NVMe SSD disky: výběr, využití a další tipy pro optimalizaci výkonu serveru

NVMe SSD disky jsou na trhu dostupné od roku 2011, poslední čtvrtá generace dosahuje rychlosti čtení a zápisu 7 GB/s. Konkrétní rozdíly ve výkonu SSD disků se SATA rozhraním a protokolem NVMe jsme už v MasterDC testovali. V článku Otestovali jsme SSD disky SATA a NVMe jsme shrnuli i jejich technologické rozdíly.

Pokud se v problematice disků zatím moc neorientujete, mrkněte na článek Server s SSD disky: v čem je lepší a na kolik vyjde?, který jsme v říjnu aktualizovali a který přehledně shrnuje vše podstatné o SSD i HDD.

NVMe SSD disky jsou navrženy pro vyšší přenosové rychlosti, a proto se standardně využívají při provozu podnikových technologií. Podporují systémy s vysokými požadavky na výkon a rychlost zpracování dat.

Kdy zvolit NVMe SSD do serveru

NVMe SSD disky se používají v řadě případů také pro osobní zařízení. Hodí se do herních počítačů, pro uživatele, kteří pracují s 3D grafikou nebo editují videoobsah. Pro vícenásobné zpracování dat se staly standardem především pro provoz podnikových systémů. Podporují efektivní využití CPU a GPU i několik formátů připojení, konkrétně M.2, U.2 a aktuálně často diskutované formáty EDSFF (Enterprise and Data Center Standard Form Factor).

Pokud pro své řešení zvažujete NVMe SSD disky, budete vedle kapacity, počtu IOPS a hodnoty přenosového pásma v MB/s řešit i typ připojení u konkrétního serveru. Ne všechna zařízení jsou totiž s NVMe SSD disky kompatibilní. Stejně tak je potřeba zvážit i software, který na serveru následně poběží. Software, který není optimalizovaný pro NVMe SSD disky, nedokáže využít jejich potenciál a vyšší investice do rychlejšího disku by se proto nevyplatila.

Díky rychlosti čtení a zápisu dat roste počet paralelně zpracovávajících se požadavků. NVMe SSD disky tedy podpoří například svižnost databázového systému, což přináší lepší uživatelskou zkušenost. Vyšší životnost, nižší spotřeba energie (v porovnání s HDD) a nižší poruchovost podporují životnost databáze a mají pozitivní dopad na celkové náklady k jejímu provozu.

Pro databázové systémy webových aplikací je klíčová úroveň latence. Ta přímo souvisí s časem odezvy aplikace. Latence webové aplikace by měla být co nejnižší, čehož lze dosáhnout právě osazením serveru NVMe SSD disky. Na rozdíl od SATA disků nemají NVMe SSD pohyblivé části, u kterých by hrozilo mechanické poškození, a zvyšují tedy spolehlivost.

NVMe SSD disky doporučujeme zvolit také v případě, že plánujete využívat softwarově definované úložiště, např. Ceph storage nebo vSAN storage. Vhodné jsou i pro infrastrukturu založenou na mikroslužbách. Orchestrace kontejnerů, např. prostřednictvím Kubernetes, rovněž vyžaduje vysokou přenosovou rychlost i velký počet počet I/O operací na frontu.

Rychlost a výkon se odvíjí od infrastruktury

Nevýhoda NVMe SSD disků spočívá v tom, že mohou odhalit slabá místa infrastruktury. Některé části sítě se mohou potýkat například s horší přenosovou rychlostí či propustností, kvůli čemuž se pak optimálně nevyužije výkon, který by NVMe SSD disk serveru jinak poskytl.

Pro využití NVMe SSD disku budete ve svém systému potřebovat také správnou verzi řadiče. Důležitý je dále zvolený typ RAID. Maximalizaci výkonu zajistí RAID 0, který se hodí hlavně pro nekritická data. Na disky je totiž zapisuje střídavě, a v případě selhání některého z nich může dojít k poškození dat. O dobrý výkon, ale i redundanci se naopak postará třeba RAID 5, případně RAID 10. Podrobný přehled o typech RAID najdete v článku RAID disková pole: jaké jsou základní typy a v čem se liší?. Pro lokální úložiště se obecně doporučuje softwarový RAID.

Další tipy pro optimální výkon serveru

Vysoký výkon serveru nedefinuje pouze jeden ukazatel, tedy například zvolený typ disků, ale hned několik faktorů, jejichž kombinace odpovídá konkrétnímu případu použití. Jiné ukazatele vás budou zajímat u databázového serveru a jiné u mail serveru.

• Konfigurace serveru: před pořízením serveru pečlivě zvažte jeho parametry – počet CPU, velikost paměti a diskového prostoru, potřebnou šířku pásma, operační systém. Parametry musí odpovídat aktuálním požadavkům firmy či produktu, ale i reflektovat budoucí vývoj.
• Aktualizace software a údržba hardware: aktualizujte operační systém a softwarové nástroje pravidelně. Sledujte nové verze nástrojů, nově objevené zranitelnosti a doporučení vývojářů. Hlavní nevýhodou fyzického serveru v porovnání s cloudovým je samozřejmě to, že vyžaduje údržbu hardware, upgrade jednotlivých komponent a v krajním případě i výměnu celého zařízení.
• Monitoring: na případy uvedené výše budete schopni pružně reagovat v případě, že budete na problémy včas upozorněni. Existuje spousta kvalitních monitorovacích nástrojů a řada z nich je open source, např. Icinga nebo Zabbix. K vlastním serverům si monitoring můžete zprovoznit třeba na menším virtuálním serveru. Tam, kde se provoz celého monitorovacího nástroje nevyplatí, typicky při provozu jednotek serverů, je vhodnější si pořídit monitoring ve formě služby.
• Metriky monitoringu: pro sledované prostředky nastavte mezní hodnoty a jejich prioritu. Kupříkladu mezní hodnotou s nízkou prioritou pro CPU může být vytížení na 80 %, vysokou prioritu pak nastavíte třeba při 95 %. Procesor by neměl využívat téměř plný výkon po příliš dlouhou dobu.

Nepřetržitý dohled je pro stabilizaci výkonu nejúčinnější. Díky monitorování serveru, potažmo infrastruktury, máte přehled o vytížení prostředků a dokážete včas identifikovat hlavní příčiny poklesu výkonu.

Odpovědnost za dohled, záplaty, pravidelné aktualizace i úvodní nastavení a optimalizaci výkonu můžete přenést na poskytovatele. V MasterDC najdete dedikované servery v libovolných konfiguracích s výkonnými NVMe SSD disky 3. i 4. generace. Proaktivní sledování vytíženosti prostředků, bezprostřední reakci na problémy a pravidelné aktualizace systému, a tedy bezstarostný provoz serveru pak mohou zajistit administrátoři z MasterDC v rámci serveru se správou, tzv. managed server.