مشاركة عبر

فوائد استخدام Azure NetApp Files لأتمتة التصميم الإلكتروني (EDA)

  • مقالة

الابتكار هو السمة المميزة المميزة لصناعة أشباه الموصلات. وقد سمح هذا الابتكار لشركة جوردون مور في عام 1965، والمعروفة باسم قانون مور، بأن تكون صحيحة لأكثر من خمسين عاما، أي أنه يمكن للمرء أن يتوقع أن تتضاعف سرعات المعالجة كل عام أو عامين تقريبا. على سبيل المثال، ساعد الابتكار في صناعة أشباه الموصلات في تطوير قانون مور من خلال تكديس الرقائق في عوامل شكل أصغر لتوسيع نطاق الأداء إلى مستويات لا يمكن تصورها مرة واحدة من خلال التوازي.

شركات أشباه الموصلات (أو أتمتة التصميم الإلكتروني [EDA]) مهتمة أكثر بوقت التسويق (TTM). غالبا ما يتم تقييم TTM على الوقت الذي تستغرقه أحمال العمل، مثل التحقق من صحة تصميم الشريحة والعمل المسبق مثل تسجيل الخروج لإكماله. تساعد مخاوف TTM أيضا في خفض تكاليف ترخيص EDA: يعني تقليل الوقت المستغرق في العمل المزيد من الوقت المتاح للتراخيص. ومع ذلك، كلما زاد عرض النطاق الترددي والسعة المتاحة لمزرعة الخوادم، كان ذلك أفضل.

تساعد Azure NetApp Files على تقليل الوقت الذي تستغرقه مهام EDA مع حل نظام ملفات متوازي عالي الأداء: وحدات تخزين كبيرة لملفات Azure NetApp. تظهر اختبارات معيار EDA الأخيرة أن وحدة تخزين كبيرة واحدة أكثر أداء ب 20 مرة مما كان يمكن تحقيقه سابقا مع وحدة تخزين عادية واحدة ل Azure NetApp Files.

تعد ميزة وحدات التخزين الكبيرة ل Azure NetApp Files مثالية لاحتياجات التخزين لهذه الصناعة الأكثر تطلبا، وهي:

  • مساحة اسم واحدة ذات سعة كبيرة: تقدم كل وحدة تخزين ما يصل إلى 500 تيرابايت من السعة القابلة للاستخدام تحت نقطة تحميل واحدة.

  • معدل الإدخال/الإخراج العالي، وزمن انتقال منخفض: في الاختبار باستخدام معيار محاكاة EDA، قدم حجم كبير واحد أكثر من 650 ألف عملية إدخال/إخراج في الثانية للتخزين بأقل من 2 مللي ثانية من زمن انتقال التطبيق. في حمل عمل EDA النموذجي، يتكون IOPS من خليط أو ملف ينشئ ويقرأ ويكتب وكمية كبيرة من عملية بيانات التعريف الأخرى. تعتبر هذه النتيجة أداء على مستوى المؤسسة للعديد من العملاء. يتم تحسين الأداء هذا من خلال الطريقة التي تتمكن بها وحدات التخزين الكبيرة من موازاة عمليات الكتابة الواردة عبر موارد التخزين في Azure NetApp Files. على الرغم من أن العديد من الشركات تتطلب 2 مللي ثانية أو وقت استجابة أفضل، يمكن لأدوات تصميم الشريحة تحمل زمن انتقال أعلى من هذا دون التأثير على الأعمال التجارية.

  • عند 826,000 عملية في الثانية: حافة أداء وحدة تخزين كبيرة واحدة - بلغت طبقة التطبيق ذروتها في 7 مللي ثانية من زمن الانتقال في اختباراتنا، مما يظهر أن المزيد من العمليات ممكنة في حجم كبير واحد بتكلفة طفيفة من زمن الانتقال.

وجدت الاختبارات التي أجريت داخليا باستخدام معيار EDA في عام 2020 أنه مع حجم Azure NetApp Files العادي الواحد، يمكن تحقيق حمل العمل الذي يبلغ 40,000 IOPS عند علامة 2 مللي ثانية، و50,000 على الحافة.

السيناريو معدل الإدخال/الإخراج عند زمن انتقال 2 مللي ثانية معدل الإدخال/إخراج عند حافة الأداء (~7 مللي ثانية) MiB/s عند زمن انتقال 2 مللي ثانية حافة أداء MiB/s (~7 مللي ثانية)
وحدة تخزين عادية واحدة 39,601 49,502 692 866
حجم كبير 652,260 826,379 10,030 12,610

يوضح المخطط التالي نتائج الاختبار.

مخطط يقارن زمن الانتقال ومعدل النقل بين وحدات التخزين الكبيرة والعادية.

استكشف الاختبار الداخلي عام 2020 أيضا حدود نقطة النهاية الفردية، وتم الوصول إلى الحدود بستة وحدات تخزين. حجم كبير يتفوق على السيناريو مع ستة وحدات تخزين عادية بنسبة 260٪.

السيناريو معدل الإدخال/الإخراج عند زمن انتقال 2 مللي ثانية معدل الإدخال/إخراج عند حافة الأداء (~7 مللي ثانية) MiB/s عند زمن انتقال 2 مللي ثانية حافة أداء MiB/s (~7 مللي ثانية)
ستة وحدات تخزين عادية 255,613 317,000 4,577 5,688
وحدة تخزين كبيرة واحدة 652,260 826,379 10,030 12,610

البساطة على نطاق واسع

مع حجم كبير، الأداء ليس القصة بأكملها. الأداء البسيط هو الهدف النهائي. يفضل العملاء مساحة اسم واحدة/ نقطة تحميل بدلا من إدارة وحدات تخزين متعددة لسهولة الاستخدام وإدارة التطبيقات.

أداة الاختبار

تم إنشاء حمل عمل EDA في هذا الاختبار باستخدام أداة معيار الصناعة القياسية. وهو يحاكي مزيجا من تطبيقات EDA المستخدمة لتصميم رقائق أشباه الموصلات. توزيع حمل عمل EDA على النحو التالي:

مخطط دائري يصور نوع OP للواجهة الأمامية.

EDA Frontend OP Type النسبة المئوية من الإجمالي
Stat 39%
Access 15%
Random_write 15%
Write_file 10%
Random_read 8%
Read_file 7%
‏إنشاء 2%
شمود 1%
Mkdir 1%
ارتباط Ulink 1%
Ulink2 1%
  • إلحاق
  • مخصص2
  • تأمين
  • Mmap_read
  • Mmap_write
  • Neg_stat
  • Read_modify_write
    • Rmdir
  • كتابه
0%

مخطط دائري يصور توزيع نوع OP الخلفي.

نوع EDA Backend OP النسبة المئوية من الإجمالي
قراءة 50%
كتابة 50%
  • مخصص2
  • Mmap_read
  • Random_read
  • Read_file
  • Read_modify_file
 0%

تكوين الاختبار

تم إنتاج النتائج باستخدام تفاصيل التكوين أدناه:

المكون التكوين
نظام تشغيل RHEL 9.3 / RHEL 8.7
نوع المثيل D16s_v5
عدد المثيلات 10
خيارات التحميل nocto,actimeo=600,hard,rsize=262144,wsize=262144,vers=3,tcp,noatime,nconnect=8
ضبط العميل # معلمات الشبكة. في وحدة وحدات البايت
net.core.wmem_max = 16777216
net.core.wmem_default = 1048576
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.rmem_default = 1048576
net.ipv4.tcp_rmem = 1048576 8388608 16777216
net.ipv4.tcp_wmem = 1048576 8388608 16777216
net.core.optmem_max = 2048000
net.core.somaxconn = 65535

# الإعدادات في مجموعات بحجم 4 كيبيبايت، بالبايت هي
net.ipv4.tcp_mem = 4096 89600 4194304

#Misc network options and flags
net.ipv4.tcp_window_scaling = 1
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
net.ipv4.
tcp_no_metrics_save = 1
net.ipv4.route.flush = 1
net.ipv4.tcp_low_latency = 1
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0
net.core.netdev_max_backlog = 300000
net.ipv4.tcp_sack = 0
net.ipv4.tcp_dsack = 0
net.ipv4.tcp_fack = 0

# مختلف نظام الملفات / خيارات pagecache
vm.dirty_expire_centisecs = 100
vm.dirty_writeback_centisecs = 100
vm.dirty_ratio = 20
vm.dirty_background_ratio = 5

# ONTAP شبكة exec ضبط للعميل
sunrpc.tcp_max_slot_table_entries = 128
sunrpc.tcp_slot_table_entries = 128

خيارات noctoالتحميل والعمل noatimeactimeo=600 معا للتخفيف من تأثير بعض عمليات بيانات التعريف لحمل عمل EDA عبر بروتوكول NFSv3. تقلل خيارات التحميل هذه من عدد عمليات بيانات التعريف التي تحدث وتخزن بعض سمات بيانات التعريف مؤقتا على العميل مما يسمح لأحمال عمل EDA بالدفع إلى أبعد مما كان لولا ذلك. من الضروري مراعاة متطلبات حمل العمل الفردية لأن خيارات التحميل هذه غير قابلة للتطبيق عالميا. لمزيد من المعلومات، راجع أفضل ممارسات خيارات تحميل Linux NFS لملف Azure NetApp.

الملخص

تتطلب أحمال عمل EDA تخزين الملفات الذي يمكنه التعامل مع أعداد الملفات العالية والسعة الكبيرة وعدد كبير من العمليات المتوازية عبر الآلاف المحتملة من محطات عمل العميل. تحتاج أحمال عمل EDA أيضا إلى الأداء على مستوى يقلل من الوقت الذي يستغرقه الاختبار والتحقق من الصحة لإكمال ذلك لتوفير المال على التراخيص وتسريع الوقت لتسويق أحدث وأكبر مجموعات الشرائح. يمكن لوحدات تخزين Azure NetApp Files الكبيرة التعامل مع متطلبات حمل عمل EDA بأداء مشابه لما يمكن رؤيته في عمليات النشر المحلية.

الخطوات التالية