Canonical et Intel optimisent la compression des données dans les centres de données grâce à la technologie d’accélération matérielle Intel® Quick Assist Technology (QAT), réduisant ainsi la consommation du CPU et améliorant l’efficacité du stockage dans Ceph.
La demande croissante de stockage de données dans le cloud et au sein des centres de données a stimulé la recherche de solutions visant à optimiser l’utilisation du matériel sans compromettre les performances. Dans ce contexte, Canonical et Intel ont développé une intégration permettant à Ceph de tirer parti de la technologie Intel® Quick Assist (QAT) pour alléger la charge de travail du processeur dans les tâches de compression, améliorant ainsi l’efficacité tout en maintenant une grande vitesse.
Le Défi du Stockage à Grande Échelle
Le coût du stockage de volumes importants de données dépend en grande partie de la stratégie utilisée pour protéger les informations. Traditionnellement, deux approches existent :
- Multiples répliques, qui augmentent la redondance mais également la consommation d’espace.
- Codage de suppression (Erasure Coding), qui optimise l’utilisation du stockage mais nécessite une capacité de traitement plus élevée.
La compression des données constitue une stratégie clé pour réduire l’espace occupé sur disque, mais sa mise en œuvre sans matériel spécialisé augmente souvent la consommation du CPU et dégrade les performances du système. La solution réside dans l’accélération matérielle, laquelle permet d’effectuer ces tâches sans affecter la capacité de traitement global.
Intel® QAT : Réduction de la Charge du CPU et Amélioration de l’Efficacité
La technologie Intel® Quick Assist (QAT) est une solution d’accélération matérielle permettant de décharger certaines tâches intensives en calcul du CPU, notamment :
- Chiffrement et déchiffrement de données.
- Compression et décompression d’informations.
Avec l’arrivée des processeurs Intel® Xeon® de 4ème (Sapphire Rapids) et 5ème génération (Emerald Rapids), les moteurs de QAT ne nécessitent plus de cartes PCIe supplémentaires, mais sont désormais intégrés au sein du processeur, facilitant leur adoption dans les environnements d’entreprise et de centres de données.
L’impact de cette intégration sur le stockage avec Ceph est significatif, permettant de maintenir des niveaux de performance élevés tout en réduisant la quantité de stockage utilisée, améliorant ainsi l’efficacité et réduisant les coûts.
Comparaison des Performances : Compression avec et sans QAT
Pour évaluer l’impact de la compression accélérée, des tests ont été réalisés avec un cluster de 4 nœuds Ceph et des disques NVMe, utilisant MinIO Warp pour simuler des charges de travail de stockage d’objets.
Résultats Clés :
| Métrique | Sans Compression | Avec Compression (Sans QAT) | Avec Compression + QAT |
|---|---|---|---|
| Bande passante d’écriture | 4,66 GBps | Réduction de 50% | 5,05 GBps (+8%) |
| Bande passante de lecture | 21,86 GBps | 11,28 GBps (-48%) | 20,88 GBps (-4%) |
| Consommation de CPU | Normale | +150% | Sans impact |
Économie d’Espace : Évaluation de la Compression
La compression des données est particulièrement utile pour les formats n’ayant pas été compressés auparavant, ce qui permet d’obtenir des économies significatives de stockage.
| Type de Données | Taux de Compression | Économie d’Espace |
|---|---|---|
| Données structurées (CSV, JSON) | 1.33 | 25% |
| Images compressées (JPEG) | 1.01 | 1% |
| Vidéo non compressée (RAW YUV) | 3.13 | 68% |
| Vidéo compressée (H.264) | 1.00 | 0% |
Les résultats indiquent que la compression est plus efficace sur les données structurées et les fichiers multimédias non compressés, tandis que des formats tels que JPEG et H.264 ne bénéficient pas d’une seconde compression.
Mise en Œuvre en Environnements Entreprise
Pour les entreprises intéressées par cette solution, Canonical recommande la mise en œuvre de MicroCeph, une version optimisée de Ceph qui simplifie la configuration dans les environnements de test et de production.
Étapes pour Activer Intel® QAT dans Ceph :
- Installer MicroCeph avec compatibilité QAT :
snap install microceph --channel=squid/edge/qat --devmode - Installer le moteur QAT sur chaque nœud de stockage :
sudo apt-get -y install qatengine - Configurer Ceph pour activer QAT :
ceph config set client.radosgw.gateway qat_compressor_enabled true - Activer la compression sur le stockage d’objets :
radosgw-admin zone placement modify --rgw-zone default --placement-id default-placement --storage-class STANDARD --compression zlib - Vérifier la compression des données avec :
radosgw-admin bucket stats
Impact sur le Marché des Centres de Données
La mise en œuvre de QAT dans Ceph représente une avancée clé en matière d’efficacité du stockage dans les centres de données et les solutions cloud d’entreprise. Les bénéfices les plus notables comprennent :
- Réduction des coûts opérationnels en nécessitant moins de matériel et d’espace physique.
- Optimisation des performances avec une meilleure efficacité d’utilisation du CPU.
- Augmentation de la densité de stockage, permettant plus de charges de travail sur chaque nœud.
- Amélioration de la durabilité, réduisant la consommation d’énergie par rapport aux systèmes traditionnels.
Avec la croissance des volumes de données dans des secteurs tels que la banque, la santé, les télécommunications et le commerce électronique, ces innovations sont essentielles pour maintenir la scalabilité et l’efficacité opérationnelle.
Conclusion : Un Nouveau Standard en Stockage Évolutif
La combinaison de Ceph, Intel® QAT et Ubuntu ouvre de nouvelles possibilités pour un stockage efficace, rentable et de haute performance. Les entreprises et les fournisseurs de services cloud peuvent optimiser leur infrastructure sans compromettre la vitesse ni la capacité de traitement, faisant de cette solution une option stratégique pour les environnements de stockage de prochaine génération.
Source : Ubuntu
