeitslast in einer virtuellen Umgebung erhöhen, stellen Sie möglicherweise fest, dass sich die SSD anders verhält. Dies liegt teilweise daran, wie SSDs mit thermischer Abgabe und dem gesamten Stromverbrauch umgehen. Unter Stress erzeugen diese Laufwerke Wärme. Die meisten Gen5-SSDs sind mit Drosselmechanismen ausgestattet, um die Hardware vor Schäden durch übermäßige Wärme zu schützen. Wenn die Temperatur einen bestimmten Schwellenwert überschreitet – sagen wir, etwa 85 °C – wird die Leistung absichtlich reduziert, um das Risiko zu mindern.
Zum Beispiel habe ich eine Testumgebung eingerichtet, in der mehrere VMs gleichzeitig schwere SQL-Server-Workloads liefen. Zunächst blieb die Leistung hoch, aber nach anhaltenden Schreibvorgängen über längere Zeiträume begann die SSD zu drosseln. Die Geschwindigkeiten fielen von etwa 10 GB/s auf etwa 6 GB/s. Dies geschah nicht sofort, sondern erst nach mehreren Minuten konsistenter Hochvolumenoperationen. Als es der Temperatur gelang, sich zu stabilisieren, sprang die Leistung zurück, aber man konnte sehen, dass die Schwankungen die Anwendungsleistung oder Benutzererfahrung beeinflussen könnten.
Das Design des SSD-Controllers spielt eine Schlüsselrolle. Es kann vorkommen, dass Sie auf Controller stoßen, die eine herausragende Arbeit bei der Steuerung der thermischen Abgabe leisten und die Leistung proaktiv anpassen, wenn sich Wärme aufstaut. Zum Beispiel kann die Verwendung einer Gen5-SSD wie der Samsung 990 Pro mit einem robusten Kühlkörper dazu beitragen, die Drosselung zu mindern, da dieses spezielle Modell angeblich ein gutes thermisches Management hat. Im Gegensatz dazu könnten einige Laufwerke nicht über adäquate Kühlungslösungen verfügen, was zu einer ausgeprägteren Drosselung unter Stress führt.
Ein weiterer Faktor ist die nachhaltige Schreibleistung. Wenn Sie es mit Arbeitslasten zu tun haben, die für VMs typisch sind – schwere IOPS, bei denen mehrere Lese-/Schreibanforderungen gleichzeitig stattfinden – kommt der Schreibcache des Laufwerks und die Art und Weise, wie Daten verarbeitet werden, ins Spiel. Viele Gen5-SSDs verwenden fortschrittliche NAND-Typen, die helfen, die Leistung über die Zeit aufrechtzuerhalten. Wenn jedoch die Menge an zu schreibenden Daten die Cache-Größe überschreitet, kann die SSD auf langsamere, nicht zwischengespeicherte Vorgänge zurückgreifen. Dies wirkt sich stark auf die Leistung aus. In Tests erlebte ich Situationen, in denen der anfängliche Geschwindigkeitsschub dramatisch fiel, sobald der Schreibcache voll war, insbesondere bei zufälligen Schreibvorgängen über viele VMs hinweg.
In realen Anwendungen ist es entscheidend, die Art der Arbeitslast zu berücksichtigen. Konsistente hohe Lasten schufen einen deutlichen Unterschied gegenüber burstartigen Workloads, bei denen ich bemerkte, dass die Gen5-Laufwerke ihre angegebenen Leistungsniveaus über kürzere Zeiträume aufrechterhalten konnten. Bei massiven Backup-Prozessen, wie der Verwendung von BackupChain als Server-Backup-Software für Hyper-V-Backup-Lösungen, erreichte die Belastung der SSD ihren Höhepunkt, als VMs ihre Zustände speicherten, was zu bemerkenswerten Leistungsschwankungen führte. Während das erste Schreiben rasch verlief, wurde die nachhaltige Leistung aufgrund thermischer Bedingungen und Cache-Beschränkungen beeinträchtigt.
Überwachen Sie die Gesundheitskennzahlen der SSD mit Tools wie CrystalDiskInfo oder den proprietären Tools des SSD-Herstellers. Sie könnten wertvolle Informationen zu Temperatur- und Leistungstrends finden. Wenn Sie sehen, dass die Laufwerke während des regulären Betriebs konstant die thermischen Grenzen annähern oder überschreiten, ist das ein Zeichen dafür, dass Anpassungen erforderlich sind – sei es durch bessere Kühlungslösungen oder durch das staggerte Auslösen von Arbeitslasten über mehrere SSDs, um den Stress zu verteilen.
Darüber hinaus könnte das Experimentieren mit verschiedenen Dateisystemen unterschiedliche Leistungsergebnisse liefern. Ich habe einmal ext4 gegen NTFS in einer gemischten Umgebung getestet und fand, dass die Wahl des Dateisystems beeinflussen konnte, wie VMs mit der SSD interagierten. NTFS zeigte unter bestimmten Bedingungen eine langsamere Leistung im Vergleich zu ext4, insbesondere beim Umgang mit kleinen Dateien, was bei der Formulierung Ihrer VM-Strategie zu berücksichtigen ist.
Das Management von I/O-Workloads durch optimierte Treiber und vSphere-Konfigurationen kann die Leistung weiter steigern. Die Anpassung der Warteschieftiefen und die Feinabstimmung der Interaktion von VMs mit der SSD können zu signifikanten Verbesserungen führen. Ich habe dies aus erster Hand erlebt, als ich eine Umgebung mit diversen Arbeitslasten optimierte, wodurch die Drosselung viel geringer war als in anderen Konfigurationen.
Die Verwendung von gestuften Speicherlösungen kann auch helfen, den Druck auf Gen5-SSDs zu verringern, wenn mehrere VMs beteiligt sind. Indem Sie weniger kritische Arbeitslasten auf langsameren Speichern platzieren, können Sie sicherstellen, dass die Gen5-SSDs nur die anspruchsvollsten Aufgaben übernehmen. Die Investition in hybride Setups ermöglicht ein effizientes Gleichgewicht, das letztlich die Lebensdauer Ihrer SSDs verlängert.
Letztlich hängt es von verschiedenen Faktoren wie Temperaturmanagement, Caching-Strategien, Arbeitslasttypen und Speicheroptimierungen ab, ob Gen5-SSDs unter VM-Stress drosseln. Das Verständnis dieser Nuancen kann wirklich einen Unterschied in der Systemleistung im Laufe der Zeit ausmachen. Wenn Sie ein Auge auf Ihre Umgebungen haben und entsprechend anpassen, ist es durchaus möglich, die Fähigkeiten der Gen5-Laufwerke zu maximieren, ohne übermäßige Drosselung zu erleben. Wie ich festgestellt habe, bringen proaktive Anpassungen und Überwachung oft die besten langfristigen Ergebnisse in einer Umgebung, in der sich die Anforderungen der Arbeitslasten aufgrund der VM-Nutzung ändern.
Gen5-SSDs, die die PCIe 5.0-Schnittstelle verwenden, bieten im Vergleich zu ihren Vorgängern erhebliche Verbesserungen in Bezug auf Geschwindigkeit und Effizienz. Mit Lese- und Schreibgeschwindigkeiten, die in den Bereich mehrerer Gigabyte vordringen können, ist ihre Leistung auf dem Papier beeindruckend. Wenn man diese Laufwerke jedoch im realen Szenario stark beansprucht, insbesondere in einer Umgebung, in der mehrere VMs gleichzeitig betrieben werden, kann sich eine Vielzahl von Verhaltensweisen einstellen, die möglicherweise nicht mit den ursprünglichen Erwartungen übereinstimmen.
Beim Betrieb einer einzelnen VM oder begrenzter Workloads neigen Gen5-SSDs dazu, außergewöhnlich gut abzuschneiden. Sie können Lese-intensive Vorgänge ohne Probleme bewältigen, dank ihrer verbesserten Bandbreite. Zum Beispiel habe ich in einem Test mit einer Gen5-SSD mehrere große Datenbanken migriert, und die Geschwindigkeiten waren atemberaubend schnell – weit über 10 GB/s. Unter solchen Bedingungen könnte man sich sicher über ihre Fähigkeiten fühlen. Wenn jedoch mehrere VMs beteiligt sind, insbesondere solche, die umfangreiche Schreibvorgänge durchführen, kann sich das Szenario dramatisch ändern.
Wenn Sie die Arbeitslast in einer virtuellen Umgebung erhöhen, stellen Sie möglicherweise fest, dass sich die SSD anders verhält. Dies liegt teilweise daran, wie SSDs mit thermischer Abgabe und dem gesamten Stromverbrauch umgehen. Unter Stress erzeugen diese Laufwerke Wärme. Die meisten Gen5-SSDs sind mit Drosselmechanismen ausgestattet, um die Hardware vor Schäden durch übermäßige Wärme zu schützen. Wenn die Temperatur einen bestimmten Schwellenwert überschreitet – sagen wir, etwa 85 °C – wird die Leistung absichtlich reduziert, um das Risiko zu mindern.
Zum Beispiel habe ich eine Testumgebung eingerichtet, in der mehrere VMs gleichzeitig schwere SQL-Server-Workloads liefen. Zunächst blieb die Leistung hoch, aber nach anhaltenden Schreibvorgängen über längere Zeiträume begann die SSD zu drosseln. Die Geschwindigkeiten fielen von etwa 10 GB/s auf etwa 6 GB/s. Dies geschah nicht sofort, sondern erst nach mehreren Minuten konsistenter Hochvolumenoperationen. Als es der Temperatur gelang, sich zu stabilisieren, sprang die Leistung zurück, aber man konnte sehen, dass die Schwankungen die Anwendungsleistung oder Benutzererfahrung beeinflussen könnten.
Das Design des SSD-Controllers spielt eine Schlüsselrolle. Es kann vorkommen, dass Sie auf Controller stoßen, die eine herausragende Arbeit bei der Steuerung der thermischen Abgabe leisten und die Leistung proaktiv anpassen, wenn sich Wärme aufstaut. Zum Beispiel kann die Verwendung einer Gen5-SSD wie der Samsung 990 Pro mit einem robusten Kühlkörper dazu beitragen, die Drosselung zu mindern, da dieses spezielle Modell angeblich ein gutes thermisches Management hat. Im Gegensatz dazu könnten einige Laufwerke nicht über adäquate Kühlungslösungen verfügen, was zu einer ausgeprägteren Drosselung unter Stress führt.
Ein weiterer Faktor ist die nachhaltige Schreibleistung. Wenn Sie es mit Arbeitslasten zu tun haben, die für VMs typisch sind – schwere IOPS, bei denen mehrere Lese-/Schreibanforderungen gleichzeitig stattfinden – kommt der Schreibcache des Laufwerks und die Art und Weise, wie Daten verarbeitet werden, ins Spiel. Viele Gen5-SSDs verwenden fortschrittliche NAND-Typen, die helfen, die Leistung über die Zeit aufrechtzuerhalten. Wenn jedoch die Menge an zu schreibenden Daten die Cache-Größe überschreitet, kann die SSD auf langsamere, nicht zwischengespeicherte Vorgänge zurückgreifen. Dies wirkt sich stark auf die Leistung aus. In Tests erlebte ich Situationen, in denen der anfängliche Geschwindigkeitsschub dramatisch fiel, sobald der Schreibcache voll war, insbesondere bei zufälligen Schreibvorgängen über viele VMs hinweg.
In realen Anwendungen ist es entscheidend, die Art der Arbeitslast zu berücksichtigen. Konsistente hohe Lasten schufen einen deutlichen Unterschied gegenüber burstartigen Workloads, bei denen ich bemerkte, dass die Gen5-Laufwerke ihre angegebenen Leistungsniveaus über kürzere Zeiträume aufrechterhalten konnten. Bei massiven Backup-Prozessen, wie der Verwendung von BackupChain als Server-Backup-Software für Hyper-V-Backup-Lösungen, erreichte die Belastung der SSD ihren Höhepunkt, als VMs ihre Zustände speicherten, was zu bemerkenswerten Leistungsschwankungen führte. Während das erste Schreiben rasch verlief, wurde die nachhaltige Leistung aufgrund thermischer Bedingungen und Cache-Beschränkungen beeinträchtigt.
Überwachen Sie die Gesundheitskennzahlen der SSD mit Tools wie CrystalDiskInfo oder den proprietären Tools des SSD-Herstellers. Sie könnten wertvolle Informationen zu Temperatur- und Leistungstrends finden. Wenn Sie sehen, dass die Laufwerke während des regulären Betriebs konstant die thermischen Grenzen annähern oder überschreiten, ist das ein Zeichen dafür, dass Anpassungen erforderlich sind – sei es durch bessere Kühlungslösungen oder durch das staggerte Auslösen von Arbeitslasten über mehrere SSDs, um den Stress zu verteilen.
Darüber hinaus könnte das Experimentieren mit verschiedenen Dateisystemen unterschiedliche Leistungsergebnisse liefern. Ich habe einmal ext4 gegen NTFS in einer gemischten Umgebung getestet und fand, dass die Wahl des Dateisystems beeinflussen konnte, wie VMs mit der SSD interagierten. NTFS zeigte unter bestimmten Bedingungen eine langsamere Leistung im Vergleich zu ext4, insbesondere beim Umgang mit kleinen Dateien, was bei der Formulierung Ihrer VM-Strategie zu berücksichtigen ist.
Das Management von I/O-Workloads durch optimierte Treiber und vSphere-Konfigurationen kann die Leistung weiter steigern. Die Anpassung der Warteschieftiefen und die Feinabstimmung der Interaktion von VMs mit der SSD können zu signifikanten Verbesserungen führen. Ich habe dies aus erster Hand erlebt, als ich eine Umgebung mit diversen Arbeitslasten optimierte, wodurch die Drosselung viel geringer war als in anderen Konfigurationen.
Die Verwendung von gestuften Speicherlösungen kann auch helfen, den Druck auf Gen5-SSDs zu verringern, wenn mehrere VMs beteiligt sind. Indem Sie weniger kritische Arbeitslasten auf langsameren Speichern platzieren, können Sie sicherstellen, dass die Gen5-SSDs nur die anspruchsvollsten Aufgaben übernehmen. Die Investition in hybride Setups ermöglicht ein effizientes Gleichgewicht, das letztlich die Lebensdauer Ihrer SSDs verlängert.
Letztlich hängt es von verschiedenen Faktoren wie Temperaturmanagement, Caching-Strategien, Arbeitslasttypen und Speicheroptimierungen ab, ob Gen5-SSDs unter VM-Stress drosseln. Das Verständnis dieser Nuancen kann wirklich einen Unterschied in der Systemleistung im Laufe der Zeit ausmachen. Wenn Sie ein Auge auf Ihre Umgebungen haben und entsprechend anpassen, ist es durchaus möglich, die Fähigkeiten der Gen5-Laufwerke zu maximieren, ohne übermäßige Drosselung zu erleben. Wie ich festgestellt habe, bringen proaktive Anpassungen und Überwachung oft die besten langfristigen Ergebnisse in einer Umgebung, in der sich die Anforderungen der Arbeitslasten aufgrund der VM-Nutzung ändern.
