Die Auswirkungen von SSD-Technologie auf Netzwerk und CPU

Wie wirkt sich SSD-Technologie auf die Leistungsbalance zwischen CPU, Speicher, Netzwerk und Storage aus. Und: Warum SSDs und 10-Gigabit-Netzwerke zusammenpassen.

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Was Sie in diesem Artikel erfahren können: Finden Sie heraus, wie SSD-Technologie sich auf die Leistungsbalance...

zwischen CPU, Speicher, Netzwerk und Storage auswirkt. Und: Warum SSDs und 10-Gigabit-Netzwerke gut zusammenpassen.

Bestimmt haben Sie schon Fernsehwerbung für Medikamente gesehen, in der ein Sprecher am Ende auf Risiken und Nebenwirkungen hinweist. Ähnliches könnte nach der Beschreibung der Vorteile von Solid-State-Disks (SSDs) angebracht sein. Die gute Nachricht: Manche Nebenwirkungen der SSD-Technologie können sich sogar als nützlich erweisen.

SSDs befreien die Storage-Architektur von Flaschenhälsen und decken dabei andere Engpässe im System auf – manchmal an Stellen, wo man sie nicht vermutet hätte. Basierend auf Tests unseres Labors in den vergangenen zwei Jahren möchte ich das Augenmerk auf zwei Bereiche der IT-Infrastruktur richten, die vom Umstieg auf SSDs besonders betroffen sind: Netzwerk und CPU.

SSD-Technologie und das Netzwerk

Je nach Anwendung können Solid-State Drives einen spürbaren Effekt auf das Netzwerk haben. Weil sie deutlich bessere Leistung im Vergleich zu rotierenden Laufwerken bieten, findet mehr I/O in kürzerer Zeit statt. Dadurch können SSD-gerüstete Enterprise-Anwendungen eine erhöhte Netzwerklast erzeugen. Manchmal ist das kein Problem – die Netzwerk-Auslastung steigert sich einfach gegenüber dem vorher niedrigen bis moderaten Niveau. In anderen Fällen jedoch kann die Anwendungsleistung so stark wachsen, dass ein weiterer Netzwerk-Adapter (NIC) erforderlich wird, um via NIC-Bündelung genug Bandbreite für Spitzenlast und gegebenenfalls sogar Dauerlast bereitzustellen.

In einem unserer Tests haben wir mittels einer PCI-Express-basierten (PCIe) SSD-Karte die Last bewusst auf sehr hohe Niveaus gesteigert. Erstaunt hat uns dabei zunächst die scheinbar niedrige Performance der SSD. Nach weiteren Analysen erkannten wir, dass – trotz vier gebündelter NICs am Applikationsserver – der eigentliche Engpass im Netzwerk lag. Dieser hinderte uns daran, die volle Leistung der PCIe-SSD zu realisieren. Also bauten wir den Test so um, dass er unser 10-Gigabit-Netzwerk nutzte, jeweils mit 10-Gigabit-Karten in den Clients und im Applikationsserver. Erst dann erreichte die PCIe-SSD ihre volle Performance.

Wir stehen an einem interessanten Wendepunkt unserer Branche: die verstärkte Einführung von 10-Gigabit-Vernetzung geht einher mit der breiteren Verwendung von SSDs. Mein persönlicher Schluss: SSDs und 10-Gigabit-Networking sind füreinander gemacht.

SSD-Technologie und CPU-Auslastung

Wenn ein einzelnes Betriebssystem in einer physischen, nicht virtualisierten Umgebung auf einer relativ modernen Server-Plattform läuft, ist die CPU-Auslastung in der Regel ziemlich gering: oft deutlich unter 20 Prozent, was wir als „nicht ausgelastet“ bezeichnen. In virtuellen Umgebungen steigt die Auslastung typischerweise, abhängig von der Zahl der virtuellen Maschinen und Anwendungen, deutlich an, und die CPU kann nicht mehr als unterfordert gelten.

Als wir in unseren Tests Anwendungen auf ein höheres Leistungsniveau trieben, zeigte sich vielfach eine gesteigerte CPU-Auslastung infolge der höheren Performance und niedrigeren Latenz der SSDs. Teilweise sahen wir die CPU-Auslastung von zehn Prozent bei Festplatten-Speichern und einer physischen Server-Umgebung auf 50 Prozent mit SSDs (bei Verwendung desselben physischen Servers) steigen. Natürlich ist das gut, weil mehr Arbeit erledigt wird. Allerdings muss die Antwort auf die Frage, wie viele virtuelle Maschinen auf einem physischen Server laufen können, die deutlich verbesserte Storage-Performance von SSDs berücksichtigen.

Zusammenfassung: SSDs verlagern Engpässe

SSD-Technologie kann Engpässe verlagern. Die Leistungsbalance zwischen CPU, Speicher, Netzwerk und Storage verschiebt sich durch sie auf jeden Fall. Im Zuge der steigenden Verbreitung von SSDs müssen Server-, Netzwerk- und Storage-Administratoren ihre Workload-Berechnungen verändern. In der Demartek SSD-Zone können Sie selbst nachsehen, wie sich bei unseren Tests die Engpässe entwickelt haben.

Über den Autor: Dennis Martin ist Präsident von Demartek LLC, einer Marktforschungsfirma mit eigenem Testlabor im US-Bundesstaat Colorado.

Artikel wurde zuletzt im April 2011 aktualisiert

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