Ano ang SSD VPS? Flash Storage at Bilis

Ano ang SSD VPS?

Ang SSD VPS ay isang virtual private server na ang disk ay gumagamit ng flash memory sa halip na umiikot na hard disk. Ang SSD ay nangangahulugang solid state drive: storage na binubuo ng NAND flash chips at walang gumagalaw na bahagi sa loob. Ang VPS naman ay nangangahulugang virtual private server: isang isolated na bahagi ng physical host machine na nagpapatakbo ng sarili nitong operating system at ibinebenta sa iyo na parang buong server. Kapag pinagsama ang dalawa, iisa ang ipinapangako ng label. Kapag nagbasa ang server mo ng data block, walang mechanical na bahaging kailangang gumalaw muna.

Iyon ang buong depinisyon. Tungkol naman ang lahat ng nasa ibaba sa mga bagay na hindi ipinapakita ng label, dahil kakaunti lang ang sinasabi ng mga salitang “SSD hosting” sa pricing page tungkol sa storage array na nasa likod nito.

Kung inaalam mo pa kung paano naiiba ang VPS sa isang ordinaryong virtual machine, mas mabuting basahin muna ang pagkakaiba ng VPS, VM, at VPC.

Bakit bilis ng storage ang ina-advertise ng mga host sa halip na laki ng storage

May mga plan page na naglilista ng CPU cores, memory, disk size, at bandwidth, at pagkatapos ay nagdaragdag ng isang salita tungkol sa disk na hindi naman sukat ng laki. Ginagawa ito ng mga host dahil matagal nang hindi ang kapasidad ang pinakamahalagang numero tungkol sa storage. Ang dalawang numerong tumutukoy sa pakiramdam ng paggamit ng server ay IOPS (input/output operations per second) at latency (kung gaano katagal bago bumalik ang isang operation).

Ang mekanikal na pagkakaiba ang dahilan. Nag-iimbak ang hard disk ng data sa umiikot na platters at binabasa ito gamit ang head na nakakabit sa gumagalaw na arm. Para maabot ang isang block sa ibang bahagi ng platter, kailangang mag-seek ang arm. Pagkatapos, kailangang umikot ang disk hanggang pumuwesto ang tamang sector sa ilalim ng head. Sa 7200 revolutions per minute, ang kalahating ikot ay may average na humigit-kumulang 4 ms, at nagdaragdag pa ang seek ng ilang millisecond. Walang arm o platter ang flash, kaya electrical lookup ang pagbasa rito at bumabalik ito sa loob ng ilang sampung microseconds.

[
  {
    "device": "7200 rpm hard disk",
    "random_read_iops": "125",
    "read_latency_ms": 8
  },
  {
    "device": "SATA SSD",
    "random_read_iops": "90,000",
    "read_latency_ms": 0.15
  },
  {
    "device": "NVMe SSD",
    "random_read_iops": "600,000",
    "read_latency_ms": 0.08
  }
]

Ang isang 7200 rpm hard disk ay may rating na humigit-kumulang 125 random 4k reads bawat segundo, at tumatagal nang humigit-kumulang 8 ms bago bumalik ang bawat read. Ang isang NVMe drive ay may rating na halos 600,000 ng parehong reads, na tumatagal nang humigit-kumulang 0.08 ms bawat isa. Ang SATA SSD sa pagitan ng dalawang ito ay may rating na halos 90,000. Ituring ang mga ito bilang orders of magnitude, hindi bilang porsiyento ng improvement.

May dalawang babala tungkol sa data na ito. Mga published specification ito para sa buong drive ng bawat klase. Dahil dito, figures ito mula sa manufacturer sheet at hindi mga sukat na isinagawa sa isang VPS. Hindi mo kailanman nakukuha ang buong drive. Ang volume mo ay bahagi ng isang device o bahagi ng isang array, at katabi nito ang ibang customer sa parehong hardware.

Magkaibang tanong ang sinasagot ng dalawang column, kaya basahin ang mga ito nang magkasama. Ang latency ay kung gaano katagal kang naghihintay para sa isang operation. Ang IOPS ay kung ilang operation ang kayang iproseso ng drive nang sabay-sabay. Nakakamit ng flash ang mataas nitong IOPS figures sa pamamagitan ng parallelism. Maraming flash chip ang sumasagot sa maraming request nang sabay-sabay habang pinananatiling busy ng deep queue ang mga ito. Hindi makikita ng isang single-threaded program na nag-iisyu ng isang read, naghihintay dito, at saka nag-iisyu ng kasunod ang pinakamataas na value sa chart. Ang makikita nito ay ang latency column.

SSD, NVMe, SATA at PCIe: apat na salita para sa apat na magkakaibang layer

Nalilito ang mga buyer sa mga salitang ito dahil bawat isa ay naglalarawan ng magkakaibang bahagi ng system.

• SSD ang medium. Ibig sabihin, nasa NAND flash chips ang data sa halip na nasa mga magnetic platter.
• SATA ang interface na idinisenyo noong panahon ng mechanical disk. Umaabot ito sa 6 Gbit/s, o humigit-kumulang 550 MB/s na aktuwal na throughput, at may command queue itong may 32 nakabinbing command.
• NVMe (non-volatile memory express) ang protocol na partikular na ginawa para sa flash. Sinusuportahan nito ang maraming queue na may tigdaang libong command, kaya sabay-sabay na makakapag-communicate ang maraming CPU core sa drive nang hindi nagsasalo sa iisang makitid na queue.
• PCIe (peripheral component interconnect express) ang bus na ginagamit ng NVMe. Ito rin ang uri ng lane kung saan ikinakabit ang graphics card.

Kaya parehong nag-i-store ng data sa flash ang SATA SSD at NVMe SSD. Nagkakaiba sila sa interface na ginagamit nila. Mas mabilis pa rin nang malaki ang SATA SSD kaysa sa anumang hard disk, pero nililimitahan ng 32-command queue nito kung gaano karaming parallel work ang maipapadala nito. Mahusay ang flash para mismo sa parallel work. Kung alin ang sulit bayaran ay depende sa workload mo, at mas maayos na ipinapaliwanag ito ng pagpili sa pagitan ng NVMe at SATA SSD.

Local flash o network attached storage?

Dalawang magkaibang setup ang ibinebenta gamit ang iisang termino.

Ang local storage ay nangangahulugang nasa loob ng parehong physical host ng iyong VPS ang mga flash drive. Dumadaan ang request sa PCIe sa loob ng isang machine at agad na bumabalik. Dahil dito, nananatili sa sampu-sampung microsecond ang latency.

Ang network attached storage ay nangangahulugang nasa hiwalay na storage cluster ang iyong virtual disk, kadalasan ay Ceph o SAN (storage area network). Dumadaan sa network ang bawat read at write upang maabot ang storage. Karaniwang tinatawag ito ng mga provider na "cloud block storage" o "elastic volumes". Totoong flash ang ginagamit. Totoo rin ang network trip, at nadaragdag ito sa bawat operation. Kaya umaabot ang latency sa mataas na daan-daang microsecond o mababang millisecond, sa halip na sampu-sampung microsecond.

Walang maling sagot sa dalawa. Nakakaligtas ang network storage kapag bumagsak ang isang host dahil hindi kailanman nasa host na iyon ang data. Maaaring simulan ng provider ang iyong server sa ibang hardware, at susunod dito ang disk. Mas mabilis ang local NVMe, pero nakatali ito sa isang physical machine. Kaya kapag nagkaroon ng hardware failure doon, kailangan mong mag-restore mula sa backup. Itanong kung alin sa dalawa ang ginagamit ng isang plan. Halos walang gumagawa nito.

Ano ang pagkakaiba sa aktuwal na server

Ang server work ay kadalasang binubuo ng maliliit at random na read at write, hindi ng mahahabang sequential transfer. Kaya ang MB/s figure sa marketing copy ang hindi gaanong kapaki-pakinabang na numero sa page.

• Database commits. Ang database na nangangako ng durability ay tumatawag sa fsync kapag nagco-commit ang isang transaction, at pagkatapos ay naghihintay sa drive na kumpirmahing talagang na-store na ang data. Sa hard disk, millisecond ang paghihintay na ito, kaya nalilimitahan ang maliit na database sa mababang daan-daang commit bawat segundo. Sa flash, fraction ng isang millisecond lang ang parehong paghihintay. Dito pinakamalaki ang agwat, gumagamit ka man ng PostgreSQL, MySQL, o SQLite bilang production database.
• Package installs. Ang apt install ay nag-u-unpack ng libo-libong maliliit na file at sini-sync ang mga ito sa disk habang nagpapatuloy. Halos wala sa gawaing ito ang sequential, kaya nalilimitahan ito ng IOPS.
• Container image pulls. Ang docker pull ay kumukuha ng compressed layers sa network at pagkatapos ay ine-extract ang mga ito sa libo-libong maliliit na file. Network-bound ang download. Disk-bound ang extraction, at sa mabagal na volume, ang extraction ang bahaging hinihintay mo.
• Boot at reboot. Sa startup, nagbabasa ang system ng kernel at initramfs, at pagkatapos ay daan-daang maliliit na unit file at shared library na nakakalat sa volume.

Wala sa mga ito ang malaking sequential read. Ang volume na nakakapag-stream ng 500 MB/s pero 3,000 IOPS lang ang naihahatid ay mabagal pa rin sa isang docker compose pull, dahil binibilang ang paghihintay sa bawat file, hindi sa bawat megabyte.

Bakit halos walang sinasabi ang “SSD cloud hosting” sa pricing page

Inilalarawan lamang ng salita ang medium ng storage. Wala itong sinasabi tungkol sa interface na ginagamit ng drive, o kung nasa parehong machine ba ang drive at ang server mo. Wala rin itong sinasabi tungkol sa limitasyon na maaaring maabot ng plan mo.

Pinakamahalaga ang limitasyong ito, pero ito rin ang pinakamadalang i-advertise. Nililimitahan ng mga provider ang IOPS at throughput ng bawat volume dahil maraming customer ang gumagamit ng iisang host, at maaaring maubos ng isang walang limitasyong kapitbahay ang resources para sa iba. Karaniwan at makatwiran ang limitasyong ilang libong IOPS sa hardware na kayang umabot sa daan-daang libong IOPS, pero hindi ito makikita sa paglalarawan ng plan. Maaaring parehong “SSD” ang nakalagay sa dalawang plan, kahit ang isa ay local NVMe na walang per-volume cap at ang isa naman ay shared cluster volume na limitado sa 3,000 IOPS.

May dalawang anyo ang mga cap. Ang sustained cap ay permanenteng maximum na hindi nagbabago. Ang burst cap naman ay nagbibigay ng mababang baseline at credits na pansamantalang nagpapahintulot na lumampas dito; napupunan muli ang mga credit kapag idle ang volume. Maaaring magmukhang mahusay ang burst cap sa limang minutong test, pero babalik ito sa baseline sa kalagitnaan ng database import o malaking restore. Kung nagbanggit ang provider ng malaking numero, itanong kung gaano katagal mo itong maaaring gamitin.

Paano tingnan kung ano talaga ang inilaan sa iyo ng VPS

Mula sa loob ng guest, ang makikita mo lamang ay ang impormasyong ibinibigay ng hypervisor.

lsblk -d -o NAME,ROTA,MODEL,SIZE
cat /sys/block/vda/queue/rotational

Palitan ang vda ng device name na lsblk na naka-print para sa iyong disk. Nagbabasa ang ROTA at ang rotational file ng 0 kapag sinabihan ang kernel na non-rotational ang device, at ng 1 kapag kabaligtaran ang sinabi rito. Itinatakda ng virtual disk ang flag na iyon batay sa ina-advertise ng hypervisor, kaya inilalarawan nito ang virtual device at hindi ang pisikal na hardware sa ilalim nito. Karaniwang walang laman ang MODEL para sa virtio disk gaya ng vda, o naglalaman ng generic na string gaya ng QEMU HARDDISK sa emulated SATA controller. Hindi dapat makita ng mga guest ang array ng host, at hindi nila ito nakikita.

Kaya ituring ang flag bilang pahiwatig lamang at sukatin ang iba pang katangian. Magpatakbo ng random 4k test gamit ang fio laban sa isang file sa volume, sa queue depth na aktuwal na ginagamit ng iyong application, at patakbuhin ito nang sapat na tagal upang maubos ang anumang burst credit. Nasa Tamang pag-benchmark ng VPS ang mga fio command at mga karaniwang pagkakamaling nagreresulta sa labis na magagandang numero.

Bago bumili, tatlong tanong na dapat itanong sa provider

1. Local ba ang storage sa hypervisor, o naka-network attached ito? Itinatakda ng sagot ang minimum na latency na mararanasan mo, at tinutukoy nito kung ano ang mangyayari sa data mo kapag nag-fail ang physical host. Ang provider na makakasagot nito nang malinaw ay malamang na pinag-isipan na ang isyung ito.
2. Ano ang IOPS limit ng volume ko? Humingi ng numerong sagot. Hindi mga numero ang “Unlimited” at “enterprise grade.” Kung talagang walang cap, itanong kung ano ang pumipigil sa isang kapitbahay sa parehong host na gamitin ang buong array habang tumatakbo ang backup window nito.
3. Sustained ba o burst ang limit na iyon? Kung may burst, itanong ang baseline at kung gaano ito katagal. Ang baseline ang figure na kailangang tiisin ng nightly job mo, kaya iyon ang dapat gawing batayan sa pagpaplano.

Maaari bang masira ang flash dahil sa paggamit, at problema mo ba ito?

May limitadong bilang ng write cycle ang flash cell, kaya naglalabas ang drive ng endurance rating sa TBW (terabytes written) o DWPD (drive writes per day). Ipinapamahagi ng drive ang mga write sa lahat ng cell nito; tinatawag itong wear levelling. Naglalaan din ito ng mga ekstrang block upang palitan ang mga cell na pumalya. Sa isang VPS, problema ito ng provider: mino-monitor nila ang SMART counter ng sarili nilang mga drive at pinapalitan ang hardware bago maabot ang rating. Mas luma sa flash ang problema mo. Hindi backup ang drive, at hindi rin backup ang redundancy sa ilalim ng volume mo dahil kinokopya nito ang deletion nang kasing-tumpak ng pagkopya nito sa data.

Ang tunay na trade-off ay ang presyo bawat gigabyte. Mas mahal bawat gigabyte ang flash kaysa sa spinning disk, kaya karaniwang mas maliit ang capacity ng SSD plan kaysa sa hard disk plan sa parehong presyo. Kung kailangan mo ng malaking espasyo para sa media o archive, panatilihing maliit ang fast volume at ilagay ang bulk data sa mas murang storage. Ito rin ang tamang setup para sa pagpapanatili ng mga backup sa labas ng server. Para makita kung paano napapabilang ang storage sa kabuuang bill, hinahati ng aktuwal na halaga ng VPS ang bawat line item.

FAQ

Pareho ba ang SSD VPS at NVMe VPS?

Lahat ng NVMe VPS ay SSD VPS dahil flash ang NVMe drives. Hindi totoo ang kabaligtaran. Ang planong ina-advertise bilang “SSD” ay maaaring SATA SSD, na flash storage na gumagamit ng interface na idinisenyo para sa mechanical disks, may 32 command queue, at may ceiling na malapit sa 550 MB/s. Pareho silang mas mabilis kaysa hard disk. Kung mahalaga sa workload mo ang agwat sa performance, itanong sa provider kung alin ang ginagamit ng plan sa halip na umasa sa pangalan nito.

Mas bibilis ba ang website ko kapag SSD VPS ang gamit ko?

Bibilis nito ang disk work lamang. Mas mabilis ang page na nagsasagawa ng maraming database query sa bawat request dahil maliit na random I/O ang mga query at commit na iyon. Ang page na sine-serve mula sa memory o cache ay hindi dumadaan sa disk bago maipadala, kaya kaunti lang ang pagbabago sa bilis nito. Sukatin muna kung aling bahagi ng request ang mabagal bago gumastos sa storage para ayusin ito.

Paano ko malalaman kung SSD storage nga ang ginagamit ng VPS ko?

Hindi mo mabe-verify mula sa loob ng guest kung ano ang pisikal na hardware. Ipinapakita ng lsblk -d -o NAME,ROTA kung ano ang ina-advertise ng virtual device, at hypervisor ang nagtatakda ng value na iyon, kaya ang 0 doon ay pahiwatig lamang at hindi patunay. Ang praktikal na pagsusuri ay measurement: patakbuhin ang fio gamit ang random 4k read workload nang ilang minuto, pagkatapos tingnan ang latency na nire-report nito. Ang random read na nasa single-digit milliseconds ay karaniwang tumutukoy sa spinning disks o congested network volume. Ang latency na nasa tens of microseconds ay karaniwang tumutukoy sa local flash.

Mas masama ba ang network-attached SSD storage kaysa local NVMe?

Mas mabagal ito sa bawat operation at iba ang paraan ng pag-fail nito. Idinadagdag ang network round trip sa bawat read at write, kaya mas mataas ang latency kahit parehong flash ang gamit. Kapalit nito, hindi nakalagay ang data mo sa iisang physical host, kaya hindi kasama ang volume kapag nag-fail ang host. Mas madali rin para sa provider ang snapshots at live migration. Piliin ang local flash para sa database na sensitibo sa latency. Piliin ang network storage kapag mas mahalaga ang pagpapanatili ng volume kaysa sa ilang microseconds.