Sas-Anschluss. Beispiellose serielle Kompatibilität

Einführung

Schauen Sie sich moderne Motherboards (oder sogar einige ältere Plattformen) an. Benötigen sie einen speziellen RAID-Controller? Die meisten Motherboards haben 3-Gigabit-SATA-Anschlüsse sowie Audiobuchsen und Netzwerkadapter. Die meisten modernen Chipsätze wie z AMD A75 und Intel Z68, haben Unterstützung für SATA mit 6 Gb / s. Benötigen Sie bei so viel Unterstützung durch den Chipsatz, einen leistungsstarken Prozessor und I/O-Anschlüsse zusätzliche Speicherkarten und einen separaten Controller?

In den meisten Fällen können normale Benutzer RAID 0-, 1-, 5- und sogar 10-Arrays erstellen, indem sie die integrierten SATA-Ports auf dem Motherboard und spezielle Software verwenden, und es kann eine sehr hohe Leistung erzielt werden. Aber in Fällen, in denen ein komplexeres RAID-Level von 30, 50 oder 60 erforderlich ist – ein höheres Maß an Festplattenverwaltung oder Skalierbarkeit – dann sind die Controller auf dem Chipsatz möglicherweise nicht in der Lage, mit der Situation fertig zu werden. In solchen Fällen sind professionelle Lösungen gefragt.

In solchen Fällen sind Sie nicht mehr auf SATA-Speichersysteme beschränkt. Eine große Anzahl spezieller Karten bieten Unterstützung für SAS (Serial-Attached SCSI) oder Fibre Channel (FC) Laufwerke, jede dieser Schnittstellen bringt einzigartige Vorteile.

SAS und FC für professionelle RAID-Lösungen

Jede der drei Schnittstellen (SATA, SAS und FC) hat ihre Vor- und Nachteile, keine davon kann uneingeschränkt als die beste bezeichnet werden. Die Stärken von SATA-basierten Laufwerken sind hohe Kapazität und niedriger Preis, kombiniert mit hohen Datenübertragungsraten. SAS-Laufwerke sind bekannt für ihre Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und hohe I/O-Geschwindigkeiten. FC-Speichersysteme bieten eine konstante und sehr hohe Datenübertragungsrate. Einige Unternehmen verwenden immer noch Ultra SCSI-Lösungen, obwohl sie bis zu 16 Geräte (ein Controller und 15 Laufwerke) verwalten können. Außerdem überschreitet die Bandbreite in diesem Fall nicht 320 MB / s (im Fall von Ultra-320 SCSI), was nicht mit moderneren Lösungen mithalten kann.

Ultra SCSI ist der Standard für professionelle Enterprise-Speicherlösungen. SAS wird jedoch immer beliebter, da es nicht nur deutlich mehr Bandbreite bietet, sondern auch eine größere Flexibilität bei der Arbeit mit gemischten SAS/SATA-Systemen, sodass Sie Kosten, Leistung, Verfügbarkeit und Kapazität sogar in einem einzigen JBOD (Festplattensatz) optimieren können. . Darüber hinaus haben viele SAS-Laufwerke zwei Ports für Redundanz. Wenn eine Controllerkarte ausfällt, dann verhindert das Umschalten des Laufwerks auf einen anderen Controller den Ausfall des gesamten Systems. Damit gewährleistet SAS eine hohe Zuverlässigkeit des gesamten Systems.

Darüber hinaus ist SAS nicht nur ein Punkt-zu-Punkt-Protokoll zum Verbinden eines Controllers und eines Speichergeräts. Es unterstützt bis zu 255 Speichergeräte pro SAS-Port bei Verwendung eines Expanders. Durch die zweistufige Struktur von SAS-Expandern ist es theoretisch möglich, 255 x 255 (oder etwas mehr als 65.000) Speichergeräte an einen SAS-Kanal anzuschließen, wenn der Controller natürlich in der Lage ist, eine so große Anzahl von Geräten zu unterstützen.

Adaptec, Areca, HighPoint und LSI: Vier SAS-RAID-Controller-Tests

In diesem Benchmark untersuchen wir die Leistung moderner SAS-RAID-Controller, die durch vier Produkte repräsentiert werden: Adaptec RAID 6805, Areca ARC-1880i, HighPoint RocketRAID 2720SGL und LSI MegaRAID 9265-8i.

Warum SAS und nicht FC? Einerseits ist SAS die mit Abstand interessanteste und relevanteste Architektur. Es bietet Funktionen wie Zoning, die für professionelle Benutzer sehr attraktiv sind. Auf der anderen Seite nimmt die Rolle von FC auf dem professionellen Markt ab, wobei einige Analysten aufgrund der Anzahl der ausgelieferten Festplatten sogar den vollständigen Niedergang vorhersagen. Laut IDC-Experten sieht die Zukunft von FC ziemlich düster aus, aber SAS-Festplatten können 2014 72 % des Enterprise-Festplattenmarktes für sich beanspruchen.

Adaptec-RAID 6805

Der Chiphersteller PMC-Sierra brachte Ende 2010 die „Adaptec by PMC“-Serie der RAID-6-Controller-Familie auf den Markt. Serie-6-Controller-Karten basieren auf einem 8x6 GB Dual-Core ROC (RAID on Chip) SRC-Controller, der 512 MB Cache unterstützt und bis zu 6 Gbit/s pro SAS-Port. Es gibt drei Low-Profile-Modelle: das Adaptec RAID 6405 (4 interne Ports), das Adaptec RAID 6445 (4 interne und 4 externe Ports) und das von uns getestete Adaptec RAID 6805 mit acht internen Ports, das etwa 460 US-Dollar kostet.

Alle Modelle unterstützen JBOD und alle RAID-Level – 0, 1, 1E, 5, 5EE, 6, 10, 50 und 60.

Über eine x8 PCI Express 2.0-Schnittstelle mit dem System verbunden, unterstützt der Adaptec RAID 6805 bis zu 256 Geräte über einen SAS-Expander. Laut Herstellerangaben kann die stabile Datenübertragungsrate zum System 2 GB / s erreichen, und die Spitze kann 4,8 GB / s am aggregierten SAS-Port und 4 GB / s an der PCI-Express-Schnittstelle erreichen - die letzte Ziffer ist der maximal theoretisch mögliche Wert für den PCI Express 2.0x-Bus.

ZMCP ohne Unterstützung

Unser Testgerät wurde mit einem Adaptec Falsh Module 600 geliefert, das Zero Maintenance Cache Protection (ZMCP) verwendet und nicht die alte Battery Backup Unit (BBU) verwendet. Das ZMCP-Modul ist eine 4-GB-NAND-Flash-Chipeinheit, die verwendet wird, um den Controller-Cache im Falle eines Stromausfalls zu sichern.

Da das Kopieren vom Cache zum Flash sehr schnell ist, verwendet Adaptec Kondensatoren anstelle von Batterien, um die Stromversorgung zu unterstützen. Kondensatoren haben den Vorteil, dass sie so lange halten können wie die Karten selbst, während Pufferbatterien alle paar Jahre ausgetauscht werden müssen. Darüber hinaus können die einmal in den Flash-Speicher kopierten Daten dort für mehrere Jahre gespeichert werden. Im Vergleich dazu haben Sie normalerweise etwa drei Tage Zeit, um Daten zu speichern, bevor die zwischengespeicherten Informationen verloren gehen, was Sie dazu zwingt, sich mit der Wiederherstellung der Daten zu beeilen. Wie der Name schon sagt, ist ZMCP eine Lösung, die Stromausfällen standhalten kann.

Leistung

Das Adaptec RAID 6805 in RAID 0 verliert in unseren Streaming-Lese-/Schreibtests. Außerdem ist RAID 0 nicht der typische Fall für ein Unternehmen, das Datenschutz benötigt (obwohl es durchaus für eine Workstation zum Rendern von Videos verwendet werden könnte). Sequentielle Lesevorgänge liegen bei 640 MB/s und sequentielle Schreibvorgänge bei 680 MB/s. In diesen beiden Punkten belegt der LSI MegaRAID 9265-8i in unseren Tests den Spitzenplatz. Das Adaptec RAID 6805 schneidet in den RAID-5-, 6- und 10-Tests besser ab, ist aber nicht der absolute Spitzenreiter. In einer reinen SSD-Konfiguration läuft der Adaptec-Controller mit Geschwindigkeiten von bis zu 530 MB/s, wird aber von den Areca- und LSI-Controllern übertroffen.

Die Adaptec-Karte erkennt automatisch eine sogenannte HybridRaid-Konfiguration, die aus einer Mischung aus HDDs und SSDs besteht und in dieser Konfiguration RAID-Level 1 bis 10 bietet. Diese Karte übertrifft ihre Konkurrenten dank spezieller Lese-/Schreibalgorithmen. Sie leiten Lesevorgänge automatisch an die SSD weiter und schreiben sowohl an die Festplatten als auch an die SSD. Daher funktionieren Lesevorgänge wie in einem reinen SSD-System, und Schreibvorgänge funktionieren nicht schlechter als in einem System von Festplatten.

Die Ergebnisse unserer Tests spiegeln jedoch nicht die theoretische Situation wider. Mit Ausnahme von Benchmarks für den Webserver, wo die Datenübertragungsrate für ein Hybridsystem funktioniert, kann ein Hybridsystem aus SSD und Festplatten nicht an die Geschwindigkeit eines Systems nur mit SSD heranreichen.

Beim HDD-I/O-Performance-Test schneidet der Adaptec-Controller deutlich besser ab. Unabhängig von der Art der Benchmarks (Datenbank, Fileserver, Webserver oder Workstation) hält der RAID 6805 Controller mit Areca ARC-1880i und LSI MegaRAID 9265-8i mit und belegt den ersten oder zweiten Platz. Nur der HighPoint RocketRAID 2720SGL führt den I/O-Test an. Wenn Sie Festplatten durch SSDs ersetzen, übertrifft der LSI MegaRAID 9265-8i die anderen drei Controller deutlich.

Softwareinstallation und RAID-Setup

Adaptec und LSI verfügen über gut organisierte und benutzerfreundliche RAID-Verwaltungstools. Verwaltungstools ermöglichen Administratoren den Fernzugriff auf Controller über das Netzwerk.

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Areca ARC-188oi

Areca bringt auch die ARC-1880-Serie auf den Markt für 6-Gb/s-SAS-RAID-Controller. Die Zielanwendungen reichen laut Hersteller von NAS-Anwendungen und Speicherservern bis hin zu HPC, Redundanz, Sicherheit und Cloud-Computing.

Getestete ARC-1880i-Muster mit acht externen SAS-Ports und acht PCI-Express-2.0-Lanes können für 580 US-Dollar erworben werden. Die Low-Profile-Karte, die einzige Karte in unserer Suite mit aktivem Kühler, basiert auf einem 800-MHz-ROC mit Unterstützung für 512 MB DDR2-800-Datencache. Mithilfe von SAS-Expandern unterstützt Areca ARC-1880i bis zu 128 Speichersysteme. Um den Inhalt des Caches während eines Stromausfalls zu erhalten, kann dem System optional ein Batteriepack hinzugefügt werden.

Zusätzlich zu Single Mode und JBOD unterstützt der Controller die RAID-Level 0, 1, 1E, 3, 5, 6, 10, 30, 50 und 60.

Leistung

Der Areca ARC-1880i schneidet in RAID-0-Lese-/Schreibtests gut ab und erreicht 960 MB/s beim Lesen und 900 MB/s beim Schreiben. Nur der LSI MegaRAID 9265-8i ist in diesem speziellen Test schneller. Auch in anderen Benchmarks enttäuscht der Areca-Controller nicht. Sowohl im Umgang mit Festplatten als auch SSDs macht sich dieser Controller immer wieder aktiv mit den Testsiegern messen. Obwohl der Areca-Controller nur in einem Benchmark führend war (sequentielles Lesen in RAID 10), zeigte er sehr hohe Ergebnisse, beispielsweise eine Lesegeschwindigkeit von 793 MB / s, während der schnellste Konkurrent, LSI MegaRAID 9265-8i, nur zeigte 572 MB/s

Die serielle Kommunikation ist jedoch nur ein Teil des Bildes. Die zweite ist die E/A-Leistung. Areca ARC-1880i glänzt auch hier und konkurriert auf Augenhöhe mit Adaptec RAID 6805 und LSI MegaRAID 9265-8i. Ähnlich wie beim Datenübertragungsraten-Benchmark siegte der Areca-Controller auch bei einem der I/O-Tests – dem Webserver-Benchmark. Der Areca-Controller dominiert den Webserver-Benchmark bei RAID 0, 5 und 6, während der Adaptec 6805 bei RAID 10 die Führung übernimmt und den Areca-Controller auf dem zweiten Platz knapp hinter sich lässt.

Web-GUI und Einstellungsoptionen

Wie der HighPoint RocketRAID 2720SGL ist der Areca ARC-1880i bequem webbasiert und einfach einzurichten.

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HighPoint RocketRAID 2720SGL

Der HighPoint RocketRAID 2720SGL ist ein SAS-RAID-Controller mit acht internen SATA/SAS-Ports, die jeweils 6 Gb/s unterstützen. Laut Hersteller richtet sich diese Low-Profile-Karte an Speichersysteme für kleine und mittlere Unternehmen und Workstations. Die Schlüsselkomponente der Karte ist der RAID-Controller Marvell 9485. Die wichtigsten Wettbewerbsvorteile sind seine geringe Größe und die 8-Lane-PCIe-2.0-Schnittstelle.

Zusätzlich zu JBOD unterstützt die Karte RAID 0, 1, 5, 6, 10 und 50.

Neben dem in unseren Tests getesteten Modell gibt es noch 4 weitere Modelle der Low-Profile-HighPoint-2700-Serie: RocketRAID 2710, RocketRAID 2711, RocketRAID 2721 und RocketRAID 2722, die sich hauptsächlich in der Art der Anschlüsse (intern / extern) unterscheiden ) und ihre Nummer (4 bis 8). Unsere Tests verwendeten den billigsten dieser RAID-Controller, den RocketRAID 2720SGL (170 $). Alle Kabel zum Controller müssen separat erworben werden.

Leistung

Beim sequenziellen Lesen/Schreiben auf ein RAID 0-Array aus acht Fujitsu MBA3147RC-Laufwerken erreicht der HighPoint RocketRAID 2720SGL eine hervorragende Lesegeschwindigkeit von 971 MB/s, die nur vom LSI MegaRAID 9265-8i übertroffen wird. Die Schreibgeschwindigkeit von 697 MB/s ist nicht so schnell, übertrifft aber immer noch die Schreibgeschwindigkeit des Adaptec RAID 6805. Auch der RocketRAID 2720SGL zeigt eine breite Spanne an Ergebnissen. Mit RAID 5 und 6 übertrifft sie andere Karten, aber mit RAID 10 sinkt die Lesegeschwindigkeit auf 485 MB/s, die niedrigste der vier getesteten Proben. Die sequentielle Schreibgeschwindigkeit in RAID 10 ist noch schlechter - nur 198 MB / s.

Dieser Controller ist eindeutig nicht für SSD gemacht. Die Lesegeschwindigkeit erreicht hier 332 MB / s und die Schreibgeschwindigkeit 273 MB / s. Selbst das Adaptec RAID 6805, das ebenfalls mit SSDs nicht so gut zurechtkommt, schneidet doppelt so gut ab. Daher ist HighPoint kein Konkurrent für zwei Karten, die wirklich gut mit SSDs funktionieren: Areca ARC-1880i und LSI MegaRAID 9265-8i - sie arbeiten mindestens dreimal schneller.

Alles, was wir über den Betrieb von HighPoint im I/O-Modus Gutes sagen konnten, haben wir gesagt. Allerdings belegt das RocketRAID 2720SGL in unseren Tests über alle vier Iometer-Benchmarks hinweg den letzten Platz. Bei der Arbeit mit dem Webserver-Benchmark ist der HighPoint-Controller durchaus konkurrenzfähig mit anderen Karten, verliert aber in den anderen drei Benchmarks deutlich gegen die Konkurrenten. Dies wird in den SSD-Tests deutlich, wo der RocketRAID 2720SGL deutlich zeigt, dass er nicht für SSDs optimiert ist. Es nutzt eindeutig nicht die Vorteile von SSDs gegenüber HDDs. So erreicht der RocketRAID 2720SGL im Datenbank-Benchmark 17378 IOPs, während der LSI MegaRAID 9265-8i mit 75.037 IOPs das Vierfache übertrifft.

Web-GUI und Array-Einstellungen

Die Weboberfläche des RocketRAID 2720SGL ist bequem und einfach zu bedienen. Alle RAID-Parameter lassen sich einfach einstellen.

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LSI MegaRAID 9265-8i

LSI positioniert den MegaRAID 9265-8i als Gerät für den SMB-Markt. Diese Karte eignet sich für Cloud-Zuverlässigkeit und andere Geschäftsanwendungen. Der MegaRAID 9265-8i ist einer der teureren Controller in unserem Test (er kostet 630 US-Dollar), aber wie der Test zeigt, wird dieses Geld für seine wirklichen Vorteile bezahlt. Bevor wir die Testergebnisse präsentieren, lassen Sie uns die technischen Eigenschaften dieser Controller und der Softwareanwendungen FastPath und CacheCade besprechen.

Der LSI MegaRAID 9265-8i verwendet einen LSI SAS2208 ROC mit zwei Kernen und einer achtspurigen PCIe 2.0-Schnittstelle. Die 8 am Ende des Gerätenamens zeigt an, dass es acht interne SATA/SAS-Ports gibt, die jeweils 6 Gb/s unterstützen. Über SAS-Expander können bis zu 128 Speichergeräte an den Controller angeschlossen werden. Die LSI-Karte enthält 1 GB DDR3-1333-Cache und unterstützt die RAID-Level 0, 1, 5, 6, 10 und 60.

Konfigurieren von Software und RAID, FastPath und CacheCade

LSI behauptet, dass FastPath E/A-Systeme erheblich beschleunigen kann, wenn eine SSD angeschlossen ist. Laut LSI-Experten funktioniert FastPath mit jeder SSD und erhöht die Schreib-/Leseleistung eines SSD-basierten RAID erheblich: 2,5-faches Schreiben und 2-faches Lesen, wodurch 465.000 IOPS erreicht werden. Wir konnten diese Zahl nicht verifizieren. Diese Karte konnte jedoch das Beste aus fünf SSDs herausholen, ohne FastPath zu verwenden.

Die nächste Anwendung für den MegaRAID 9265-8i heißt CacheCade. Damit können Sie eine SSD als Cache-Speicher für eine Reihe von Festplatten verwenden. Laut LSI-Experten kann dies den Lesevorgang je nach Größe der betreffenden Daten, Anwendungen und Verwendungsmethode um das bis zu 50-fache beschleunigen. Wir haben diese Anwendung auf einem RAID-5-Verbund getestet, der aus 7 Festplatten und einer SSD besteht (die SSD wurde für den Cache verwendet). Im Vergleich zu einem RAID 5-System mit 8 Festplatten wurde deutlich, dass CacheCade nicht nur die I/O-Geschwindigkeit verbessert, sondern auch die Gesamtleistung (je mehr, desto geringer die Menge der ständig verwendeten Daten). Zum Testen haben wir 25 GB Daten verwendet und 3877 IOPS auf Iometer im Webserver-Template erhalten, während ein normales Festplatten-Array nur 894 IOPS zuließ.

Leistung

Am Ende stellt sich heraus, dass der LSI MegaRAID 9265-8i der schnellste I/O aller SAS-RAID-Controller in diesem Test ist. Bei sequentiellen Lese-/Schreibvorgängen zeigt der Controller jedoch eine durchschnittliche Leistung, da seine sequenzielle Leistung stark von dem verwendeten RAID-Level abhängt. Beim Testen der Festplatte auf RAID-0-Level erhalten wir eine sequentielle Lesegeschwindigkeit von 1080 MB/s (was deutlich höher ist als bei der Konkurrenz). Die sequenziellen Schreibgeschwindigkeiten bei RAID 0 liegen bei 927 MB/s, was ebenfalls schneller ist als bei der Konkurrenz. Aber für RAID 5 und 6 sind LSI-Controller allen Konkurrenten unterlegen und übertreffen sie nur in RAID 10. Im SSD-RAID-Test zeigt LSI MegaRAID 9265-8i die beste sequentielle Schreibleistung (752 MB / s) und nur Areca ARC -1880i übertrifft es nach den Parametern des sequentiellen Lesens.

Wenn Sie nach einem SSD-fokussierten RAID-Controller mit hoher E/A-Leistung suchen, ist der LSI-Controller hier führend. Mit wenigen Ausnahmen belegt es den ersten Platz in unseren Dateiserver-, Webserver- und Workstation-I/O-Tests. Wenn Ihr RAID-Array aus SSDs besteht, können die Konkurrenten von LSI nicht mithalten. Beispielsweise erreicht im Benchmark für Workstations MegaRAID 9265-8i 70.172 IOPS, während Areca ARC-1880i, der auf dem zweiten Platz liegt, fast zweimal dahinter liegt - 36.975 IOPS.

RAID-Software und Array-Installation

Wie bei Adaptec verfügt LSI über praktische Tools zum Verwalten des RAID-Arrays über den Controller. Hier sind einige Screenshots:

Software für CacheCade

RAID-Software

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Vergleichstabelle und Prüfstandskonfiguration

Hersteller	Adaptec	Areka
Produkt	RAID 6805	ARC-1880i
Formfaktor	Flaches MD2	Flaches MD2
Anzahl der SAS-Ports	8	8
	6 Gbit/s (SAS 2.0)	6 Gbit/s (SAS 2.0)
Interne SAS-Ports	2xSFF-8087	2xSFF-8087
Externe SAS-Ports	Nein	Nein
Zwischenspeicher	512 MB DDR2-667	512 MB DDR2-800
Haupt-Schnittstelle	PCIe 2.0 (x8)	PCIe 2.0 (x8)
XOR und Taktfrequenz	PMC-Sierra PM8013/Keine Daten	Nicht zutreffend/800 MHz
Unterstützte RAID-Level	0, 1, 1E, 5, 5EE, 6, 10, 50, 60	0, 1, 1E, 3, 5, 6, 10, 30, 50, 60
	Windows 7, Windows Server 2008/2008 R2, Windows Server 2003/2003 R2, Windows Vista, VMware ESX Classic 4.x (vSphere), Red Hat Enterprise Linux (RHEL), SUSE Linux Enterprise Server (SLES), Sun Solaris 10 x86 , FreeBSD, Debian-Linux, Ubuntu-Linux	Windows 7/2008/Vista/XP/2003, Linux, FreeBSD, Solaris 10/11 x86/x86_64, Mac OS X 10.4.x/10.5.x/10.6.x, VMware 4.x
Batterie	Nein	Optional
Fan	Nein	Es gibt

Hersteller	Hochpunkt	LSI
Produkt	RocketRAID 2720SGL	MegaRAID 9265-8i
Formfaktor	Flaches MD2	Flaches MD2
Anzahl der SAS-Ports	8	8
SAS-Bandbreite pro Port	6 Gbit/s (SAS 2.0)	6 Gbit/s (SAS 2.0)
Interne SAS-Ports	2xSFF-8087	2xSFF-8087
Externe SAS-Ports	Nein	Nein
Zwischenspeicher	Keine Daten	1 GB DDR3-1333
Haupt-Schnittstelle	PCIe 2.0 (x8)	PCIe 2.0 (x8)
XOR und Taktfrequenz	Marvel 9485/Keine Daten	LSI SAS2208/800 MHz
Unterstützte RAID-Level	0, 1, 5, 6, 10, 50	0, 1, 5, 6, 10, 60
Unterstützte Betriebssysteme	Windows 2000, XP, 2003, 2008, Vista, 7, RHEL/CentOS, SLES, OpenSuSE, Fedora Core, Debian, Ubuntu, FreeBSD bis 7.2	Microsoft Windows Vista/2008/Server 2003/2000/XP, Linux, Solaris (x86), Netware, FreeBSD, VMware
Batterie	Nein	Optional
Fan	Nein	Nein

Konfiguration testen

Wir haben acht Fujitsu MBA3147RC SAS-Festplatten (je 147 GB) mit RAID-Controllern verbunden und Benchmarks für die RAID-Level 0, 5, 6 und 10 durchgeführt. SSD-Tests wurden mit fünf Samsung SS1605-Laufwerken durchgeführt.

Hardware
Zentralprozessor	Intel Core i7-920 (Bloomfield) 45 nm, 2,66 GHz, 8 MB gemeinsam genutzter L3-Cache
Hauptplatine (LGA 1366)	Supermicro X8SAX, Revision: 1.0, Chipsatz Intel X58 + ICH10R, BIOS: 1.0B
Regler	LSI MegaRAID 9280-24i4e Firmware: v12.12.0-0037 Treiber: v4.32.0.64
Rom	3 x 1 GB DDR3-1333 Corsair CM3X1024-1333C9DHX
Festplatte	Seagate NL35 400 GB, ST3400832NS, 7200 U/min, SATA 1,5 Gb/s, 8 MB Cache
Netzteil	OCZ EliteXstream 800W, OCZ800EXS-EU
Benchmarks
Leistung	Kristallscheibe Mark 3
E/A-Leistung	Iometer 2006.07.27 Dateiserver-Benchmark Webserver-Benchmark Datenbank-Benchmark Workstation-Benchmark Streamen von Lesevorgängen Streaming-Schreibvorgänge 4k zufällige Lesevorgänge 4k Zufällige Schreibvorgänge
Software und Treiber
Operationssystem	Windows 7 Ultimate

Testergebnisse

E/A-Leistung in RAID 0 und 5

Die Benchmarks in RAID 0 zeigen mit Ausnahme des HighPoint RocketRAID 2720SGL keinen signifikanten Unterschied zwischen den RAID-Controllern.

Der Benchmark in RAID 5 hilft dem HighPoint-Controller nicht, verlorenes Terrain zurückzugewinnen. Anders als beim Benchmark in RAID 0 zeigen hier alle drei schnelleren Controller ihre Stärken und Schwächen deutlicher.

E/A-Leistung in RAID 6 und 10

LSI hat seinen MegaRAID 9265 Controller für Datenbank-, Dateiserver- und Workstation-Workloads optimiert. Der Benchmark für den Webserver passiert alle Controller gut und zeigt die gleiche Leistung.

Bei der RAID-10-Variante kämpfen Adaptec und LSI um den Spitzenplatz, das HighPoint RocketRAID 2720SGL auf dem letzten Platz.

SSD-E/A-Leistung

Der LSI MegaRAID 9265 ist hier führend und nutzt die Vorteile von Solid-State-Speichersystemen voll aus.

Bandbreite in RAID 0, 5 und degradiertem RAID 5

Der LSI MegaRAID 9265 führt diesen Benchmark locker an. Das Adaptec RAID 6805 liegt weit zurück.

Der HighPoint RocketRAID 2720SGL ohne Cache leistet gute Arbeit bei sequentiellen Operationen im RAID 5. Auch andere Controller stehen ihm in nichts nach.

Degradiertes RAID 5

Bandbreite in RAID 6, 10 und degradiertem RAID 6

Wie bei RAID 5 zeigt der HighPoint RocketRAID 2720SGL den höchsten Durchsatz für RAID 6 und lässt den Areca ARC-1880i auf dem zweiten Platz zurück. Der Eindruck ist, dass der LSI MegaRAID 9265-8i RAID 6 einfach nicht mag.

Degradiertes RAID 6

Hier zeigt sich der LSI MeagaRAID 9265-8i im besten Licht, lässt aber den Areca ARC-1880i den Vortritt.

LSI CacheCade

Was ist der beste 6-Gb/s-SAS-Controller?

Im Allgemeinen schnitten alle vier von uns getesteten SAS-RAID-Controller gut ab. Alle verfügen über alle erforderlichen Funktionen und können erfolgreich in Entry-Level- und Mid-Level-Servern eingesetzt werden. Neben herausragender Leistung bieten sie auch wichtige Features wie gemischte SAS- und SATA-Umgebungen und Skalierbarkeit durch SAS-Expander. Alle vier Controller unterstützen den SAS 2.0-Standard, der den Durchsatz von 3 Gbps auf 6 Gbps pro Port erhöht und auch neue Funktionen wie SAS-Zoning einführt, das es vielen Controllern ermöglicht, über einen einzigen SAS-Expander auf Speicherressourcen zuzugreifen.

Trotz solcher Ähnlichkeiten wie einem Low-Profile-Formfaktor, einer PCI-Express-Schnittstelle mit acht Lanes und acht SAS 2.0-Ports hat jeder Controller seine eigenen Stärken und Schwächen, deren Analyse Sie für den optimalen Einsatz empfehlen können.

Der schnellste Controller ist also der LSI MegaRAID 9265-8i, insbesondere in Bezug auf die I/O-Bandbreite. Obwohl es einige Schwächen hat, insbesondere nicht sehr hohe Leistung bei RAID 5 und 6. MegaRAID 9265-8i führt in den meisten Benchmarks und ist eine hervorragende Lösung auf professionellem Niveau. Die Kosten für diesen Controller - 630 US-Dollar - sind am höchsten, das sollten wir auch nicht vergessen. Aber für diesen hohen Preis erhalten Sie einen großartigen Controller, der seine Konkurrenten übertrifft, insbesondere wenn Sie mit einer SSD arbeiten. Es hat auch eine hervorragende Leistung, die besonders wertvoll ist, wenn große Speichersysteme angeschlossen werden. Außerdem können Sie die Leistung des LSI MegaRAID 9265-8i per FastPath oder CacheCade steigern, was Sie natürlich extra kostet.

Die Controller Adaptec RAID 6805 und Areca ARC-1880i zeigen die gleiche Leistung und sind preislich sehr ähnlich (460 $ und 540 $). Beide funktionieren gut, wie diverse Benchmarks zeigen. Der Adaptec-Controller liefert eine etwas bessere Leistung als der Areca-Controller und bietet außerdem die viel nachgefragte ZMCP-Funktion (Zero Maintenance Cache Protection), die herkömmliche Stromausfallredundanz ersetzt und den Betrieb aufrechterhält.

Der HighPoint RocketRAID 2720SGL kostet nur 170 US-Dollar und ist damit viel billiger als die anderen drei von uns getesteten Controller. Die Leistung dieses Controllers ist völlig ausreichend, wenn Sie mit herkömmlichen Laufwerken arbeiten, wenn auch schlechter als die Adaptec- oder Areca-Controller. Und Sie sollten diesen Controller nicht verwenden, um mit SSD zu arbeiten.

Mit dem Aufkommen einer ausreichend großen Anzahl von Serial Attached SCSI (SAS)-Peripheriegeräten können wir den Beginn des Übergangs der Unternehmensumgebung auf die Schienen der neuen Technologie feststellen. Aber SAS ist nicht nur ein anerkannter Nachfolger der UltraSCSI-Technologie, sondern eröffnet auch neue Einsatzgebiete und hebt die Skalierbarkeit von Systemen geradezu in ungeahnte Höhen. Wir haben uns entschieden, das Potenzial von SAS zu demonstrieren, indem wir uns die Technologie, Hostadapter, Festplatten und Speichersysteme genauer angesehen haben.

SAS ist keine völlig neue Technologie: Sie vereint das Beste aus beiden Welten. Der erste Teil von SAS befasst sich mit der seriellen Kommunikation, die weniger physische Drähte und Pins erfordert. Der Übergang von paralleler zu serieller Übertragung ermöglichte die Abschaffung des Busses. Obwohl die aktuellen SAS-Spezifikationen einen Durchsatz von 300 MB/s pro Port definieren, was weniger als 320 MB/s für UltraSCSI ist, ist das Ersetzen eines gemeinsam genutzten Busses durch eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung ein erheblicher Vorteil. Der zweite Teil von SAS ist das SCSI-Protokoll, das nach wie vor leistungsfähig und beliebt ist.

SAS kann auch einen großen Satz verwenden Arten von RAID. Giganten wie Adaptec oder LSI Logic bieten in ihren Produkten eine Reihe fortschrittlicher Funktionen für Erweiterung, Migration, Verschachtelung und andere Funktionen, einschließlich verteilter RAID-Arrays über mehrere Controller und Laufwerke.

Schließlich werden die meisten der heute erwähnten Aktionen bereits „on the fly“ durchgeführt. Hier sollten wir ausgezeichnete Produkte hervorheben AMCC/3Ware , Areka und Broadcom/Raidcore, das die Übertragung von Funktionen der Enterprise-Klasse auf SATA-Räume ermöglichte.

Im Vergleich zu SATA verliert die herkömmliche SCSI-Implementierung an allen Fronten, außer bei High-End-Unternehmenslösungen. SATA-Angebote geeignete Festplatten, hat einen guten Preis und eine große Auswahl an Entscheidungen. Und vergessen wir nicht ein weiteres "intelligentes" Merkmal von SAS: Es kommt problemlos mit bestehenden SATA-Infrastrukturen zurecht, da SAS-Hostadapter problemlos mit SATA-Laufwerken zusammenarbeiten. Aber das SAS-Laufwerk kann nicht mit dem SATA-Adapter verbunden werden.

Quelle: Adaptec.

Zuerst, so scheint es uns, sollten wir uns der Geschichte von SAS zuwenden. Der SCSI-Standard (steht für „Small Computer System Interface“) galt schon immer als professioneller Bus zum Anschluss von Laufwerken und einigen anderen Geräten an Computer. Festplatten für Server und Workstations verwenden immer noch SCSI-Technologie. Im Gegensatz zum Massen-ATA-Standard, bei dem nur zwei Laufwerke an einen Port angeschlossen werden können, ermöglicht SCSI den Anschluss von bis zu 15 Geräten an einem Bus und bietet ein leistungsfähiges Befehlsprotokoll. Geräte müssen eine eindeutige SCSI-ID haben, die entweder manuell oder über das SCAM-Protokoll (SCSI Configuration Automatically) zugewiesen werden kann. Da die Geräte-IDs für die Busse von zwei oder mehr SCSI-Adaptern möglicherweise nicht eindeutig sind, wurden Logical Unit Numbers (LUNs) hinzugefügt, um die Identifizierung von Geräten in komplexen SCSI-Umgebungen zu erleichtern.

SCSI-Hardware ist flexibler und zuverlässiger als ATA (dieser Standard wird auch als IDE, Integrated Drive Electronics bezeichnet). Geräte können sowohl innerhalb als auch außerhalb des Computers angeschlossen werden, und die Kabellänge kann bis zu 12 m betragen, wenn sie ordnungsgemäß terminiert ist (um Signalreflexionen zu vermeiden). Im Zuge der Entwicklung von SCSI sind zahlreiche Standards entstanden, die unterschiedliche Busbreiten, Taktraten, Anschlüsse und Signalspannungen spezifizieren (Fast, Wide, Ultra, Ultra Wide, Ultra2, Ultra2 Wide, Ultra3, Ultra320 SCSI). Glücklicherweise verwenden sie alle die gleichen Befehle.

Jede SCSI-Kommunikation wird zwischen dem Initiator (Hostadapter), der Befehle sendet, und dem darauf antwortenden Ziellaufwerk hergestellt. Unmittelbar nach Erhalt eines Befehlssatzes sendet das Ziellaufwerk einen sogenannten Sense-Code (Status: Busy, Error oder Free), anhand dessen der Initiator weiß, ob er die gewünschte Antwort erhält oder nicht.

Das SCSI-Protokoll spezifiziert fast 60 verschiedene Befehle. Sie sind in vier Kategorien unterteilt: keine Daten, bidirektional, Daten lesen und Daten schreiben.

Die Einschränkungen von SCSI zeigen sich, wenn Sie dem Bus Laufwerke hinzufügen. Heute ist kaum noch eine Festplatte zu finden, die die 320 MB/s Durchsatz von Ultra320 SCSI voll auslasten kann. Aber fünf oder mehr Fahrten im selben Bus sind eine ganz andere Sache. Eine Option wäre das Hinzufügen eines zweiten Hostadapters für den Lastausgleich, aber dies ist mit Kosten verbunden. Kabel sind auch ein Problem: Verdrillte 80-adrige Kabel sind sehr teuer. Wenn Sie auch einen "Hot Swap" von Laufwerken erhalten möchten, dh einen einfachen Austausch eines ausgefallenen Laufwerks, ist eine spezielle Ausrüstung (Backplane) erforderlich.

Natürlich ist es am besten, die Laufwerke in separaten Halterungen oder Modulen zu platzieren, die normalerweise zusammen mit anderen netten Steuerungsfunktionen Hot-Swap-fähig sind. Folglich gibt es professionellere SCSI-Lösungen auf dem Markt. Aber sie alle kosten viel, weshalb sich der SATA-Standard in den letzten Jahren so rasant entwickelt hat. Und obwohl SATA niemals die Anforderungen von High-End-Unternehmenssystemen erfüllen wird, ergänzt dieser Standard SAS perfekt bei der Schaffung neuer skalierbarer Lösungen für Netzwerkumgebungen der nächsten Generation.

SAS verwendet keinen gemeinsamen Bus für mehrere Geräte. Quelle: Adaptec.

SATA

Auf der linken Seite befindet sich der SATA-Anschluss für die Datenübertragung. Rechts ist der Stromanschluss. Es gibt genügend Pins, um jedes SATA-Laufwerk mit Spannungen von 3,3 V, 5 V und 12 V zu versorgen.

Der SATA-Standard ist seit mehreren Jahren auf dem Markt und hat heute seine zweite Generation erreicht. SATA I bot einen Durchsatz von 1,5 Gb/s mit zwei seriellen Verbindungen mit Niederspannungs-Differenzsignalisierung. Die physikalische Schicht verwendet eine 8/10-Bit-Codierung (10 tatsächliche Bits für 8 Datenbits), was den maximalen Schnittstellendurchsatz von 150 MB/s ausmacht. Nach dem Übergang von SATA zu einer Geschwindigkeit von 300 MB / s begannen viele, den neuen Standard SATA II zu nennen, obwohl während der Standardisierung SATA-IO(International Organization) geplant, zuerst weitere Funktionen hinzuzufügen und es dann SATA II zu nennen. Daher heißt die neueste Spezifikation SATA 2.5, sie enthält SATA-Erweiterungen wie z Native Befehlswarteschlange(NCQ) und eSATA (externes SATA), Port Multiplier (bis zu vier Laufwerke pro Port) etc. Zusätzliche SATA-Funktionen sind jedoch sowohl für den Controller als auch für die Festplatte selbst optional.

Hoffen wir, dass 2007 SATA III mit 600 MB / s noch veröffentlicht wird.

Während parallele ATA (UltraATA)-Kabel auf 46 cm begrenzt waren, können SATA-Kabel bis zu 1 m lang sein und für eSATA doppelt so lang. Statt 40 oder 80 Adern benötigt die serielle Übertragung nur wenige Pins. Daher sind SATA-Kabel sehr schmal, lassen sich leicht in einem Computergehäuse verlegen und behindern den Luftstrom nicht so sehr. Ein einzelnes Gerät ist auf einen SATA-Anschluss angewiesen, wodurch es zu einer Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle wird.

SATA-Anschlüsse für Daten und Strom bieten separate Stecker.

SAS

Das Signalisierungsprotokoll ist hier das gleiche wie bei SATA. Quelle: Adaptec.

Ein nettes Feature von Serial Attached SCSI ist, dass die Technologie sowohl SCSI als auch SATA unterstützt, wodurch SAS- oder SATA-Laufwerke (oder beide Standards) an SAS-Controller angeschlossen werden können. SAS-Laufwerke können jedoch aufgrund der Verwendung des Serial SCSI Protocol (SSP) nicht mit SATA-Controllern arbeiten. SAS folgt wie SATA dem Punkt-zu-Punkt-Verbindungsprinzip für Laufwerke (heute 300 MB/s), und dank SAS-Expander (oder Expander, Expander) können mehr Laufwerke angeschlossen werden, als SAS-Ports verfügbar sind. SAS-Festplatten unterstützen zwei Ports, jeder mit seiner eigenen eindeutigen SAS-ID, sodass Sie zwei physische Verbindungen verwenden können, um Redundanz bereitzustellen – verbinden Sie das Laufwerk mit zwei verschiedenen Hosts. Dank STP (SATA Tunneling Protocol) können SAS-Controller mit an den Expander angeschlossenen SATA-Laufwerken kommunizieren.

Quelle: Adaptec.

Quelle: Adaptec.

Quelle: Adaptec.

Als „Flaschenhals“ kann natürlich die einzige physikalische Verbindung des SAS-Expanders zum Host-Controller angesehen werden, weshalb im Standard breite SAS-Ports vorgesehen sind. Ein breiter Port gruppiert mehrere SAS-Verbindungen zu einem einzigen Link zwischen zwei beliebigen SAS-Geräten (normalerweise zwischen einem Host-Controller und einem Extender/Expander). Die Anzahl der Verbindungen innerhalb der Verbindung kann erhöht werden, alles hängt von den gestellten Anforderungen ab. Es werden jedoch weder redundante Verbindungen unterstützt, noch sind Schleifen oder Ringe erlaubt.

Quelle: Adaptec.

Zukünftige Implementierungen von SAS werden 600 und 1200 MB/s Bandbreite pro Port hinzufügen. Natürlich steigt die Leistung von Festplatten nicht im gleichen Maße, aber es ist bequemer, Expander an einer kleinen Anzahl von Ports zu verwenden.

Geräte namens „Fan Out“ und „Edge“ sind Expander. Aber nur der Haupt-Fan-Out-Expander kann mit der SAS-Domäne arbeiten (siehe 4x-Verbindung in der Mitte des Diagramms). Pro Edge-Expander sind bis zu 128 physische Verbindungen zulässig, und Sie können breite Ports verwenden und/oder andere Expander/Laufwerke anschließen. Die Topologie kann recht komplex, aber gleichzeitig flexibel und leistungsfähig sein. Quelle: Adaptec.

Quelle: Adaptec.

Die Backplane ist der Grundbaustein jedes Speichersystems, das Hot-Plug-fähig sein muss. Daher handelt es sich bei SAS-Expandern oft um leistungsstarke Rigs (sowohl im Einzelfall als auch nicht). In der Regel wird ein einzelner Link verwendet, um ein einfaches Snap-In mit einem Hostadapter zu verbinden. Expander mit eingebauten Snap-Ins setzen natürlich auf Mehrkanalverbindungen.

Für SAS wurden drei Arten von Kabeln und Anschlüssen entwickelt. SFF-8484 ist ein mehradriges internes Kabel, das den Hostadapter mit dem Gerät verbindet. Dasselbe kann im Prinzip erreicht werden, indem dieses Kabel an einem Ende in mehrere separate SAS-Anschlüsse verzweigt wird (siehe Abbildung unten). SFF-8482 ist ein Anschluss, über den das Laufwerk an eine einzelne SAS-Schnittstelle angeschlossen wird. Schließlich ist das SFF-8470 ein externes Multicore-Kabel mit einer Länge von bis zu sechs Metern.

Quelle: Adaptec.

SFF-8470-Kabel für externe Multilink-SAS-Verbindungen.

Multicore-Kabel SFF-8484. Vier SAS-Kanäle/Ports werden durch einen Anschluss geführt.

SFF-8484-Kabel, mit dem Sie vier SATA-Laufwerke anschließen können.

SAS als Teil von SAN-Lösungen

Warum brauchen wir all diese Informationen? Die meisten Benutzer werden der oben besprochenen SAS-Topologie nicht nahe kommen. Aber SAS ist mehr als eine Schnittstelle der nächsten Generation für professionelle Festplatten, obwohl es ideal ist, um einfache bis komplexe RAID-Arrays basierend auf einem oder mehreren RAID-Controllern aufzubauen. SAS kann mehr. Dies ist eine serielle Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle, die einfach skaliert werden kann, wenn Sie mehr Verbindungen zwischen zwei beliebigen SAS-Geräten hinzufügen. SAS-Laufwerke sind mit zwei Ports ausgestattet, sodass Sie einen Port über einen Expander mit einem Hostsystem verbinden und dann einen Backup-Pfad zu einem anderen Hostsystem (oder einem anderen Expander) erstellen können.

Die Kommunikation zwischen SAS-Adaptern und -Expandern (sowie zwischen zwei Expandern) kann so breit sein, wie SAS-Ports verfügbar sind. Expander sind in der Regel Rackmount-Systeme, die eine große Anzahl von Laufwerken aufnehmen können, und die mögliche Verbindung von SAS mit einem höheren Gerät in der Hierarchie (z. B. einem Host-Controller) ist nur durch die Fähigkeiten des Expanders begrenzt.

Mit einer reichhaltigen und funktionalen Infrastruktur ermöglicht Ihnen SAS die Erstellung komplexer Speichertopologien anstelle von dedizierten Festplatten oder separatem Netzwerkspeicher. Dabei soll „kompliziert“ nicht bedeuten, dass es schwierig ist, mit einer solchen Topologie zu arbeiten. SAS-Konfigurationen bestehen aus einfachen Festplatten-Rigs oder verwenden Expander. Jede SAS-Verbindung kann je nach Bandbreitenanforderungen nach oben oder unten skaliert werden. Sie können sowohl leistungsstarke SAS-Festplatten als auch SATA-Modelle mit hoher Kapazität verwenden. Zusammen mit leistungsstarken RAID-Controllern können Sie Datenverbünde einfach aufbauen, erweitern oder umkonfigurieren – sowohl hinsichtlich des RAID-Levels als auch der Hardwareseite.

All dies wird noch wichtiger, wenn man bedenkt, wie schnell der Unternehmensspeicher wächst. Heute ist in aller Munde von SAN – Storage Area Network. Es impliziert eine dezentrale Organisation eines Datenspeichersubsystems mit herkömmlichen Servern, die physisch entfernte Speicher verwenden. Durch bestehende Netzwerke Gigabit-Ethernet oder Fibre Channel wird ein leicht modifiziertes SCSI-Protokoll eingeführt, das in Ethernet-Pakete eingekapselt ist (iSCSI - Internet SCSI). Ein System, das von einer einzelnen Festplatte bis hin zu komplex verschachtelten RAID-Verbänden läuft, wird zu einem sogenannten Ziel (Target) und ist an einen Initiator (Host-System, Initiator) gebunden, der das Ziel so behandelt, als wäre es nur ein physisches Element.

Mit iSCSI können Sie natürlich eine Strategie für die Entwicklung von Speicher, Datenorganisation oder Zugriffskontrolle erstellen. Wir erhalten ein weiteres Maß an Flexibilität, indem wir Speicher entfernen, der direkt an Server angeschlossen ist, wodurch jedes Speichersubsystem zu einem iSCSI-Ziel werden kann. Die Umstellung auf Remote-Storage macht das System unabhängig von Storage-Servern (ein gefährlicher Point of Failure) und verbessert die Verwaltbarkeit der Hardware. Aus programmatischer Sicht befindet sich der Speicher immer noch "innerhalb" des Servers. Das iSCSI-Ziel und der Initiator können sich in der Nähe, auf verschiedenen Stockwerken, in verschiedenen Räumen oder Gebäuden befinden – alles hängt von der Qualität und Geschwindigkeit der IP-Verbindung zwischen ihnen ab. Aus dieser Sicht ist es wichtig zu beachten, dass das SAN nicht gut für die Anforderungen von Online-Anwendungen wie Datenbanken geeignet ist.

2,5-Zoll-SAS-Festplatten

2,5-Zoll-Festplatten für den professionellen Bereich werden immer noch als Novum wahrgenommen. Wir haben die erste derartige Festplatte von Seagate schon seit geraumer Zeit im Test - 2,5" Ultra320 Savvio der einen guten Eindruck hinterlassen hat. Alle 2,5-Zoll-SCSI-Laufwerke verwenden eine Spindelgeschwindigkeit von 10.000 U/min, erreichen jedoch nicht die Leistungswerte von 3,5-Zoll-Festplatten mit der gleichen Spindelgeschwindigkeit. Tatsache ist, dass sich die äußeren Spuren von 3,5-Zoll-Modellen mit einer höheren linearen Geschwindigkeit drehen, was für eine höhere Datenübertragungsrate sorgt.

Der Vorteil kleiner Festplatten liegt nicht in der Kapazität: Heute liegt das Maximum für sie noch bei 73 GB, während wir bei 3,5-Zoll-Festplatten der Enterprise-Klasse bereits 300 GB bekommen. In vielen Bereichen ist das Verhältnis von Leistung zu belegtem physikalischem Volumen sehr groß wichtig oder Energieeffizienz. Je mehr Festplatten Sie verwenden, desto mehr Leistung ernten Sie - natürlich gepaart mit der entsprechenden Infrastruktur. Gleichzeitig verbrauchen 2,5"-Festplatten fast halb so viel Energie wie 3,5"-Konkurrenten. Wenn wir bedenken das Verhältnis Leistung pro Watt (I/O-Operationen pro Watt), liefert der 2,5"-Formfaktor sehr gute Ergebnisse.

Wenn Sie vor allem Kapazität benötigen, dann sind 3,5"-Laufwerke mit 10.000 U/min wahrscheinlich nicht die beste Wahl. Tatsache ist, dass 3,5"-SATA-Festplatten 66 % mehr Kapazität (500 statt 300 GB pro Festplatte) bieten, wodurch das Leistungsniveau verbleibt akzeptabel. Viele Festplattenhersteller bieten SATA-Modelle für den 24/7-Betrieb an, und der Preis der Laufwerke wurde auf ein Minimum reduziert. Zuverlässigkeitsprobleme können durch den Kauf von Ersatzlaufwerken zum sofortigen Austausch im Array gelöst werden.

Die MAY-Linie repräsentiert Fujitsus aktuelle Generation von 2,5-Zoll-Laufwerken für den professionellen Bereich. Die Rotationsgeschwindigkeit beträgt 10.025 U / min, und die Kapazitäten betragen 36,7 und 73,5 GB. Alle Laufwerke verfügen über 8 MB Cache und bieten eine durchschnittliche Lesesuchzeit von 4,0 ms und 4,5 ms ms schreibt Wie wir bereits erwähnt haben, ist ein nettes Merkmal von 2,5-Zoll-Festplatten der reduzierte Stromverbrauch. Normalerweise spart eine 2,5-Zoll-Festplatte mindestens 60 % Energie im Vergleich zu einer 3,5-Zoll-Festplatte.

3,5-Zoll-SAS-Festplatten

Die MAX ist Fujitsus aktuelle Reihe von Hochleistungsfestplatten mit 15.000 U/min. Der Name passt also perfekt. Im Gegensatz zu 2,5-Zoll-Laufwerken erhalten wir hier satte 16 MB Cache und eine kurze durchschnittliche Suchzeit von 3,3 ms für Lesevorgänge und 3,8 ms für Schreibvorgänge. Fujitsu bietet Modelle mit 36,7 GB, 73,4 GB und 146 GB an. GB (mit eins, zwei und vier Platten).

Flüssigdynamische Lager haben ihren Weg zu Festplatten der Enterprise-Klasse gefunden, sodass die neuen Modelle mit 15.000 U / min deutlich leiser sind als die vorherigen. Natürlich sollten solche Festplatten ordentlich gekühlt werden, und das bietet das Gerät auch.

Hitachi Global Storage Technologies bietet auch eine eigene Reihe von Hochleistungslösungen an. Die UltraStar 15K147 läuft mit 15.000 U/min und hat 16 MB Cache, genau wie die Fujitsu-Laufwerke, aber die Plattenkonfiguration ist anders. Das 36,7-GB-Modell verwendet zwei Platten anstelle von einer, während das 73,4-GB-Modell drei Platten anstelle von zwei verwendet. Dies weist auf eine geringere Datendichte hin, aber ein solches Design ermöglicht es Ihnen tatsächlich, die inneren, langsamsten Bereiche der Platten nicht zu verwenden. Dadurch müssen sich die Köpfe weniger bewegen, was zu einer besseren durchschnittlichen Zugriffszeit führt.

Hitachi bietet auch Modelle mit 36,7 GB, 73,4 GB und 147 GB mit einer behaupteten Such- (Lese-) Zeit von 3,7 ms an.

Obwohl Maxtor bereits Teil von Seagate geworden ist, bleiben die Produktlinien des Unternehmens erhalten. Der Hersteller bietet Modelle mit 36, 73 und 147 GB an, die alle über eine Spindeldrehzahl von 15.000 U/min und 16 MB Cache verfügen. Das Unternehmen gibt eine durchschnittliche Suchzeit von 3,4 ms für Lesevorgänge und 3,8 ms für Schreibvorgänge an.

Der Cheetah wird seit langem mit Hochleistungsfestplatten in Verbindung gebracht. Seagate konnte mit der Veröffentlichung der Barracuda im Desktop-Segment eine ähnliche Assoziation wecken und bot im Jahr 2000 die erste Desktop-Festplatte mit 7200 U/min an.

Verfügbar in Modellen mit 36,7 GB, 73,4 GB und 146,8 GB. Alle zeichnen sich durch eine Spindeldrehzahl von 15.000 U/min und 8 MB Cache aus. Die durchschnittliche Suchzeit zum Lesen beträgt 3,5 ms und zum Schreiben 4,0 ms.

Host-Adapter

Im Gegensatz zu SATA-Controllern sind SAS-Komponenten nur auf Server-Motherboards oder als Erweiterungskarten für PCI-X oder PCI-Express. Wenn wir noch einen Schritt weiter gehen und RAID-Controller (Redundant Array of Inexpensive Drives) betrachten, werden diese aufgrund ihrer Komplexität meist als einzelne Karten verkauft. RAID-Karten enthalten nicht nur den Controller selbst, sondern auch einen Chip zur Beschleunigung der Berechnung von Redundanzinformationen (XOR-Engine) sowie Cache-Speicher. Manchmal ist eine kleine Menge Speicher auf die Karte gelötet (meistens 128 MB), aber bei einigen Karten können Sie die Menge mit einem DIMM oder SO-DIMM erweitern.

Bei der Auswahl eines Hostadapters oder RAID-Controllers sollten Sie klar definieren, was Sie benötigen. Das Angebot an neuen Geräten wächst direkt vor unseren Augen. Einfache Multiport-Hostadapter kosten relativ wenig, während leistungsstarke RAID-Karten viel kosten. Überlegen Sie, wo Sie Ihre Laufwerke platzieren: Für externen Speicher ist mindestens ein externer Steckplatz erforderlich. Rack-Server erfordern normalerweise Low-Profile-Karten.

Wenn Sie RAID benötigen, entscheiden Sie, ob Sie die Hardwarebeschleunigung verwenden. Einige RAID-Karten benötigen CPU-Ressourcen für XOR-Berechnungen für RAID 5- oder 6-Arrays; andere verwenden ihre eigene XOR-Hardware-Engine. RAID-Beschleunigung wird für Umgebungen empfohlen, in denen der Server mehr als nur Daten speichert, wie z. B. Datenbanken oder Webserver.

Alle in unserem Artikel genannten Hostadapterkarten unterstützen 300 MB/s pro SAS-Port und ermöglichen eine sehr flexible Implementierung der Speicherinfrastruktur. Heutzutage werden nur wenige Menschen von externen Anschlüssen überrascht sein und die Unterstützung von SAS- und SATA-Festplatten berücksichtigen. Alle drei Karten verwenden die PCI-X-Schnittstelle, aber PCI-Express-Versionen sind bereits in der Entwicklung.

In unserem Artikel haben wir auf Karten mit acht Ports geachtet, aber die Anzahl der angeschlossenen Festplatten ist nicht darauf beschränkt. Mit Hilfe eines SAS-Expanders (extern) können Sie beliebige Speicher anschließen. Solange eine 4-Lane-Verbindung ausreicht, können Sie die Anzahl der Festplatten auf bis zu 122 erhöhen. Aufgrund der Leistungseinbußen bei der Berechnung der RAID 5- oder RAID 6-Paritätsinformationen können typische externe RAID-Speicher die nicht laden Quad-Lane-Bandbreite genug, auch wenn eine große Anzahl von Laufwerken verwendet wird.

48300 ist ein SAS-Hostadapter, der für den PCI-X-Bus entwickelt wurde. Der Servermarkt wird heute noch immer von PCI-X dominiert, obwohl immer mehr Motherboards mit PCI-Express-Schnittstellen ausgestattet sind.

Der Adaptec SAS 48300 verwendet eine PCI-X-Schnittstelle mit 133 MHz, was einen Durchsatz von 1,06 GB/s ergibt. Schnell genug, wenn PCI-Bus-X wird nicht von anderen Geräten geladen. Wenn Sie ein Gerät mit niedrigerer Geschwindigkeit in den Bus aufnehmen, reduzieren alle anderen PCI-X-Karten ihre Geschwindigkeit auf dieselbe Geschwindigkeit. Dazu werden teilweise mehrere PCI-X-Controller auf der Platine verbaut.

Adaptec positioniert den SAS 4800 für Midrange- und Low-End-Server und -Workstations. Der empfohlene Verkaufspreis beträgt 360 US-Dollar, was durchaus angemessen ist. Die Adaptec HostRAID-Funktion wird unterstützt, sodass Sie auf die einfachsten RAID-Arrays aufrüsten können. In diesem Fall sind dies die RAID-Level 0, 1 und 10. Die Karte unterstützt eine externe SFF8470-Verbindung mit vier Kanälen sowie einen internen SFF8484-Anschluss gepaart mit einem Kabel für vier SAS-Geräte, d. h. wir erhalten acht Ports gesamt.

Die Karte passt in einen 2U-Rack-Server, wenn eine Steckplatzabdeckung mit niedrigem Profil installiert ist. Das Paket enthält außerdem eine CD mit einem Treiber, einer Schnellinstallationsanleitung und einem internen SAS-Kabel, über das bis zu vier Systemlaufwerke an die Karte angeschlossen werden können.

Der SAS-Player LSI Logic schickte uns einen SAS3442X PCI-X-Hostadapter, einen direkten Konkurrenten zum Adaptec SAS 48300. Er verfügt über acht SAS-Ports, die auf zwei Quad-Lane-Schnittstellen aufgeteilt sind. Das „Herz“ der Karte ist der LSI SAS1068 Chip. Eine der Schnittstellen ist für interne Geräte vorgesehen, die zweite - für externe DAS (Direct Attached Storage). Das Board verwendet die Busschnittstelle PCI-X 133.

Wie üblich wird eine 300-MB/s-Schnittstelle für SATA- und SAS-Laufwerke unterstützt. Auf der Steuerplatine befinden sich 16 LEDs. Acht davon sind einfache Aktivitäts-LEDs und acht weitere sollen eine Systemstörung melden.

Die LSI SAS3442X ist eine Karte mit niedrigem Profil, sodass sie problemlos in jeden 2U-Rack-Server passt.

Hinweis Treiberunterstützung für Linux, Netware 5.1 und 6, Windows 2000 und Server 2003 (x64), Windows XP (x64) und Solaris bis 2.10. Im Gegensatz zu Adaptec entschied sich LSI dafür, keine Unterstützung für RAID-Modi hinzuzufügen.

RAID-Adapter

SAS RAID4800SAS ist die Lösung von Adaptec für komplexere SAS-Umgebungen und kann für Anwendungsserver, Streaming-Server und mehr verwendet werden. Vor uns liegt wieder eine Acht-Port-Karte mit einer externen Quad-Lane-SAS-Verbindung und zwei internen Quad-Lane-Schnittstellen. Wird aber ein externer Anschluss verwendet, dann bleibt von den internen nur noch eine vierkanalige Schnittstelle übrig.

Die Karte ist auch für den PCI-X 133-Bus ausgelegt, der selbst für die anspruchsvollsten RAID-Konfigurationen ausreichend Bandbreite bereitstellt.

Was die RAID-Modi angeht, überholt hier das SAS RAID 4800 locker den „kleinen Bruder“: Standardmäßig werden die RAID-Level 0, 1, 10, 5, 50 unterstützt, wenn man genügend Laufwerke hat. Im Gegensatz zum 48300 hat Adaptec zwei SAS-Kabel investiert, sodass Sie gleich acht Festplatten an den Controller anschließen können. Im Gegensatz zur 48300 benötigt die Karte einen PCI-X-Steckplatz in voller Größe.

Wenn Sie sich für ein Upgrade Ihrer Karte auf Adaptec entscheiden Erweiterte Datenschutz-Suite, können Sie auf doppelt redundante RAID-Modi (6, 60) sowie eine Reihe von Funktionen der Enterprise-Klasse upgraden: Striped Mirror Drive (RAID 1E), Hot Spacing (RAID 5EE) und Copyback Hot Spare. Das Dienstprogramm Adaptec Storage Manager hat eine browserähnliche Oberfläche und kann zur Verwaltung aller Adaptec-Adapter verwendet werden.

Adaptec bietet Treiber für Windows Server 2003 (und x64), Windows 2000 Server, Windows XP (x64), Novell Netware, Red Hat Enterprise Linux 3 und 4, SuSe Linux Enterprise Server 8 und 9 und FreeBSD.

SAS-Snap-Ins

Das 335SAS ist ein SAS- oder SATA-Laufwerkszubehör mit vier Laufwerken, muss jedoch an einen SAS-Controller angeschlossen werden. Dank des 120-mm-Lüfters werden die Laufwerke gut gekühlt. Außerdem müssen Sie zwei Molex-Netzstecker an das Gerät anschließen.

Adaptec hat ein I2C-Kabel beigelegt, mit dem das Rig über einen geeigneten Controller gesteuert werden kann. Aber mit SAS-Laufwerken wird dies nicht mehr funktionieren. Ein zusätzliches LED-Kabel soll die Aktivität der Laufwerke signalisieren, allerdings wiederum nur für SATA-Laufwerke. Das Paket enthält auch ein internes SAS-Kabel für vier Laufwerke, sodass ein externes Vierkanalkabel ausreicht, um die Laufwerke anzuschließen. Wenn Sie SATA-Laufwerke verwenden möchten, müssen Sie SAS-auf-SATA-Adapter verwenden.

Der Verkaufspreis von 369 $ ist nicht billig. Aber Sie erhalten eine solide und zuverlässige Lösung.

SAS-Speicher

SANbloc S50 ist eine Lösung der Enterprise-Klasse mit 12 Laufwerken. Sie erhalten ein 2U-Rackmount-Gehäuse, das mit SAS-Controllern verbunden wird. Dies ist eines der besten Beispiele für skalierbare SAS-Lösungen. Die 12 Laufwerke können entweder SAS oder SATA sein. Oder stellen eine Mischung aus beiden Typen dar. Der eingebaute Expander kann eine oder zwei Quad-Lane-SAS-Schnittstellen verwenden, um den S50 mit einem Hostadapter oder RAID-Controller zu verbinden. Da wir eine eindeutig professionelle Lösung haben, ist diese mit zwei Netzteilen (mit Redundanz) ausgestattet.

Wenn Sie bereits einen Adaptec SAS-Hostadapter erworben haben, können Sie ihn einfach mit dem S50 verbinden und Laufwerke mit dem Adaptec Storage Manager verwalten. Wenn Sie 500-GB-SATA-Festplatten installieren, erhalten wir 6 TB Speicherplatz. Wenn wir 300-GB-SAS-Laufwerke nehmen, beträgt die Kapazität 3,6 TB. Da der Expander über zwei vierspurige Schnittstellen mit dem Host-Controller verbunden ist, erhalten wir einen Durchsatz von 2,4 GB / s, was für ein Array jeglicher Art mehr als ausreichend ist. Wenn Sie 12 Laufwerke in einem RAID0-Array installieren, beträgt der maximale Durchsatz nur 1,1 GB / s. Adaptec verspricht, Mitte dieses Jahres eine leicht modifizierte Version mit zwei unabhängigen SAS-I/O-Blöcken herauszubringen.

SANbloc S50 enthält die Funktion der automatischen Überwachung und automatischen Steuerung der Lüftergeschwindigkeit. Ja, das Gerät ist zu laut, daher konnten wir es nach Abschluss der Tests erleichtert aus dem Labor zurückbringen. Eine Laufwerksfehlermeldung wird über SES-2 (SCSI Enclosure Services) oder über die physikalische I2C-Schnittstelle an den Controller gesendet.

Die Betriebstemperaturen für Stellantriebe liegen zwischen 5 und 55 °C und für Zubehör zwischen 0 und 40 °C.

Zu Beginn unserer Tests erreichten wir einen Spitzendurchsatz von nur 610 MB/s. Durch einen Kabeltausch zwischen dem S50 und dem Hostcontroller von Adaptec konnten wir immerhin noch 760 MB/s erreichen. Wir haben sieben Festplatten verwendet, um das System im RAID-0-Modus zu laden. Eine Erhöhung der Festplattenanzahl führte nicht zu einer Erhöhung des Durchsatzes.

Konfiguration testen

Systemhardware
Prozessoren	2x Intel Xeon (Nocona-Kern) 3,6 GHz, FSB800, 1 MB L2-Cache
Plattform	Asus NCL-DS (Sockel 604) Chipsatz Intel E7520, BIOS 1005
Erinnerung	Corsair CM72DD512AR-400 (DDR2-400 ECC, Reg.) 2x 512 MB, CL3-3-3-10
Systemfestplatte	Western Digital Caviar WD1200JB 120 GB, 7200 U/min, 8 MB Cache, UltraATA/100
Antriebsregler	Controller Intel 82801EB UltraATA/100 (ICH5) Versprechen Sie SATA 300TX4 Treiber 1.0.0.33 Adaptec AIC-7902B Ultra320 Treiber 3.0 Adaptec 48300 8-Port-PCI-X-SAS Treiber 1.1.5472 Adaptec 4800 8-Port-PCI-X-SAS Treiber 5.1.0.8360 Firmware 5.1.0.8375 LSI Logic SAS3442X 8-Port-PCI-X-SAS Treiber 1.21.05 BIOS 6.01
Gewölbe	Hot-Swap-fähiges Indoor-Rig mit 4 Einschüben 2HE, 12-HDD SAS/SATA JBOD
Netz	Broadcom BCM5721 Gigabit-Ethernet
Grafikkarte	eingebaut ATi Rage XL, 8 MB
Tests
Leistungsmessung	c "t h2benchw 3.6
I/O-Leistung messen	IOMeter 2003.05.10 Dateiserver-Benchmark Webserver-Benchmark Datenbank-Benchmark Workstation-Benchmark
Systemsoftware und Treiber
Betriebssystem	Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition Service Pack 1
Plattformtreiber	Intel-Chipsatz-Installationsprogramm 7.0.0.1025
Grafiktreiber Workstation-Skript. Nachdem wir mehrere neue SAS-Festplatten, drei zugehörige Controller und zwei Geräte untersucht hatten, wurde klar, dass SAS tatsächlich eine vielversprechende Technologie ist. Wenn Sie sich auf die technische Dokumentation von SAS beziehen, werden Sie verstehen, warum. Dies ist nicht nur der Nachfolger von Serial SCSI (schnell, bequem und einfach zu bedienen), sondern auch ein hervorragendes Maß an Skalierbarkeit und Infrastrukturwachstum, im Vergleich zu dem Ultra320-SCSI-Lösungen wie aus einer Steinzeit erscheinen. Und die Kompatibilität ist einfach super. Wenn Sie vorhaben, professionelle SATA-Hardware für Ihren Server zu kaufen, ist SAS einen Blick wert. Jeder SAS-Controller oder Zubehör ist sowohl mit SAS- als auch mit SATA-Festplatten kompatibel. Daher können Sie sowohl eine leistungsstarke SAS-Umgebung als auch eine umfangreiche SATA-Umgebung erstellen – oder beides. Die praktische Unterstützung für externen Speicher ist ein weiterer wichtiger Vorteil von SAS. Wenn der SATA-Speicher entweder proprietäre Lösungen oder eine einzelne SATA/eSATA-Verbindung verwendet, ermöglicht die SAS-Speicherschnittstelle eine erhöhte Bandbreite in Gruppen von vier SAS-Verbindungen. Dadurch erhalten wir die Möglichkeit, die Bandbreite für die Anforderungen von Anwendungen zu erhöhen und uns nicht auf 320 MB/s UltraSCSI oder 300 MB/s SATA auszuruhen. Darüber hinaus können Sie mit SAS-Expandern eine ganze Hierarchie von SAS-Geräten erstellen, sodass Administratoren mehr Handlungsfreiheit haben. Die Entwicklung von SAS-Geräten wird hier nicht enden. Uns scheint, dass die UltraSCSI-Schnittstelle als veraltet angesehen und langsam abgeschrieben werden kann. Es ist unwahrscheinlich, dass die Industrie es verbessern wird, es sei denn, sie unterstützt weiterhin bestehende Implementierungen von UltraSCSI. Neue Festplatten, die neuesten Speicher- und Gerätemodelle sowie eine Erhöhung der Schnittstellengeschwindigkeit auf 600 MB / s und dann auf 1200 MB / s - all dies ist für SAS vorgesehen. Wie sollte eine moderne Speicherinfrastruktur aussehen? Mit der Verfügbarkeit von SAS sind die Tage von UltraSCSI gezählt. Die sequentielle Version ist ein logischer Schritt nach vorne und macht alles besser als ihr Vorgänger. Die Frage der Wahl zwischen UltraSCSI und SAS wird offensichtlich. Etwas schwieriger ist die Wahl zwischen SAS oder SATA. Aber wenn Sie in die Zukunft blicken, dann werden SAS-Komponenten immer noch besser sein. Für maximale Leistung oder Skalierbarkeit gibt es heute tatsächlich keine Alternative zu SAS.

Festplatte für den Server, Features nach Wahl

Die Festplatte ist die wertvollste Komponente in jedem Computer. Immerhin speichert es Informationen, mit denen der Computer und der Benutzer arbeiten, falls wir von einem Personal Computer sprechen. Jedes Mal, wenn sich ein Mensch an einen Computer setzt, erwartet er, dass nun der Ladebildschirm des Betriebssystems durchlaufen wird und er mit seinen Daten zu arbeiten beginnt, die die Festplatte aus seinen Eingeweiden „an den Berg“ ausgibt. Wenn wir über eine Festplatte oder sogar eine Reihe von Festplatten als Teil eines Servers sprechen, dann gibt es Zehn, Hunderte und Tausende solcher Benutzer, die erwarten, Zugriff auf persönliche oder geschäftliche Daten zu erhalten. Und all ihre stille Arbeit oder Erholung und Unterhaltung hängen von diesen Geräten ab, die ständig Daten in sich speichern. Schon aus diesem Vergleich wird deutlich, dass Anfragen nach Festplatten der Heim- und Industrieklasse nicht gleichwertig sind - im ersten Fall arbeitet ein Benutzer damit, im zweiten - Tausende. Es stellt sich heraus, dass die zweite Festplatte um ein Vielfaches zuverlässiger, schneller und stabiler sein sollte als die erste, da sie damit arbeiten, verlassen sich viele Benutzer darauf. In diesem Artikel werden die im Unternehmenssektor verwendeten Typen erläutert Festplatte und Merkmale ihres Designs, die es ermöglichen, höchste Zuverlässigkeit und Leistung zu erreichen.

SAS- und SATA-Laufwerke – so ähnlich und so unterschiedlich

Bis vor kurzem unterschieden sich die Standards von Industrie- und Haushaltsfestplatten erheblich und waren nicht kompatibel - SCSI und IDE, jetzt hat sich die Situation geändert - die überwiegende Mehrheit der Festplatten sind SATA und SAS (Serial Attached SCSI) auf dem Markt. Der SAS-Anschluss ist vielseitig und formfaktorkompatibel mit SATA. Auf diese Weise können Sie sowohl schnelle SAS-Laufwerke mit geringer Kapazität (bis zu 300 GB zum Zeitpunkt des Schreibens) als auch langsamere, aber um ein Vielfaches größere SATA-Laufwerke (bis zu 300 GB) direkt an das SAS-System anschließen zum Zeitpunkt des Schreibens auf 2 TB). ). Somit können Sie in einem Disk-Subsystem wichtige Anwendungen, die eine hohe Leistung und einen schnellen Datenzugriff erfordern, und wirtschaftlichere Anwendungen mit geringeren Kosten pro Gigabyte kombinieren.

Diese Interoperabilität kommt sowohl den Backplate-Herstellern als auch den Endbenutzern zugute, da die Hardware- und Engineering-Kosten gesenkt werden.

Das heißt, sowohl SAS-Geräte als auch SATA-Geräte können an SAS-Anschlüsse angeschlossen werden, und nur SATA-Geräte können an SATA-Anschlüsse angeschlossen werden.

SAS und SATA – hohe Geschwindigkeit und große Kapazität. Was zu wählen?

SAS-Festplatten, die SCSI-Festplatten ersetzten, haben ihre Haupteigenschaften, die eine Festplatte charakterisieren, vollständig geerbt: Spindelgeschwindigkeit (15000 U / min) und Volumenstandards (36,74,147 und 300 GB). Die SAS-Technologie selbst unterscheidet sich jedoch erheblich von SCSI. Werfen wir einen kurzen Blick auf die wichtigsten Unterschiede und Merkmale: Die SAS-Schnittstelle verwendet eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung - jedes Gerät ist über einen dedizierten Kanal mit dem Controller verbunden, im Gegensatz dazu arbeitet SCSI auf einem gemeinsamen Bus.

SAS unterstützt eine große Anzahl von Geräten (> 16384), während die SCSI-Schnittstelle 8, 16 oder 32 Geräte am Bus unterstützt.

Die SAS-Schnittstelle unterstützt Datenübertragungsraten zwischen Geräten mit Geschwindigkeiten von 1,5; 3; 6 Gbit / s, während die Busgeschwindigkeit der SCSI-Schnittstelle nicht jedem Gerät zugewiesen, sondern zwischen ihnen aufgeteilt wird.

SAS unterstützt den Anschluss von langsameren SATA-Geräten.

SAS-Konfigurationen sind viel einfacher zusammenzubauen und zu installieren. Ein solches System ist einfacher zu skalieren. Darüber hinaus erbten SAS-Festplatten die Zuverlässigkeit von SCSI-Festplatten.

Bei der Auswahl eines Festplattensubsystems – SAS oder SATA – müssen Sie sich daran orientieren, welche Funktionen vom Server oder der Workstation ausgeführt werden. Dazu müssen Sie sich für folgende Fragen entscheiden:

1. Wie viele gleichzeitige, unterschiedliche Anforderungen wird die Festplatte verarbeiten? Wenn groß - Ihre klare Wahl - SAS-Festplatten. Wenn Ihr System eine große Anzahl von Benutzern bedienen soll, wählen Sie außerdem SAS.

2. Wie viele Informationen werden auf dem Festplattensubsystem Ihres Servers oder Ihrer Workstation gespeichert? Bei mehr als 1-1,5 TB sollten Sie auf ein System auf Basis von SATA-Festplatten achten.

3. Wie hoch ist das Budget für den Kauf eines Servers oder einer Workstation? Beachten Sie, dass Sie zusätzlich zu SAS-Festplatten einen SAS-Controller benötigen, der ebenfalls berücksichtigt werden muss.

4. Planen Sie dadurch, das Datenvolumen zu erhöhen, die Produktivität zu steigern oder die Ausfallsicherheit des Systems zu erhöhen? Wenn ja, dann brauchen Sie ein SAS-basiertes Disk-Subsystem, es ist einfacher zu skalieren und zuverlässiger.

5. Auf Ihrem Server werden geschäftskritische Daten und Anwendungen ausgeführt – Ihre Wahl sind Hochleistungs-SAS-Laufwerke.

Als zuverlässiges Disk-Subsystem sind es nicht nur hochwertige Festplatten eines namhaften Herstellers, sondern auch ein externer Disk-Controller. Sie werden in einem der folgenden Artikel besprochen. Betrachten Sie SATA-Laufwerke, welche Arten dieser Laufwerke es gibt und welche beim Aufbau von Serversystemen verwendet werden sollten.

SATA-Laufwerke: Verbraucher- und Industriebereich

SATA-Laufwerke, die überall verwendet werden, von Unterhaltungselektronik und Heimcomputern bis hin zu Hochleistungs-Workstations und Servern, unterscheiden sich in Unterarten, es gibt Laufwerke für den Einsatz in Haushaltsgeräten mit geringer Wärmeableitung, Stromverbrauch und folglich geringer Leistung Laufwerke - Mittelklasse, für Heimcomputer, und es gibt Laufwerke für Hochleistungssysteme. In diesem Artikel betrachten wir die Klasse der Festplatten für Produktivsysteme und Server.

Leistungsmerkmale

	HDD der Serverklasse	HDD-Desktop-Klasse
Drehzahl	7.200 U/min (nominal)	7.200 U/min (nominal)
Cache-Größe
Durchschnittliche Verzögerungszeit	4,20 ms (nominal)	6,35 ms (nominal)
Übertragungsrate
Lesen aus Laufwerkcache (Serial ATA)	maximal 3 GB/s	maximal 3 GB/s
physikalische Eigenschaften
Kapazität nach Formatierung	1.000.204 MB	1.000.204 MB
Kapazität
Schnittstelle	SATA 3 Gbit/s	SATA 3 Gbit/s
Anzahl der Sektoren, die dem Benutzer zur Verfügung stehen	1 953 525 168	1 953 525 168
Maße
Höhe	25,4 mm	25,4 mm
Länge	147mm	147mm
Breite	101,6 mm	101,6 mm
	0,69 kg	0,69 kg
Schlagfestigkeit
Stoßfestigkeit im funktionstüchtigen Zustand	65G, 2ms	30G; 2 ms
Stoßfestigkeit bei Nichtgebrauch	250 G, 2 ms	250 G, 2 ms
Temperatur
In der Reihenfolge	-0 °C bis 60 °C	-0 °C bis 50 °C
Außer Betrieb	-40 °C bis 70 °C	-40 °C bis 70 °C
Feuchtigkeit
In der Reihenfolge		relative Luftfeuchtigkeit 5-95 %
Außer Betrieb	relative Luftfeuchtigkeit 5-95 %	relative Luftfeuchtigkeit 5-95 %
Vibration
In der Reihenfolge
Linear	20–300 Hz, 0,75 g (0 bis Spitze)	22–330 Hz, 0,75 g (0 bis Spitze)
Frei	0,004 g/Hz (10 - 300 Hz)	0,005 g/Hz (10 - 300 Hz)
Außer Betrieb
Niederfrequenz	0,05 g/Hz (10 - 300 Hz)	0,05 g/Hz (10 - 300 Hz)
Hochfrequenz		20–500 Hz, 4,0 G (0 bis Spitze)

Die Tabelle zeigt die Eigenschaften von Festplatten eines der führenden Hersteller, in einer Spalte werden Daten für eine SATA-Festplatte der Serverklasse angegeben, in der anderen für eine herkömmliche SATA-Festplatte.

Aus der Tabelle können wir ersehen, dass sich Festplatten nicht nur in Leistungsmerkmalen unterscheiden, sondern auch in Betriebseigenschaften, die sich direkt auf die Lebenserwartung und den erfolgreichen Betrieb der Festplatte auswirken. Dabei sollten Sie darauf achten, dass sich diese Festplatten äußerlich nur unwesentlich unterscheiden. Überlegen Sie, welche Technologien und Funktionen Ihnen dies ermöglichen:

Verstärkte Welle (Spindel) der Festplatte, einige Hersteller sind an beiden Enden fixiert, was den Einfluss externer Vibrationen reduziert und zur präzisen Positionierung der Headunit bei Lese- und Schreibvorgängen beiträgt.

Die Verwendung spezieller intelligenter Technologien, die sowohl lineare als auch winklige Vibrationen berücksichtigen, wodurch die Positionierungszeit der Köpfe reduziert und die Leistung von Festplatten um bis zu 60% gesteigert wird

RAID-Laufzeit-Debugging-Funktion – verhindert, dass Festplatten aus RAID herausfallen, was ein charakteristisches Merkmal herkömmlicher Festplatten ist.

Die Höhenverstellung der Köpfe in Kombination mit der Technologie, den Kontakt mit der Oberfläche der Platten zu verhindern, führt zu einer deutlichen Verlängerung der Lebensdauer der Platte.

Eine breite Palette von Selbstdiagnosefunktionen, mit denen Sie den Zeitpunkt des Ausfalls der Festplatte im Voraus vorhersagen und den Benutzer davor warnen können, sodass Sie Zeit haben, Informationen auf einem Backup-Laufwerk zu speichern.

Funktionen, die die Rate nicht behebbarer Lesefehler reduzieren, was die Zuverlässigkeit der Serverfestplatte im Vergleich zu herkömmlichen Festplatten erhöht.

Wenn wir über die praktische Seite des Problems sprechen, können wir zuversichtlich sagen, dass sich spezialisierte Festplatten in Servern viel besser „verhalten“. Der technische Service erhält um ein Vielfaches weniger Anrufe wegen Instabilität des Betriebs von RAID-Arrays und Ausfällen von Festplatten. Der Support des Herstellers von Festplatten aus dem Server-Segment ist wesentlich schneller als bei herkömmlichen Festplatten, da der Industriebereich für jeden Hersteller von Datenspeichersystemen Priorität hat. Schließlich werden darin die fortschrittlichsten Technologien verwendet, die Ihre Informationen schützen.

Analog zu SAS-Festplatten:

Festplatten von Western Digital VelociRaptor. Diese Laufwerke mit 10.000 U/min sind mit einer SATA 6 Gb/s-Schnittstelle und 64 MB Cache ausgestattet. Die MTBF dieser Laufwerke beträgt 1,4 Millionen Stunden.
Weitere Details auf der Herstellerseite www.wd.com

Sie können eine auf SAS basierende Serverbaugruppe oder ein Analogon von SAS-Festplatten bei unserer Firma "Status" in St. Petersburg bestellen. Sie können auch SAS-Festplatten in St. Petersburg kaufen oder bestellen:

• Rufen Sie +7-812-385-55-66 in St. Petersburg an
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In den letzten zwei Jahren hat sich wenig geändert:

• Supermicro verzichtet auf den proprietären „umgedrehten“ UIO-Formfaktor für Controller. Einzelheiten finden Sie weiter unten.
• LSI 2108 (SAS2 RAID mit 512 MB Cache) und LSI 2008 (SAS2 HBA mit optionaler RAID-Unterstützung) sind noch in Betrieb. Produkte, die auf diesen Chips basieren, sowohl von LSI als auch von OEM-Partnern, sind gut ausgetestet und immer noch relevant.
• Es gab LSI 2208 (das gleiche SAS2-RAID mit LSI MegaRAID-Stack, nur mit einem Dual-Core-Prozessor und 1024 MB Cache) und (eine verbesserte Version von LSI 2008 mit einem schnelleren Prozessor und PCI-E 3.0-Unterstützung).

Übergang von UIO zu WIO

Wie Sie sich erinnern, handelt es sich bei UIO-Boards um gewöhnliche PCI-E x8-Boards, bei denen sich die gesamte Elementbasis auf der Rückseite befindet, d.h. bei der Installation im linken Riser befindet es sich oben. Dieser Formfaktor wurde benötigt, um Platinen im untersten Steckplatz des Servers zu installieren, wodurch vier Platinen im linken Riser platziert werden konnten. UIO ist nicht nur ein Formfaktor von Erweiterungskarten, sondern auch Gehäuse für die Installation von Risern, Risern selbst und Motherboards mit einem speziellen Formfaktor, mit einer Aussparung für den unteren Erweiterungssteckplatz und Steckplätzen für die Installation von Risern.
Diese Lösung hatte zwei Probleme. Erstens schränkte der nicht standardmäßige Formfaktor von Erweiterungskarten die Auswahl des Kunden ein, da Unter dem UIO-Formfaktor gibt es nur wenige Controller SAS, InfiniBand und Ethernet. Zweitens gibt es in den Slots nicht genügend PCI-E-Leitungen für Riser - nur 36, davon nur 24 Leitungen für den linken Riser, was für vier Boards mit PCI-E x8 eindeutig zu wenig ist.
Was ist WIO? Zunächst stellte sich heraus, dass man im linken Riser vier Boards unterbringen konnte, ohne „die Sandwich-Butter aufdrehen“ zu müssen, und es gab Riser für normale Boards (RSC-R2UU-A4E8+). Dann wurde das Problem der fehlenden Leitungen (jetzt sind es 80) gelöst, indem Schlitze mit einer höheren Stiftdichte verwendet wurden.

UIO Riser RSC-R2UU-UA3E8+

WIO-Riser RSC-R2UW-4E8

Ergebnisse:

• WIO-Riser können nicht in UIO-Motherboards (z. B. X8DTU-F) installiert werden.
• UIO-Riser können nicht in neue WIO-Boards eingebaut werden.
• Es gibt Riser für WIO (auf dem Motherboard), die einen UIO-Steckplatz für Karten haben. Falls Sie noch UIO-Controller haben. Sie werden in Plattformen unter Sockel B2 (6027B-URF, 1027B-URF, 6017B-URF) verwendet.
• Neue Controller im UIO-Formfaktor werden nicht erscheinen. Beispielsweise wird der USAS2LP-H8iR-Controller auf dem LSI 2108-Chip der letzte sein, es wird keinen LSI 2208 für UIO geben - nur einen regulären MD2 mit PCI-E x8.

PCI-E-Controller

Drei Typen sind derzeit relevant: RAID-Controller auf Basis von LSI 2108/2208 und HBA auf Basis von LSI 2308. Es gibt auch einen mysteriösen SAS2-HBA AOC-SAS2LP-MV8 auf einem Marvel-9480-Chip, aber schreiben Sie wegen seiner Exotik darüber. Die meisten Anwendungsfälle für interne SAS-HBAs sind die Speicherung mit ZFS unter FreeBSD und verschiedenen Varianten von Solaris. Aufgrund fehlender Supportprobleme in diesen Betriebssystemen fällt die Wahl in 100% der Fälle auf LSI 2008/2308.
LSI2108
Neben UIO „shny AOC-USAS2LP-H8iR“, das in zwei weiteren Controllern erwähnt wird, kamen hinzu:

AOC-SAS2LP-H8iR
LSI 2108, SAS2 RAID 0/1/5/6/10/50/60, 512 MB Cache, 8 interne Ports (2x SFF-8087). Es ist ein Analogon des LSI 9260-8i Controllers, aber hergestellt von Supermicro, es gibt geringfügige Unterschiede im Layout der Platine, der Preis ist 40-50 $ niedriger als bei LSI. Alle zusätzlichen LSI-Optionen werden unterstützt: Aktivierung, FastPath und CacheCade 2.0, Cache-Batterieschutz - LSIiBBU07 und LSIiBBU08 (jetzt ist es vorzuziehen, BBU08 zu verwenden, es hat einen erweiterten Temperaturbereich und wird mit einem Kabel für die Remote-Montage geliefert).
Trotz des Aufkommens leistungsfähigerer Controller auf Basis des LSI 2208 ist der LSI 2108 aufgrund der Preissenkung immer noch relevant. Die Leistung mit herkömmlichen HDDs reicht in jedem Szenario aus, das IOPS-Limit für die Arbeit mit SSDs liegt bei 150.000, was für die meisten Budgetlösungen mehr als genug ist.

AOC-SAS2LP-H4iR
LSI 2108, SAS2 RAID 0/1/5/6/10/50/60, 512 MB Cache, 4 interne + 4 externe Ports. Es ist ein Analogon des LSI 9280-4i4e-Controllers. Praktisch für den Einsatz in Expandergehäusen, wie z Sie müssen den Ausgang des Expanders nicht nach außen bringen, um zusätzliche JBODs anzuschließen, oder in 1U-Gehäusen für 4 Festplatten bei Bedarf die Möglichkeit bieten, die Anzahl der Festplatten zu erhöhen.Unterstützt dieselben BBUs und Aktivierungsschlüssel.
LSI2208

AOC-S2208L-H8iR
LSI 2208, SAS2 RAID 0/1/5/6/10/50/60, 1024 MB Cache, 8 interne Ports (2 SFF-8087-Anschlüsse). Es ist ein Analogon des LSI 9271-8i-Controllers. Der LSI 2208 ist eine Weiterentwicklung des LSI 2108. Der Prozessor wurde Dual-Core, was es ermöglichte, die Leistungsgrenze in Bezug auf IOPS "m auf bis zu 465000 anzuheben. Die Unterstützung für PCI-E 3.0 wurde hinzugefügt und auf 1 GB erhöht Zwischenspeicher.
Der Controller unterstützt BBU09-Akku-Cache-Schutz und CacheVault-Flash-Schutz. Supermicro liefert sie unter den Teilenummern BTR-0022L-LSI00279 und BTR-0024L-LSI00297, aber es ist einfacher, sie bei uns über den LSI-Vertriebskanal zu erwerben (der zweite Teil der Teilenummern sind die nativen LSI-Teilenummern). Aktivierungsschlüssel für MegaRAID Advanced Software Options werden ebenfalls unterstützt, Teilenummer: AOC-SAS2-FSPT-ESW (FastPath) und AOCCHCD-PRO2-KEY (CacheCade Pro 2.0).
LSI 2308 (HBA)

AOC-S2308L-L8i und AOC-S2308L-L8e
LSI 2308, SAS2 HBA (mit IR-Firmware - RAID 0/1/1E), 8 interne Ports (2 SFF-8087-Anschlüsse). Dies ist der gleiche Controller, er wird mit einer anderen Firmware geliefert. AOC-S2308L-L8e – IT-Firmware (reiner HBA), AOC-S2308L-L8i – IR-Firmware (unterstützt RAID 0/1/1E). Der Unterschied besteht darin, dass L8i mit IR- und IT-Firmware arbeiten kann, L8e nur mit IT, Firmware in IR ist gesperrt. Es ist ein Analogon des LSI 9207-8-Controllers ich. Unterschiede zu LSI 2008: ein schnellerer Chip (800 MHz, als Ergebnis - das IOPS-Limit ist auf 650.000 gestiegen), PCI-E 3.0-Unterstützung ist erschienen. Anwendung: Software-RAIDs (z. B. ZFS), Budget-Server.
Basierend auf diesem Chip wird es keine billigen Controller geben, die RAID-5 unterstützen (iMR-Stack, aus vorgefertigten Controllern - LSI 9240).

Onboard-Controller

Bei den neuesten Produkten (X9-Boards und Plattformen damit) kennzeichnet Supermicro das Vorhandensein eines SAS2-Controllers von LSI mit der Zahl "7" in der Teilenummer, die Zahl "3" weist auf den Chipsatz SAS (Intel C600) hin. Es unterscheidet einfach nicht zwischen LSI 2208 und 2308, seien Sie also vorsichtig bei der Auswahl eines Boards.

• Der auf Motherboards gelötete LSI 2208-basierte Controller hat eine maximale Grenze von 16 Festplatten. Wenn Sie 17 hinzufügen, wird es einfach nicht erkannt und Sie sehen die Meldung „PD wird nicht unterstützt“ im MSM-Protokoll. Dem steht ein deutlich niedrigerer Preis gegenüber. Beispielsweise kostet ein Bundle „X9DRHi-F + externer Controller LSI 9271-8i“ etwa 500 US-Dollar mehr als ein X9DRH-7F mit LSI 2008 an Bord. Das Umgehen dieser Einschränkung durch Flashen in LSI 9271 funktioniert nicht - das Flashen eines anderen SBR-Blocks, wie im Fall von LSI 2108, hilft nicht.
• Ein weiteres Merkmal ist die fehlende Unterstützung für CacheVault-Module, es ist einfach nicht genug Platz auf den Platinen für einen speziellen Anschluss, daher wird nur BBU09 unterstützt. Die Einbaumöglichkeit der BBU09 hängt vom verwendeten Gehäuse ab. Beispielsweise wird der LSI 2208 in den 7127R-S6-Blade-Servern verwendet, es gibt einen BBU-Anschluss, aber um das Modul selbst zu montieren, benötigen Sie eine zusätzliche MCP-640-00068-0N-Batteriehalterhalterung.
• Die SAS HBA (LSI 2308) Firmware wird nun benötigt, da in DOS auf allen Boards mit LSI 2308 sas2flash.exe nicht mit dem Fehler „Failed to initialize PAL“ startet.

Controller in Twin- und FatTwin-Plattformen

Einige 2U Twin 2-Plattformen sind in drei Versionen mit drei Arten von Controllern erhältlich. Zum Beispiel:

• 2027TR-HTRF+ - Chipsatz SATA
• 2027TR-H70RF+ - LSI 2008
• 2027TR-H71RF+ - LSI 2108
• 2027TR-H72RF+ - LSI 2208

Diese Vielfalt wird dadurch gewährleistet, dass die Controller auf einer speziellen Backplane platziert sind, die mit einem speziellen Steckplatz auf dem Motherboard und mit der Festplatten-Backplane verbunden ist.

BPN-ADP-SAS2-H6IR (LSI 2108)

BPN-ADP-S2208L-H6iR (LSI 2208)

BPN-ADP-SAS2-L6i (LSI 2008)

Supermicro xxxBE16/xxxBE26 Gehäuse

Ein weiteres Thema, das in direktem Zusammenhang mit Controllern steht, ist die Modernisierung von Gehäusen mit . Es sind Varianten mit einem zusätzlichen Korb für zwei 2,5-Zoll-Festplatten erschienen, der sich auf der Rückseite des Gehäuses befindet. Der Zweck ist eine dedizierte Festplatte (oder Spiegel) zum Laden des Systems. Natürlich kann das System geladen werden, indem ein kleines Volumen ausgewählt wird aus einer anderen Festplattengruppe oder von zusätzlichen Festplatten, die im Gehäuse befestigt sind (in 846-Fällen können Sie zusätzliche Befestigungselemente für ein 3,5-Zoll- oder zwei 2,5-Zoll-Laufwerke installieren), aber die aktualisierten Änderungen sind viel bequemer:

Darüber hinaus müssen diese zusätzlichen Festplatten nicht speziell mit dem Chipsatz-SATA-Controller verbunden werden. Mit dem SFF8087->4xSATA-Kabel können Sie über den SAS-Ausgang des Expanders eine Verbindung zum Haupt-SAS-Controller herstellen.
P.S. Hoffe, die Informationen waren hilfreich. Denken Sie daran, dass True System die umfassendsten Informationen und technischen Support für Produkte von Supermicro, LSI, Adaptec by PMC und anderen Anbietern bietet.

RAID 6-, 5-, 1- und 0-Array-Tests mit Hitachi SAS-2-Laufwerken

Anscheinend sind die Zeiten vorbei, in denen ein anständiger professioneller 8-Port-RAID-Controller ziemlich viel Geld kostete. Heute gibt es Lösungen für die Serial Attached SCSI (SAS)-Schnittstelle, die sowohl preislich und funktional als auch leistungsmäßig sehr attraktiv sind. Über einen von ihnen - diese Bewertung.

Controller LSI MegaRAID SAS 9260-8i

Zuvor haben wir bereits über die SAS-Schnittstelle der zweiten Generation mit einer Übertragungsrate von 6 Gb / s und einem sehr günstigen 8-Port-LSI-SAS-9211-8i-HBA-Controller geschrieben, der für die Organisation von Speichersystemen der Einstiegsklasse auf Basis der einfachsten SAS- und SATA-RAID-Arrays entwickelt wurde . fährt. Das Modell LSI MegaRAID SAS 9260-8i wird eine höhere Klasse sein - es ist mit einem leistungsstärkeren Prozessor mit Hardware-Berechnung von Arrays der Ebenen 5, 6, 50 und 60 (ROC-Technologie - RAID On Chip) sowie einem bedeutenden ausgestattet Größe (512 MB) des integrierten SDRAM-Speichers für effizientes Daten-Caching. Dieser Controller unterstützt auch 6 Gb/s SAS- und SATA-Schnittstellen, und der Adapter selbst ist für den PCI Express x8 Rev. 2.0-Bus (5 Gb/s pro Lane) ausgelegt, was theoretisch fast ausreicht, um die Anforderungen von 8 Hochgeschwindigkeits-SAS-Ports zu erfüllen . Und das alles - zu einem Verkaufspreis von rund 500 US-Dollar, also nur ein paar hundert teurer als das Budget LSI SAS 9211-8i. Der Hersteller selbst verweist diese Lösung übrigens auf die MegaRAID Value Line-Serie, also auf wirtschaftliche Lösungen.

LSIMegaRAID SAS9260-8i 8-Port-SAS-Controller und sein SAS2108-Prozessor mit DDR2-Speicher

Das LSI SAS 9260-8i-Board hat ein niedriges Profil (MD2-Formfaktor), ist mit zwei internen Mini-SAS-4X-Anschlüssen ausgestattet (jeder von ihnen ermöglicht den direkten Anschluss von bis zu 4 SAS-Laufwerken oder mehr über Port-Multiplier), ist konzipiert für den PCI-Express-Bus x8 2.0 und unterstützt RAID-Level 0, 1, 5, 6, 10, 50 und 60, dynamische SAS-Funktionalität und mehr. etc. Der LSI SAS 9260-8i Controller kann sowohl in 1HE und 2HE Rack Server (Mid und High-End Server) als auch in ATX und Slim-ATX Gehäuse (für Workstations) eingebaut werden. RAID wird von einem Hardware-integrierten LSI SAS2108-Prozessor (PowerPC-Kern bei 800 MHz) unterstützt, der mit 512 MB DDR2 800 MHz-Speicher mit ECC-Unterstützung unterbesetzt ist. LSI verspricht Prozessordatengeschwindigkeiten von bis zu 2,8 GB/s beim Lesen und bis zu 1,8 GB/s beim Schreiben. Unter den umfangreichen Funktionen des Adapters sind die Funktionen der Online-Kapazitätserweiterung (OCE), der Online-RAID-Level-Migration (RLM) (Volumenerweiterung und Änderung des Array-Typs unterwegs), SafeStore Encryption Services und Instant Secure hervorzuheben Erase (Verschlüsselung von Daten auf Festplatten und sicheres Löschen von Daten), Unterstützung für Solid State Drives (SSD Guard-Technologie) und mehr. usw. Für diesen Controller ist ein optionales Batteriemodul erhältlich (damit sollte die maximale Betriebstemperatur +44,5 Grad Celsius nicht überschreiten).

Schlüsselspezifikationen des LSI SAS 9260-8i Controllers

Systemschnittstelle	PCI Express x8 2.0 (5 GT/s), Busmaster-DMA
Disk-Schnittstelle	SAS-2 6 Gb/s (unterstützt SSP-, SMP-, STP- und SATA-Protokolle)
Anzahl der SAS-Ports	8 (2 x4 Mini-SAS SFF8087), unterstützt bis zu 128 Laufwerke über Port-Multiplikatoren
RAID-Unterstützung	Ebenen 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60
Zentralprozessor	LSI SAS2108 ROC (PowerPC bei 800 MHz)
Eingebauter Cache	512 MB ECC DDR2 800 MHz
Energieverbrauch, nicht mehr	24 W (+3,3 V und +12 V Versorgung vom PCIe-Steckplatz)
Betriebs-/Lagertemperaturbereich	0…+60 °С / −45…+105 °С
Formfaktor, Abmessungen	MD2 Low-Profile, 168×64,4 mm
MTBF-Wert	>2 Millionen Std
Herstellergarantie	3 Jahre

Typische Anwendungen des LSI MegaRAID SAS 9260-8i sind wie folgt: eine Vielzahl von Videostationen (Video on Demand, Videoüberwachung, Videoerstellung und -bearbeitung, medizinische Bilder), High Performance Computing und digitale Datenarchive, verschiedene Server (Datei, Web, E-Mail, Datenbanken). Generell werden die allermeisten Aufgaben in kleinen und mittelständischen Unternehmen gelöst.

In einem weiß-orangenen Karton mit einem frivol lächelnden, zahnigen Damengesicht auf dem „Titel“ (anscheinend um bärtige Systemadministratoren und harsche Systembuilder besser anzulocken) befindet sich ein Controllerboard, Halterungen für den Einbau in ATX-, Slim-ATX-Gehäuse usw., zwei 4-Festplattenkabel mit Mini-SAS-Anschlüssen an einem Ende und normalem SATA (ohne Strom) am anderen Ende (zum Anschließen von bis zu 8 Laufwerken an den Controller), sowie eine CD mit PDF-Dokumentation und Treibern für zahlreich Windows-Versionen, Linux (SuSE und RedHat), Solaris und VMware.

LSI MegaRAID SAS 9260-8i Boxed-Controller-Paket (MegaRAID Advanced Services Hardware Key-Minikarte ist auf separate Anfrage erhältlich)

LSI MegaRAID Advanced Services-Softwaretechnologien sind für den LSI MegaRAID SAS 9260-8i-Controller mit einem speziellen Hardwareschlüssel (separat erhältlich) verfügbar: MegaRAID Recovery, MegaRAID CacheCade, MegaRAID FastPath, LSI SafeStore Encryption Services (deren Berücksichtigung würde den Rahmen dieses Artikels sprengen ). Insbesondere im Hinblick auf die Verbesserung der Leistung eines Arrays herkömmlicher Festplatten (HDD) mit einem dem System hinzugefügten Solid State Drive (SSD) wird die MegaRAID CacheCade-Technologie nützlich sein, bei der die SSD als Second-Level-Cache fungiert das HDD-Array (ein Analogon einer Hybridlösung für HDD), das in einigen Fällen eine bis zu 50-fache Leistungssteigerung des Festplattensubsystems bietet. Ebenfalls von Interesse ist die MegaRAID FastPath-Lösung, die die I/O-Verarbeitungslatenz des SAS2108-Prozessors reduziert (durch Deaktivierung der HDD-Optimierung), wodurch Sie das Array aus mehreren Solid State Drives (SSDs) beschleunigen können, die direkt mit dem SAS 9260 verbunden sind -8i-Anschlüsse.

Es ist bequemer, den Controller und seine Arrays im Unternehmensmanager in der Betriebssystemumgebung zu konfigurieren, einzurichten und zu warten (die Einstellungen im BIOS-Setup-Menü des Controllers selbst sind nicht reichhaltig genug - nur Grundfunktionen sind verfügbar). Insbesondere im Manager können Sie mit wenigen Mausklicks jedes Array organisieren und seine Betriebsrichtlinien (Caching usw.) festlegen - siehe Screenshots.

Beispiel-Screenshots des Windows-Managers zur Konfiguration der RAID-Level 5 (oben) und 1 (unten).

Testen

Um die Basisleistung des LSI MegaRAID SAS 9260-8i (ohne den MegaRAID Advanced Services Hardware Key und verwandte Technologien) zu testen, haben wir fünf Hochleistungs-SAS-Laufwerke mit einer Spindelgeschwindigkeit von 15.000 U/min und Unterstützung für die SAS-2-Schnittstelle ( 6 Gbit / c) - Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 mit einer Kapazität von 300 GB.

Hitachi Ultrastar 15K600 Festplatte ohne obere Abdeckung

Auf diese Weise können wir alle grundlegenden Ebenen von Arrays testen - RAID 6, 5, 10, 0 und 1, und zwar nicht nur mit der minimalen Anzahl von Festplatten für jede von ihnen, sondern auch "auf Wachstum", dh beim Hinzufügen eine Festplatte an den zweiten der 4-Kanal-SAS-Ports des ROC-Chips. Beachten Sie, dass der Held dieses Artikels ein vereinfachtes Analogon hat - einen LSI MegaRAID SAS 9260-4i-Controller mit 4 Ports, der auf derselben Elementbasis basiert. Daher sind unsere Tests von 4-Disk-Arrays gleichermaßen darauf anwendbar.

Die maximale sequenzielle Nutzlast-Lese-/Schreibgeschwindigkeit für das Hitachi HUS156030VLS600 beträgt etwa 200 MB/s (siehe Diagramm). Durchschnittliche Zufallszugriffszeit beim Lesen (gemäß Spezifikationen) - 5,4 ms. Eingebauter Puffer - 64 MB.

Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 sequentielles Lese-/Schreibgeschwindigkeitsdiagramm

Das Testsystem basierte auf einem Intel Xeon 3120-Prozessor, einem Intel P45-Chipsatz-Motherboard und 2 GB DDR2-800-Speicher. Der SAS-Controller wurde in einem PCI-Express-x16-v2.0-Steckplatz installiert. Die Tests wurden unter den Betriebssystemen Windows XP SP3 Professional und Windows 7 Ultimate SP1 x86 (rein amerikanische Versionen) durchgeführt, da deren Server-Pendants (Windows 2003 bzw. 2008) einige der von uns verwendeten Benchmarks und Skripte nicht funktionieren lassen . Die verwendeten Tests waren AIDA64, ATTO Disk Benchmark 2.46, Intel IOmeter 2006, Intel NAS Performance Toolkit 1.7.1, C'T H2BenchW 4.13/4.16, HD Tach RW 3.0.4.0 und Futuremarks PCMark Vantage und PCMark05. Die Tests wurden sowohl auf nicht zugeordneten Volumes (IOmeter, H2BenchW, AIDA64) als auch auf formatierten Partitionen durchgeführt. Im letzteren Fall (für NASPT und PCMark) wurden die Ergebnisse sowohl für den physikalischen Anfang des Arrays als auch für seine Mitte genommen (Volumes von Arrays mit der maximal verfügbaren Kapazität wurden in zwei gleiche logische Partitionen aufgeteilt). Dadurch können wir die Leistung von Lösungen angemessener bewerten, da die schnellsten Anfangsabschnitte von Volumes, auf denen Datei-Benchmarks von den meisten Browsern durchgeführt werden, oft nicht die Situation auf anderen Abschnitten der Festplatte widerspiegeln, die ebenfalls sehr gut genutzt werden können aktiv in der realen Arbeit.

Alle Tests wurden fünfmal durchgeführt und die Ergebnisse wurden gemittelt. Wir werden uns unsere aktualisierte Methodik zur Bewertung professioneller Festplattenlösungen in einem separaten Artikel genauer ansehen.

Es bleibt hinzuzufügen, dass wir in diesem Test die Controller-Firmwareversion 12.12.0-0036 und die Treiberversion 4.32.0.32 verwendet haben. Schreib- und Lese-Caching für alle Arrays und Laufwerke wurde aktiviert. Vielleicht hat uns die Verwendung modernerer Firmware und Treiber vor den Kuriositäten bewahrt, die in den Ergebnissen früher Tests desselben Controllers zu sehen waren. In unserem Fall wurden solche Vorfälle nicht beobachtet. Allerdings verwenden wir das im Hinblick auf die Zuverlässigkeit der Ergebnisse sehr zweifelhafte Skript FC-Test 1.0 (das teilweise dieselben Kollegen „Verwirrung, Schwanken und Unberechenbarkeit nennen wollen“) in unserem Paket, da wir es auch nicht verwenden Wir haben wiederholt festgestellt, dass es bei einigen Dateimustern (insbesondere bei Sätzen von vielen kleinen Dateien mit weniger als 100 KB) fehlschlägt.

Die folgenden Diagramme zeigen die Ergebnisse für 8 Array-Konfigurationen:

1. RAID 0 von 5 Festplatten;
2. RAID 0 von 4 Laufwerken;
3. RAID 5 von 5 Festplatten;
4. RAID 5 von 4 Laufwerken;
5. RAID 6 von 5 Festplatten;
6. RAID 6 von 4 Laufwerken;
7. RAID 1 von 4 Laufwerken;
8. RAID 1 von 2 Laufwerken.

Ein RAID 1-Verbund aus vier Platten (siehe Screenshot oben) bedeutet bei LSI offensichtlich ein Stripe + Mirror-Verbund, meist als RAID 10 bezeichnet (dies wird auch durch die Testergebnisse bestätigt).

Testergebnisse

Um die Review-Webseite nicht mit unzähligen, teilweise uninformativen und ermüdenden Diagrammen zu überfrachten (was mancher „wahnsinnige Kollege“ oft sündigt :)), haben wir hier die ausführlichen Ergebnisse einiger Tests zusammengefasst Tisch. Wer die Feinheiten unserer Ergebnisse analysieren möchte (z. B. um das Verhalten der Angeklagten bei den kritischsten Aufgaben für sich selbst herauszufinden), kann dies selbst tun. Wir konzentrieren uns auf die wichtigsten und wichtigsten Testergebnisse sowie auf Durchschnittsindikatoren.

Betrachten wir zunächst die Ergebnisse „rein physikalischer“ Tests.

Die durchschnittliche Direktzugriffszeit für einen Lesevorgang auf einem einzelnen Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600-Laufwerk beträgt 5,5 ms. Wenn sie jedoch in Arrays organisiert werden, ändert sich dieser Indikator leicht: Er nimmt ab (aufgrund des effektiven Cachings im LSI SAS9260-Controller) für „Spiegel“-Arrays und steigt für alle anderen. Der größte Anstieg (ca. 6 %) wird bei Level-6-Arrays beobachtet, da der Controller gleichzeitig auf die größte Anzahl von Festplatten zugreifen muss (drei für RAID 6, zwei für RAID 5 und eine für RAID 0, da Zugriff in diesem Der Test findet in Blöcken von nur 512 Bytes statt, was erheblich weniger ist als die Größe von Array-Striping-Blöcken).

Viel interessanter ist die Situation beim wahlfreien Zugriff auf Arrays beim Schreiben (Blöcke von 512 Bytes). Für eine einzelne Festplatte beträgt dieser Parameter etwa 2,9 ms (ohne Zwischenspeichern im Hostcontroller). In Arrays auf dem LSI-SAS9260-Controller sehen wir jedoch eine deutliche Abnahme dieses Indikators aufgrund des guten Schreib-Cachings im 512-MB-SDRAM-Puffer von Der Controller. Interessanterweise wird der dramatischste Effekt für RAID 0-Arrays erzielt (die zufällige Zugriffszeit während des Schreibens sinkt um fast eine Größenordnung im Vergleich zu einem einzelnen Laufwerk)! Dies sollte sich zweifellos positiv auf die Leistung solcher Arrays bei einer Reihe von Serveraufgaben auswirken. Gleichzeitig führen selbst auf Arrays mit XOR-Berechnungen (also hoher Belastung des SAS2108-Prozessors) wahlfreie Schreibzugriffe nicht zu einem offensichtlichen Performance-Einbruch – wiederum dank des leistungsfähigen Controller-Cache. Natürlich ist RAID 6 hier etwas langsamer als RAID 5, aber der Unterschied zwischen ihnen ist im Wesentlichen unbedeutend. Etwas überrascht hat mich in diesem Test das Verhalten eines einzelnen „Mirrors“, der beim Schreiben den langsamsten wahlfreien Zugriff zeigte (vielleicht ist das ein „Feature“ des Microcodes dieses Controllers).

Lineare (sequenzielle) Lese- und Schreibgeschwindigkeitsdiagramme (in großen Blöcken) für alle Arrays haben keine Besonderheiten (sie sind beim Lesen und Schreiben fast identisch, vorausgesetzt, das Controller-Schreibcache ist aktiviert) und alle sind entsprechend der Anzahl skaliert Festplatten, die parallel am „nützlichen“ Prozess teilnehmen. Das heißt, für RAID 0-Festplatten mit fünf Festplatten "fünffach" die Geschwindigkeit relativ zu einer einzelnen Festplatte (erreicht 1 GB / s!), Für RAID 5 mit fünf Festplatten "vierfach", für RAID 6 - "dreifach" (dreifach , natürlich :)), bei einem RAID 1 mit vier Festplatten verdoppelt es sich (keine "y2eggs"! :)) und bei einem einfachen Mirror dupliziert es die Graphen einer einzelnen Festplatte. Deutlich sichtbar wird dieses Muster insbesondere bei der maximalen Lese- und Schreibgeschwindigkeit von wirklich großen (256 MB) Dateien in großen Blöcken (ab 256 KB bis 2 MB), die wir anhand eines Diagramms des ATTO Disk Benchmarks veranschaulichen werden 2.46-Test (die Ergebnisse dieses Tests für Windows 7 und XP sind nahezu identisch).

Nur der Fall des Lesens von Dateien auf einem RAID-6-Verbund aus 5 Platten fiel hier unerwartet aus dem Gesamtbild (die Ergebnisse wurden mehrfach nachgeprüft). Beim Einlesen von Blöcken von 64 KB erreicht die Geschwindigkeit dieses Arrays jedoch 600 MB / s. Also schreiben wir diese Tatsache mal als "Feature" der aktuellen Firmware ab. Wir stellen auch fest, dass beim Schreiben echter Dateien die Geschwindigkeit aufgrund des Cachings in einem großen Controller-Puffer etwas höher ist und der Unterschied beim Lesen umso deutlicher wird, je niedriger die reale lineare Geschwindigkeit des Arrays ist.

Was die Schnittstellengeschwindigkeit betrifft, die normalerweise in Pufferschreib- und -lesevorgängen (mehrere Zugriffe auf dieselbe Adresse eines Datenträgers) gemessen wird, müssen wir hier feststellen, dass sie aufgrund der Einbeziehung von für fast alle Arrays gleich war den Controller-Cache für diese Arrays (siehe . Tabelle). Damit betrug die Aufnahmeleistung bei allen Teilnehmern unseres Tests ca. 2430 MB/s. Beachten Sie, dass der PCI Express x8 2.0-Bus theoretisch eine Geschwindigkeit von 40 Gb / s oder 5 Gb / s bietet. Laut nützlichen Daten ist die theoretische Grenze jedoch niedriger - 4 Gb / s, was bedeutet, dass in unserem Fall der Controller wirklich arbeitete nach Version 2.0 des PCIe-Bus. Die von uns gemessenen 2,4 GB/s sind also offensichtlich die tatsächliche Bandbreite des On-Board-Speichers des Controllers (DDR2-800-Speicher mit 32-Bit-Datenbus, wie aus der Konfiguration der ECC-Chips auf der Platine ersichtlich ist). , ergibt theoretisch bis zu 3,2 GB/s). Beim Lesen von Arrays ist das Caching nicht so „umfassend“ wie beim Schreiben, daher ist die in Dienstprogrammen gemessene Geschwindigkeit der „Schnittstelle“ normalerweise niedriger als die Lesegeschwindigkeit des Controller-Cache (typisch 2,1 GB / s für Arrays der Ebenen 5 und 6) , und in einigen Fällen "fällt" es auf die Lesegeschwindigkeit des Puffers der Festplatten selbst (ca. 400 MB / s für eine einzelne Festplatte, siehe Grafik oben), multipliziert mit der Anzahl "aufeinanderfolgender" Laufwerke im Array (das ist genau die Fälle von RAID 0 und 1 aus unseren Ergebnissen).

Nun, wir haben die "Physik" in erster Näherung herausgefunden, es ist Zeit, zu den "Texten" überzugehen, dh zu den Tests der "echten" Anwendungsjungen. Interessant wird es übrigens, ob die Performance von Arrays bei der Ausführung komplexer Benutzeraufgaben genauso linear skaliert wie beim Lesen und Schreiben großer Dateien (siehe ATTO-Testdiagramm oben). Der neugierige Leser konnte die Antwort auf diese Frage, so hoffe ich, bereits vorhersehen.

Als „Salat“ zu unserem „lyrischen“ Teil der Mahlzeit servieren wir Desktop-basierte Festplattentests aus den Paketen PCMark Vantage und PCMark05 (unter Windows 7 bzw. XP) sowie einen ähnlichen „Track“-Anwendungstest aus dem Paket H2BenchW 4.13 des maßgeblichen deutschen Magazins C'T. Ja, diese Tests wurden ursprünglich entwickelt, um Desktop-Festplatten und kostengünstige Workstation-Festplatten zu bewerten. Sie emulieren die Ausführung typischer Aufgaben eines fortschrittlichen Personal Computers auf Festplatten – Arbeiten mit Video, Audio, Photoshop, Antivirus, Spielen, Auslagern von Dateien, Installieren von Anwendungen, Kopieren und Schreiben von Dateien usw. Daher sollten ihre Ergebnisse nicht in die Kritik aufgenommen werden Kontext dieses Artikels als die ultimative Wahrheit - schließlich werden andere Aufgaben häufiger auf Multi-Disk-Arrays ausgeführt. Angesichts der Tatsache, dass der Hersteller diesen RAID-Controller selbst positioniert, auch für relativ kostengünstige Lösungen, ist eine solche Klasse von Testaufgaben durchaus in der Lage, einen bestimmten Anteil von Anwendungen zu charakterisieren, die tatsächlich auf solchen Arrays ausgeführt werden (dasselbe Werk mit Video, professioneller Grafikverarbeitung, Austausch des Betriebssystems und ressourcenintensiver Anwendungen, Kopieren von Dateien, Virenschutz usw.). Daher ist die Bedeutung dieser drei umfangreichen Benchmarks in unserem Gesamtpaket nicht zu unterschätzen.

Im beliebten PCMark Vantage beobachten wir im Durchschnitt (siehe Diagramm) eine sehr bemerkenswerte Tatsache - die Leistung dieser Multi-Disk-Lösung hängt fast nicht von der Art des verwendeten Arrays ab! Dieses Fazit gilt übrigens in gewissen Grenzen auch für alle einzelnen Testtracks (Aufgabentypen), die in den Paketen PCMark Vantage und PCMark05 enthalten sind (Details siehe Tabelle). Dies kann entweder bedeuten, dass die Algorithmen der Controller-Firmware (mit Cache und Festplatten) die Besonderheiten des Betriebs von Anwendungen dieses Typs fast nicht berücksichtigen oder dass der Hauptteil dieser Aufgaben im Cache-Speicher des Controllers selbst ausgeführt wird (und höchstwahrscheinlich beobachten wir eine Kombination dieser beiden Faktoren). Für letzteren Fall (d. h. die Ausführung von Spuren weitgehend im Cache des RAID-Controllers) ist die durchschnittliche Leistung von Lösungen jedoch nicht so hoch - vergleichen Sie diese Daten mit den Testergebnissen einiger "Desktops" ("Chipsatz ") 4-Festplatten-RAID-0-Arrays und 5 und kostengünstige einzelne SSDs am SATA-3-Gbit / s-Bus (siehe Testbericht). Wenn im Vergleich zu einem einfachen „Chipsatz“-4-Disk-RAID 0 (und auf doppelt langsameren Festplatten als der hier verwendeten Hitachi Ultrastar 15K600) LSI-SAS9260-Arrays in PCMark-Tests weniger als doppelt so schnell sind, dann relativ gesehen nicht einmal die schnellsten "Budget" einzelne SSD verlieren definitiv alle! Ein ähnliches Bild ergeben die Ergebnisse des PCMark05-Festplattentests (siehe Tabelle, es macht keinen Sinn, dafür ein eigenes Diagramm zu zeichnen).

Ein ähnliches Bild (mit einigen Vorbehalten) für Arrays basierend auf dem LSI SAS9260 ist in einem anderen "Track"-Anwendungsbenchmark zu sehen - C'T H2BenchW 4.13. Hier liegen nur die beiden (strukturell langsamsten) Arrays (RAID 6 aus 4 Platten und ein einfacher „Mirror“) merklich hinter allen anderen Arrays, deren Leistung offensichtlich erst dann das „ausreichende“ Niveau erreicht liegt im Disk-Subsystem und in der Leistungsfähigkeit des SAS2108-Prozessors mit dem Controller-Cache für diese komplexen Zugriffsfolgen. Und in diesem Zusammenhang können wir uns freuen, dass die Leistung von Arrays auf Basis von LSI SAS9260 bei Aufgaben dieser Klasse fast nicht vom verwendeten Array-Typ (RAID 0, 5, 6 oder 10) abhängt, wodurch Sie mehr verwenden können zuverlässige Lösungen ohne Kompromisse bei der endgültigen Leistung.

Allerdings „ist nicht alles Maslenitsa“ - wenn wir die Tests ändern und den Betrieb von Arrays mit echten Dateien im NTFS-Dateisystem überprüfen, ändert sich das Bild dramatisch. Im Intel NASPT 1.7-Test, von dem viele der „vorinstallierten“ Szenarien ziemlich direkt mit Aufgaben zusammenhängen, die typisch für Computer sind, die mit dem LSI MegaRAID SAS9260-8i-Controller ausgestattet sind, ist die Anordnung des Arrays ähnlich wie im ATTO-Test beim Lesen und Schreiben großer Dateien - die Geschwindigkeit steigt proportional mit der "linearen" Geschwindigkeit der Arrays.

In diesem Diagramm zeigen wir einen Durchschnitt aller NASPT-Tests und -Muster, während Sie in der Tabelle die detaillierten Ergebnisse sehen können. Lassen Sie mich betonen, dass wir NASPT sowohl unter Windows XP (das tun zahlreiche Browser normalerweise) als auch unter Windows 7 (was aufgrund bestimmter Merkmale dieses Tests seltener durchgeführt wird) ausgeführt haben. Tatsache ist, dass Seven (und sein "großer Bruder" Windows 2008 Server) bei der Arbeit mit Dateien aggressivere Algorithmen des eigenen Cachings verwenden als XP. Darüber hinaus erfolgt das Kopieren großer Dateien in "Sieben" hauptsächlich in Blöcken von 1 MB (XP arbeitet in der Regel in Blöcken von 64 KB). Das führt dazu, dass sich die Ergebnisse des "Datei"-Intel-NASPT-Tests bei Windows XP und Windows 7 deutlich unterscheiden - bei letzterem sind sie deutlich höher, teilweise mehr als doppelt so hoch! Übrigens haben wir die Ergebnisse von NASPT (und anderen Tests unseres Pakets) unter Windows 7 mit 1 GB und 2 GB installiertem Systemspeicher verglichen (es gibt Informationen, dass bei großen Mengen an Systemspeicher das Caching von Festplattenoperationen in Windows 7 steigt und die NASPT-Ergebnisse werden noch höher), jedoch konnten wir innerhalb des Messfehlers keinen Unterschied feststellen.

Argumente darüber, welches Betriebssystem (in Bezug auf Caching-Richtlinien usw.) zum Testen von Festplatten und RAID-Controllern „besser“ ist, überlassen wir dem Diskussionsthread dieses Artikels. Wir glauben, dass es notwendig ist, Antriebe und darauf basierende Lösungen unter Bedingungen zu testen, die den realen Situationen ihres Betriebs so nahe wie möglich kommen. Deshalb sind unserer Meinung nach die von uns erzielten Ergebnisse für beide Betriebssysteme gleichwertig.

Aber zurück zum NASPT-Durchschnittsleistungsdiagramm. Wie Sie sehen können, beträgt der Unterschied zwischen dem schnellsten und dem langsamsten der hier getesteten Arrays im Durchschnitt etwas weniger als das Dreifache. Das ist natürlich kein fünffacher Abstand, wie beim Lesen und Schreiben großer Dateien, aber auch sehr auffällig. Die Arrays sind tatsächlich proportional zu ihrer linearen Geschwindigkeit angeordnet, und das ist eine gute Nachricht: Das bedeutet, dass der LSI SAS2108-Prozessor Daten ziemlich schnell verarbeitet, fast ohne Engpässe zu erzeugen, wenn Arrays der Ebenen 5 und 6 aktiv arbeiten.

Fairerweise sei angemerkt, dass es auch bei NASPT Muster (2 von 12) gibt, bei denen das gleiche Bild zu beobachten ist wie bei PCMark mit H2BenchW, nämlich dass die Performance aller getesteten Arrays nahezu gleich ist! Dies sind Office Productivity und Dir Copy to NAS (siehe Tabelle). Dies ist besonders deutlich unter Windows 7, obwohl für Windows XP der Trend der "Konvergenz" offensichtlich ist (im Vergleich zu anderen Mustern). In PCMark mit H2BenchW gibt es jedoch Muster, bei denen die Array-Leistung proportional zu ihrer linearen Geschwindigkeit zunimmt. Es ist also nicht alles so einfach und eindeutig, wie manche es sich wünschen.

Zuerst wollte ich ein Diagramm mit der Gesamtleistung von Arrays besprechen, gemittelt über alle Anwendungstests (PCMark + H2BenchW + NASPT + ATTO), nämlich dieses hier:

Hier gibt es jedoch nicht viel zu diskutieren: Wir sehen, dass das Verhalten von Arrays auf dem LSI SAS9260-Controller in Tests, die den Betrieb bestimmter Anwendungen emulieren, je nach den verwendeten Szenarien dramatisch variieren kann. Daher ist es besser, Rückschlüsse auf die Vorteile einer bestimmten Konfiguration basierend auf den Aufgaben zu ziehen, die Sie gleichzeitig ausführen werden. Und ein weiterer professioneller Test kann uns dabei erheblich helfen - synthetische Muster für IOmeter, die diese oder jene Last auf dem Speichersystem emulieren.

Tests im IOmeter

In diesem Fall verzichten wir auf die Diskussion zahlreicher Muster, die die Arbeitsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Größe des Zugriffsblocks, dem Prozentsatz der Schreibvorgänge, dem Prozentsatz der wahlfreien Zugriffe usw. sorgfältig messen. Dies ist tatsächlich reine Synthetik, bietet wenig brauchbares praktisch Information und Interesse eher rein theoretisch. Schließlich haben wir die wesentlichen praktischen Punkte zum Thema „Physik“ oben bereits geklärt. Es ist uns wichtiger, uns auf Muster zu konzentrieren, die echte Arbeit emulieren – Server verschiedener Typen sowie Dateioperationen.

Um Server wie Dateiserver, Webserver und DataBase (Datenbankserver) zu emulieren, haben wir die gleichnamigen und bekannten Muster verwendet, die in unserem vorgeschlagen werden Intel-Zeit und StorageReview.com. Für alle Fälle haben wir Arrays mit einer Befehlswarteschlangentiefe (QD) von 1 bis 256 mit einem Schritt von 2 getestet.

Im „Datenbank“-Muster, das zufällige Festplattenzugriffe in Blöcken von 8 KB innerhalb des gesamten Volumes des Arrays verwendet, kann man einen signifikanten Vorteil von Arrays ohne Parität (dh RAID 0 und 1) mit einer Befehlswarteschlangentiefe von beobachten 4 oder höher, während alle paritätsgeprüften Arrays (RAID 5 und 6) eine sehr ähnliche Leistung aufweisen (trotz eines zweifachen Unterschieds zwischen ihnen in der Geschwindigkeit linearer Zugriffe). Die Situation ist einfach erklärt: Alle Arrays mit Parität zeigten in Tests ähnliche Werte für die durchschnittliche Zufallszugriffszeit (siehe Diagramm oben), und es ist dieser Parameter, der in diesem Test hauptsächlich die Leistung bestimmt. Interessant ist, dass die Performance aller Arrays mit zunehmender Command-Queue-Tiefe bis 128 nahezu linear ansteigt und erst bei QD=256 teilweise ein Hauch von Sättigung zu erkennen ist. Die maximale Leistung von Arrays mit Parität bei QD = 256 betrug etwa 1100 IOps (Operationen pro Sekunde), d. h. der LSI SAS2108-Prozessor benötigt weniger als 1 ms, um einen Datenabschnitt von 8 KB (etwa 10 Millionen Single-Byte-XOR) zu verarbeiten Operationen pro Sekunde für RAID 6; natürlich führt der Prozessor gleichzeitig andere I / O-Daten durch und arbeitet mit Cache-Speicher).

Beim Fileserver-Pattern, das Blöcke unterschiedlicher Größe für zufällige Lese- und Schreibzugriffe auf das Array innerhalb seines gesamten Volumes verwendet, beobachten wir ein ähnliches Bild wie bei der DataBase, mit dem Unterschied, dass hier Fünf-Platten-Arrays mit Parität (RAID 5 bzw 6) übertreffen ihre 4-Festplatten-Pendants deutlich und weisen gleichzeitig eine nahezu identische Leistung auf (ca. 1200 IOps bei QD=256)! Anscheinend optimiert das Hinzufügen eines fünften Laufwerks zum zweiten der beiden 4-Lane-SAS-Ports auf dem Controller irgendwie die Rechenlast des Prozessors (aufgrund von E / A-Operationen?). Es kann sich lohnen, 4-Festplatten-Arrays in Bezug auf die Geschwindigkeit zu vergleichen, wenn die Laufwerke paarweise an verschiedene Mini-SAS-Controller-Anschlüsse angeschlossen sind, um die optimale Konfiguration für die Organisation von Arrays auf dem LSI SAS9260 zu ermitteln, aber dies ist eine Aufgabe für einen anderen Artikel .

Noch interessanter wird das Bild im Webserver-Pattern, wo es nach Intention seiner Ersteller keine Disk-Write-Operationen als Klasse gibt (und damit die Berechnung von XOR-Funktionen zum Schreiben). Tatsache ist, dass alle drei Fünf-Platten-Arrays aus unserem Set (RAID 0, 5 und 6) hier eine identische Leistung zeigen, trotz des merklichen Unterschieds zwischen ihnen in Bezug auf lineares Lesen und Paritätsberechnungen! Übrigens sind die gleichen drei Arrays, aber aus 4 Platten, auch in der Geschwindigkeit identisch! Und nur RAID 1 (und 10) fällt aus dem Bild. Warum dies geschieht, ist schwer zu beurteilen. Möglicherweise verfügt der Controller über sehr effiziente Algorithmen zur Auswahl "guter Laufwerke" (dh von fünf oder vier Laufwerken, von denen die erforderlichen Daten zuerst kommen), was im Fall von RAID 5 und 6 die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Daten von den Platten ankommen früher, den Prozessor im Voraus auf notwendige Berechnungen vorbereiten (denken Sie an die tiefe Befehlswarteschlange und den großen DDR2-800-Puffer). Und das kann schließlich die mit XOR-Berechnungen verbundene Verzögerung kompensieren und „zufällig“ mit „einfachem“ RAID 0 egalisieren. Jedenfalls kann der LSI SAS9260-Controller nur für seine extrem hohen Ergebnisse gelobt werden (ca. 1700 IOps für 5- Festplattenarrays mit QD=256) im Webservermuster für Arrays mit Parität. Leider war das Haar in der Suppe die sehr schlechte Leistung des Zwei-Festplatten-„Spiegels“ in all diesen Servermustern.

Das Muster des Webservers wird von unserem eigenen Muster wiedergegeben, das das zufällige Lesen kleiner (64 KB) Dateien innerhalb des gesamten Array-Bereichs emuliert.

Auch hier wurden die Ergebnisse in Gruppen zusammengefasst – alle 5-Disk-Arrays sind punkto Geschwindigkeit identisch und führen in unserem „Rennen“, 4-Disk-RAID 0, 5 und 6 sind ebenfalls nicht voneinander zu unterscheiden Leistung, und nur „DSLRs“ fallen aus der allgemeinen Masse heraus (übrigens ist ein „Spiegel“ mit 4 Festplatten, dh RAID 10, schneller als alle anderen Arrays mit 4 Festplatten - anscheinend aufgrund der gleichen „Auswahl von a guter Disk"-Algorithmus). Wir betonen, dass diese Muster nur für eine große Befehlswarteschlangentiefe gültig sind, während bei einer kleinen Warteschlange (QD = 1-2) die Situation und die Führer völlig anders sein können.

Alles ändert sich, wenn Server mit großen Dateien arbeiten. Unter den Bedingungen moderner "schwererer" Inhalte und neuer "optimierter" Betriebssysteme wie Windows 7, 2008 Server usw. Die Arbeit mit Megabyte-Dateien und 1-MB-Datenblöcken wird immer wichtiger. In dieser Situation ist unser neues Muster, das das zufällige Lesen von 1-MB-Dateien auf der gesamten Festplatte emuliert (Einzelheiten zu den neuen Mustern werden in einem separaten Artikel zur Methodik beschrieben), hilfreich, um den Server umfassender zu bewerten Potential des LSI SAS9260 Controllers.

Wie Sie sehen können, lässt der 4-Platten-„Spiegel“ hier niemanden mehr auf Führung hoffen, da er in jeder Befehlsreihenfolge eindeutig dominiert. Auch seine Performance wächst zunächst linear mit der Command Queue Depth, gerät aber bei QD=16 für RAID 1 in die Sättigung (ca. 200 MB/s). Etwas „später“ (bei QD=32) kommt es bei Arrays, die in diesem Test langsamer sind, zu einer „Sättigung“ der Leistung, unter denen sich „Silber“ und „Bronze“ an RAID 0 und Arrays mit Parität erweisen müssen Außenstehende verlieren sogar vor einem fulminanten RAID 1 aus zwei Laufwerken, was sich als unerwartet gut herausstellt. Daraus lässt sich schließen, dass selbst beim Lesen die XOR-Rechenlast auf dem LSI SAS2108 Prozessor beim Arbeiten mit großen Dateien und Blöcken (zufällig angeordnet) sehr belastend für ihn ist, und für RAID 6, wo sie sich sogar verdoppelt, teilweise sogar exorbitant - Die Leistung von Lösungen übersteigt kaum 100 MB / s, dh 6-8 mal weniger als beim linearen Lesen! „Exzessives“ RAID 10 ist hier eindeutig rentabler einzusetzen.

Beim versehentlichen Schreiben kleiner Dateien unterscheidet sich das Bild wieder auffallend von dem, was wir zuvor gesehen haben.

Tatsache ist, dass hier die Leistung von Arrays praktisch nicht von der Tiefe der Befehlswarteschlange abhängt (offensichtlich wirken sich der riesige Cache des LSI-SAS9260-Controllers und ziemlich große Caches der Festplatten selbst aus), sondern sie ändert sich dramatisch mit dem Typ des Arrays! Die unangefochtenen Spitzenreiter sind hier "einfache" für den RAID 0-Prozessor und "Bronze" mit mehr als zweifachem Verlust an den Spitzenreiter - in RAID 10. Alle Arrays mit Parität bildeten eine sehr enge Einzelgruppe mit einer Spiegelreflexkamera mit zwei Festplatten. , dreimal gegen die Führenden verloren. Ja, das ist definitiv eine schwere Last für den Prozessor des Controllers. Ehrlich gesagt habe ich jedoch einen solchen „Ausfall“ vom SAS2108 nicht erwartet. Manchmal sogar Soft-RAID 5 auf einem „Chipsatz“-SATA-Controller (mit Caching Windows-Tools und Berechnung über den PC-Zentralprozessor) schneller arbeiten kann ... Allerdings gibt der Controller „seine“ 440-500 IOps immer noch stabil aus - vergleichen Sie dies mit dem Diagramm zur durchschnittlichen Zugriffszeit beim Schreiben am Anfang des Ergebnisteils .

Der Übergang zum zufälligen Schreiben großer Dateien von 1 MB führt zu einer Erhöhung der absoluten Geschwindigkeitsindikatoren (für RAID 0 - fast auf die Werte für das zufällige Lesen solcher Dateien, dh 180-190 MB / s). , aber das Gesamtbild bleibt fast unverändert - Arrays mit Parität um ein Vielfaches langsamer als RAID 0.

Das Bild für RAID 10 ist kurios – seine Leistung sinkt mit zunehmender Befehlswarteschlangentiefe, wenn auch nicht viel. Bei anderen Arrays gibt es diesen Effekt nicht. Der Zwei-Platten-"Spiegel" sieht hier wieder bescheiden aus.

Sehen wir uns nun Muster an, in denen Dateien in gleicher Anzahl gelesen und auf die Festplatte geschrieben werden. Solche Belastungen sind insbesondere bei manchen Videoservern oder beim aktiven Kopieren / Duplizieren / Sichern von Dateien innerhalb des gleichen Arrays sowie bei einer Defragmentierung typisch.

Erstens - Dateien von 64 KB zufällig im gesamten Array.

Hier ist eine gewisse Ähnlichkeit mit den Ergebnissen des DataBase-Musters offensichtlich, obwohl die absoluten Geschwindigkeiten von Arrays dreimal höher sind und selbst bei QD = 256 bereits eine gewisse Leistungssättigung erkennbar ist. Ein (im Vergleich zum DataBase-Muster) größerer Prozentsatz an Schreibvorgängen führt in diesem Fall dazu, dass Arrays mit Parität und einem „Spiegel“ mit zwei Festplatten zu offensichtlichen Außenseitern werden, die RAID 0- und 10-Arrays in der Geschwindigkeit deutlich unterlegen sind.

Beim Wechsel zu 1-MB-Dateien bleibt dieses Muster im Allgemeinen bestehen, obwohl sich die absoluten Geschwindigkeiten ungefähr verdreifachen und RAID 10 so schnell wie ein 4-Festplatten-Stripe wird, was eine gute Nachricht ist.

Das letzte Muster in diesem Artikel betrifft das sequentielle (im Gegensatz zum zufälligen) Lesen und Schreiben großer Dateien.

Und hier schaffen es bereits viele Arrays, auf sehr ordentliche Geschwindigkeiten im Bereich von 300 MB / s zu beschleunigen. Und obwohl der Abstand zwischen dem Spitzenreiter (RAID 0) und dem Außenseiter (Doppelplatten-RAID 1) mehr als doppelt so groß bleibt (beachten Sie, dass dieser Abstand bei linearen Lese- oder Schreibvorgängen fünfmal so groß ist!), RAID 5, das zu den ersten drei gehört, und die anderen XOR-Arrays, die sich hochgezogen haben, sind möglicherweise nicht ermutigend. Nach der Liste der Anwendungen dieses Controllers zu urteilen, die LSI selbst gibt (siehe Anfang des Artikels), werden viele Zieltasks diese besondere Art von Array-Zugriffen verwenden. Und es ist auf jeden Fall eine Überlegung wert.

Abschließend werde ich ein abschließendes Diagramm geben, in dem die Indikatoren aller oben genannten IOmeter-Testmuster gemittelt werden (geometrisch über alle Muster und Befehlswarteschlangen, ohne Gewichtskoeffizienten). Es ist merkwürdig, dass, wenn die Mittelung dieser Ergebnisse innerhalb jedes Musters arithmetisch mit Gewichtungskoeffizienten von 0,8, 0,6, 0,4 und 0,2 für die Befehlswarteschlangen 32, 64, 128 bzw. 256 durchgeführt wird (was herkömmlicherweise die Tiefe der Befehlswarteschlange im Gesamtbetrieb von Laufwerken), dann stimmt der endgültige (für alle Muster) normalisierte Array-Leistungsindex innerhalb von 1 % mit dem geometrischen Mittel überein.

Die durchschnittliche „Krankenhaustemperatur“ in unseren Mustern für den IOmeter-Test zeigt also, dass an „Physik mit Mathe“ kein Weg vorbeiführt – RAID 0 und 10 haben definitiv die Nase vorn können solche Arrays nicht auf das Niveau eines einfachen "Streifens" "erreichen". Gleichzeitig ist interessant, dass 5-Platten-Konfigurationen im Vergleich zu 4-Platten-Konfigurationen deutlich addieren. Insbesondere 5-Platten-RAID 6 ist eindeutig schneller als 4-Platten-RAID 5, obwohl sie in Bezug auf die "Physik" (zufällige Zugriffszeit und lineare Zugriffsgeschwindigkeit) praktisch identisch sind. Der „Spiegel“ mit zwei Festplatten war ebenfalls enttäuschend (im Durchschnitt entspricht er einem RAID 6 mit 4 Festplatten, obwohl zwei XOR-Berechnungen pro Datenbit für einen Spiegel nicht erforderlich sind). Ein einfacher „Mirror“ ist aber offensichtlich kein Zielarray für einen ausreichend leistungsfähigen 8-Port-SAS-Controller mit großem Cache und leistungsstarkem Prozessor „on Board“. :)

Preisinformationen

Der LSI MegaRAID SAS 9260-8i 8-Port-SAS-Controller wird mit einem kompletten Set zu einem durchaus attraktiven Preis von rund 500 US-Dollar angeboten. Sein vereinfachtes 4-Port-Gegenstück ist sogar noch billiger. Ein genauerer aktueller durchschnittlicher Verkaufspreis des Geräts in Moskau, der zum Zeitpunkt des Lesens dieses Artikels relevant war:

LSI SAS 9260-8i	LSI SAS 9260-4i
$571()	$386()

Fazit

Zusammenfassend können wir den Schluss ziehen, dass wir es nicht wagen werden, einheitliche Empfehlungen „für alle“ zum 8-Port-LSI-MegaRAID-Controller SAS9260-8i zu geben. Jeder sollte seine eigenen Schlüsse über die Notwendigkeit der Verwendung ziehen und bestimmte Arrays mit seiner Hilfe konfigurieren - streng nach der Klasse der Aufgaben, die gestartet werden sollen. Tatsache ist, dass dieses preiswerte "Megamonster" in einigen Fällen (bei einigen Aufgaben) sogar auf Arrays mit doppelter Parität (RAID 6 und 60) eine hervorragende Leistung zeigen kann, in anderen Situationen jedoch die Geschwindigkeit seines RAID 5 und 6 deutlich übertrifft lässt zu wünschen übrig.. Und die Rettung (fast universell) wird nur ein RAID 10-Verbund sein, der sich auf billigeren Controllern fast mit dem gleichen Erfolg organisieren lässt. Oft ist es jedoch dem Prozessor und Cache-Speicher SAS9260-8i zu verdanken, dass sich der RAID 10-Verbund hier nicht langsamer verhält als ein „Streifen“ aus der gleichen Anzahl von Platten und gleichzeitig eine hohe Zuverlässigkeit der Lösung gewährleistet. Was man beim SAS9260-8i aber unbedingt vermeiden sollte, ist ein Zwei-Festplatten-„Reflex“ und 4-Festplatten-RAID 6 und 5 – das sind offensichtlich suboptimale Konfigurationen für diesen Controller.

Vielen Dank an Hitachi Global Storage Technologies
für zum Test bereitgestellte Festplatten.