{"id":190,"date":"2015-01-21T22:58:24","date_gmt":"2015-01-22T01:58:24","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fernandosimon.com\/blog\/?p=190"},"modified":"2015-01-25T22:06:42","modified_gmt":"2015-01-26T01:06:42","slug":"exadata-x5","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fernandosimon.com\/blog\/exadata-x5\/","title":{"rendered":"Exadata X5"},"content":{"rendered":"

Esque\u00e7a quase tudo o que voc\u00ea j\u00e1 viu sobre Oracle Exadata, com o lan\u00e7amento<\/a> da vers\u00e3o X5 muita coisa mudou. Algumas mudan\u00e7as de hardware (e conceitos) foram t\u00e3o significativas que precisam de uma an\u00e1lise mais detalhada. J\u00e1 faz isso no lan\u00e7amento do Exadata X3 (aqui<\/a>) e do Exadata X4 (aqui<\/a> e aqui<\/a>) e vou tentar fazer agora.<\/p>\n

A cada lan\u00e7amento de nova vers\u00e3o do Oracle Exadata temos as melhorias b\u00e1sicas de hardware, cpu e mem\u00f3ria, agora os database servers tem dois processadores Intel Xeon E5-2699 de 18 cores o que em um full rack d\u00e1 288 CPU\u2019s. Quanto a mem\u00f3ria, cada database server pode chegar a 768GB de mem\u00f3ria o que permite chegar at\u00e9 6TB de mem\u00f3ria em um full rack.<\/p>\n

Falando em configura\u00e7\u00f5es temos altera\u00e7\u00f5es nas vers\u00f5es dispon\u00edveis tamb\u00e9m. Por exemplo, se voc\u00ea vai utilizar Oracle 12c com In-Memory pode ter uma configura\u00e7\u00e3o com 16 database servers e 5 storage servers (com discos de alta capacidade) somando assim 576 cores de CPU e 13.3 TB de mem\u00f3ria. Basicamente voc\u00ea pode configurar o Exadata com a quantidade que quiser de database servers e storage servers. As op\u00e7\u00f5es foram aumentadas para permitir ao Exadata se encaixar em todas as poss\u00edveis carga de trabalho.<\/p>\n

Tamb\u00e9m foi adicionada a op\u00e7\u00e3o de utilizar Oracle VM no Oracle Exadata. Mas divago quanto a necessidade ou ganhos que voc\u00ea ter\u00e1. Existem diversos mecanismos para gerenciamento de recursos dispon\u00edveis no Oracle Exadata e voc\u00ea n\u00e3o ir\u00e1 querer adicionar mais uma camada (uma n\u00e3o, diversas) entre o banco de dados e o hardware.<\/p>\n

Tivemos algumas mudan\u00e7as de software tamb\u00e9m, destaco duas: HCC e Exafusion. Para o HCC algumas mudan\u00e7as na forma como o Exadata Software trata o cache (no flash) para colunas com HCC. Quanto ao Exafusion, agora o bin\u00e1rio Oracle conversa direto com o Infiniband e permite uma redu\u00e7\u00e3o das camadas no meio (entre banco e o hardware) e deixa o ambiente mais r\u00e1pido.<\/p>\n

Essas foram as mudan\u00e7as mais sutis, ajustes e evolu\u00e7\u00f5es naturais mas n\u00e3o foram as principais. Para mim o Exadata X5 resume-se a NVMe. De forma bem simples, agora existe a possibilidade de utilizar discos Flash nos storage server (discos estes ligados no barramento PCIe).<\/p>\n

<\/p>\n

NVMe<\/strong><\/p>\n

NVMe significa Non-Volatile Memory Express e permite conectar discos Flash diretamente no barramento PCIe atrav\u00e9s de uma placa dedicada. E essa \u00e9 a principal diferen\u00e7a do novo Exadata, agora chamada de Extreme Flash Storage Servers<\/strong>. O padr\u00e3o NVMe (link Wikipedia<\/a>) foi idealizado para conectar discos Flash diretamente no barramento PCIe visando principalmente o paralelismo de acesso as informa\u00e7\u00f5es. Com NVMe os discos conectados no mesmo barramento podem ser acessados paralelamente sem bloqueios e cada disco tem sua pr\u00f3pria fila de requisi\u00e7\u00f5es, registradores e afins.<\/p>\n

Este suporte foi adicionado aos servidores Oracle X5-2\/L<\/a> lan\u00e7ados no in\u00edcio de dezembro (e utilizados por diversos produtos de engenharia da Oracle \u2013 Exadata\/ZFS). \u00a0No Exadata X5 substitui os discos de alto desemprenho (que deixar\u00e3o de ser ofertados).<\/p>\n

Falando especificamente do Exadata a solu\u00e7\u00e3o da Oracle consiste em conectar placas F160 no barramento PCI (duas placas) e ligar os discos Flash (4 em cada placa). O esquema b\u00e1sico pode ser visto neste link<\/a>. Segundo a especifica\u00e7\u00e3o<\/a> os discos s\u00e3o Intel (modelo P3700<\/a> pelo que pesquisei) e a placa de conex\u00e3o ao PCIe \u00e9 da pr\u00f3pria Oracle\/Intel.<\/p>\n

Sobre os discos algumas coisas interessantes: tem c\u00e9lulas flash padr\u00e3o eMLC, suportam 470mill IOPS de leitura rand\u00f4micos e 170mill para escrita (ambas em 4KB), 2.8GB\/s de leitura sequencial e 2.0GB\/s de escrita. E tudo isso com lat\u00eancia inferior a 20 \u03bcs. Em um Oracle Exadata X5 Full Rack voc\u00ea conseguir\u00e1 (com 14 servidores Extreme Flash) 4.114 milh\u00f5es de IOPS e 263GB\/s, s\u00f3 em IOPS \u00e9 praticamente o dobro do Exadata X4 Full Rack com discos de alta performance.<\/p>\n

Se voc\u00ea notou cada storage server tem somente 8 discos flash (e n\u00e3o 12 como era at\u00e9 o Exadata X4), mas isso n\u00e3o \u00e9 um problema j\u00e1 que o total m\u00e1ximo raw em um full rack \u00e9 de aproximadamente 179TB contra 201TB de um Exadata X4 Full Rack (redu\u00e7\u00e3o de 11% de espa\u00e7o raw aproximadamente). \u00a0Al\u00e9m disso, o total de Flash dispon\u00edvel \u00e9 RAW e n\u00e3o tem a \u201cm\u00e1gica\u201d da compacta\u00e7\u00e3o (como veiculado no Exadata X4) – e isso \u00e9 bom pois voc\u00ea sabe exatamente o que tem.<\/p>\n

Mas os ganhos s\u00e3o mais significativos, pense no NVMe e no paralelismo que voc\u00ea ganha. Agora cada disco pode (teoricamente) ser acessado pelo Exadata Software sem qualquer preocupa\u00e7\u00e3o de bloqueios ou esperas. Cada disco est\u00e1 dispon\u00edvel sem passar por controladora SAS (que chega a no m\u00e1ximo 12GB\/s) e sim diretamente no PCIe (que chega at\u00e9 32GB\/s) como documentado aqui<\/a> e aqui<\/a>.<\/p>\n

O detalhe chave aqui \u00e9 a arquitetura, em um ambiente tradicional voc\u00ea \u201csofre\u201d com o problema da controladora SAS. O padr\u00e3o SAS foi pensado para discos magn\u00e9ticos e colocar discos flash atr\u00e1s de uma controladora SAS ir\u00e1 com toda a certeza limitar os ganhos do Flash.<\/p>\n

Discos, NVMe e Cache<\/strong><\/p>\n

Fazendo uma an\u00e1lise um pouco mais detalhada, porque a Oracle fez isso? Porque tornar os discos de alta performance do Oracle Exadata em discos Flash NVMe? Talvez concorr\u00eancia seja a resposta mais adequada. Acredito que neste momento voc\u00ea j\u00e1 tenha ouvido falar de uma dos players mais conhecidos, o EMC XtremeIO (Storage Flash de alto desempenho da EMC).<\/p>\n

O XtremeIO tem um padr\u00e3o pr\u00f3prio de comunica\u00e7\u00e3o entre controladora e discos flash, e entrega desempenho e caracter\u00edsticas de hardware semelhantes aos servidores Oracle com NVMe (falando somente de hardware, nada de software que interprete SQL como o Exadata Software). Tanto que as configura\u00e7\u00f5es s\u00e3o parecidas<\/a> e tem quase o mesmo n\u00famero quanto a IOPS e GB\/s por discos, mas os discos tem a metade da capacidade em GB. De qualquer forma, o concorrente do XtremeIO seja o Storage Flash Oracle FS-1<\/a> e n\u00e3o o Oracle Exadata X5.<\/p>\n

Claro que n\u00e3o posso deixar de citar o principal diferencial do Oracle Exadata, o Exadata Software desempenha papel fundamental aqui. Se voc\u00ea olhar para um EMC XtremeIO poder\u00e1 ver n\u00fameros isolados maiores que o Oracle Exadata X5, mas e o ganho que o Exadata Software d\u00e1 ao ambiente? J\u00e1 falei de diversos detalhes dele em post recente (aqui<\/a>). Tenho bancos OLTP com ganhos de 90% s\u00f3 pelo smartscan e cell offfload, como ganhos leia-se redu\u00e7\u00e3o de 90% sobre o que foi requisitado pelo banco ao storage e o que foi retornado efetivamente. E isso nenhum outro appliance pode dar a voc\u00ea, nenhum outro consegue interpretar os SQL\u2019s enviados e retornar somente os dados necess\u00e1rios.<\/p>\n

As vezes algumas modifica\u00e7\u00f5es podem nem sempre ser vantajosas, o Oracle Exadata X5 quando utilizado com drivers flash NVMe deixa de ter placas dedicadas para o Smart Flash Cache. Isso quer dizer que o NVMe ser\u00e1 compartilhado com o Flash Cache, em um Exadata X4 voc\u00ea tem 44TB raw de flash. Usando como base um Oracle Exadata X5 full rack montado com discos de alta capacidade e placas dedicadas para Flash Cache o tamanho dedicado \u00e9 de aproximadamente 89.6TB. Isso quer dizer que um ambiente com flash NVMe esses TB do Flash Cache ter\u00e3o que ser descontados do tamanho total dispon\u00edvel nos discos NVMe. Vamos ver como isso se comporta.<\/p>\n

Mesmo n\u00e3o estando presente no Exadata X5 e suas placas e discos NVMe a Oracle dizia na \u00e9poca do lan\u00e7amento do X4 que com a compacta\u00e7\u00e3o nativa do flash voc\u00ea poderia ganhar at\u00e9 o dobro em espa\u00e7o (o que n\u00e3o deixava de ser verdade), mas j\u00e1 analisei isso no lan\u00e7amento do Oracle Exadata X4 e as mesmas restri\u00e7\u00f5es podem ser vistas aqui. Bancos que tem muitos dados bin\u00e1rios (como PDF\u2019s e imagens) podem n\u00e3o ver tantos ganhos assim. E voc\u00eas tem de convir comigo que armazenar dados bin\u00e1rios em discos flash pode ser um aparente desperd\u00edcio de recurso.<\/p>\n

Algumas explica\u00e7\u00f5es quanto as restri\u00e7\u00f5es no n\u00famero de discos flash podem existir. A primeira op\u00e7\u00e3o \u00e9 a falta de conectores PCIe dispon\u00edveis parta ter duas placas NVMe, 4 placas Flash Cache e placas Infiniband. Outra, pode ser o consumo de energia de todos os componentes que poderia extrapolar caso as placas Flash Cache fossem adicionadas (existe at\u00e9 um ponto quanto a isso na notas<\/a> do NVMe para servidores X5).<\/p>\n

Futuro<\/strong><\/p>\n

Acredito que tenha ficado claro que estamos em um caminho sem volta, o uso de discos flash em ambientes de banco de dados (e em diversos outros) ser\u00e1 cada vez maior. Infelizmente muitos dos conceitos que aprendemos com discos HDD n\u00e3o podem ser utilizados, at\u00e9 mesmo o que sabemos sobre discos SSD podem n\u00e3o ser \u00fatil e verdadeiro em ambientes empresariais. Como visto, discos Flash com capacidade NVMe s\u00e3o diferentes de discos SSD padr\u00f5es. Siglas como SLC, MLC, eMLC e TDC se tornar\u00e3o comuns, conceitos e detalhes como Write Cliff e Garbage Collector dever\u00e3o ser conhecidos e at\u00e9 o b\u00e1sicos como blocos e p\u00e1ginas precisam ser revistos.<\/p>\n

Claro que o Oracle Exadata X5 com discos Flash NVMe \u00e9 dedicado a um nicho espec\u00edfico, bancos OLTP com m\u00e9dia m\u00ednima de 70% de leituras sobre escritas. Sabe-se que flash tem vida \u00fatil limitada quanto a escritas e leituras (al\u00e9m de detalhes como Garbage Collector). Por isso espera-se utilizar NVMe em ambiente onde leituras s\u00e3o grande maioria.<\/p>\n

A op\u00e7\u00e3o da Oracle em disponibilizar discos Flash NVMe para o Oracle Exadata X5 pode ser arriscada, compartilhar eles com o Smat Flash Cache \u00e9 ainda mais. Acho interessante o que a Violin Memory<\/a> faz, discos SSD foram abandonados e substitu\u00eddos por placas flash. Acredito que seria uma op\u00e7\u00e3o mais interessante do que usar discos e pularia algumas etapas, mas um passo de cada vez na abriga pelo mercado de Storage Flash (aqui<\/a>, aqui<\/a> e aqui<\/a>).<\/p>\n

Estar atualizado quanto a conceitos novos de Flash ajudar\u00e1 muito na vida de um DBA (independente se for Oracle Exadata ou n\u00e3o). Conhecendo isso e analisando aos requisitos do seu ambiente voc\u00ea poder\u00e1 montar um ambiente ideal as suas necessidades. Se quiser cortar etapas (e podendo pagar) voc\u00ea j\u00e1 tem o conjunto ideal no Oracle Exadata X5, hardware + software ajustados para bancos de dados Oracle, basta saber us\u00e1-lo.<\/p>\n

O Oracle Exadata X5 foi um lan\u00e7amento interessante, temos que ver como ser\u00e1 na pr\u00e1tica.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Esque\u00e7a quase tudo o que voc\u00ea j\u00e1 viu sobre Oracle Exadata, com o lan\u00e7amento da vers\u00e3o X5 muita coisa mudou. Algumas mudan\u00e7as de hardware (e conceitos) foram t\u00e3o significativas que precisam de uma an\u00e1lise mais detalhada. 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