T-Systems : fiabilité des bases de données en mémoire

Les bases de données redémarrent en quelques minutes (et non plus en plusieurs heures) sur un serveur HPE Superdome Flex* avec mémoire persistante Intel® Optane™ DC.

En bref :

  • T-Systems figure parmi les premiers fournisseurs mondiaux indépendants de services numériques.

  • Le système PoC (Proof of concept) de T-Systems avec processeurs Intel® Xeon® Scalable de 2ème génération et mémoire persistante Intel® Optane™ DC a fourni des temps de redémarrage inférieurs à 15 minutes1 pour les grandes instances de SAP S/4HANA*, est éminemment évolutif et offre des fonctions de fiabilité, de disponibilité et de maintenance (RAS) améliorées.

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Synthèse

Il est essentiel de trouver un moyen d'augmenter la mémoire système pour les progiciels de gestion intégré (ERP), les solutions financières, médicales et d'autres bases de données essentielles qui atteignent rapidement la taille d'un téraoctet (To). Sans une mémoire suffisante, les performances des bases de données souffrent. L'ajout continu de DRAM peut cependant entraîner des dépassements de budget ; à terme, il peut même être impossible d'ajouter davantage de mémoire par manque d'emplacements. Un autre problème lié à une mémoire système limitée est le temps de redémarrage des bases de données, qui peut prendre plusieurs heures. Cela entraîne une réticence à appliquer les correctifs ou les mises à jour de sécurité des systèmes d'exploitation et des applications essentiels.

T-Systems, en collaboration avec Intel et Hewlett Packard Enterprise (HPE), a réalisé une étude de faisabilité (PoC) qui montre que les charges de travail SAP S/4HANA* peuvent tirer profit des plateformes équipées de la mémoire persistante Intel® Optane™ DC installée dans un serveur HPE Superdome Flex*. Le système offre des temps de redémarrage inférieurs à 15 minutes1, est éminemment évolutif et offre des fonctions de fiabilité, de disponibilité et de maintenance (RAS) améliorées.

Avantages de la solution

  • Temps de redémarrage plus rapides. La mémoire persistante Intel® Optane™ DC en mode App Direct réduit le temps de redémarrage des grandes bases de données en mémoire, de plusieurs heures à quelques minutes seulement.1
  • Prêt à prendre en charge les futures quantités croissantes de données. Une plus grande capacité de mémoire permet même aux bases de données de plusieurs téraoctets (To) d'être conservées comme données « chaudes » (c'est-à-dire fréquemment sollicitées) et d'être utilisées pour l'analytique en temps réel.
  • Modularité et fiabilité extrême. La conception modulaire du serveur HPE Superdome Flex permet aux clients de passer de quatre à 32 sockets dans un seul système et d'installer jusqu'à 48 To de mémoire partagée dans un seul nœud. Les fonctions uniques de fiabilité, de disponibilité et de maintenance (RAS) du HPE Superdome Flex assurent une disponibilité essentielle à l'activité.
  • Disponibilité et sécurité renforcées. Les workloads critiques ne peuvent pas se permettre de temps d'arrêt. Le redémarrage plus rapide des serveurs et des bases de données permet de réduire les temps d'indisponibilité lorsque des correctifs de sécurité s'avèrent nécessaires, ce qui supprime certains des obstacles à la réduction des vulnérabilités et à l'augmentation de la stabilité.

Défi à relever : mettre à l'échelle les workloads centrés sur la mémoire pour faire face à la croissance des données

À mesure que le monde devient de plus en plus numérique et que les besoins en matière de traitement des données bondissent chaque année, les entreprises s'efforcent de mettre à l'échelle (scaling) leurs applications essentielles pour suivre le rythme. Les bases de données en mémoire telles que SAP S/4HANA peuvent s'avérer utiles. Leur taille atteignant plusieurs To, ajouter suffisamment de DRAM pour contenir toutes les données peut cependant être excessivement coûteux, voire impossible en raison des limites des emplacements physiques de mémoire.

Même si la sécurité est devenue primordiale dans l'environnement complexe des cybermenaces d'aujourd'hui, l'idée d'attendre des heures pour que les données se rechargent en mémoire après l'installation d'un correctif (patch) et le redémarrage du serveur décourage souvent l'application des patchs, ce qui signifie que des vulnérabilités peuvent continuer à exister. Les workloads critiques exigent une solution de bout en bout qui allie flexibilité, performances, sécurité et fiabilité.

L'informatique centrée sur la mémoire s'étend à de nombreux secteurs d'activité

L'informatique en mémoire apporte des avantages dans tous les secteurs. Les exemples suivants illustrent la puissance des architectures scale-up centrées sur la mémoire, capables de traiter les données actuelles (volume, variété et vitesse) et de soutenir la croissance future.

  • Systèmes ERP basés sur SAP S/4HANA. Ces systèmes traitent généralement plusieurs millions de transactions chaque jour, en temps réel.
  • Services financiers. Les natifs du numérique exigent des services bancaires disponibles 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, sur n'importe quel appareil. Ils n'aiment pas attendre. Les banques doivent traiter des milliers de transactions chaque seconde, mais aussi stocker et traiter en toute sécurité des pétaoctets (Po) de données.
  • Production moderne. La mise en correspondance de l'offre et de la demande en temps réel nécessite un aperçu instantané des éléments de la chaîne d'approvisionnement répartis dans le monde entier.
  • Énergie. Les compagnies pétrolières et gazières consomment d'énormes quantités de données recueillies par des capteurs lors des opérations d'exploration, de forage et de production des réservoirs.

En fait, toutes les entreprises qui disposent d'une base de données volumineuse et ont besoin de mettre leur environnement à l'échelle peuvent tirer profit d'une architecture centrée sur la mémoire.

Valeur de la solution : redémarrages plus rapides = temps d'indisponibilité réduits et sécurité renforcée

Dans un PoC mené par T-Systems en collaboration avec Intel et HPE, les tests montrent qu'un serveur HPE Superdome Flex équipé de la mémoire persistante Intel Optane DC permet aux grandes instances HANA de redémarrer en moins de 15 minutes (alors que cela prenait auparavant plusieurs heures)1. Ce résultat augmente avec la taille de la base de données. Plus précisément, comme le montre la figure 1, la solution centrée sur la mémoire a permis à SAP S/4HANA de redémarrer 13,7 fois plus vite que la configuration de référence, qui n'incluait pas la mémoire persistante Intel Optane DC. Cela signifie qu'en cas de correctif ou de basculement, le redémarrage peut être très rapide, avec un temps d'arrêt minime. La maintenance régulière du système d'exploitation et des applications peut améliorer la sécurité et la stabilité, surtout pour les systèmes qui n'ont pas de configuration complexe en cluster, ce qui peut alors améliorer la productivité et la rentabilité.

Figure 1. Le système PoC de T-Systems a montré qu'une solution centrée sur la mémoire d'Intel et Hewlett Packard Enterprise (HPE) peut améliorer les temps de redémarrage de SAP S/4HANA* de jusqu'à 13,7 fois1.

Une plateforme à quatre sockets fonctionnant sur des processeurs Intel® Xeon® Scalable de la génération précédente ne peut accueillir que 6 To de mémoire avec des modules DRAM de 128 Go. Avec la 2e génération de processeurs Intel Xeon Scalable (seuls processeurs à prendre en charge la mémoire persistante Intel Optane DC), une plateforme à quatre sockets peut disposer de jusqu'à 15 To de mémoire (12 To de modules de mémoire persistante Intel Optane DC de 512 Go plus 3 To de modules DRAM de 128 Go). Grâce à l'augmentation de mémoire, même les workloads énormes de SAP S/4HANA peuvent être exploités dans le cadre d'accords de niveau de service (SLA) standard. La solution est très scalable et se caractérise par une excellente disponibilité et fiabilité. De plus, les résultats du PoC ont montré que les performances du système entièrement équipé de DRAM et du système avec mémoire persistante Intel Optane DC étaient presque identiques : la mémoire persistante Intel Optane DC est donc bien intégrée à l'application de base de données du PoC.

Autre avantage de la solution : grâce à la structure du serveur HPE Superdome Flex, vous pouvez disposer de deux à quatre fois la mémoire d'un serveur standard avec une plus petite empreinte physique, ce qui améliore la densité du centre de données. Avec HPE Superdome Flex, les clients peuvent également choisir d'augmenter la puissance de calcul, ce qui ajoute de la souplesse à la solution. Le PoC a également testé une activité typique de gestion du cycle de vie, comme la mise à niveau de la base de données de SAP S/4HANA 2.0 Service Pack 3 vers Service Pack 4. La mise à niveau s'est achevée avec succès et a bénéficié d'un temps hors ligne réduit.

Architecture de la solution : mémoire persistante d'Intel et hautes performances modulaires de HPE

La solution testée par T-Systems dans le PoC comporte deux composantes principales qui ont permis d'améliorer les temps de redémarrage :

Mémoire persistante Intel Optane DC : il s'agit d'un niveau de mémoire supplémentaire pour combler le fossé entre la DRAM et le NAND SSD, au format DIMM. SAP S/4HANA a été optimisé pour tirer parti du mode App Direct de la mémoire persistante Intel Optane DC : un ensemble de données fonctionnel peut donc être maintenu pendant les cycles d'alimentation.

La vitesse de la mémoire persistante Intel Optane DC est comparable celle de la DRAM. Les modules peuvent être configurés avec jusqu'à 3 To par socket de processeur (en plus de la DRAM dans le système). Cela signifie moins de trafic d'E/S et moins de latence pour des performances accélérées. En outre, le nouveau support offre une combinaison unique de grande capacité abordable et de prise en charge de la persistance des données. Les modules de mémoire persistante Intel Optane DC sont disponibles en capacités de 128, 256 et 512 Go.

Serveur HPE Superdome Flex : la conception modulaire unique du HPE Superdome Flex (figure 2) offre un point d'entrée à quatre sockets rentable pour les workloads critiques, avec la possibilité de passer à votre propre rythme à 32 sockets, soit avec des processeurs économiques Gold, soit avec des processeurs haut de gamme Intel® Xeon® Platinum de deuxième génération. Le HPE Superdome Flex commence à 768 Go de mémoire partagée et peut s'étendre à 48 To, offrant beaucoup de place pour la croissance.

Figure 2. Serveur Superdome Flex* HPE.

Grâce à son architecture scalable innovante qui relie les différents composants de base à quatre sockets les uns aux autres en point à point, les processeurs accédant aux données qui résident en mémoire dans un autre composant se déplacent toujours en utilisant un seul « saut », peu importe si un processeur situé en haut du rack accède aux données de la mémoire située en bas. En outre, la technologie à large bande présente dans tous les sous-systèmes (processeurs, mémoire, interconnectivité et E/S) permet d'atteindre les performances requises pour accélérer les analyses et les applications critiques en termes de puissance. Le HPE Superdome Flex dispose également des fonctions Superdome RAS éprouvées (non disponibles sur les autres serveurs standard).

Figure 3. Une architecture centrée sur la mémoire construite par T-Systems, Hewlett Packard Enterprise (HPE) et Intel alimente les workloads de bases de données critiques

Conclusion

Les résultats du PoC de T-System montrent que la prise en charge de la mémoire persistante Intel Optane DC par les processeurs Intel Xeon Scalable de 2e génération, associée à la conception unique du serveur modulaire, évolutif et fiable HPE Superdome Flex, est un excellent moyen de résoudre les problèmes de bases de données en mémoire auxquels les clients de T-Systems sont actuellement confrontés. Pouvoir configurer un système à quatre sockets avec au maximum 15 To de mémoire réduit les temps de redémarrage à quelques minutes (13,7 fois plus vite qu'avec un système sans mémoire persistante Intel Optane DC1. Grâce à des intervalles de temps d'arrêt plus courts, les correctifs de sécurité peuvent être appliqués sans affecter considérablement la conformité aux SLA. La collaboration continue entre T-Systems, Intel et HPE permettra d'explorer davantage le potentiel de la mémoire persistante Intel Optane DC et des serveurs Superdome Flex HPE.

À propos de T-Systems

Avec une présence dans plus de 20 pays, 37 500 employés et des recettes externes de 6,9 milliards d'euros (2018), T-Systems est l'un des principaux fournisseurs indépendants mondiaux de services numériques dont le siège social se trouve en Europe. En particulier, son site Web précise qu'il offre la plus grande plateforme d'hébergement Cloud au monde pour SAP*2.

T-Systems fait partie de l'écosystème mondial SAP depuis plus de dix ans et est l'un des pionniers dans la fourniture de technologies de pointe telles que SAP HANA* depuis le Cloud. La société héberge plus de 820 To de bases de données SAP HANA et travaille sur plus de 1 000 projets SAP par an. Avec 10 000 instances SAP, la société détient plusieurs certifications SAP et est un partenaire SAP certifié de bout en bout (E2E) dans le monde entier.

T-Systems est fier d'offrir à ses clients les technologies les plus récentes pour les aider à mettre à l'échelle les workloads de leurs bases de données en fonction des besoins, en respectant les facteurs essentiels aux workloads critiques : normes de qualité élevées, transparence, efficacité, excellente sécurité informatique et niveaux de disponibilité.

En savoir plus

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Infos sur le produit et ses performances

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Tests réalisés par T-Systems en date du 18 mars 2019. Configuration matérielle de base : serveur HPE Superdome Flex* avec 4 sockets CPU (processeur Intel® Xeon® Platinum Beta 8279M 2,20 GHz ; mémoire = 4x6 256 Go de mémoire persistante Intel® Optane™ DC (6 To) – DÉSACTIVÉE et 4x6 64 Go de mémoire DDR4 (1,5 To) pour une configuration mémoire totale de 1,5 To ; Logiciels : base de données : base de données SAP S/4HANA* de 4 To en mode App Direct ; OS : SUSE Linux Enterprise Server* 12 standard Service Pack 4 ; microcode = 0xb00002e ; noyau = Linux 4.12.14-95.16, stockage standard basé sur NetApp cDot* utilisé pour la persistance ; SAP HANA 2.0 SPS4 rev. 40 installations avec la charge de travail du BW-Benchmark Temps de redémarrage : 10 248 secondes (environ 2,85 heures) ; configuration matérielle du prototype : serveur HPE Superdome Flex* avec 4x prises CPU (processeur Intel® Xeon® Platinum Beta 8276M 2,20 GHz ; Mémoire = 4x6 256 Go de mémoire persistante Intel® Optane™ DC (6 TB) et 4x6 64 Go de mémoire DDR4 (1,5 TB) pour une configuration mémoire totale de 7,5 TB Logiciel : Base de données : Base de données SAP S/4HANA* de 4 To en mode App Direct ; OS : SUSE Linux Enterprise Server* 12 standard Service Pack 4 ; microcode = 0xb00002e ; noyau = Linux 4.12.14-95.16, stockage standard basé sur NetApp cDot* utilisé pour la persistance ; SAP HANA 2.0 SPS4 rev. 40 installations avec la charge de travail BW-Benchmark ; Temps de redémarrage : 748 secondes (environ 12,47 minutes).