Soluzioni di memoria per un cloud efficace

TECNOLOGIE DI MEMORIA –

La scelta corretta di memoria a un fattore misurabile può modificare l’esperienza utente in un ambiente cloud privato, e facendo al tempo stesso risparmiare tempo nell’operatività tipica dei data centre.

È un mito diffuso che lo storage, seguito dalla Cpu, assorba la maggior parte di corrente elettrica di un data centre. Tuttavia molti sarebbero sorpresi di sapere che la memoria Dram era, in realtà, il punto di strozzatura o l'ostacolo alla prestazione, nonché il maggiore consumatore di potenza del sistema. In particolare i responsabili informatici dedicano sempre più tempo all'analisi della propria server farm, per capire da dove iniziare, a livello di singoli componenti, a implementare cambiamenti più efficienti, con conseguente riduzione dei costi. In questo articolo, vengono illustrati i risultati di una Proof of Concept in collaborazione con il Microsoft Technology Center di Monaco di Baviera in Germania, da cui emerge in che modo l'applicazione di una scelta corretta di memoria a un fattore misurabile possa modificare direttamente l'esperienza utente in un ambiente cloud privato, dimostrando al tempo stesso un risparmio di tempo nell'operatività tipica dei data centre, quale appunto un'infrastruttura cloud. Ai fini di questo studio, gli esperti del Mtc, sulla base della loro interazione quotidiana con gli esperti IT delle aziende più importanti e la conoscenza delle loro esigenze, hanno suggerito la realizzazione di un test che prevede due scenari separati che coinvolgono sia gli amministratori IT che gli utenti finali.

- La distribuzione di una macchina virtuale - un ambiente di storage virtuale assegnato a un utente, paragonabile a un computer fisico locale. Lo scenario ha misurato il tempo necessario per fornire un certo numero di istanze di macchine virtuali, replicando un'attività tipica in un ambiente di cloud privato.

 - Il disaster recovery - questa configurazione ha misurato il tempo trascorso per effettuare un ripristino totale di un server successivamente a un guasto catastrofico del sistema. Il risparmio di tempo in questo scenario ha contribuito ad attenuare le violazioni dei contratti di servizio o operativi.

L’ambiente di test degli scenari
Al fine di fornire l'ambiente di test più accurato, Samsung e Mtc hanno scelto due server Dell PowerEdge R710 identici in tutto, ad eccezione della memoria. Un server è stato configurato con i tradizionali hard disk di classe enterprise rigidi e moduli Dram mainstream. Il secondo server comprendeva il recentissimo Samsung Green Ssd e Dram Ddr3 di classe 20 nm. Entrambi i sistemi di test utilizzano un processore Intel Westmere-EP con due socket: Cpu con 2x Intel Xeon X5670 6C/12T 2.93HHz 12 MB e scheda Raid: Perc H700 che supportano SAS 6Gbps. Negli scenari di test Samsung ha utilizzato strumenti Microsoft integrati, come Performance Monitor e ImageX.exe di Windows Aik (Automated Installation Kit), facilmente disponibili.
In aggiunta a questi test, Samsung e Mtc hanno eseguito un benchmark SpecPower su entrambi i sistemi per prendere in esame le esigenze più tecniche dei decision maker all'interno di un data centre, così da misurare l'efficienza in corrispondenza di tutti i punti di funzionamento. Il test si basa sulla tecnologia di virtualizzazione di server Microsoft Hyper-V, basata su hypervisor . Sono state create 30 macchine virtuali per ogni host Hyper-V. L'utilizzo della memoria delle macchine virtuali può essere aumentato a seconda della memoria disponibile sul sistema host. Per tutte le VM sono state utilizzate le seguenti configurazioni: 2x vCpu, 4 GB di memoria, disco da 10 GB, scheda di rete sintetica; sistema operativo Windows 2008 R2 SP1. Questo scenario è tipico di un ambiente cloud privato dove è necessario disporre in tempi brevi di una potenza di elaborazione supplementare, per esempio una web farm o una farm applicativa. Nella maggior parte dei casi sarà utilizzato un sistema di distribuzione del software. Nel caso in questione Samsung e Mtc hanno impiegato 30 VM con uno script PowerShell automatizzato. Mtc ha creato una VM master con pre-installate tutte le componenti software necessarie e ha inserito il comando di Sysprep sul server Windows per ottenere un nuovo ID univoco dopo la clonazione del sistema operativo. Per il test, Mtc ha duplicato il Vhd Master, creando in maniera automatica un certo numero di istanze del sistema operativo.

I risultati del test
Un sistema (sistema 1) con memoria Samsung Green da 20 nm, Dram e SSD è stato messo a confronto con un server di livello enterprise, dotato di Dram tradizionale da 40 nm e dischi rigidi locali (sistema 2). Nello scenario 1, i risultati hanno dimostrato che la configurazione del sistema 1 è due volte più veloce per quanto riguarda l'installazione di un dato numero di macchine virtuali. Inoltre, il sistema 1 faceva registrare una diminuzione del consumo energetico pari al 52%. Nello scenario 2 il sistema 1 risultava due volte più veloce nel recupero dei dati degli utenti dopo un guasto del sistema, il 36% più veloce nella memorizzazione dei dati e il 62% più veloce nel recupero dei dati. I risultati hanno anche dimostrato che il sistema 1 consente un risparmio dei costi ai fornitori di servizi di data centre legati alle violazioni degli Sla/Ola. Nel sistema 1 si osservava inoltre una riduzione significativa, pari al 59%, dei consumi di energia elettrica. Alla luce della maggiore densità di memoria dei sistemi, le differenze diventano ancora più significative. In dettaglio, i risultati dei due scenari si profilano come segue:

- Risultati della distribuzione di una macchina virtuale - Un server di distribuzione ha creato 30 macchine virtuali sul sistema sotto test con Microsoft Hyper-V e successivamente sono state create immagini delle VM su una configurazione Raid 10 a 6 dischi. Durante la creazione delle 30 macchine virtuali, nella soluzione Green il consumo di energia generato dalla distribuzione della macchina virtuale risultava del 52% inferiore rispetto alla soluzione non-Green. Inoltre, i risultati del tempo di distribuzione della macchina virtuale hanno dimostrato che la soluzione Green crea 30 macchine virtuali a una velocità doppia rispetto alle soluzioni non Green.

- Risultati del disaster recovery - Nello scenario del disaster recovery, i risultati hanno dimostrato che utilizzando ImageX a fronte di emergenze l'immagine del sistema operativo è salvata con compressione, verificata e ripristinata con verifica. Image X è uno strumento a linea di comando che consente al produttore dell'apparecchiatura originale e alle aziende di acquisire, modificare e creare immagini del disco basate su file per una distribuzione rapida. In questa configurazione il tempo di backup dipende anche dalla performance in lettura dei 2 dischi del sistema operativo e dalle prestazioni in scrittura dei 6 dischi dati, mentre il tempo di ripristino dipende dalle prestazioni in scrittura dei 2 dischi del sistema operativo e prestazioni in lettura dei 6 dischi dati. Ciò è riconducibile al fatto che, una volta creata l'immagine del sistema operativo da disco in una partizione dati, Samsung durante la creazione dell'immagine e durante il ripristino leggeva l'immagine dal disco dei dati e la scriveva sul disco del sistema operativo. Il consumo di energia elettrica nello scenario del disaster recovery ha dimostrato che per ripristinare l'immagine del sistema operativo, la soluzione Green mostrava un minore consumo di energia pari al 59% rispetto a una soluzione non Green. Inoltre si registrava un maggiore risparmio di tempo, sia per il backup, sia per il tempo di ripristino. Per quanto riguarda la durata del backup, la soluzione verde risparmia il 36% del tempo di backup del sistema operativo. Le soluzioni Green riducevano del 62% anche il tempo di ripristino del sistema operativo, riducendo i costi legati all'indennizzo da parte dei data centre in caso di disastro, secondo quanto previsto dagli Sla/Ola.

Prestazioni e risparmi
I risultati di questo studio sono molto incoraggianti, in quanto dimostrano chiaramente che cambiamenti anche esigui a livello dei componenti possono fare la differenza, aumentando le prestazioni del data centre e conseguendo effettivi risparmi di costi ed energia. Occorre maggiore formazione per spingere un numero crescente di Cio a esaminare la questione più da vicino e prestare più attenzione alle decisioni tecnologiche che hanno un impatto diretto sui dati di bilancio. L'implementazione di una soluzione di memoria Green in una infrastruttura IT è uno degli approcci a una strategia di business che privilegia la sostenibilità. Tuttavia, al fine di assumere un atteggiamento più ecoconsapevole nella prassi commerciale, l'azienda nel suo insieme deve lavorare verso obiettivi multipli e il dipartimento IT può fungere da esempio per altre divisioni operative, aprendo la strada a uno stile di lavoro più verde. È importante sottolineare che la creazione di un data centre più efficiente non è un processo immediato e l'approccio "rip and replace" di radicale sostituzione non è consigliato né realistico se applicato alla valutazione delle opzioni di memoria. Si tratta piuttosto di attuare piccoli cambiamenti, ove possibile, e di esaminare tutte le opzioni quando si tratta di sostituire, di effettuare nuovi investimenti o di ampliare la propria infrastruttura. L'ottimizzazione dell'efficienza del data centre parte dalla scelta di hardware ad alta efficienza energetica al momento dell'investimento. I fornitori dovrebbero lavorare sempre a fianco del cliente per migliorare continuamente il sistema in maniera tale da massimizzare i risparmi e conseguire al tempo stesso la massima efficienza.

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