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選擇適用於 Azure Stack HCI 和 Windows Server 叢集的磁碟驅動器

適用於:Azure Stack HCI 版本 22H2 和 21H2;Windows Server 2022、Windows Server 2019

本文提供如何選擇磁碟驅動器以符合效能和容量需求的指引。

磁碟驅動器類型

儲存空間直接存取,Azure Stack HCI 和 Windows Server 背後的基礎記憶體虛擬化技術目前適用於四種類型的磁碟驅動器:

磁碟驅動器類型 說明
PMem PMem 是指持續性記憶體,這是一種低延遲、高效能記憶體的新類型。
NVMe 的 NVMe (非揮發性記憶體 Express) 是指直接位於PCIe總線上的固態硬碟。 常見的尺寸為 2.5 英吋 U.2、PCIe Add-In-Card (AIC),以及 M.2。 NVMe 提供比我們今天支援的任何其他類型的磁碟驅動器(除 PMem 外)更高的 IOPS 和 IO 輸送量以及更低的延遲。
固態硬碟 SSD 是指透過傳統 SATA 或 SAS 連線的固態硬碟。
硬碟 HDD 是指旋轉式磁性硬碟驅動器,提供大量的儲存容量。

備註

本文涵蓋使用 NVMe、SSD 和 HDD 選擇磁碟驅動器組態。 如需 PMem 的詳細資訊,請參閱 瞭解和部署永續性記憶體

備註

單一伺服器組態不支援儲存總線層(SBL)快取。 所有一般單一儲存類型組態(例如所有 NVMe 或全 SSD)都是單一伺服器唯一支援的記憶體類型。

內建快取

Storage Spaces Direct 具有內建的伺服器端快取功能。 這是一個大型、長期可用的即時讀寫暫存。 在具有多種磁碟驅動器類型的部署中,它會自動設定為使用「最快」類型的所有磁碟驅動器。 剩餘的磁碟驅動器會用於增加容量。

如需詳細資訊,請參閱 瞭解儲存池快取

選項 1 – 將效能最大化

若要在對任何數據的隨機讀取和寫入中達到可預測且統一的毫秒級延遲,或達到極高的 IOPS(我們已實現超過 1300 萬!)或 IO 輸送量(我們已實現超過 500 GB/秒的讀取),您應該採用全快閃存儲。

有多種方式可以執行此動作:

圖表顯示部署選項,包括容量的所有 NVMe、具有 SSD 的 NVMe 快取,以及容量的所有 SSD。

  1. 全部 NVMe。 使用所有 NVMe 可提供無可比擬的效能,包括最可預測的低延遲。 如果您的所有硬碟驅動器都是相同型號,就沒有快取。 您也可以混合使用高耐用度與低耐用度 NVMe 模型,並設定前者來緩存後者的寫入操作(需要設定)。

  2. NVMe + SSD。 NVMe 與 SSD 搭配使用,NVMe 會自動快取寫入 SSD。 這允許寫入在快取中合併,並僅在需要時釋放到儲存媒體,以減少 SSD 的磨損。 這提供了類似NVMe的寫入特性,而讀取則是直接從同樣快速的SSD進行處理。

  3. 所有固態硬碟(SSD)。 如同 All-NVMe 系統,如果您的所有磁碟驅動器都是相同型號,則不會有快取。 如果您混合使用高耐力和低耐力模型,可以設定前者為後者的寫入快取(需要設定)。

    備註

    使用不含快取的all-NVMe或all-SSD的優點是,您可以從每個磁碟驅動器取得可使用的記憶體容量。 在快取上不會花費任何容量,在較小的規模下可能會受到吸引。

選項 2 – 平衡效能和容量

在具有各種應用程式和工作負載的環境中,有些具有嚴格的效能需求,而另一些需要大量儲存容量,您應該採用混合模式,用 NVMe 或 SSD 快取用於較大 HDD 的方案。

圖表顯示部署可能性,包括將 NVMe 用作快取並以 HDD 作為容量存儲、將 SSD 作為快取且以 HDD 作為容量存儲,以及將 NVMe 作為快取並以混合 SSD 和 HDD 作為容量存儲。

  1. NVMe + HDD。 NVMe 磁碟驅動器會藉由快取兩者來加速讀取和寫入。 快取讀取可讓 HDD 專注於寫入。 快取寫入能吸收突發流量,並允許寫入進行合併,僅在需要時才轉移,這樣以人工順序處理的方式將 HDD 的 IOPS 和 IO 輸送量最大化。 這提供類似 NVMe 的寫入特性,以及針對經常或最近讀取的數據,也提供類似 NVMe 的讀取特性。

  2. SSD + HDD。 與上述類似,SSD 會藉由快取兩者來加速讀取和寫入。 這提供類似 SSD 的寫入特性,和類似 SSD 的讀取特性,適用於經常或最近讀取的數據。

    還有一個較另類的選項:使用所有三種類型的驅動器。

  3. NVMe + SSD + HDD。 使用所有三種類型的驅動器時,NVMe 的快取負責為 SSD 和 HDD 提供快取功能。 吸引力在於,您可以在 SSD 上建立磁碟區和在 HDD 上建立磁碟區,這些磁碟區可以在同一個叢集中並行運作,並且全部由 NVMe 加速。 前者與上述「全快閃」部署完全相同,後者與上述「混合式」部署完全相同。 這在概念上就像有兩個資源池,具有相對獨立的容量管理、故障及修復周期等功能。

    這很重要

    建議您使用 SSD 層,在全快閃上放置最敏感的效能工作負載。

選項 3 – 將容量最大化

對於需要大量容量且不常寫入的工作負載,例如封存、備份目的地、數據倉儲或「冷」存儲,您應該使用一些 SSD 用於快取,並搭配許多較大的 HDD 以提供容量。

最大化容量的部署選項。

  1. SSD + HDD。 SSD 會快取讀取和寫入,以應付高峰讀寫量並提供與 SSD 類似的寫入效能,隨後再將資料優化轉存至 HDD。

這很重要

不支援僅使用 HDD 的設定。 不建議使用高耐力 SSD 快取到低耐力 SSD。

大小調整考量

緩存

每個伺服器都必須具備至少兩個快取磁碟機 (備援所需的下限)。 建議您讓容量磁碟機數為快取磁碟機數的倍數。 例如,如果您有 4 個快取磁碟驅動器,則以 1:2 比例配備 8 個容量磁碟驅動器的效能會比配備 7 個或 9 個更一致。

快取應該設置大小,以便能容納應用程式和工作負載的工作資料集,即隨時進行讀取和寫入的所有資料。 除此之外,沒有快取大小的要求。 對於使用 HDD 的部署,公平起始位置是 10% 的容量 – 例如,如果每部伺服器有 4 x 4 TB HDD = 16 TB 的容量,則每部伺服器 2 x 800 GB SSD = 1.6 TB 的快取。 針對全快閃部署,尤其是使用高耐力 SSD,起始設置接近容量的 5%可能是合理的。例如,如果每部伺服器有 24 x 1.2 TB SSD,即 28.8 TB 的容量,那麼每部伺服器 2 x 750 GB NVMe,即 1.5 TB 的快取記憶體。 您之後皆可新增或移除快取磁碟驅動器來調整。

一般

我們建議將每部伺服器的總記憶體容量限制為大約 400 TB(TB)。 每部伺服器的記憶體容量越多,停機或重新啟動后重新同步處理數據所需的時間越長,例如套用軟體更新時。 每個存放集區目前的大小上限為 4 PB(PB) (4,000 TB) (適用於 Windows Server 2016 的 1 PB)。

後續步驟

如需詳細資訊,請參閱: