Złącze SAS. Bezprecedensowa kompatybilność szeregowa

Wstęp

Spójrz na nowoczesne płyty główne (lub nawet starsze platformy). Czy potrzebują specjalnego kontrolera RAID? Większość płyt głównych ma 3 gigabitowe porty SATA, a także gniazda audio i karty sieciowe. Większość nowoczesnych chipsetów, takich jak AMD A75 oraz Intel Z68, mają wsparcie dla SATA 6 Gb/s. Czy przy tak dużym wsparciu chipsetu, wydajnemu procesorowi i portom I/O potrzebujesz dodatkowych kart pamięci i oddzielnego kontrolera?

W większości przypadków zwykli użytkownicy mogą tworzyć macierze RAID 0, 1, 5, a nawet 10 za pomocą wbudowanych portów SATA na płycie głównej i specjalnego oprogramowania, uzyskując bardzo wysoką wydajność. Ale w przypadkach, gdy wymagany jest bardziej złożony poziom RAID 30, 50 lub 60 - wyższy poziom zarządzania dyskami lub skalowalności, kontrolery na chipsecie mogą nie poradzić sobie z sytuacją. W takich przypadkach potrzebne są profesjonalne rozwiązania.

W takich przypadkach nie jesteś już ograniczony do systemów pamięci masowej SATA. Duża liczba specjalnych kart zapewnia obsługę dysków SAS (Serial-Attached SCSI) lub Fibre Channel (FC), a każdy z tych interfejsów zapewnia wyjątkowe korzyści.

SAS i FC dla profesjonalnych rozwiązań RAID

Każdy z trzech interfejsów (SATA, SAS i FC) ma swoje wady i zalety, żadnego z nich nie można bezwarunkowo nazwać najlepszym. Mocne strony dysków z interfejsem SATA to duża pojemność i niska cena w połączeniu z dużą szybkością przesyłania danych. Dyski SAS słyną z niezawodności, skalowalności i wysokich prędkości we/wy. Systemy pamięci masowej FC zapewniają stałą i bardzo wysoką szybkość przesyłania danych. Niektóre firmy nadal korzystają z rozwiązań Ultra SCSI, chociaż mogą obsługiwać do 16 urządzeń (jeden kontroler i 15 dysków). Co więcej, przepustowość w tym przypadku nie przekracza 320 MB/s (w przypadku Ultra-320 SCSI), co nie może konkurować z nowocześniejszymi rozwiązaniami.

Ultra SCSI to standard dla profesjonalnych rozwiązań pamięci masowej dla przedsiębiorstw. Jednak SAS zyskuje na popularności, ponieważ oferuje nie tylko znacznie większą przepustowość, ale także większą elastyczność w pracy z mieszanymi systemami SAS/SATA, umożliwiając optymalizację kosztów, wydajności, dostępności i pojemności nawet w jednym JBOD (zestawie dysków) . Ponadto wiele dysków SAS ma dwa porty zapewniające nadmiarowość. Jeśli jedna karta kontrolera ulegnie awarii, przełączenie napędu na inny kontroler pozwala uniknąć awarii całego systemu. Dzięki temu SAS zapewnia wysoką niezawodność całego systemu.

Co więcej, SAS to nie tylko protokół punkt-punkt do łączenia kontrolera i urządzenia pamięci masowej. W przypadku korzystania z ekspandera obsługuje do 255 urządzeń pamięci masowej na port SAS. Wykorzystując dwupoziomową strukturę ekspanderów SAS, teoretycznie możliwe jest dołączenie 255 x 255 (lub nieco ponad 65 000) urządzeń pamięci masowej do jednego kanału SAS, o ile oczywiście kontroler jest w stanie obsłużyć tak dużą liczbę urządzeń.

Adaptec, Areca, HighPoint i LSI: cztery testy kontrolerów SAS RAID

W tym benchmarku sprawdzamy wydajność nowoczesnych kontrolerów SAS RAID, które są reprezentowane przez cztery produkty: Adaptec RAID 6805, Areca ARC-1880i, HighPoint RocketRAID 2720SGL oraz LSI MegaRAID 9265-8i.

Dlaczego SAS, a nie FC? Z jednej strony SAS to zdecydowanie najciekawsza i najbardziej odpowiednia architektura. Zapewnia funkcje, takie jak podział na strefy, które są bardzo atrakcyjne dla profesjonalnych użytkowników. Z drugiej strony, rola FC na rynku profesjonalnym spada, a niektórzy analitycy przewidują nawet całkowity upadek na podstawie liczby dostarczonych dysków twardych. Według ekspertów IDC przyszłość FC wygląda raczej ponuro, ale dyski twarde SAS mogą zająć 72% rynku dysków twardych dla przedsiębiorstw w 2014 roku.

Adaptec RAID 6805

Producent chipów PMC-Sierra wprowadził na rynek serię kontrolerów RAID 6 „Adaptec by PMC” pod koniec 2010 roku. Karty kontrolerów serii 6 są oparte na dwurdzeniowym kontrolerze SRC 8x6 GB ROC (RAID on Chip), który obsługuje 512 MB pamięci podręcznej i do 6 Gb/s na port SAS. Istnieją trzy modele niskoprofilowe: Adaptec RAID 6405 (4 porty wewnętrzne), Adaptec RAID 6445 (4 porty wewnętrzne i 4 zewnętrzne) oraz testowany przez nas Adaptec RAID 6805 z ośmioma portami wewnętrznymi, kosztujący około 460 USD.

Wszystkie modele obsługują JBOD i wszystkie poziomy RAID - 0, 1, 1E, 5, 5EE, 6, 10, 50 i 60.

Podłączony do systemu przez interfejs x8 PCI Express 2.0, Adaptec RAID 6805 obsługuje do 256 urządzeń za pośrednictwem ekspandera SAS. Według specyfikacji producenta stabilna prędkość przesyłania danych do systemu może osiągnąć 2 GB/s, a szczytowa może osiągnąć 4,8 GB/s na agregowanym porcie SAS i 4 GB/s na interfejsie PCI Express – ostatnia cyfra to maksymalna teoretycznie możliwa wartość dla magistrali PCI Express 2.0x.

ZMCP bez potrzeby wsparcia

Nasza jednostka testowa została wyposażona w moduł Adaptec Falsh Module 600, który wykorzystuje ochronę pamięci podręcznej Zero Maintenance Cache Protection (ZMCP) i nie korzysta ze starszej jednostki Battery Backup Unit (BBU). Moduł ZMCP to układ pamięci flash NAND o pojemności 4 GB, który służy do tworzenia kopii zapasowej pamięci podręcznej kontrolera w przypadku awarii zasilania.

Ponieważ kopiowanie z pamięci podręcznej do pamięci flash jest bardzo szybkie, Adaptec używa kondensatorów do zasilania zamiast baterii. Kondensatory mają tę zaletę, że mogą działać tak długo, jak same karty, a zapasowe baterie należy wymieniać co kilka lat. Ponadto raz skopiowane do pamięci flash dane mogą być tam przechowywane przez kilka lat. Dla porównania, zazwyczaj masz około trzech dni na przechowywanie danych, zanim informacje z pamięci podręcznej zostaną utracone, co zmusza Cię do pośpiechu w celu odzyskania danych. Jak sama nazwa wskazuje, ZMCP to rozwiązanie, które może wytrzymać awarie zasilania.

Wydajność

Adaptec RAID 6805 w RAID 0 przegrywa w naszych testach odczytu/zapisu strumieniowego. Ponadto RAID 0 nie jest typowym przypadkiem dla firmy, która potrzebuje ochrony danych (chociaż może być równie dobrze wykorzystany w przypadku stacji roboczej do renderowania wideo). Odczyty sekwencyjne są z prędkością 640 MB/s, a zapisy sekwencyjne z prędkością 680 MB/s. Pod tymi dwoma względami LSI MegaRAID 9265-8i zajmuje pierwsze miejsce w naszych testach. Adaptec RAID 6805 radzi sobie lepiej w testach RAID 5, 6 i 10, ale nie jest absolutnym liderem. W konfiguracji z samym dyskiem SSD kontroler Adaptec działa z prędkością do 530 MB/s, ale przewyższa go kontrolerami Areca i LSI.

Karta Adaptec automatycznie rozpoznaje to, co nazywa konfiguracją HybridRaid, która składa się z kombinacji dysków HDD i SSD, oferując poziomy RAID od 1 do 10 w tej konfiguracji. Ta karta przewyższa konkurencję dzięki specjalnym algorytmom odczytu/zapisu. Automatycznie kierują odczyty na dysk SSD i zapisują zarówno na dyskach twardych, jak i na dysku SSD. W ten sposób operacje odczytu będą działać tak, jak w systemie tylko z dyskiem SSD, a operacje zapisu będą działać nie gorzej niż w systemie z dysków twardych.

Jednak wyniki naszych testów nie odzwierciedlają sytuacji teoretycznej. Z wyjątkiem testów porównawczych dla serwera WWW, gdzie działa szybkość przesyłania danych dla systemu hybrydowego, hybrydowy system dysków SSD i dysków twardych nie może zbliżyć się do szybkości systemu z samym dyskiem SSD.

Kontroler Adaptec radzi sobie znacznie lepiej w teście wydajności I/O HDD. Niezależnie od rodzaju testów (baza danych, serwer plików, serwer WWW czy stacja robocza) kontroler RAID 6805 dotrzymuje kroku Areca ARC-1880i i LSI MegaRAID 9265-8i, zajmując pierwsze lub drugie miejsce. Tylko HighPoint RocketRAID 2720SGL prowadzi test I/O. Jeśli wymienisz dyski twarde na dyski SSD, LSI MegaRAID 9265-8i znacznie przewyższa pozostałe trzy kontrolery.

Instalacja oprogramowania i konfiguracja RAID

Adaptec i LSI mają dobrze zorganizowane i łatwe w użyciu narzędzia do zarządzania macierzą RAID. Narzędzia do zarządzania umożliwiają administratorom zdalny dostęp do kontrolerów przez sieć.

Instalowanie tablicy

Areca ARC-188oi

Areca wprowadza również serię ARC-1880 na rynek kontrolerów RAID SAS 6 Gb/s. Według producenta docelowe aplikacje obejmują aplikacje NAS i serwery pamięci masowej, HPC, nadmiarowość, zabezpieczenia i przetwarzanie w chmurze.

Testowane próbki ARC-1880i z ośmioma zewnętrznymi portami SAS i ośmioma liniami PCI Express 2.0 można kupić za 580 USD. Niskoprofilowa karta, która jest jedyną kartą w naszym pakiecie z aktywnym chłodzeniem, jest zbudowana wokół 800 MHz ROC z obsługą 512 MB pamięci podręcznej DDR2-800. Korzystając z ekspanderów SAS, Areca ARC-1880i obsługuje do 128 systemów pamięci masowej. Aby zachować zawartość pamięci podręcznej podczas awarii zasilania, do systemu można opcjonalnie dodać pakiet baterii.

Oprócz trybu pojedynczego i JBOD kontroler obsługuje poziomy RAID 0, 1, 1E, 3, 5, 6, 10, 30, 50 i 60.

Wydajność

Areca ARC-1880i radzi sobie dobrze w testach odczytu/zapisu RAID 0, osiągając 960 MB/s odczytu i 900 MB/s zapisu. Tylko LSI MegaRAID 9265-8i jest szybszy w tym konkretnym teście. Kontroler Areca nie zawodzi również w innych benchmarkach. Zarówno w pracy z dyskami twardymi, jak i dyskami SSD ten kontroler zawsze aktywnie konkuruje ze zwycięzcami testów. Choć kontroler Areca przodował tylko w jednym benchmarku (odczyt sekwencyjny w RAID 10), to wykazał bardzo wysokie wyniki, np. prędkość odczytu 793 MB/s, podczas gdy najszybszy konkurent, LSI MegaRAID 9265-8i, pokazał tylko 572 MB/s

Jednak komunikacja szeregowa to tylko część obrazu. Drugi to wydajność we/wy. Tutaj również przoduje Areca ARC-1880i, konkurując na równych warunkach z Adaptec RAID 6805 i LSI MegaRAID 9265-8i. Podobnie jak w przypadku zwycięstwa w benchmarku szybkości transmisji danych, kontroler Areca zwyciężył również w jednym z testów I/O - benchmarku serwera WWW. Kontroler Areca dominuje w testach serwerów sieci Web w RAID 0, 5 i 6, podczas gdy Adaptec 6805 prowadzi w RAID 10, pozostawiając kontroler Areca na drugim miejscu, niewiele w tyle.

Web GUI i opcje ustawień

Podobnie jak HighPoint RocketRAID 2720SGL, Areca ARC-1880i jest wygodnie oparty na sieci i łatwy w konfiguracji.

Instalowanie tablicy

HighPoint RocketRAID 2720SGL

HighPoint RocketRAID 2720SGL to kontroler SAS RAID z ośmioma wewnętrznymi portami SATA/SAS, z których każdy obsługuje 6 Gb/s. Jak podaje producent, ta niskoprofilowa karta skierowana jest do systemów pamięci masowej dla małych i średnich firm oraz stacji roboczych. Kluczowym elementem karty jest kontroler RAID Marvell 9485. Głównymi przewagami konkurencyjnymi są jej niewielkie rozmiary i 8-liniowy interfejs PCIe 2.0.

Oprócz JBOD karta obsługuje macierze RAID 0, 1, 5, 6, 10 i 50.

Oprócz modelu, który został przetestowany w naszych testach, są jeszcze 4 modele w niskoprofilowej serii HighPoint 2700: RocketRAID 2710, RocketRAID 2711, RocketRAID 2721 i RocketRAID 2722, które różnią się głównie rodzajem portów (wewnętrzne/zewnętrzne ) i ich liczbę (od 4 do 8). Nasze testy wykorzystywały najtańszy z tych kontrolerów RAID, RocketRAID 2720SGL (170 USD). Wszystkie kable do kontrolera są kupowane osobno.

Wydajność

Podczas sekwencyjnego odczytu/zapisu w macierzy RAID 0 złożonej z ośmiu dysków Fujitsu MBA3147RC, HighPoint RocketRAID 2720SGL osiąga doskonałą prędkość odczytu 971 MB/s, ustępując jedynie LSI MegaRAID 9265-8i. Szybkość zapisu 697 MB/s nie jest tak duża, ale wciąż przewyższa szybkość zapisu Adaptec RAID 6805. RocketRAID 2720SGL również pokazuje szeroki zakres wyników. Z RAID 5 i 6 przewyższa inne karty, ale z RAID 10 prędkość odczytu spada do 485 MB/s, najniższej z czterech testowanych próbek. Prędkość zapisu sekwencyjnego w RAID 10 jest jeszcze gorsza – tylko 198 MB/s.

Ten kontroler wyraźnie nie jest przeznaczony dla dysków SSD. Prędkość odczytu sięga tutaj 332 MB/s, a prędkość zapisu to 273 MB/s. Nawet Adaptec RAID 6805, który również nie radzi sobie dobrze z dyskami SSD, działa dwa razy lepiej. HighPoint nie jest więc konkurencją dla dwóch kart, które naprawdę dobrze współpracują z dyskami SSD: Areca ARC-1880i oraz LSI MegaRAID 9265-8i – działają co najmniej trzy razy szybciej.

Wszystko, co mogliśmy powiedzieć dobrego o działaniu HighPoint w trybie I/O, powiedzieliśmy. Jednak RocketRAID 2720SGL zajmuje ostatnie miejsce w naszych testach we wszystkich czterech testach porównawczych Iometer. Kontroler HighPoint jest dość konkurencyjny w stosunku do innych kart podczas pracy z benchmarkiem serwera sieci Web, ale znacznie traci na konkurentach w pozostałych trzech benchmarkach. Staje się to widoczne w testach SSD, gdzie RocketRAID 2720SGL wyraźnie pokazuje, że nie jest zoptymalizowany pod kątem dysków SSD. Wyraźnie nie wykorzystuje w pełni zalet dysków SSD w porównaniu z dyskami HDD. Na przykład RocketRAID 2720SGL osiąga 17378 IOP w benchmarku bazy danych, podczas gdy LSI MegaRAID 9265-8i przewyższa go czterokrotnie z 75 037 IOP.

Web GUI i ustawienia tablicy

Interfejs sieciowy RocketRAID 2720SGL jest wygodny i łatwy w użyciu. Wszystkie parametry RAID można łatwo ustawić.

Instalowanie tablicy

LSI MegaRAID 9265-8i

LSI pozycjonuje MegaRAID 9265-8i jako urządzenie dla rynku SMB. Ta karta jest odpowiednia do niezawodności w chmurze i innych aplikacji biznesowych. MegaRAID 9265-8i jest jednym z droższych kontrolerów w naszym teście (kosztuje 630 USD), ale jak pokazuje test, pieniądze te są wypłacane za jego realne korzyści. Zanim przedstawimy wyniki testów, omówmy techniczne cechy tych kontrolerów oraz aplikacje oprogramowania FastPath i CacheCade.

LSI MegaRAID 9265-8i wykorzystuje dwurdzeniowy LSI SAS2208 ROC z ośmiopasmowym interfejsem PCIe 2.0. 8 na końcu nazwy urządzenia wskazuje, że istnieje osiem wewnętrznych portów SATA/SAS, z których każdy obsługuje 6 Gb/s. Do kontrolera można podłączyć do 128 urządzeń pamięci masowej za pomocą ekspanderów SAS. Karta LSI zawiera 1 GB pamięci podręcznej DDR3-1333 i obsługuje poziomy RAID 0, 1, 5, 6, 10 i 60.

Konfiguracja oprogramowania i RAID, FastPath i CacheCade

LSI twierdzi, że FastPath może znacznie przyspieszyć systemy we/wy po podłączeniu dysku SSD. Według ekspertów LSI, FastPath współpracuje z dowolnym dyskiem SSD, znacznie zwiększając wydajność zapisu/odczytu macierzy RAID opartej na dyskach SSD: 2,5-krotny zapis i 2-krotny odczyt, osiągając 465 000 IOPS. Nie byliśmy w stanie zweryfikować tej liczby. Jednak ta karta była w stanie maksymalnie wykorzystać pięć dysków SSD bez korzystania z FastPath.

Kolejna aplikacja dla MegaRAID 9265-8i nazywa się CacheCade. Dzięki niemu możesz użyć jednego dysku SSD jako pamięci podręcznej dla szeregu dysków twardych. Według ekspertów LSI może to przyspieszyć proces odczytu nawet 50-krotnie, w zależności od wielkości danych, aplikacji i sposobu użytkowania. Przetestowaliśmy tę aplikację na macierzy RAID 5 składającej się z 7 dysków twardych i jednego dysku SSD (dysk SSD był używany jako pamięć podręczna). W porównaniu z systemem RAID 5 składającym się z 8 dysków twardych stało się jasne, że CacheCade nie tylko poprawia szybkość operacji we/wy, ale także ogólną wydajność (im więcej, tym mniejsza ilość stale wykorzystywanych danych). Do testów użyliśmy 25 GB danych i uzyskaliśmy 3877 IOPS na Iometer w szablonie serwera sieci Web, podczas gdy zwykła macierz dysków twardych pozwalała tylko na 894 IOPS.

Wydajność

W końcu okazuje się, że LSI MegaRAID 9265-8i jest najszybszym I/O spośród wszystkich kontrolerów SAS RAID w tej recenzji. Jednak podczas sekwencyjnych operacji odczytu/zapisu kontroler wykazuje średnią wydajność, ponieważ jego sekwencyjna wydajność w dużym stopniu zależy od używanego poziomu macierzy RAID. Testując dysk twardy na poziomie RAID 0 otrzymujemy sekwencyjną prędkość odczytu 1080 MB/s (czyli znacznie wyższą od konkurencji). Sekwencyjne prędkości zapisu w RAID 0 osiągają 927 MB/s, co jest również szybsze niż u konkurencji. Ale w przypadku RAID 5 i 6 kontrolery LSI są gorsze od wszystkich swoich konkurentów, przewyższając je tylko w RAID 10. W teście SSD RAID, LSI MegaRAID 9265-8i wykazuje najlepszą wydajność zapisu sekwencyjnego (752 MB/s) i tylko Areca ARC -1880i przewyższa go według parametrów odczytu sekwencyjnego.

Jeśli szukasz kontrolera RAID skoncentrowanego na dyskach SSD o wysokiej wydajności we/wy, liderem jest kontroler LSI. Z kilkoma wyjątkami zajmuje pierwsze miejsce w naszych testach we/wy serwera plików, serwera WWW i stacji roboczej. Gdy macierz RAID składa się z dysków SSD, konkurenci LSI nie mogą jej dorównać. Przykładowo w benchmarku dla stacji roboczych MegaRAID 9265-8i osiąga 70 172 IOPS, podczas gdy na drugim miejscu znajduje się Areca ARC-1880i prawie dwukrotnie za nim - 36 975 IOPS.

Instalacja oprogramowania RAID i macierzy

Podobnie jak w przypadku Adaptec, LSI oferuje wygodne narzędzia do zarządzania macierzą RAID za pośrednictwem kontrolera. Oto kilka zrzutów ekranu:

Oprogramowanie dla CacheCade

Oprogramowanie RAID

Instalowanie tablicy

Tabela porównawcza i konfiguracja stanowiska testowego

Producent	Adaptec	Areków
Produkt	RAID 6805	ARC-1880i
Współczynnik kształtu	Niskoprofilowy MD2	Niskoprofilowy MD2
Liczba portów SAS	8	8
	6 Gb/s (SAS 2.0)	6 Gb/s (SAS 2.0)
Wewnętrzne porty SAS	2xSFF-8087	2xSFF-8087
Zewnętrzne porty SAS	Nie	Nie
Pamięć podręczna	512 MB DDR2-667	512 MB DDR2-800
Główny interfejs	PCIe 2.0 (x8)	PCIe 2.0 (x8)
XOR i szybkość zegara	PMC-Sierra PM8013/Brak danych	Nie dotyczy/800 MHz
Obsługiwane poziomy RAID	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
Bateria	Nie	Opcjonalny
Miłośnik	Nie	Jest

Producent	wysoka temperatura	LSI
Produkt	RocketRAID 2720SGL	MegaRAID 9265-8i
Współczynnik kształtu	Niskoprofilowy MD2	Niskoprofilowy MD2
Liczba portów SAS	8	8
Przepustowość SAS na port	6 Gb/s (SAS 2.0)	6 Gb/s (SAS 2.0)
Wewnętrzne porty SAS	2xSFF-8087	2xSFF-8087
Zewnętrzne porty SAS	Nie	Nie
Pamięć podręczna	Brak danych	1 GB pamięci DDR3-1333
Główny interfejs	PCIe 2.0 (x8)	PCIe 2.0 (x8)
XOR i szybkość zegara	Marvel 9485/Brak danych	LSI SAS2208/800 MHz
Obsługiwane poziomy RAID	0, 1, 5, 6, 10, 50	0, 1, 5, 6, 10, 60
Obsługiwane systemy operacyjne	Windows 2000, XP, 2003, 2008, Vista, 7, RHEL/CentOS, SLES, OpenSuSE, Fedora Core, Debian, Ubuntu, FreeBSD do wersji 7.2	Microsoft Windows Vista/2008/Server 2003/2000/XP, Linux, Solaris (x86), Netware, FreeBSD, Vmware
Bateria	Nie	Opcjonalny
Miłośnik	Nie	Nie

Konfiguracja testowa

Połączyliśmy osiem dysków Fujitsu MBA3147RC SAS (każdy o pojemności 147 GB) z kontrolerami RAID i przeprowadziliśmy testy porównawcze poziomów RAID 0, 5, 6 i 10. Testy SSD przeprowadzono z pięcioma dyskami Samsung SS1605.

Sprzęt komputerowy
procesor	Intel Core i7-920 (Bloomfield) 45 nm, 2,66 GHz, 8 MB współdzielonej pamięci podręcznej L3
Płyta główna (LGA 1366)	Supermicro X8SAX, Wersja: 1.0, Chipset Intel X58 + ICH10R, BIOS: 1.0B
Kontroler	LSI MegaRAID 9280-24i4e Oprogramowanie układowe: v12.12.0-0037 Sterownik: v4.32.0.64
Baran	3 x 1 GB DDR3-1333 Corsair CM3X1024-1333C9DHX
Dysk twardy	Seagate NL35 400 GB, ST3400832NS, 7200 obr./min, SATA 1,5 Gb/s, 8 MB pamięci podręcznej
Zasilacz	OCZ EliteXstream 800W, OCZ800EXS-EU
Benchmarki
Wydajność	Kryształowy Dysk Mark 3
Wydajność we/wy	Iometr 2006.07.27 Test porównawczy serwera plików Test porównawczy serwera internetowego Analiza porównawcza bazy danych Benchmark stacji roboczej Odczyty strumieniowe Zapisy strumieniowe Losowe odczyty 4k 4k losowych zapisów
Oprogramowanie i sterowniki
System operacyjny	Windows 7 Ultimate

Wyniki testu

Wydajność we/wy w macierzy RAID 0 i 5

Testy porównawcze w RAID 0 nie wykazują znaczącej różnicy między kontrolerami RAID, z wyjątkiem HighPoint RocketRAID 2720SGL.

Benchmark w RAID 5 nie pomaga kontrolerowi HighPoint odzyskać utraconego gruntu. W przeciwieństwie do benchmarku w RAID 0, wszystkie trzy szybsze kontrolery wyraźniej pokazują tutaj swoje mocne i słabe strony.

Wydajność we/wy w RAID 6 i 10

Firma LSI zoptymalizowała swój kontroler MegaRAID 9265 pod kątem obsługi baz danych, serwerów plików i stacji roboczych. Test porównawczy dla serwera sieci Web przechodzi dobrze przez wszystkie kontrolery, wykazując taką samą wydajność.

W wariancie RAID 10 Adaptec i LSI rywalizują o pierwsze miejsce, a HighPoint RocketRAID 2720SGL zajmuje ostatnie miejsce.

Wydajność we/wy SSD

LSI MegaRAID 9265 jest tutaj liderem, w pełni wykorzystując systemy pamięci masowej półprzewodnikowe.

Przepustowość w macierzy RAID 0, 5 i zdegradowany RAID 5

LSI MegaRAID 9265 z łatwością prowadzi w tym benchmarku. Adaptec RAID 6805 jest daleko w tyle.

HighPoint RocketRAID 2720SGL bez pamięci podręcznej dobrze sobie radzi z sekwencyjnymi operacjami w macierzy RAID 5. Inne kontrolery też nie są od niego dużo gorsze.

Zdegradowany RAID 5

Przepustowość w RAID 6, 10 i zdegradowany RAID 6

Podobnie jak w przypadku RAID 5, HighPoint RocketRAID 2720SGL wykazuje najwyższą przepustowość dla RAID 6, pozostawiając Areca ARC-1880i na drugim miejscu. Wrażenie jest takie, że LSI MegaRAID 9265-8i po prostu nie lubi RAID 6.

Zdegradowany RAID 6

Tutaj LSI MeagaRAID 9265-8i prezentuje się w najlepszym świetle, chociaż pozwala Arece ARC-1880i iść naprzód.

CacheCade LSI

Jaki jest najlepszy kontroler SAS 6 Gb/s?

Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie cztery testowane przez nas kontrolery SAS RAID działały dobrze. Wszystkie posiadają wszystkie niezbędne funkcjonalności, a wszystkie z nich mogą być z powodzeniem stosowane w serwerach klasy podstawowej i średniej. Oprócz wyjątkowej wydajności zapewniają również ważne funkcje, takie jak mieszane środowiska SAS i SATA oraz skalowalność dzięki ekspanderom SAS. Wszystkie cztery kontrolery obsługują standard SAS 2.0, który zwiększa przepustowość z 3 Gb/s do 6 Gb/s na port, a także wprowadza nowe funkcje, takie jak podział na strefy SAS, który umożliwia wielu kontrolerom dostęp do zasobów pamięci masowej za pośrednictwem pojedynczego SAS – ekspandera.

Pomimo takich podobieństw, jak niskoprofilowa obudowa, ośmiokanałowy interfejs PCI Express i osiem portów SAS 2.0, każdy kontroler ma swoje mocne i słabe strony, analizując, które można zalecić ich optymalne wykorzystanie.

Tak więc najszybszym kontrolerem jest LSI MegaRAID 9265-8i, szczególnie pod względem przepustowości we/wy. Chociaż ma pewne słabości, w szczególności niezbyt wysoką wydajność w przypadku RAID 5 i 6. MegaRAID 9265-8i prowadzi w większości testów porównawczych i jest doskonałym rozwiązaniem na profesjonalnym poziomie. Koszt tego kontrolera – 630 dolarów – jest najwyższy, o tym też nie powinniśmy zapominać. Ale za tak wysoki koszt otrzymujesz świetny kontroler, który przewyższa konkurencję, zwłaszcza podczas pracy z dyskiem SSD. Charakteryzuje się również doskonałą wydajnością, co staje się szczególnie cenne przy łączeniu dużych systemów pamięci masowej. Co więcej, możesz zwiększyć wydajność LSI MegaRAID 9265-8i za pomocą FastPath lub CacheCade, co oczywiście będzie Cię dodatkowo kosztować.

Kontrolery Adaptec RAID 6805 i Areca ARC-1880i wykazują taką samą wydajność i są bardzo podobne w cenie (460 USD i 540 USD). Oba działają dobrze, co pokazują różne testy porównawcze. Kontroler Adaptec zapewnia nieco lepszą wydajność niż kontroler Areca, a także oferuje bardzo pożądaną funkcję ZMCP (Zero Maintenance Cache Protection), która zastępuje konwencjonalną redundancję w przypadku awarii zasilania i umożliwia kontynuowanie operacji.

HighPoint RocketRAID 2720SGL sprzedaje się za jedyne 170 USD, co jest znacznie tańsze niż pozostałe trzy testowane przez nas kontrolery. Wydajność tego kontrolera jest całkiem wystarczająca, jeśli pracujesz z konwencjonalnymi napędami, choć jest gorsza od kontrolerów Adaptec czy Areca. I nie powinieneś używać tego kontrolera do pracy z SSD.

Wraz z pojawieniem się wystarczająco dużej liczby urządzeń peryferyjnych Serial Attached SCSI (SAS), możemy określić początek przejścia środowiska korporacyjnego na szyny nowej technologii. Jednak SAS jest nie tylko uznanym następcą technologii UltraSCSI, ale także otwiera nowe obszary zastosowań, podnosząc skalowalność systemów do niewyobrażalnych poziomów. Postanowiliśmy zademonstrować potencjał SAS, przyglądając się bliżej technologii, adapterom hosta, dyskom twardym i systemom pamięci masowej.

SAS nie jest całkowicie nową technologią: wykorzystuje to, co najlepsze z obu światów. Pierwsza część SAS dotyczy komunikacji szeregowej, która wymaga mniej fizycznych przewodów i pinów. Przejście z transmisji równoległej na szeregową umożliwiło pozbycie się magistrali. Chociaż obecne specyfikacje SAS definiują przepustowość na 300 MB/s na port, czyli mniej niż 320 MB/s dla UltraSCSI, zastąpienie współużytkowanej magistrali połączeniem punkt-punkt jest znaczącą zaletą. Drugą częścią SAS jest protokół SCSI, który pozostaje potężny i popularny.

SAS może również użyć dużego zestawu rodzaje RAID. Giganci, tacy jak Adaptec czy LSI Logic, oferują w swoich produktach zaawansowany zestaw funkcji do rozszerzania, migracji, zagnieżdżania i innych funkcji, w tym rozproszone macierze RAID na wielu kontrolerach i dyskach.

Wreszcie, większość wspomnianych dzisiaj działań jest już wykonywana „w locie”. Tutaj powinniśmy zwrócić uwagę na doskonałe produkty AMCC/3Ware , Areków oraz Broadcom/Raidcore, co umożliwiło przeniesienie funkcji klasy korporacyjnej do przestrzeni SATA.

W porównaniu z SATA tradycyjna implementacja SCSI traci grunt pod każdym względem, z wyjątkiem zaawansowanych rozwiązań korporacyjnych. Oferty SATA odpowiednie dyski twarde, ma dobrą cenę i szeroki asortyment decyzje. I nie zapominajmy o innej „inteligentnej” funkcji SAS: łatwo dogaduje się z istniejącą infrastrukturą SATA, ponieważ adaptery hosta SAS z łatwością współpracują z dyskami SATA. Ale dysku SAS nie można podłączyć do adaptera SATA.

Źródło: Adaptec.

Po pierwsze, wydaje nam się, że powinniśmy sięgnąć do historii SAS. Standard SCSI (skrót od „small computer system interface”) był zawsze uważany za profesjonalną magistralę do podłączania napędów i niektórych innych urządzeń do komputerów. Dyski twarde do serwerów i stacji roboczych nadal wykorzystują technologię SCSI. W przeciwieństwie do standardu mass ATA, który umożliwia podłączenie tylko dwóch dysków do jednego portu, SCSI umożliwia podłączenie do 15 urządzeń do jednej magistrali i oferuje potężny protokół poleceń. Urządzenia muszą mieć unikalny identyfikator SCSI, który można przypisać ręcznie lub za pomocą protokołu SCAM (SCSI Configuration Automatically). Ponieważ identyfikatory urządzeń dla magistral dwóch lub więcej adapterów SCSI mogą nie być unikatowe, dodano numery jednostek logicznych (LUN), aby ułatwić identyfikację urządzeń w złożonych środowiskach SCSI.

Sprzęt SCSI jest bardziej elastyczny i niezawodny niż ATA (standard ten nazywany jest również IDE, Integrated Drive Electronics). Urządzenia można podłączać zarówno wewnątrz komputera, jak i na zewnątrz, a długość kabla może wynosić do 12 m, jeśli jest odpowiednio zaterminowana (aby uniknąć odbić sygnału). Wraz z rozwojem SCSI pojawiło się wiele standardów, które określają różne szerokości magistrali, szybkości zegara, złącza i napięcia sygnału (Fast, Wide, Ultra, Ultra Wide, Ultra2, Ultra2 Wide, Ultra3, Ultra320 SCSI). Na szczęście wszyscy używają tego samego zestawu poleceń.

Wszelka komunikacja SCSI jest ustanawiana między inicjatorem (adapterem hosta) wysyłającym polecenia a napędem docelowym, który na nie odpowiada. Bezpośrednio po odebraniu zestawu poleceń dysk docelowy wysyła tzw. kod sensu (stan: zajęty, błąd lub wolny), dzięki któremu inicjator będzie wiedział, czy otrzyma żądaną odpowiedź, czy nie.

Protokół SCSI określa prawie 60 różnych poleceń. Są one podzielone na cztery kategorie: bez danych, dwukierunkowe, dane do odczytu i dane do zapisu.

Ograniczenia SCSI zaczynają się pojawiać po dodaniu dysków do magistrali. Dziś trudno znaleźć dysk twardy, który mógłby w pełni załadować przepustowość 320 MB/s Ultra320 SCSI. Ale pięć lub więcej przejazdów tym samym autobusem to zupełnie inna sprawa. Opcją byłoby dodanie drugiego adaptera hosta w celu równoważenia obciążenia, ale wiąże się to z kosztami. Kable też są problemem: skręcone 80-żyłowe kable są bardzo drogie. Jeśli chcesz również uzyskać „hot swap” dysków, czyli łatwą wymianę uszkodzonego dysku, wymagany jest specjalny sprzęt (płyta montażowa).

Oczywiście najlepiej jest umieścić napędy w oddzielnych urządzeniach lub modułach, które zazwyczaj można wymieniać na gorąco wraz z innymi przyjemnymi funkcjami sterowania. W rezultacie na rynku pojawia się więcej profesjonalnych rozwiązań SCSI. Ale wszystkie one kosztują dużo, dlatego standard SATA rozwinął się tak szybko w ostatnich latach. I chociaż SATA nigdy nie zaspokoi potrzeb systemów klasy high-end dla przedsiębiorstw, ten standard doskonale uzupełnia SAS w tworzeniu nowych skalowalnych rozwiązań dla środowisk sieciowych nowej generacji.

SAS nie korzysta ze wspólnej magistrali dla wielu urządzeń. Źródło: Adaptec.

SATA

Po lewej stronie znajduje się złącze SATA do przesyłania danych. Po prawej stronie znajduje się złącze zasilania. Jest wystarczająco dużo pinów, aby dostarczyć napięcia 3,3 V, 5 V i 12 V do każdego dysku SATA.

Standard SATA istnieje na rynku od kilku lat, a dziś dotarł do swojej drugiej generacji. SATA I charakteryzował się przepustowością 1,5 Gb/s z dwoma połączeniami szeregowymi z wykorzystaniem niskonapięciowej sygnalizacji różnicowej. Warstwa fizyczna wykorzystuje kodowanie 8/10 bitów (10 bitów rzeczywistych na 8 bitów danych), co wyjaśnia maksymalną przepustowość interfejsu wynoszącą 150 MB/s. Po przejściu SATA do prędkości 300 MB / s wielu zaczęło nazywać nowy standard SATA II, chociaż podczas standaryzacji SATA-IO(Organizacja międzynarodowa) planowała najpierw dodać więcej funkcji, a następnie nazwać ją SATA II. Dlatego najnowsza specyfikacja nosi nazwę SATA 2.5 i zawiera rozszerzenia SATA, takie jak Natywne kolejkowanie poleceń(NCQ) i eSATA (zewnętrzne SATA), mnożniki portów (do czterech dysków na port) itp. Ale dodatkowe funkcje SATA są opcjonalne zarówno dla kontrolera, jak i samego dysku twardego.

Miejmy nadzieję, że w 2007 roku jeszcze wydane zostaną SATA III z prędkością 600 MB/s.

Tam, gdzie kable równoległe ATA (UltraATA) były ograniczone do 46 cm, kable SATA mogą mieć do 1 m długości, a dla eSATA dwa razy więcej. Zamiast 40 lub 80 przewodów transmisja szeregowa wymaga tylko kilku pinów. Dlatego kable SATA są bardzo wąskie, łatwe do prowadzenia w obudowie komputera i nie utrudniają tak bardzo przepływu powietrza. Pojedyncze urządzenie opiera się na porcie SATA, dzięki czemu jest interfejsem typu punkt-punkt.

Złącza SATA dla danych i zasilania zapewniają oddzielne wtyczki.

SAS

Protokół sygnalizacyjny jest tutaj taki sam jak w przypadku SATA. Źródło: Adaptec.

Miłą cechą Serial Attached SCSI jest to, że technologia obsługuje zarówno SCSI, jak i SATA, dzięki czemu dyski SAS lub SATA (lub oba standardy) można podłączyć do kontrolerów SAS. Jednak dyski SAS nie mogą współpracować z kontrolerami SATA ze względu na użycie protokołu Serial SCSI (SSP). Podobnie jak SATA, SAS działa zgodnie z zasadą połączenia punkt-punkt dla dysków (obecnie 300 MB/s), a dzięki ekspanderom SAS (lub ekspanderom, ekspanderom) można podłączyć więcej dysków niż dostępnych portów SAS. Dyski twarde SAS obsługują dwa porty, każdy z własnym unikalnym identyfikatorem SAS, dzięki czemu możesz użyć dwóch fizycznych połączeń w celu zapewnienia nadmiarowości — podłącz dysk do dwóch różnych hostów. Dzięki protokołowi STP (SATA Tunneling Protocol) kontrolery SAS mogą komunikować się z dyskami SATA podłączonymi do ekspandera.

Źródło: Adaptec.

Źródło: Adaptec.

Źródło: Adaptec.

Oczywiście jedyne fizyczne połączenie ekspandera SAS z kontrolerem hosta można uznać za „wąskie gardło”, dlatego w standardzie przewidziane są szerokie porty SAS. Szeroki port grupuje wiele połączeń SAS w jedno łącze między dowolnymi dwoma urządzeniami SAS (zwykle między kontrolerem hosta a przedłużaczem/ekspanderem). Ilość połączeń w ramach łącza można zwiększyć, wszystko zależy od narzuconych wymagań. Ale nadmiarowe połączenia nie są obsługiwane, ani żadne pętle ani pierścienie nie są dozwolone.

Źródło: Adaptec.

Przyszłe implementacje SAS zwiększą przepustowość 600 i 1200 MB/s na port. Oczywiście wydajność dysków twardych nie wzrośnie w tym samym stosunku, ale wygodniej będzie używać ekspanderów na małej liczbie portów.

Urządzenia o nazwach „Fan Out” i „Edge” to ekspandery. Jednak tylko główny ekspander Fan Out może współpracować z domeną SAS (patrz połączenie 4x na środku diagramu). Dozwolonych jest do 128 fizycznych połączeń na każdy ekspander Edge i można używać szerokich portów i/lub podłączać inne ekspandery/dyski. Topologia może być dość złożona, ale jednocześnie elastyczna i wydajna. Źródło: Adaptec.

Źródło: Adaptec.

Płyta montażowa jest podstawowym elementem każdego systemu pamięci masowej, który musi być podłączany podczas pracy. Dlatego ekspandery SAS często obejmują potężne rigi (zarówno w jednym, jak i nie). Zazwyczaj do połączenia prostej przystawki z adapterem hosta używane jest pojedyncze łącze. Ekspandery z wbudowanymi przystawkami oczywiście opierają się na połączeniach wielokanałowych.

Dla SAS opracowano trzy rodzaje kabli i złączy. SFF-8484 to wielordzeniowy kabel wewnętrzny, który łączy adapter hosta ze sprzętem. W zasadzie to samo można osiągnąć, rozgałęziając ten kabel na jednym końcu na kilka oddzielnych złączy SAS (patrz ilustracja poniżej). SFF-8482 to złącze, przez które dysk jest podłączony do pojedynczego interfejsu SAS. Wreszcie SFF-8470 to zewnętrzny kabel wielożyłowy o długości do sześciu metrów.

Źródło: Adaptec.

Kabel SFF-8470 do zewnętrznych połączeń multilink SAS.

Kabel wielożyłowy SFF-8484. Cztery kanały/porty SAS przechodzą przez jedno złącze.

Kabel SFF-8484 umożliwiający podłączenie czterech dysków SATA.

SAS w ramach rozwiązań SAN

Dlaczego potrzebujemy tych wszystkich informacji? Większość użytkowników nie zbliży się do topologii SAS, którą omówiliśmy powyżej. Jednak SAS to coś więcej niż interfejs nowej generacji dla profesjonalnych dysków twardych, chociaż doskonale nadaje się do tworzenia prostych lub złożonych macierzy RAID w oparciu o jeden lub więcej kontrolerów RAID. SAS potrafi więcej. Jest to interfejs szeregowy typu punkt-punkt, który można łatwo skalować w miarę dodawania większej liczby łączy między dowolnymi dwoma urządzeniami SAS. Dyski SAS są wyposażone w dwa porty, więc możesz podłączyć jeden port przez ekspander do systemu hosta, a następnie utworzyć ścieżkę zapasową do innego systemu hosta (lub innego ekspandera).

Komunikacja pomiędzy adapterami SAS a ekspanderami (a także pomiędzy dwoma ekspanderami) może być tak szeroka, jak są dostępne porty SAS. Ekspandery to zazwyczaj systemy montowane w stojaku, które mogą pomieścić dużą liczbę dysków, a możliwość podłączenia SAS do urządzenia znajdującego się wyżej w hierarchii (na przykład kontrolera hosta) jest ograniczona jedynie możliwościami ekspandera.

Dzięki bogatej i funkcjonalnej infrastrukturze SAS umożliwia tworzenie złożonych topologii pamięci masowej zamiast dedykowanych dysków twardych lub oddzielnej sieciowej pamięci masowej. W tym przypadku „skomplikowane” nie powinno oznaczać, że praca z taką topologią jest trudna. Konfiguracje SAS składają się z prostych platform dyskowych lub ekspanderów. Każde łącze SAS można skalować w górę lub w dół w zależności od wymagań dotyczących przepustowości. Można używać zarówno wydajnych dysków twardych SAS, jak i modeli SATA o dużej pojemności. Wraz z wydajnymi kontrolerami RAID można łatwo konfigurować, rozszerzać lub rekonfigurować macierze danych — zarówno pod względem poziomu RAID, jak i strony sprzętowej.

Wszystko to staje się jeszcze ważniejsze, gdy weźmie się pod uwagę, jak szybko rośnie korporacyjna pamięć masowa. Dziś wszyscy mówią o SAN - sieciach pamięci masowej. Oznacza to zdecentralizowaną organizację podsystemu przechowywania danych z tradycyjnymi serwerami wykorzystującymi fizycznie zdalne magazyny. Za pomocą istniejące sieci Gigabit Ethernet lub Fibre Channel, wprowadzany jest nieco zmodyfikowany protokół SCSI, enkapsulowany w pakietach Ethernet (iSCSI - Internet SCSI). System, który działa od pojedynczego dysku twardego do złożonych zagnieżdżonych macierzy RAID, staje się tak zwanym celem (celem) i jest powiązany z inicjatorem (system hosta, inicjator), który traktuje cel tak, jakby był tylko elementem fizycznym.

iSCSI pozwala oczywiście na stworzenie strategii rozwoju pamięci masowej, organizacji danych czy kontroli dostępu. Uzyskujemy kolejny poziom elastyczności, usuwając pamięć masową podłączoną bezpośrednio do serwerów, dzięki czemu dowolny podsystem pamięci masowej może stać się celem iSCSI. Przejście na zdalną pamięć masową uniezależnia system od serwerów pamięci masowej (niebezpieczny punkt awarii) i poprawia możliwości zarządzania sprzętem. Z programowego punktu widzenia pamięć masowa nadal znajduje się „wewnątrz” serwera. Cel i inicjator iSCSI mogą znajdować się w pobliżu, na różnych piętrach, w różnych pomieszczeniach lub budynkach – wszystko zależy od jakości i szybkości połączenia IP między nimi. Z tego punktu widzenia należy zauważyć, że sieć SAN nie jest dobrze dostosowana do wymagań aplikacji internetowych, takich jak bazy danych.

2,5-calowe dyski twarde SAS

2,5-calowe dyski twarde dla sektora profesjonalnego są nadal postrzegane jako nowość. Od dłuższego czasu testujemy pierwszy taki dysk firmy Seagate – 2,5" Ultra320 Savvio który pozostawił dobre wrażenie. Wszystkie 2,5-calowe dyski SCSI wykorzystują prędkość obrotową 10 000 obr./min, ale nie osiągają poziomów wydajności 3,5-calowych dysków twardych o tej samej prędkości obrotowej. Faktem jest, że zewnętrzne gąsienice modeli 3,5” obracają się z większą prędkością liniową, co zapewnia wyższą szybkość przesyłania danych.

Zaletą małych dysków twardych nie jest pojemność: dziś maksymalna dla nich to wciąż 73 GB, podczas gdy w 3,5-calowych dyskach klasy enterprise już 300 GB. W wielu obszarach stosunek wydajności do zajmowanego woluminu fizycznego jest bardzo ważne czy energooszczędność. Im więcej dysków twardych używasz, tym więcej osiągasz wydajności - oczywiście w połączeniu z odpowiednią infrastrukturą. Jednocześnie dyski twarde 2,5" zużywają prawie o połowę mniej energii niż konkurenci 3,5". Jeśli weźmiemy pod uwagę stosunek wydajności na wat (operacje we/wy na wat), obudowa 2,5" daje bardzo dobre wyniki.

Jeśli potrzebujesz przede wszystkim pojemności, dyski 3,5" 10 000 obr./min raczej nie będą najlepszym wyborem. Faktem jest, że dyski twarde 3,5" SATA zapewniają o 66% większą pojemność (500 zamiast 300 GB na dysk), pozostawiając poziom wydajności do przyjęcia. Wielu producentów dysków twardych oferuje modele SATA do pracy w trybie 24/7, a cena dysków została obniżona do minimum. Problemy z niezawodnością można rozwiązać, kupując zapasowe (zapasowe) dyski do natychmiastowej wymiany w macierzy.

Linia MAY reprezentuje najnowszą generację 2,5-calowych dysków Fujitsu dla sektora profesjonalnego. Prędkość obrotowa wynosi 10 025 obr./min, a pojemności 36,7 i 73,5 GB. Wszystkie dyski są wyposażone w 8 MB pamięci podręcznej i zapewniają średni czas wyszukiwania 4,0 ms i 4,5 ms pisze Jak już wspomnieliśmy, fajną cechą 2,5-calowych dysków twardych jest zmniejszone zużycie energii. Zwykle jeden 2,5-calowy dysk twardy pozwala zaoszczędzić co najmniej 60% energii w porównaniu z dyskiem 3,5-calowym.

3,5-calowe dyski twarde SAS

MAX to najnowsza linia wydajnych dysków twardych firmy Fujitsu o prędkości 15 000 obr./min. Więc nazwa pasuje idealnie. W przeciwieństwie do dysków 2,5" mamy tu aż 16 MB pamięci podręcznej i krótki średni czas wyszukiwania wynoszący 3,3 ms dla odczytu i 3,8 ms dla zapisu. Fujitsu oferuje modele 36,7 GB, 73,4 GB i 146 GB. GB (z jednym, dwoma i czterema talerze).

Dynamiczne łożyska płynowe trafiły do ​​dysków twardych klasy korporacyjnej, dzięki czemu nowe modele są znacznie cichsze niż poprzednie przy 15 000 obr./min. Oczywiście takie dyski twarde powinny być odpowiednio chłodzone, a sprzęt też to zapewnia.

Hitachi Global Storage Technologies oferuje również własną linię rozwiązań o wysokiej wydajności. UltraStar 15K147 działa z prędkością 15 000 obr./min i ma 16 MB pamięci podręcznej, podobnie jak dyski Fujitsu, ale konfiguracja talerza jest inna. Model 36,7 GB wykorzystuje dwa talerze zamiast jednego, podczas gdy model 73,4 GB wykorzystuje trzy talerze zamiast dwóch. Wskazuje to na mniejszą gęstość danych, ale taka konstrukcja w rzeczywistości pozwala nie korzystać z wewnętrznych, najwolniejszych obszarów płytek. W rezultacie głowice muszą się mniej poruszać, co daje lepszy średni czas dostępu.

Hitachi oferuje również modele 36,7 GB, 73,4 GB i 147 GB z deklarowanym czasem wyszukiwania (odczytu) 3,7 ms.

Chociaż Maxtor stał się już częścią Seagate, linie produktów firmy są nadal zachowane. Producent oferuje modele 36, 73 i 147 GB, wszystkie z prędkością obrotową 15 000 obr./min i 16 MB pamięci podręcznej. Firma twierdzi, że średni czas wyszukiwania wynosi 3,4 ms dla odczytów i 3,8 ms dla zapisów.

Cheetah od dawna kojarzony jest z wysokowydajnymi dyskami twardymi. Seagate był w stanie zaszczepić podobne skojarzenie z wypuszczeniem Barracudy w segmencie komputerów stacjonarnych, oferując pierwszy dysk do komputerów stacjonarnych o prędkości 7200 obr./min w 2000 r.

Dostępne w modelach 36,7 GB, 73,4 GB i 146,8 GB. Wszystkie wyróżniają się prędkością wrzeciona 15 000 obr./min oraz 8 MB pamięci podręcznej. Średni czas wyszukiwania dla odczytu to 3,5 ms, a dla zapisu 4,0 ms.

Adaptery hosta

W przeciwieństwie do kontrolerów SATA, komponenty SAS można znaleźć tylko na płytach głównych klasy serwerowej lub jako karty rozszerzeń dla PCI-X lub PCI Express. Jeśli pójdziemy o krok dalej i przyjrzymy się kontrolerom RAID (nadmiarowa macierz niedrogich dysków), są one sprzedawane w większości jako pojedyncze karty ze względu na ich złożoność. Karty RAID zawierają nie tylko sam kontroler, ale także układ przyspieszający obliczanie informacji o nadmiarowości (silnik XOR), a także pamięć podręczną. Niewielka ilość pamięci jest czasami wlutowana do karty (najczęściej 128 MB), ale niektóre karty pozwalają na rozszerzenie ilości za pomocą DIMM lub SO-DIMM.

Wybierając adapter hosta lub kontroler RAID, powinieneś jasno określić, czego potrzebujesz. Gama nowych urządzeń powiększa się na naszych oczach. Proste wieloportowe adaptery hosta będą kosztować stosunkowo niewiele, podczas gdy wydajne karty RAID będą kosztować dużo. Zastanów się, gdzie umieścisz swoje dyski: zewnętrzna pamięć masowa wymaga co najmniej jednego zewnętrznego gniazda. Serwery do montażu w szafie serwerowej zazwyczaj wymagają kart niskoprofilowych.

Jeśli potrzebujesz macierzy RAID, zdecyduj, czy użyjesz akceleracji sprzętowej. Niektóre karty RAID wykorzystują zasoby procesora do obliczeń XOR dla macierzy RAID 5 lub 6; inni używają własnego silnika sprzętowego XOR. Akceleracja RAID jest zalecana w środowiskach, w których serwer nie tylko przechowuje dane, takich jak bazy danych lub serwery WWW.

Wszystkie karty adapterów hosta, które cytowaliśmy w naszym artykule, obsługują 300 MB/s na port SAS i pozwalają na bardzo elastyczną implementację infrastruktury pamięci masowej. Dzisiaj mało kto będzie zaskoczony portami zewnętrznymi i weźmie pod uwagę obsługę zarówno dysków twardych SAS, jak i SATA. Wszystkie trzy karty korzystają z interfejsu PCI-X, ale wersje PCI Express są już w fazie rozwoju.

W naszym artykule zwróciliśmy uwagę na karty z ośmioma portami, ale liczba podłączonych dysków twardych nie ogranicza się do tego. Za pomocą ekspandera SAS (zewnętrznego) można podłączyć dowolną pamięć masową. Dopóki połączenie 4-liniowe jest wystarczające, można zwiększyć liczbę dysków twardych do 122. Ze względu na koszt wydajności obliczania informacji o parzystości RAID 5 lub RAID 6, typowe zewnętrzne pamięci masowe RAID nie będą w stanie załadować wystarczająca przepustowość poczwórnego pasa, nawet jeśli używana jest duża liczba dysków.

48300 to adapter hosta SAS zaprojektowany dla magistrali PCI-X. Dzisiejszy rynek serwerów nadal jest zdominowany przez PCI-X, chociaż coraz więcej płyt głównych jest wyposażonych w interfejsy PCI Express.

Adaptec SAS 48300 wykorzystuje interfejs PCI-X 133 MHz, co daje przepustowość 1,06 GB/s. Wystarczająco szybko, jeśli Magistrala PCI-X nie jest ładowany przez inne urządzenia. Jeśli włączysz do magistrali urządzenie o niższej prędkości, wszystkie inne karty PCI-X zmniejszą swoją prędkość do tej samej. W tym celu na płycie jest czasami instalowanych kilka kontrolerów PCI-X.

Adaptec pozycjonuje SAS 4800 dla serwerów i stacji roboczych klasy średniej i niższej. Sugerowana cena detaliczna to 360 USD, co jest całkiem rozsądne. Obsługiwana jest funkcja Adaptec HostRAID, umożliwiająca uaktualnienie do najprostszych macierzy RAID. W tym przypadku są to poziomy RAID 0, 1 i 10. Karta obsługuje zewnętrzne czterokanałowe połączenie SFF8470, a także wewnętrzne złącze SFF8484 sparowane z kablem dla czterech urządzeń SAS, czyli otrzymujemy osiem portów w całkowity.

Karta pasuje do serwera rack 2U po zainstalowaniu niskoprofilowej osłony gniazda. Pakiet zawiera również płytę CD ze sterownikiem, instrukcję szybkiej instalacji oraz wewnętrzny kabel SAS, za pomocą którego do karty można podłączyć do czterech dysków systemowych.

Odtwarzacz SAS LSI Logic wysłał nam adapter hosta SAS3442X PCI-X, bezpośredniego konkurenta dla Adaptec SAS 48300. Jest wyposażony w osiem portów SAS, które są rozdzielone między dwa czteropasmowe interfejsy. „Sercem” karty jest układ LSI SAS1068. Jeden z interfejsów przeznaczony jest dla urządzeń wewnętrznych, drugi - dla zewnętrznego DAS (Direct Attached Storage). Płyta wykorzystuje interfejs magistrali PCI-X 133.

Jak zwykle, interfejs 300 MB/s jest obsługiwany dla dysków SATA i SAS. Na płycie kontrolera znajduje się 16 diod LED. Osiem z nich to proste diody aktywności, a osiem kolejnych służy do zgłaszania awarii systemu.

LSI SAS3442X jest niskoprofilową kartą, dzięki czemu z łatwością mieści się w każdym serwerze rack 2U.

Uwaga obsługa sterowników dla systemów Linux, Netware 5.1 i 6, Windows 2000 i Server 2003 (x64), Windows XP (x64) i Solaris do 2.10. W przeciwieństwie do Adaptec, firma LSI zdecydowała się nie dodawać obsługi żadnych trybów RAID.

Adaptery RAID

SAS RAID4800SAS to rozwiązanie Adaptec dla bardziej złożonych środowisk SAS, które może być wykorzystywane do serwerów aplikacji, serwerów strumieniowych i innych. Przed nami znowu karta ośmioportowa, z jednym zewnętrznym czteropasmowym połączeniem SAS i dwoma wewnętrznymi czteropasmowymi interfejsami. Ale jeśli używane jest połączenie zewnętrzne, z wewnętrznych pozostaje tylko jeden czterokanałowy interfejs.

Karta jest również przystosowana do magistrali PCI-X 133, która zapewnia wystarczającą przepustowość nawet dla najbardziej wymagających konfiguracji RAID.

Jeśli chodzi o tryby RAID, SAS RAID 4800 z łatwością przewyższa swojego „młodszego brata”: poziomy RAID 0, 1, 10, 5, 50 są domyślnie obsługiwane, jeśli masz wystarczającą liczbę dysków. W przeciwieństwie do 48300, Adaptec zainwestował w dwa kable SAS, dzięki czemu można od razu podłączyć osiem dysków twardych do kontrolera. W przeciwieństwie do 48300, karta wymaga pełnowymiarowego gniazda PCI-X.

Jeśli zdecydujesz się uaktualnić swoją kartę do Adaptec Zaawansowany pakiet ochrony danych, będziesz mógł uaktualnić do trybów RAID z podwójną nadmiarowością (6, 60), a także szereg funkcji klasy korporacyjnej: dysk lustrzany w paski (RAID 1E), odstępy podczas pracy (RAID 5EE) i zapasowe kopie zapasowe. Narzędzie Adaptec Storage Manager ma interfejs podobny do przeglądarki i może być używane do zarządzania wszystkimi adapterami Adaptec.

Adaptec dostarcza sterowniki dla Windows Server 2003 (i x64), Windows 2000 Server, Windows XP (x64), Novell Netware, Red Hat Enterprise Linux 3 i 4, SuSe Linux Enterprise Server 8 i 9 oraz FreeBSD.

Przystawki SAS

335SAS jest akcesorium do czterech dysków SAS lub SATA, ale musi być podłączony do kontrolera SAS. Dzięki wentylatorowi 120mm dyski będą dobrze chłodzone. Będziesz także musiał podłączyć do urządzenia dwie wtyczki zasilania Molex.

Adaptec dołączył kabel I2C, którego można użyć do sterowania urządzeniem za pomocą odpowiedniego kontrolera. Ale w przypadku dysków SAS to już nie będzie działać. Dodatkowy kabel LED służy do sygnalizowania aktywności dysków, ale znowu tylko dla dysków SATA. W zestawie znajduje się również wewnętrzny kabel SAS dla czterech dysków, więc do podłączenia dysków wystarczy zewnętrzny czterokanałowy kabel. Jeśli chcesz używać dysków SATA, będziesz musiał użyć adapterów SAS do SATA.

Cena detaliczna 369 USD nie jest tania. Ale otrzymasz solidne i niezawodne rozwiązanie.

Przechowywanie SAS

SANbloc S50 to 12-dyskowe rozwiązanie klasy korporacyjnej. Otrzymasz obudowę rackową 2U, która łączy się z kontrolerami SAS. To jeden z najlepszych przykładów skalowalnych rozwiązań SAS. 12 dysków może być typu SAS lub SATA. Lub reprezentują mieszankę obu typów. Wbudowany ekspander może używać jednego lub dwóch czteropasmowych interfejsów SAS do podłączenia S50 do adaptera hosta lub kontrolera RAID. Ponieważ mamy wyraźnie profesjonalne rozwiązanie, jest on wyposażony w dwa zasilacze (z redundancją).

Jeśli kupiłeś już adapter hosta Adaptec SAS, możesz łatwo podłączyć go do S50 i zarządzać dyskami za pomocą Adaptec Storage Manager. Jeśli zainstalujesz dyski twarde SATA 500 GB, otrzymamy 6 TB pamięci. Jeśli weźmiemy dyski SAS o pojemności 300 GB, pojemność wyniesie 3,6 TB. Ponieważ ekspander jest połączony z kontrolerem hosta dwoma czteropasmowymi interfejsami, uzyskamy przepustowość 2,4 GB/s, co będzie więcej niż wystarczające dla macierzy dowolnego typu. Jeśli zainstalujesz 12 dysków w macierzy RAID0, maksymalna przepustowość wyniesie tylko 1,1 GB/s. W połowie tego roku Adaptec obiecuje wydać nieco zmodyfikowaną wersję z dwoma niezależnymi blokami SAS I/O.

SANbloc S50 zawiera funkcję automatycznego monitorowania i automatycznej kontroli prędkości wentylatora. Tak, urządzenie jest za głośne, więc z ulgą zwróciliśmy je z laboratorium po zakończeniu testów. Komunikat o awarii napędu jest wysyłany do kontrolera przez SES-2 (SCSI Enclosure Services) lub przez fizyczny interfejs I2C.

Temperatury pracy dla siłowników to 5-55°C, a dla akcesoriów od 0 do 40°C.

Na początku naszych testów osiągnęliśmy szczytową przepustowość zaledwie 610 MB/s. Zmieniając kabel między S50 a kontrolerem hosta Adaptec, nadal byliśmy w stanie osiągnąć 760 MB/s. Do załadowania systemu w trybie RAID 0 użyliśmy siedmiu dysków twardych. Zwiększenie liczby dysków twardych nie doprowadziło do wzrostu przepustowości.

Konfiguracja testowa

Sprzęt systemowy
Procesory	2x Intel Xeon (rdzeń Nocona) 3,6 GHz, FSB800, 1 MB pamięci podręcznej L2
Platforma	Asus NCL-DS (gniazdo 604) Chipset Intel E7520, BIOS 1005
Pamięć	Corsair CM72DD512AR-400 (DDR2-400 ECC, rej.) 2x 512 MB, CL3-3-3-10
Systemowy dysk twardy	Western Digital Kawior WD1200JB 120 GB, 7200 obr./min, 8 MB pamięci podręcznej, UltraATA/100
Kontrolery napędów	Kontroler Intel 82801EB UltraATA/100 (ICH5) Obietnica SATA 300TX4 Kierowca 1.0.0.33 Adaptec AIC-7902B Ultra320 Sterownik 3.0 Adaptec 48300 8-portowy PCI-X SAS Sterownik 1.1.5472 Adaptec 4800 8-portowy PCI-X SAS Sterownik 5.1.0.8360 Oprogramowanie układowe 5.1.0.8375 LSI Logic SAS3442X 8 portów PCI-X SAS Kierowca 1.21.05 BIOS 6.01
Skarbce	4-kieszeniowa platforma wewnętrzna z możliwością wymiany podczas pracy JBOD SAS/SATA 2U, 12 dysków twardych
Internet	Broadcom BCM5721 Gigabit Ethernet
karta graficzna	wbudowany ATi RageXL, 8 MB
Testy
pomiar wydajności	c "t h2benchw 3,6
Pomiar wydajności we/wy	IOMeter 2003.05.10 Test serwera plików webserver-benchmark benchmark bazy danych Benchmark stacji roboczej
Oprogramowanie systemowe i sterowniki
OS	Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition z dodatkiem Service Pack 1
Sterownik platformy	Narzędzie instalacji chipsetu Intel 7.0.0.1025
Sterownik karty graficznej Skrypt stacji roboczej. Po zbadaniu kilku nowych dysków twardych SAS, trzech powiązanych kontrolerów i dwóch urządzeń stało się jasne, że SAS jest rzeczywiście obiecującą technologią. Jeśli odwołasz się do dokumentacji technicznej SAS, zrozumiesz dlaczego. To nie tylko następca szeregowego SCSI (szybki, wygodny i łatwy w użyciu), ale także doskonały poziom skalowalności i rozwoju infrastruktury, w porównaniu z którym rozwiązania Ultra320 SCSI wydają się epoką kamienia łupanego. A kompatybilność jest po prostu świetna. Jeśli planujesz zakup profesjonalnego sprzętu SATA do swojego serwera, warto zajrzeć do SAS. Każdy kontroler lub akcesorium SAS jest kompatybilne zarówno z dyskami twardymi SAS, jak i SATA. Dlatego możesz stworzyć zarówno wysokowydajne środowisko SAS, jak i pojemne środowisko SATA — lub jedno i drugie. Wygodna obsługa pamięci zewnętrznej to kolejna ważna zaleta SAS. Jeśli pamięć masowa SATA korzysta z rozwiązań własnościowych lub pojedynczego łącza SATA/eSATA, interfejs pamięci masowej SAS umożliwia zwiększenie przepustowości w grupach po cztery łącza SAS. W efekcie otrzymujemy możliwość zwiększenia przepustowości dla potrzeb aplikacji, a nie spocząć na 320 MB/s UltraSCSI czy 300 MB/s SATA. Ponadto ekspandery SAS pozwalają na tworzenie całej hierarchii urządzeń SAS, dzięki czemu administratorzy mają większą swobodę działania. Ewolucja urządzeń SAS na tym się nie skończy. Wydaje nam się, że interfejs UltraSCSI można uznać za przestarzały i powoli spisany. Jest mało prawdopodobne, że branża go ulepszy, chyba że będzie nadal wspierać istniejące implementacje UltraSCSI. Wciąż nowe dyski twarde, najnowsze modele pamięci masowych i sprzętu, a także zwiększenie szybkości interfejsu do 600 MB/s, a następnie do 1200 MB/s – to wszystko przeznaczone jest dla SAS. Jaka powinna być nowoczesna infrastruktura magazynowa? Wraz z dostępnością SAS dni UltraSCSI są policzone. Wersja sekwencyjna to logiczny krok naprzód i robi wszystko lepiej niż poprzednik. Kwestia wyboru między UltraSCSI i SAS staje się oczywista. Wybór między SAS lub SATA jest nieco trudniejszy. Ale jeśli spojrzysz w przyszłość, to komponenty SAS będą nadal lepsze. Rzeczywiście, dla maksymalnej wydajności lub pod względem skalowalności nie ma dziś alternatywy dla SAS.

Dysk twardy do serwera, wybrane funkcje

Dysk twardy to najcenniejszy element każdego komputera. W końcu przechowuje informacje, z którymi pracuje komputer i użytkownik, w przypadku, gdy mówimy o komputerze osobistym. Za każdym razem, gdy ktoś siada przy komputerze, spodziewa się, że ekran ładowania systemu operacyjnego zostanie uruchomiony i zacznie pracować ze swoimi danymi, które dysk twardy rozda „w górę” z jego wnętrzności. Jeśli mówimy o dysku twardym, a nawet o ich szeregu jako części serwera, to są dziesiątki, setki i tysiące takich użytkowników, którzy oczekują dostępu do danych osobistych lub służbowych. A cała ich cicha praca czy rekreacja i rozrywka zależą od tych urządzeń, które stale przechowują w sobie dane. Już z tego porównania widać, że prośby o dyski twarde klasy domowej i przemysłowej nie są równoważne – w pierwszym przypadku pracuje z nimi jeden użytkownik, w drugim – tysiące. Okazuje się, że drugi dysk twardy powinien być bardziej niezawodny, szybszy, bardziej stabilny niż pierwszy wielokrotnie, ponieważ pracują z nim, wielu użytkowników na nim polega. W tym artykule omówione zostaną typy stosowane w sektorze przedsiębiorstw dyski twarde i cechy ich konstrukcji, pozwalające osiągnąć najwyższą niezawodność i wydajność.

Dyski SAS i SATA - tak podobne, a tak różne

Do niedawna standardy przemysłowych i domowych dysków twardych znacznie się różniły i były niekompatybilne - SCSI i IDE, teraz sytuacja się zmieniła - zdecydowana większość dysków twardych na rynku to dyski twarde SATA i SAS (Serial Attached SCSI). Złącze SAS jest uniwersalne i kompatybilne z SATA. Pozwala to na bezpośrednie podłączenie do systemu SAS zarówno szybkich, ale jednocześnie niewielkich pojemności (do 300 GB w momencie pisania) dysków SAS, jak i wolniejszych, ale wielokrotnie pojemniejszych dysków SATA (do do 2 TB w chwili pisania tego tekstu). W ten sposób w jednym podsystemie dyskowym można połączyć ważne aplikacje, które wymagają wysokiej wydajności i szybkiego dostępu do danych, z bardziej ekonomicznymi aplikacjami o niższym koszcie na gigabajt.

Ta interoperacyjność przynosi korzyści zarówno producentom płyt tylnych, jak i użytkownikom końcowym, zmniejszając koszty sprzętu i inżynierii.

Oznacza to, że do złączy SAS można podłączać zarówno urządzenia SAS, jak i SATA, a do złączy SATA można podłączać tylko urządzenia SATA.

SAS i SATA - duża szybkość i duża pojemność. Co wybrać?

Dyski SAS, które zastąpiły dyski SCSI, całkowicie odziedziczyły swoje główne właściwości charakteryzujące dysk twardy: prędkość wrzeciona (15000 obr./min) i standardy objętości (36,74,147 i 300 GB). Jednak sama technologia SAS znacznie różni się od SCSI. Rzućmy okiem na główne różnice i funkcje: Interfejs SAS wykorzystuje połączenie punkt-punkt - każde urządzenie jest podłączone do kontrolera przez dedykowany kanał, w przeciwieństwie do tego, SCSI działa na wspólnej magistrali.

SAS obsługuje dużą liczbę urządzeń (> 16384), podczas gdy interfejs SCSI obsługuje 8, 16 lub 32 urządzenia na magistrali.

Interfejs SAS obsługuje szybkości przesyłania danych między urządzeniami z szybkością 1,5; 3; 6 Gb/s, natomiast prędkość magistrali interfejsu SCSI nie jest przydzielana do każdego urządzenia, ale jest dzielona między nie.

SAS obsługuje połączenie wolniejszych urządzeń SATA.

Konfiguracje SAS są znacznie łatwiejsze w montażu i instalacji. Taki system jest łatwiejszy do skalowania. Ponadto dyski twarde SAS odziedziczyły niezawodność dysków twardych SCSI.

Wybierając podsystem dyskowy - SAS lub SATA, trzeba kierować się tym, jakie funkcje będzie pełnić serwer lub stacja robocza. Aby to zrobić, musisz zdecydować się na następujące pytania:

1. Ile jednoczesnych, różnorodnych żądań obsłuży dysk? Jeśli są duże - Twój oczywisty wybór - dyski SAS. Ponadto, jeśli Twój system będzie obsługiwał dużą liczbę użytkowników - wybierz SAS.

2. Ile informacji będzie przechowywanych w podsystemie dyskowym Twojego serwera lub stacji roboczej? Jeśli więcej niż 1-1,5 TB, należy zwrócić uwagę na system oparty na dyskach twardych SATA.

3. Jaki jest budżet przeznaczony na zakup serwera lub stacji roboczej? Należy pamiętać, że oprócz dysków SAS potrzebny będzie kontroler SAS, co również trzeba wziąć pod uwagę.

4. Czy planujesz w efekcie zwiększyć ilość danych, zwiększyć produktywność lub zwiększyć odporność systemu na awarie? Jeśli tak, to potrzebujesz podsystemu dyskowego opartego na SAS, który jest łatwiejszy do skalowania i bardziej niezawodny.

5. Twój serwer będzie obsługiwał dane i aplikacje o znaczeniu krytycznym — Twój wybór to wytrzymałe dyski SAS.

Niezawodny podsystem dysków, to nie tylko wysokiej jakości dyski twarde od znanego producenta, ale także zewnętrzny kontroler dysków. Zostaną one omówione w jednym z kolejnych artykułów. Rozważ dyski SATA, jakie są typy tych dysków i które z nich powinny być używane podczas budowania systemów serwerowych.

Dyski SATA: sektor konsumencki i przemysłowy

Dyski SATA stosowane wszędzie, od elektroniki użytkowej i komputerów domowych po wysokowydajne stacje robocze i serwery, różnią się podgatunkami, istnieją dyski do użytku w sprzęcie AGD, charakteryzujące się niskim rozpraszaniem ciepła, zużyciem energii, a co za tym idzie niską wydajnością, dyski - klasy średniej, do komputerów domowych, są też dyski do systemów o wysokiej wydajności. W tym artykule rozważymy klasę dysków twardych do systemów produkcyjnych i serwerów.

Charakterystyka wydajności

	Dysk twardy klasy serwerowej	Klasa HDD do komputerów stacjonarnych
Prędkość obrotowa	7200 obr./min (nominalnie)	7200 obr./min (nominalnie)
Rozmiar pamięci podręcznej
Średni czas opóźnienia	4,20 ms (nominalnie)	6,35 ms (nominalnie)
Szybkość transmisji
Odczyt z pamięci podręcznej dysku (Serial ATA)	maksymalnie 3 Gb/s	maksymalnie 3 Gb/s
Charakterystyka fizyczna
Pojemność po sformatowaniu	1 000 204 MB	1 000 204 MB
Pojemność
Interfejs	SATA 3 Gb/s	SATA 3 Gb/s
Liczba sektorów dostępnych dla użytkownika	1 953 525 168	1 953 525 168
Wymiary
Wzrost	25,4 mm	25,4 mm
Długość	147 mm	147 mm
Szerokość	101,6 mm	101,6 mm
	0,69 kg	0,69 kg
odporność na uderzenia
Odporność na wstrząsy w stanie roboczym	65G, 2ms	30G; 2 ms
Odporność na wstrząsy, gdy nie jest używana	250G, 2ms	250G, 2ms
Temperatura
Sprawne	-0°C do 60°C	-0°C do 50°C
Nieczynne	-40°C do 70°C	-40°C do 70°C
Wilgotność
Sprawne		wilgotność względna 5-95%
Nieczynne	wilgotność względna 5-95%	wilgotność względna 5-95%
Wibracja
Sprawne
Liniowy	20-300Hz, 0,75g (0 do szczytu)	22-330 Hz, 0,75 g (0 do szczytu)
Bezpłatny	0,004 g/Hz (10 - 300 Hz)	0,005 g/Hz (10 - 300 Hz)
Nieczynne
niska częstotliwość	0,05 g/Hz (10 - 300 Hz)	0,05 g/Hz (10 - 300 Hz)
Wysoka częstotliwość		20-500Hz, 4.0G (0 do szczytu)

W tabeli przedstawiono charakterystykę dysków twardych jednego z wiodących producentów, w jednej kolumnie dane podano dla dysku twardego SATA klasy serwerowej, w drugiej dla zwykłego dysku twardego SATA.

Z tabeli widać, że dyski różnią się nie tylko charakterystyką wydajności, ale także charakterystyką działania, która bezpośrednio wpływa na oczekiwaną żywotność i pomyślne działanie dysku twardego. Należy zwrócić uwagę na fakt, że na zewnątrz te dyski twarde różnią się nieznacznie. Zastanów się, jakie technologie i funkcje pozwalają to zrobić:

Wzmocniony wał (wrzeciono) dysku twardego, niektórzy producenci są mocowani na obu końcach, co zmniejsza wpływ zewnętrznych wibracji i przyczynia się do precyzyjnego pozycjonowania jednostki głównej podczas operacji odczytu i zapisu.

Zastosowanie specjalnych inteligentnych technologii uwzględniających zarówno drgania liniowe jak i kątowe, co skraca czas pozycjonowania głowic i zwiększa wydajność dysków nawet o 60%

Funkcja debugowania środowiska wykonawczego RAID - zapobiega wypadaniu dysków twardych z macierzy RAID, co jest charakterystyczną cechą konwencjonalnych dysków twardych.

Regulacja wysokości głowic w połączeniu z technologią zapobiegającą kontaktowi z powierzchnią płyt, co prowadzi do znacznego wydłużenia żywotności dysku.

Szeroka gama funkcji autodiagnostycznych, które pozwalają z wyprzedzeniem przewidzieć moment awarii dysku twardego i ostrzec o tym użytkownika, co pozwala mieć czas na zapisanie informacji na dysku zapasowym.

Funkcje, które zmniejszają liczbę nieodwracalnych błędów odczytu, co zwiększa niezawodność dysku twardego serwera w porównaniu z konwencjonalnymi dyskami twardymi.

Mówiąc o praktycznej stronie problemu, śmiało można powiedzieć, że wyspecjalizowane dyski twarde w serwerach „zachowują się” znacznie lepiej. Serwis techniczny otrzymuje wielokrotnie mniej zgłoszeń dotyczących niestabilności pracy macierzy RAID oraz awarii dysków twardych. Wsparcie producenta w segmencie serwerów dysków twardych jest znacznie szybsze niż w przypadku konwencjonalnych dysków twardych, ze względu na fakt, że sektor przemysłowy jest priorytetem dla każdego producenta systemów przechowywania danych. W końcu to w nim wykorzystywane są najbardziej zaawansowane technologie, które strzegą Twoich informacji.

Analog dysków SAS:

Dyski twarde firmy Western Digital VelociRaptor. Te dyski o prędkości 10 000 obr./min są wyposażone w interfejs SATA 6 Gb/s i 64 MB pamięci podręcznej. MTBF tych dysków wynosi 1,4 miliona godzin.
Więcej szczegółów na stronie producenta www.wd.com

Możesz zamówić zestaw serwerów oparty na SAS lub analogu dysków twardych SAS w naszej firmie „Status” w Petersburgu, możesz również kupić lub zamówić dyski twarde SAS w Petersburgu:

• zadzwoń +7-812-385-55-66 w Petersburgu
• napisz na adres
• Zostaw aplikację na naszej stronie na stronie "Aplikacja online"

Przez ostatnie dwa lata niewiele się zmieniło:

• Supermicro rezygnuje z zastrzeżonego „odwróconego” formatu UIO dla kontrolerów. Szczegóły poniżej.
• LSI 2108 (SAS2 RAID z 512 MB pamięci podręcznej) i LSI 2008 (SAS2 HBA z opcjonalną obsługą RAID) są nadal w użyciu. Produkty oparte na tych chipach, zarówno od LSI, jak i od partnerów OEM, są dobrze debugowane i nadal są aktualne.
• Były LSI 2208 (ten sam SAS2 RAID ze stosem LSI MegaRAID, tylko z dwurdzeniowym procesorem i 1024 MB pamięci podręcznej) oraz (ulepszona wersja LSI 2008 z szybszym procesorem i obsługą PCI-E 3.0).

Przejście z UIO do WIO

Jak pamiętacie, płyty UIO to zwykłe płyty PCI-E x8, w których cała podstawa elementów znajduje się na odwrocie, czyli po zainstalowaniu w lewym pionie znajduje się na górze. Ten współczynnik kształtu był potrzebny do zainstalowania płyt w najniższym gnieździe serwera, co pozwoliło na umieszczenie czterech płyt w lewym wsporniku. UIO to nie tylko obudowa kart rozszerzeń, to także obudowy przeznaczone do montażu pionów, samych pionów i płyt głównych o specjalnym współczynniku kształtu, z wycięciem na dolne gniazdo rozszerzeń i gniazda do montażu pionów.
To rozwiązanie miało dwa problemy. Po pierwsze, nietypowy kształt płyt rozszerzeń ograniczał wybór klienta, ponieważ w formacie UIO istnieje tylko kilka kontrolerów SAS, InfiniBand i Ehternet. Po drugie, w gniazdach dla kart nośnych jest za mało linii PCI-E - tylko 36, z czego dla lewego risera są tylko 24, co wyraźnie nie wystarcza na cztery płyty z PCI-E x8.
Co to jest WIO? Początkowo okazało się, że w lewym podstopnicu można było zmieścić cztery deski bez konieczności „podkręcania masła kanapkowego” i były też podstopnice do zwykłych desek (RSC-R2UU-A4E8+). Wtedy problem braku linii (obecnie jest ich 80) został rozwiązany przez zastosowanie gniazd o większej gęstości pinów.

pion UIO RSC-R2UU-UA3E8+

pion WIO RSC-R2UW-4E8

Wyniki:

• Podstawki WIO nie mogą być instalowane na płytach głównych UIO (np. X8DTU-F).
• W nowych płytach WIO nie można instalować pionów UIO.
• Na płycie głównej znajdują się karty nośne dla WIO, które mają gniazdo UIO na karty. W przypadku, gdy nadal masz kontrolery UIO. Stosowane są w platformach pod Socket B2 (6027B-URF, 1027B-URF, 6017B-URF).
• Nowe kontrolery w formacie UIO nie pojawią się. Na przykład kontroler USAS2LP-H8iR na układzie LSI 2108 będzie ostatnim, nie będzie LSI 2208 dla UIO - tylko zwykły MD2 z PCI-E x8.

Kontrolery PCI-E

Obecnie istotne są trzy typy: kontrolery RAID oparte na LSI 2108/2208 i HBA oparte na LSI 2308. Jest też tajemniczy SAS2 HBA AOC-SAS2LP-MV8 na chipie Marvela 9480, ale pisz o tym ze względu na jego egzotykę. Większość przypadków użycia wewnętrznych kart HBA SAS to pamięć masowa z ZFS pod FreeBSD i różnymi odmianami Solarisa. Ze względu na brak problemów z obsługą w tych systemach operacyjnych wybór w 100% przypadków pada na LSI 2008/2308.
LSI 2108
Oprócz UIO dodano "shny AOC-USAS2LP-H8iR, o którym mowa w dwóch kolejnych kontrolerach:

AOC-SAS2LP-H8iR
LSI 2108, SAS2 RAID 0/1/5/6/10/50/60, 512 MB pamięci podręcznej, 8 portów wewnętrznych (2x SFF-8087). Jest to odpowiednik kontrolera LSI 9260-8i, ale wyprodukowany przez Supermicro, są drobne różnice w układzie płytki, cena jest o 40-50 USD niższa niż LSI. Obsługiwane są wszystkie dodatkowe opcje LSI: aktywacja, FastPath i CacheCade 2.0, ochrona baterii pamięci podręcznej - LSIiBBU07 i LSIiBBU08 (teraz preferowane jest użycie BBU08, ma rozszerzony zakres temperatur i jest dostarczany z kablem do zdalnego montażu).
Pomimo pojawienia się bardziej wydajnych sterowników opartych na LSI 2208, LSI 2108 jest nadal aktualny ze względu na obniżkę ceny. Wydajność z konwencjonalnymi dyskami twardymi jest wystarczająca w każdym scenariuszu, limit IOPS dla pracy z dyskami SSD wynosi 150 000, co jest więcej niż wystarczające dla większości rozwiązań budżetowych.

AOC-SAS2LP-H4iR
LSI 2108, SAS2 RAID 0/1/5/6/10/50/60, 512 MB pamięci podręcznej, 4 porty wewnętrzne + 4 zewnętrzne. Jest to odpowiednik sterownika LSI 9280-4i4e. Wygodny w użyciu w przypadku ekspanderów, ponieważ nie trzeba wyprowadzać wyjścia z ekspandera na zewnątrz, aby podłączyć dodatkowe JBOD, lub w przypadkach 1U dla 4 dysków w razie potrzeby zapewnić możliwość zwiększenia liczby dysków Obsługuje te same BBU i klucze aktywacyjne.
LSI 2208

AOC-S2208L-H8iR
LSI 2208, SAS2 RAID 0/1/5/6/10/50/60, 1024 MB pamięci podręcznej, 8 portów wewnętrznych (2 złącza SFF-8087). Jest to odpowiednik kontrolera LSI 9271-8i. LSI 2208 jest dalszym rozwinięciem LSI 2108. Procesor stał się dwurdzeniowy, co umożliwiło podniesienie limitu wydajności w zakresie IOPS "m do 465000. Dodano obsługę PCI-E 3.0 i zwiększono do 1 GB Pamięć podręczna.
Kontroler obsługuje ochronę pamięci podręcznej akumulatora BBU09 i ochronę pamięci flash CacheVault. Supermicro dostarcza je pod numerami części BTR-0022L-LSI00279 i BTR-0024L-LSI00297, ale łatwiej jest je kupić u nas za pośrednictwem kanału sprzedaży LSI (druga część numerów części to natywne numery części LSI). Obsługiwane są również klucze aktywacyjne MegaRAID Advanced Software Options, numer części: AOC-SAS2-FSPT-ESW (FastPath) i AOCCHCD-PRO2-KEY (CacheCade Pro 2.0).
LSI 2308 (HBA)

AOC-S2308L-L8i i AOC-S2308L-L8e
LSI 2308, SAS2 HBA (z oprogramowaniem IR - RAID 0/1/1E), 8 portów wewnętrznych (2 złącza SFF-8087). To ten sam kontroler, ma inne oprogramowanie układowe. AOC-S2308L-L8e - oprogramowanie sprzętowe IT (czysta karta HBA), AOC-S2308L-L8i - oprogramowanie sprzętowe IR (obsługa RAID 0/1/1E). Różnica polega na tym, że L8i może pracować z oprogramowaniem IR i IT, L8e może działać tylko z IT, oprogramowanie w IR jest zablokowane. Jest to odpowiednik sterownika LSI 9207-8 i. Różnice w stosunku do LSI 2008: szybszy układ (w rezultacie 800 MHz - limit IOPS wzrósł do 650 tys.), pojawiła się obsługa PCI-E 3.0. Zastosowanie: programowe macierze RAID (np. ZFS), serwery budżetowe.
W oparciu o ten układ nie będzie tanich kontrolerów obsługujących RAID-5 (stos iMR z gotowych kontrolerów - LSI 9240).

Wbudowane kontrolery

W najnowszych produktach (płyty X9 i platformy z nimi) Supermicro oznacza obecność kontrolera SAS2 firmy LSI o numerze „7” w numerze części, liczba „3” oznacza chipset SAS (Intel C600). Po prostu nie rozróżnia między LSI 2208 i 2308, więc zachowaj ostrożność przy wyborze płyty.

• Kontroler oparty na LSI 2208 lutowany na płytach głównych ma maksymalny limit 16 dysków. Jeśli dodasz 17, po prostu nie zostanie wykryty, a w dzienniku MSM zobaczysz komunikat „PD nie jest obsługiwane”. Rekompensuje to znacznie niższa cena. Na przykład zestaw „X9DRHi-F + zewnętrzny kontroler LSI 9271-8i” będzie kosztował około 500 USD więcej niż X9DRH-7F z wbudowanym LSI 2008. Ominięcie tego ograniczenia przez flashowanie w LSI 9271 nie zadziała - flashowanie innego bloku SBR, jak w przypadku LSI 2108, nie pomaga.
• Kolejną cechą jest brak obsługi modułów CacheVault, po prostu na płytach brakuje miejsca na specjalne złącze, więc obsługiwany jest tylko BBU09. Możliwość instalacji BBU09 zależy od zastosowanej obudowy. Na przykład LSI 2208 jest używany w serwerach kasetowych 7127R-S6, jest złącze BBU, ale do zamontowania samego modułu potrzebny jest dodatkowy wspornik uchwytu baterii MCP-640-00068-0N.
• Oprogramowanie układowe SAS HBA (LSI 2308) będzie teraz wymagane, ponieważ w systemie DOS na żadnej z płyt z LSI 2308 sas2flash.exe nie zaczyna się od błędu „Nie udało się zainicjować PAL”.

Kontrolery na platformach Twin i FatTwin

Niektóre platformy 2U Twin 2 są dostępne w trzech wersjach, z trzema typami kontrolerów. Na przykład:

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

Taką różnorodność zapewnia fakt, że kontrolery umieszczone są na specjalnej płycie montażowej, która jest połączona ze specjalnym gniazdem na płycie głównej i płytą montażową dysków.

BPN-ADP-SAS2-H6IR (LSI 2108)

BPN-ADP-S2208L-H6iR (LSI 2208)

BPN-ADP-SAS2-L6i (LSI 2008)

Obudowy Supermicro xxxBE16/xxxBE26

Kolejnym tematem bezpośrednio związanym z kontrolerami jest modernizacja przypadków z . Pojawiły się odmiany z dodatkowym koszem na dwa dyski 2,5" umieszczone na tylnym panelu obudowy. Przeznaczeniem jest dedykowany dysk (lub lustro) do ładowania systemu. Oczywiście system można załadować wybierając mały wolumin z inna grupa dysków lub z dodatkowych dysków zamocowanych w obudowie (w 846 przypadkach można zainstalować dodatkowe elementy złączne na jeden dysk 3,5" lub dwa dyski 2,5"), ale zaktualizowane modyfikacje są znacznie wygodniejsze:

Co więcej, te dodatkowe dyski nie muszą być specjalnie podłączane do kontrolera chipsetu SATA. Za pomocą kabla SFF8087->4xSATA można połączyć się z głównym kontrolerem SAS poprzez wyjście SAS ekspandera.
PS Mam nadzieję, że informacje były pomocne. Pamiętaj, że najbardziej kompletne informacje i wsparcie techniczne dla produktów Supermicro, LSI, Adaptec by PMC i innych dostawców są dostępne w True System.

Testy macierzy RAID 6, 5, 1 i 0 z dyskami Hitachi SAS-2

Najwyraźniej minęły czasy, kiedy porządny profesjonalny 8-portowy kontroler RAID kosztował całkiem imponujące pieniądze. Obecnie istnieją rozwiązania dla interfejsu Serial Attached SCSI (SAS), które są bardzo atrakcyjne zarówno pod względem ceny i funkcjonalności, jak i wydajności. O jednym z nich - ta recenzja.

Kontroler LSI MegaRAID SAS 9260-8i

Wcześniej pisaliśmy już o interfejsie SAS drugiej generacji o szybkości transferu 6 Gb/s i bardzo tanim 8-portowym kontrolerze HBA LSI SAS 9211-8i przeznaczonym do organizowania podstawowych systemów pamięci masowej opartych na najprostszych macierzach SAS i SATA RAID dyski. Model LSI MegaRAID SAS 9260-8i będzie wyższej klasy - wyposażony w mocniejszy procesor ze sprzętową kalkulacją macierzy poziomów 5, 6, 50 i 60 (technologia ROC - RAID On Chip), a także znaczący ilość (512 MB) wbudowanej pamięci SDRAM dla wydajnego buforowania danych. Ten kontroler obsługuje również interfejsy 6Gb/s SAS i SATA, a sam adapter jest przystosowany do magistrali PCI Express x8 Rev. 2.0 (5Gb/s na linię), co teoretycznie prawie wystarcza na zaspokojenie potrzeb 8 szybkich portów SAS . A wszystko to - w cenie detalicznej około 500 USD, czyli tylko kilkaset drożej niż budżet LSI SAS 9211-8i. Sam producent przy okazji nawiązuje to rozwiązanie do serii MegaRAID Value Line, czyli rozwiązań ekonomicznych.

LSIMegaRAID SAS9260-8i 8-portowy kontroler SAS i jego procesor SAS2108 z pamięcią DDR2

Płyta LSI SAS 9260-8i ma niski profil (współczynnik kształtu MD2), jest wyposażona w dwa wewnętrzne złącza Mini-SAS 4X (każde z nich pozwala na podłączenie do 4 dysków SAS bezpośrednio lub więcej przez multiplikatory portów), jest zaprojektowana dla magistrali PCI Express x8 2.0 i obsługuje poziomy RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50 i 60, dynamiczną funkcjonalność SAS i inne. itp. Kontroler LSI SAS 9260-8i może być instalowany zarówno w serwerach rack 1U i 2U (serwery Mid i High-End) oraz w obudowach ATX i Slim-ATX (dla stacji roboczych). RAID jest obsługiwany przez sprzętowy - wbudowany procesor LSI SAS2108 (rdzeń PowerPC przy 800 MHz), za mało personelu z 512 MB pamięci DDR2 800 MHz z obsługą ECC. LSI obiecuje szybkość przetwarzania danych procesora do 2,8 GB/s przy odczytywaniu i do 1,8 GB/s przy zapisie. Wśród bogatej funkcjonalności adaptera warto zwrócić uwagę na funkcje Online Capacity Expansion (OCE), Online RAID Level Migration (RLM) (rozszerzanie wolumenu i zmiana typu macierzy w podróży), SafeStore Encryption Services oraz Instant secure wymazywanie (szyfrowanie danych na dyskach i bezpieczne usuwanie danych), obsługa dysków półprzewodnikowych (technologia SSD Guard) i nie tylko. itp. Dla tego sterownika dostępny jest opcjonalny moduł akumulatorowy (wraz z nim maksymalna temperatura pracy nie powinna przekraczać +44,5 stopni Celsjusza).

Kluczowe dane techniczne kontrolera LSI SAS 9260-8i

Interfejs systemu	PCI Express x8 2.0 (5 GT/s), Bus Master DMA
Interfejs dysku	SAS-2 6Gb/s (obsługuje protokoły SSP, SMP, STP i SATA)
Liczba portów SAS	8 (2 x4 Mini-SAS SFF8087), obsługuje do 128 dysków przez mnożniki portów
Obsługa RAID	poziomy 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60
procesor	LSI SAS2108 ROC (PowerPC @ 800 MHz)
Wbudowana pamięć podręczna	512 MB ECC DDR2 800 MHz
Zużycie energii, nie więcej	24W (zasilanie +3,3V i +12V z gniazda PCIe)
Zakres temperatur pracy/przechowywania	0…+60 °С / −45…+105 °С
Współczynnik kształtu, wymiary	Niskoprofilowy MD2, 168×64,4 mm
Wartość MTBF	>2 mln godz.
Gwarancja producenta	3 lata

Typowe zastosowania LSI MegaRAID SAS 9260-8i to: różnorodne stacje wideo (wideo na żądanie, nadzór wideo, tworzenie i edycja wideo, obrazy medyczne), wysokowydajne obliczenia i archiwa danych cyfrowych, różne serwery (pliki, WWW, poczta, bazy danych). Generalnie zdecydowana większość zadań rozwiązywanych w małych i średnich firmach.

W biało-pomarańczowym pudełku z frywolnie uśmiechającą się ząbkowaną twarzą damy na „tytule” (podobno w celu lepszego zwabienia brodatych administratorów systemów i surowych konstruktorów systemów) znajduje się płyta kontrolera, uchwyty do jej instalacji w obudowach ATX, Slim-ATX itp., dwa 4-dyskowe kable ze złączami Mini-SAS z jednej strony i zwykłymi SATA (bez zasilania) z drugiej (do podłączenia do 8 napędów do kontrolera), a także płyta CD z dokumentacją PDF i sterownikami do liczny Wersje Windows, Linux (SuSE i RedHat), Solaris i VMware.

Pakiet kontrolera pudełkowego LSI MegaRAID SAS 9260-8i (minikarta MegaRAID Advanced Services Hardware Key jest dostępna na osobne żądanie)

Technologie oprogramowania LSI MegaRAID Advanced Services są dostępne dla kontrolera LSI MegaRAID SAS 9260-8i ze specjalnym kluczem sprzętowym (dostępnym osobno): MegaRAID Recovery, MegaRAID CacheCade, MegaRAID FastPath, LSI SafeStore Encryption Services (ich rozważenie wykracza poza zakres tego artykułu ). W szczególności w zakresie poprawy wydajności macierzy tradycyjnych dysków (HDD) za pomocą dodawanego do systemu dysku półprzewodnikowego (SSD) przydatna będzie technologia MegaRAID CacheCade, dzięki której dysk SSD działa jako pamięć podręczna drugiego poziomu dla macierz HDD (analog rozwiązania hybrydowego dla HDD), w niektórych przypadkach zapewniająca nawet 50-krotny wzrost wydajności podsystemu dyskowego. Interesujące jest również rozwiązanie MegaRAID FastPath, które zmniejsza opóźnienia przetwarzania I/O procesora SAS2108 (poprzez wyłączenie optymalizacji HDD), co pozwala przyspieszyć działanie macierzy wielu dysków półprzewodnikowych (SSD) podłączonych bezpośrednio do SAS 9260 -8i porty.

Wygodniej jest konfigurować, konfigurować i konserwować kontroler i jego tablice w menedżerze firmy w środowisku systemu operacyjnego (ustawienia w menu BIOS Setup samego kontrolera nie są wystarczająco bogate - dostępne są tylko podstawowe funkcje). W szczególności w menedżerze za pomocą kilku kliknięć myszką możesz uporządkować dowolną tablicę i ustawić jej zasady działania (caching itp.) - zobacz zrzuty ekranu.

Przykładowe zrzuty ekranu menedżera Windows do konfiguracji poziomów RAID 5 (góra) i 1 (dół).

Testowanie

Aby przetestować podstawową wydajność LSI MegaRAID SAS 9260-8i (bez klucza sprzętowego MegaRAID Advanced Services i powiązanych technologii), użyliśmy pięciu wydajnych dysków SAS z prędkością obrotową wrzeciona 15 tys. obr./min i obsługą interfejsu SAS-2 ( 6 Gb/c) - Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 o pojemności 300 GB.

Dysk twardy Hitachi Ultrastar 15K600 bez pokrywy górnej

Pozwoli nam to przetestować wszystkie podstawowe poziomy macierzy - RAID 6, 5, 10, 0 i 1, i to nie tylko z minimalną liczbą dysków dla każdej z nich, ale także „pod kątem wzrostu”, czyli przy dodawaniu dysk do drugiego z 4-kanałowych portów SAS układu ROC. Zauważ, że bohater tego artykułu ma uproszczony analog - 4-portowy kontroler LSI MegaRAID SAS 9260-4i oparty na tej samej podstawie elementów. Dlatego nasze testy macierzy 4-dyskowych mają do niego równie duże zastosowanie.

Maksymalna prędkość sekwencyjnego odczytu/zapisu ładunku dla Hitachi HUS156030VLS600 wynosi około 200 MB/s (patrz tabela). Średni czas losowego dostępu podczas odczytu (wg specyfikacji) - 5,4 ms. Wbudowany bufor - 64 MB.

Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 sekwencyjny wykres prędkości odczytu/zapisu

Testowany system oparto na procesorze Intel Xeon 3120, płycie głównej z chipsetem Intel P45 i 2 GB pamięci DDR2-800. Kontroler SAS został zainstalowany w gnieździe PCI Express x16 v2.0. Testy przeprowadzono pod systemami operacyjnymi Windows XP SP3 Professional i Windows 7 Ultimate SP1 x86 (czyste wersje amerykańskie), ponieważ ich serwerowe odpowiedniki (odpowiednio Windows 2003 i 2008) nie pozwalają na działanie niektórych benchmarków i skryptów . Użyte testy to 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 oraz Futuremark's PCMark Vantage i PCMark05. Testy przeprowadzono zarówno na nieprzydzielonych woluminach (IOmeter, H2BenchW, AIDA64), jak i na sformatowanych partycjach. W tym drugim przypadku (dla NASPT i PCMark) wyniki pobierano zarówno dla fizycznego początku macierzy, jak i dla jej środka (wolumeny macierzy o maksymalnej dostępnej pojemności zostały podzielone na dwie równe partycje logiczne). Pozwala to na bardziej adekwatną ocenę wydajności rozwiązań, ponieważ najszybsze początkowe sekcje woluminów, na których testy plików przeprowadzane są przez większość przeglądarek, często nie odzwierciedlają sytuacji na innych sekcjach dysku, co również może być bardzo aktywnie w prawdziwej pracy.

Wszystkie testy wykonano pięciokrotnie, a wyniki uśredniono. W osobnym artykule przyjrzymy się bliżej naszej zaktualizowanej metodologii oceny profesjonalnych rozwiązań dyskowych.

Pozostaje jeszcze dodać, że w teście użyliśmy oprogramowania sterownika w wersji 12.12.0-0036 oraz sterowników w wersji 4.32.0.32. Włączono buforowanie zapisu i odczytu dla wszystkich tablic i dysków. Być może zastosowanie bardziej nowoczesnego oprogramowania i sterowników uratowało nas przed dziwactwem wynikającym z wczesnych testów tego samego kontrolera. W naszym przypadku takich incydentów nie zaobserwowano. Jednak w naszym pakiecie nie używamy również skryptu FC-Test 1.0, co jest bardzo wątpliwe pod względem wiarygodności wyników (co w niektórych przypadkach ci sami koledzy „chcą nazwać zamieszanie, wahania i nieprzewidywalność”), ponieważ wielokrotnie zauważyliśmy jego awarię w niektórych wzorcach plików (w szczególności w zestawach wielu małych, mniejszych niż 100 KB plików).

Poniższe wykresy przedstawiają wyniki dla 8 konfiguracji macierzy:

1. RAID 0 z 5 dysków;
2. RAID 0 z 4 dysków;
3. RAID 5 z 5 dysków;
4. RAID 5 z 4 dysków;
5. RAID 6 z 5 dysków;
6. RAID 6 z 4 dysków;
7. RAID 1 z 4 dysków;
8. RAID 1 z 2 dysków.

Przez macierz RAID 1 złożoną z czterech dysków (patrz zrzut ekranu powyżej), LSI oznacza oczywiście macierz stripe + mirror, zwykle określaną jako RAID 10 (potwierdzają to również wyniki testów).

Wyniki testu

Aby nie przeciążać strony z recenzjami niezliczonym zestawem wykresów, czasem mało pouczających i męczących (co często grzeszą niektórzy "wściekli koledzy" :)), podsumowaliśmy szczegółowe wyniki niektórych testów w stół. Ci, którzy chcą przeanalizować subtelności naszych wyników (na przykład, aby poznać zachowanie oskarżonych w najbardziej krytycznych zadaniach dla siebie), mogą to zrobić samodzielnie. Skupimy się na najważniejszych i kluczowych wynikach testów, a także na wskaźnikach średnich.

Najpierw spójrzmy na wyniki testów „czysto fizycznych”.

Średni czas dostępu losowego do odczytu na pojedynczym dysku Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 wynosi 5,5 ms. Jednak podczas organizowania ich w macierze wskaźnik ten nieznacznie się zmienia: zmniejsza się (ze względu na efektywne buforowanie w kontrolerze LSI SAS9260) dla macierzy „lustrzanych” i wzrasta dla wszystkich pozostałych. Największy wzrost (około 6%) obserwuje się dla macierzy poziomu 6, ponieważ kontroler musi mieć dostęp do największej liczby dysków jednocześnie (trzy dla RAID 6, dwa dla RAID 5 i jeden dla RAID 0, ponieważ dostęp w tym test występuje w blokach o długości zaledwie 512 bajtów, co jest znacznie mniejsze niż rozmiar bloków tablicowych).

Dużo ciekawiej wygląda sytuacja z losowym dostępem do tablic podczas zapisu (bloki po 512 bajtów). Dla pojedynczego dysku parametr ten wynosi około 2,9 ms (bez buforowania w kontrolerze hosta), jednak w macierzach na kontrolerze LSI SAS9260 widzimy znaczny spadek tego wskaźnika ze względu na dobre buforowanie zapisu w buforze SDRAM 512 MB kontroler. Co ciekawe, najbardziej dramatyczny efekt uzyskuje się dla macierzy RAID 0 (czas losowego dostępu podczas zapisu spada o prawie rząd wielkości w porównaniu z pojedynczym dyskiem)! Powinno to niewątpliwie korzystnie wpłynąć na wydajność takich macierzy w wielu zadaniach serwerowych. Jednocześnie, nawet na macierzach z obliczeniami XOR (czyli z dużym obciążeniem procesora SAS2108), losowe dostępy do zapisu nie prowadzą do oczywistego spadku wydajności – znowu dzięki potężnej pamięci podręcznej kontrolera. Oczywiście RAID 6 jest tu nieco wolniejszy niż RAID 5, ale różnica między nimi jest w zasadzie nieznaczna. Zaskoczyło mnie nieco zachowanie pojedynczego „lustra” w tym teście, które wykazywało najwolniejszy dostęp losowy podczas pisania (być może jest to „cecha” mikrokodu tego kontrolera).

Liniowe (sekwencyjne) wykresy prędkości odczytu i zapisu (w dużych blokach) dla wszystkich tablic nie mają żadnych osobliwości (są prawie identyczne dla odczytu i zapisu, pod warunkiem, że włączone jest buforowanie zapisu kontrolera) i wszystkie są skalowane zgodnie z liczbą dyski uczestniczące równolegle w procesie „użytecznym”. Oznacza to, że dla pięciodyskowych dysków RAID 0 prędkość „pięciokrotna” w stosunku do pojedynczego dysku (dochodząca do 1 GB/s!), dla pięciodyskowego RAID 5 jest „czterokrotna”, dla RAID 6 – „potrójna” (potrójna , oczywiście :)), dla RAID 1 czterech dysków podwaja się (bez "y2eggs"! :)), a dla prostego mirrora duplikuje wykresy pojedynczego dysku. Ten wzorzec jest wyraźnie widoczny w szczególności w zakresie maksymalnej szybkości odczytu i zapisu naprawdę dużych (256 MB) plików w dużych blokach (od 256 KB do 2 MB), co zilustrujemy diagramem testu ATTO Disk Benchmark Test 2.46 (wyniki tego testu dla Windows 7 i XP są prawie identyczne).

Tutaj tylko przypadek odczytu plików na macierzy RAID 6 złożonej z 5 dysków niespodziewanie wypadł z ogólnego obrazu (wyniki były wielokrotnie sprawdzane). Natomiast przy odczytywaniu w blokach po 64 KB, prędkość tej macierzy zyskuje na swoim 600 MB/s. Zapiszmy więc ten fakt jako „cechę” obecnego oprogramowania. Zwracamy również uwagę, że podczas zapisu prawdziwych plików prędkość jest nieco wyższa ze względu na buforowanie w dużym buforze kontrolera, a różnica z odczytem jest tym bardziej zauważalna, im mniejsza jest rzeczywista prędkość liniowa macierzy.

Jeśli chodzi o szybkość interfejsu, zwykle mierzoną w zapisach i odczytach bufora (wielokrotne dostępy do tego samego adresu woluminu dyskowego), tutaj musimy stwierdzić, że okazała się taka sama dla prawie wszystkich macierzy ze względu na włączenie pamięć podręczna kontrolera dla tych tablic (patrz .tabela). Tym samym wydajność nagrywania dla wszystkich uczestników naszego testu wyniosła około 2430 MB/s. Należy pamiętać, że magistrala PCI Express x8 2.0 teoretycznie daje prędkość 40 Gb/s lub 5 Gb/s, jednak według przydatnych danych teoretyczny limit jest niższy - 4 Gb/s, co oznacza, że ​​w naszym przypadku kontroler naprawdę pracował zgodnie z wersją 2.0 magistrali PCIe. Zatem zmierzone przez nas 2,4 GB/s to oczywiście rzeczywista przepustowość wbudowanej pamięci kontrolera (pamięć DDR2-800 z 32-bitową szyną danych, co widać po konfiguracji układów ECC na płycie teoretycznie daje do 3,2 GB/s). Podczas odczytu tablic buforowanie nie jest tak „kompleksowe” jak podczas pisania, dlatego prędkość „interfejsu” mierzona w narzędziach jest zwykle niższa niż prędkość odczytu pamięci podręcznej kontrolera (typowo 2,1 GB / s dla tablic poziomów 5 i 6) , a w niektórych przypadkach „spada” do prędkości odczytu bufora samych dysków twardych (około 400 MB/s dla pojedynczego dysku twardego, patrz wykres powyżej), pomnożonej przez liczbę „kolejnych” dysków w tablicy (tak jest dokładnie w przypadku RAID 0 i 1 z naszych wyników).

Cóż, rozgryźliśmy „fizykę” w pierwszym przybliżeniu, czas przejść do „tekstów”, czyli do testów „prawdziwych” chłopców aplikacyjnych. Nawiasem mówiąc, interesujące będzie sprawdzenie, czy wydajność tablic skaluje się podczas wykonywania złożonych zadań użytkownika tak liniowo, jak skaluje się podczas odczytu i zapisu dużych plików (patrz diagram testowy ATTO powyżej). Mam nadzieję, że dociekliwy czytelnik zdołał już przewidzieć odpowiedź na to pytanie.

Jako „sałatkę” do naszej „lirycznej” części posiłku zaserwujemy stacjonarne testy dysków z pakietów PCMark Vantage i PCMark05 (odpowiednio dla Windows 7 i XP), a także podobny test aplikacji „śledzącej” z pakietu H2BenchW 4.13 autorytatywnego niemieckiego magazynu C'T. Tak, te testy zostały pierwotnie zaprojektowane do oceny dysków twardych do komputerów stacjonarnych i tanich stacji roboczych. Emulują wykonywanie typowych zadań zaawansowanego komputera osobistego na dyskach - praca z wideo, audio, photoshopem, antywirusem, grami, plikami wymiany, instalowaniem aplikacji, kopiowaniem i zapisywaniem plików itp. Dlatego ich wyników nie należy brać pod uwagę w kontekst tego artykułu jako ostateczna prawda - w końcu inne zadania są częściej wykonywane na macierzach wielodyskowych. Niemniej jednak, biorąc pod uwagę fakt, że sam producent pozycjonuje ten kontroler RAID, także dla stosunkowo niedrogich rozwiązań, taka klasa zadań testowych jest w stanie dość dobrze scharakteryzować pewien odsetek aplikacji, które faktycznie będą uruchamiane na takich macierzach (ta sama praca z wideo, profesjonalnym przetwarzaniem grafiki, zamianą systemu operacyjnego i aplikacji intensywnie korzystających z zasobów, kopiowaniem plików, antywirusem itp.). Dlatego nie należy lekceważyć znaczenia tych trzech kompleksowych wskaźników w naszym ogólnym pakiecie.

W popularnym PCMark Vantage średnio (patrz diagram) obserwujemy bardzo niezwykły fakt - wydajność tego wielodyskowego rozwiązania prawie nie zależy od rodzaju użytej macierzy! Nawiasem mówiąc, w pewnych granicach wniosek ten jest również słuszny dla wszystkich indywidualnych ścieżek testowych (typów zadań) zawartych w pakietach PCMark Vantage i PCMark05 (szczegóły w tabeli). Może to oznaczać, że albo algorytmy oprogramowania układowego sterownika (z pamięcią podręczną i dyskami) prawie nie uwzględniają specyfiki działania tego typu aplikacji, albo że główna część tych zadań wykonywana jest w pamięci podręcznej samego sterownika (i najprawdopodobniej obserwujemy połączenie tych dwóch czynników ). Jednak w tym drugim przypadku (czyli wykonywania ścieżek w dużej mierze w pamięci podręcznej kontrolera RAID) średnia wydajność rozwiązań nie jest tak wysoka - porównaj te dane z wynikami testów jakiegoś "komputera" ("chipsetu"). ") 4-dyskowe macierze RAID 0 oraz 5 i niedrogie pojedyncze dyski SSD na magistrali SATA 3 Gb/s (patrz recenzja). Jeśli w porównaniu do prostego „chipsetowego” 4-dyskowego RAID 0 (i na dwukrotnie wolniejszych dyskach twardych niż użyty tutaj Hitachi Ultrastar 15K600), macierze LSI SAS9260 są mniej niż dwa razy szybsze w testach PCMark, to stosunkowo nie najszybsze "budżetowy" pojedynczy dysk SSD wszystkie zdecydowanie przegrywają! Wyniki testu dysku PCMark05 dają podobny obraz (patrz tabela; nie ma sensu rysować dla nich osobnego diagramu).

Podobny obraz (z pewnymi zastrzeżeniami) dla macierzy opartych na LSI SAS9260 można zobaczyć w innym benchmarku aplikacji „track” - C'T H2BenchW 4.13. Tutaj tylko dwie najwolniejsze (pod względem struktury) macierze (RAID 6 z 4 dysków i proste „lustrem”) są zauważalnie w tyle za wszystkimi innymi macierzami, których wydajność oczywiście osiąga ten „wystarczający” poziom, gdy już nie opiera się na podsystemie dyskowym i na wydajności procesora SAS2108 z pamięcią podręczną kontrolera dla tych złożonych sekwencji dostępu. I w tym kontekście możemy się cieszyć, że wydajność macierzy opartych o LSI SAS9260 w zadaniach tej klasy prawie nie zależy od rodzaju użytej macierzy (RAID 0, 5, 6 czy 10), co pozwala na wykorzystanie większej ilości niezawodne rozwiązania bez uszczerbku dla wydajności końcowej.

Jednak „nie wszystko to Maslenitsa” - jeśli zmienimy testy i sprawdzimy działanie tablic z prawdziwymi plikami w systemie plików NTFS, obraz zmieni się diametralnie. Tak więc w teście Intel NASPT 1.7, którego wiele scenariuszy „preinstalowanych” jest dość bezpośrednio związanych z zadaniami typowymi dla komputerów wyposażonych w kontroler LSI MegaRAID SAS9260-8i, rozmieszczenie macierzy jest podobne do tego, co zaobserwowaliśmy w teście ATTO przy odczytywaniu i zapisywaniu dużych plików - prędkość rośnie proporcjonalnie wraz ze wzrostem „liniowej” prędkości tablic.

Na tym wykresie pokazujemy średnią wszystkich testów i wzorców NASPT, natomiast w tabeli można zobaczyć szczegółowe wyniki. Podkreślę, że NASPT uruchomiliśmy zarówno pod Windows XP (jak to zwykle bywa w wielu przeglądarkach), jak i pod Windows 7 (który ze względu na pewne cechy tego testu jest wykonywany rzadziej). Faktem jest, że Seven (i jego „starszy brat” Windows 2008 Server) używają bardziej agresywnych algorytmów własnego buforowania podczas pracy z plikami niż XP. Ponadto kopiowanie dużych plików w „Siódemce” odbywa się głównie w blokach 1 MB (XP z reguły działa w blokach 64 KB). Prowadzi to do tego, że wyniki „plikowego” testu Intel NASPT różnią się znacząco w Windows XP i Windows 7 – w tym ostatnim są znacznie wyższe, czasem ponad dwukrotnie! Przy okazji porównaliśmy wyniki NASPT (i innych testów naszego pakietu) pod Windows 7 z 1 GB i 2 GB zainstalowanej pamięci systemowej (jest informacja, że ​​przy dużej ilości pamięci systemowej buforowanie operacji dyskowych w Windows 7 wzrosty, a wyniki NASPT stają się jeszcze wyższe), jednak w zakresie błędu pomiaru nie stwierdziliśmy żadnej różnicy.

Opuszczamy debatę na temat tego, który system operacyjny (pod względem zasad buforowania itp.) Jest „lepszy” do testowania dysków i kontrolerów RAID w wątku dyskusji tego artykułu. Uważamy, że konieczne jest testowanie napędów i opartych na nich rozwiązań w warunkach jak najbardziej zbliżonych do rzeczywistych sytuacji ich eksploatacji. Dlatego naszym zdaniem wyniki uzyskane przez nas dla obu systemów operacyjnych są jednakowej wartości.

Wróćmy jednak do wykresu średniej wydajności NASPT. Jak widać, różnica między najszybszą i najwolniejszą z testowanych przez nas macierzy jest średnio nieco mniej niż trzykrotnie. Nie jest to oczywiście pięciokrotna luka, jak przy czytaniu i zapisywaniu dużych plików, ale jest też bardzo zauważalna. W rzeczywistości macierze są rozmieszczone proporcjonalnie do ich prędkości liniowej, a to dobra wiadomość: oznacza to, że procesor LSI SAS2108 przetwarza dane dość szybko, prawie bez tworzenia wąskich gardeł, gdy aktywnie pracują macierze poziomów 5 i 6.

W uczciwy sposób należy zauważyć, że NASPT ma również wzorce (2 z 12), w których obserwuje się ten sam obraz, co w PCMark z H2BenchW, a mianowicie, że wydajność wszystkich testowanych macierzy jest prawie taka sama! Są to Office Productivity i Dir Copy to NAS (patrz tabela). Jest to szczególnie widoczne pod Windows 7, chociaż w Windows XP trend „konwergencji” jest oczywisty (w porównaniu z innymi wzorcami). Jednak w PCMark z H2BenchW występują wzorce, w których występuje wzrost wydajności macierzy proporcjonalnie do ich prędkości liniowej. Nie wszystko jest więc tak proste i jednoznaczne, jak niektórym może się to podobać.

Na początek chciałem omówić wykres z ogólną wydajnością tablic, uśrednioną ze wszystkich testów aplikacji (PCMark + H2BenchW + NASPT + ATTO), czyli ten:

Nie ma tu jednak zbyt wiele do omówienia: widzimy, że zachowanie tablic na kontrolerze LSI SAS9260 w testach emulujących działanie niektórych aplikacji może się diametralnie różnić w zależności od zastosowanych scenariuszy. Dlatego lepiej wyciągnąć wnioski o korzyściach płynących z konkretnej konfiguracji na podstawie tego, jakie zadania będziesz wykonywać w tym samym czasie. I jeszcze jeden profesjonalny test może nam w tym znacząco pomóc - syntetyczne wzorce dla IOmeter, emulujące takie czy inne obciążenie systemu pamięci masowej.

Testy w IOmeter

W tym przypadku pominiemy omówienie licznych wzorców, które dokładnie mierzą szybkość pracy w zależności od wielkości bloku dostępu, procentu zapisów, procentu losowych dostępów itp. To w istocie czysta syntetyka, dostarczanie mało przydatne praktyczny informacji i zainteresowania raczej czysto teoretycznie. W końcu wyjaśniliśmy już główne praktyczne punkty dotyczące „fizyki” powyżej. Ważniejsze jest dla nas skupienie się na wzorcach emulujących rzeczywistą pracę - serwery różnego typu, a także operacje na plikach.

Aby emulować serwery takie jak File Server, Web Server i DataBase (serwer baz danych), wykorzystaliśmy te same nazwane i dobrze znane wzorce zaproponowane w naszym Czas wywiadowczy i StorageReview.com. We wszystkich przypadkach przetestowaliśmy macierze z głębokością kolejki poleceń (QD) od 1 do 256 z krokiem 2.

We wzorcu „Baza danych”, który wykorzystuje losowe dostępy do dysków w blokach po 8 KB w obrębie całego woluminu tablicy, można zaobserwować znaczną przewagę macierzy bez parzystości (czyli RAID 0 i 1) o głębokości kolejki poleceń wynoszącej 4 lub więcej, podczas gdy wszystkie macierze z kontrolą parzystości (RAID 5 i 6) wykazują bardzo podobną wydajność (pomimo dwukrotnej różnicy między nimi w szybkości dostępu liniowego). Sytuację tłumaczy się po prostu: wszystkie macierze z parzystością wykazywały zbliżone wartości w testach dla średniego czasu losowego dostępu (patrz diagram powyżej), i to właśnie ten parametr głównie determinuje wydajność w tym teście. Interesujące jest to, że wydajność wszystkich tablic wzrasta niemal liniowo wraz ze wzrostem głębokości kolejki poleceń do 128, a tylko przy QD=256, w niektórych przypadkach, można zauważyć ślad nasycenia. Maksymalna wydajność macierzy z parzystością przy QD = 256 wyniosła około 1100 IOps (operacji na sekundę), czyli procesor LSI SAS2108 poświęca mniej niż 1 ms na przetworzenie jednej porcji danych o wielkości 8 KB (około 10 milionów jednobajtowych XOR operacji na sekundę dla RAID 6; oczywiście procesor jednocześnie wykonuje inne dane I/O i pracuje z pamięcią podręczną).

We wzorcu serwer plików, który wykorzystuje bloki o różnych rozmiarach do losowych dostępów odczytu i zapisu do tablicy w całym jej woluminie, obserwujemy obraz podobny do bazy danych, z tą różnicą, że tutaj macierze pięciodyskowe z parzystością (RAID 5 i 6) wyraźnie przewyższają swoje 4-dyskowe odpowiedniki i jednocześnie wykazują niemal identyczną wydajność (około 1200 IOps przy QD=256)! Najwyraźniej dodanie piątego dysku do drugiego z dwóch 4-liniowych portów SAS w kontrolerze w jakiś sposób optymalizuje obciążenie obliczeniowe procesora (z powodu operacji we/wy?). Warto porównać macierze 4-dyskowe pod względem szybkości, gdy dyski są podłączone parami do różnych złączy kontrolera Mini-SAS w celu zidentyfikowania optymalnej konfiguracji do organizowania macierzy na LSI SAS9260, ale to zadanie na inny artykuł .

We wzorcu web server, gdzie zgodnie z intencją jego twórców nie ma operacji zapisu na dysku jako klasy (a co za tym idzie obliczania funkcji XOR do zapisu), obraz staje się jeszcze ciekawszy. Faktem jest, że wszystkie trzy macierze pięciodyskowe z naszego zestawu (RAID 0, 5 i 6) wykazują tutaj identyczną wydajność, pomimo zauważalnej różnicy między nimi pod względem odczytu liniowego i obliczeń parzystości! Nawiasem mówiąc, te same trzy macierze, ale 4 dyski, są również identyczne pod względem szybkości! I tylko RAID 1 (i 10) wypada z obrazu. Dlaczego tak się dzieje, trudno ocenić. Być może kontroler posiada bardzo wydajne algorytmy doboru „dobrych dysków” (czyli tych z pięciu lub czterech dysków, z których najpierw pochodzą potrzebne dane), co w przypadku RAID 5 i 6 zwiększa prawdopodobieństwo przyjścia danych z talerzy wcześniej przygotowanie procesora do niezbędnych obliczeń (pomyśl o głębokiej kolejce poleceń i dużym buforze DDR2-800). A to może ostatecznie zrekompensować opóźnienia związane z obliczeniami XOR i „przypadkowo” wyrównać je z „prostą” macierzą RAID 0. W każdym razie kontroler LSI SAS9260 można pochwalić jedynie za wyjątkowo wysokie wyniki (około 1700 IOps dla 5- macierze dyskowe z QD=256) we wzorcu Web Server dla macierzy z parzystością. Niestety muchą w maści była bardzo słaba wydajność dwutarczowego „lusterka” we wszystkich tych wzorcach serwerowych.

Wzorzec serwera WWW jest powtarzany przez nasz własny wzorzec, który emuluje losowy odczyt małych (64 KB) plików w całej przestrzeni tablicy.

Ponownie wyniki zostały połączone w grupy – wszystkie 5-dyskowe macierze są identyczne pod względem szybkości i przewagi w naszym „wyścigu”, 4-dyskowych RAID 0, 5 i 6 też nie da się odróżnić od siebie pod względem wydajność i tylko „DSLR” wypadają z ogólnej masy (swoją drogą 4-dyskowe „lustrem”, czyli RAID 10 jest szybsze niż wszystkie inne 4-dyskowe macierze – podobno ze względu na to samo „wybierając dobry dysk"). Podkreślamy, że te wzorce są poprawne tylko dla dużej głębokości kolejki poleceń, podczas gdy przy małej kolejce (QD=1-2) sytuacja i liderzy mogą być zupełnie inne.

Wszystko się zmienia, gdy serwery pracują z dużymi plikami. W warunkach nowoczesnych „cięższych” treści i nowych „zoptymalizowanych” systemów operacyjnych takich jak Windows 7, 2008 Server itp. praca z plikami megabajtowymi i blokami danych 1 MB staje się coraz ważniejsza. W tej sytuacji przydaje się nasz nowy wzorzec, który emuluje losowe odczytywanie 1-MB plików w obrębie całego dysku (szczegóły nowych wzorców opiszemy w osobnym artykule dotyczącym metodologii), aby pełniej ocenić serwer potencjał kontrolera LSI SAS9260.

Jak widać, 4-dyskowe „lustro” nie pozostawia już nikomu nadziei na przywództwo, wyraźnie dominując w dowolnej kolejności poleceń. Jego wydajność również rośnie liniowo wraz z głębokością kolejki poleceń, ale przy QD=16 dla RAID 1 nasyca się (około 200 MB/s). Nieco „późniejsze” (przy QD=32) „nasycenie” wydajności występuje w macierzach, które w tym teście są wolniejsze, wśród których „srebro” i „brąz” należy nadać RAID 0, a macierze z parzystością okazują się bądź outsiderem, tracąc jeszcze przed błyszczącym RAID 1 dwóch dysków, który okazuje się niespodziewanie dobry. To prowadzi nas do wniosku, że nawet przy odczycie obciążenie obliczeniowe XOR procesora LSI SAS2108 przy pracy z dużymi plikami i blokami (ułożonymi losowo) jest dla niego bardzo uciążliwe, a dla RAID 6, gdzie faktycznie się podwaja, czasem wręcz wygórowane - wydajność rozwiązań ledwo przekracza 100 MB/s, czyli 6-8 razy mniej niż przy odczycie liniowym! „Nadmierny” RAID 10 jest tutaj wyraźnie bardziej opłacalny.

Gdy przypadkowo zapiszemy małe pliki, obraz ponownie uderzająco różni się od tego, co widzieliśmy wcześniej.

Faktem jest, że tutaj wydajność macierzy praktycznie nie zależy od głębokości kolejki poleceń (oczywiście wpływa na to ogromna pamięć podręczna kontrolera LSI SAS9260 i dość duże pamięci podręczne samych dysków twardych), ale zmienia się dramatycznie wraz z typem tablicy! Niekwestionowanymi liderami są tutaj „proste” dla procesora RAID 0, oraz „brązowe” z ponad dwukrotną stratą do lidera – w RAID 10. Wszystkie macierze z parzystością tworzyły bardzo zwartą pojedynczą grupę z lustrzanką dwudyskową) , trzykrotnie przegrywając z liderami. Tak, to zdecydowanie duże obciążenie procesora kontrolera. Jednak szczerze mówiąc nie spodziewałem się po SAS2108 takiej „porażki”. Czasami nawet miękki RAID 5 na kontrolerze SATA „chipsetowym” (z buforowaniem) Narzędzia Windows i obliczenia za pomocą centralnego procesora PC) jest w stanie pracować szybciej ... Jednak sterownik nadal wyprowadza „swoje” 440-500 IOps stabilnie - porównaj to z wykresem średniego czasu dostępu przy zapisie na początku sekcji wyników .

Przejście do losowego zapisu dużych plików o wielkości 1 MB prowadzi do wzrostu wskaźników prędkości bezwzględnej (dla RAID 0 - prawie do wartości dla losowego odczytu takich plików, czyli 180-190 MB / s) , ale ogólny obraz pozostaje prawie niezmieniony - macierze z parzystością wielokrotnie wolniejsze niż RAID 0.

Obraz RAID 10 jest ciekawy - jego wydajność spada wraz ze wzrostem głębokości kolejki poleceń, choć niewiele. W przypadku innych tablic nie ma takiego efektu. Dwutarczowe „lustro” znów wygląda skromnie.

Przyjrzyjmy się teraz wzorcom, w których pliki są odczytywane i zapisywane na dysku w równych ilościach. Takie obciążenia są typowe w szczególności dla niektórych serwerów wideo lub podczas aktywnego kopiowania/duplikacji/backupu plików w ramach tej samej macierzy, a także w przypadku defragmentacji.

Po pierwsze - pliki o rozmiarze 64 KB losowo w całej tablicy.

Tutaj pewne podobieństwo z wynikami wzorca DataBase jest oczywiste, chociaż bezwzględne prędkości macierzy są trzykrotnie wyższe, a nawet przy QD=256 widać już pewne nasycenie wydajnością. Większy (w porównaniu do wzorca DataBase) procent operacji zapisu w tym przypadku prowadzi do tego, że macierze z parzystością i dwudyskowym „lustrem” stają się oczywistymi outsiderami, znacznie gorszymi szybkością niż macierze RAID 0 i 10.

Przy przełączaniu na pliki 1 MB ten wzorzec generalnie pozostaje, chociaż bezwzględne prędkości są około trzykrotne, a RAID 10 staje się tak szybki, jak 4-dyskowy pasek, co jest dobrą wiadomością.

Ostatnim wzorcem w tym artykule będzie przypadek sekwencyjnego (w przeciwieństwie do losowego) odczytu i zapisu dużych plików.

I tu już wiele macierzy rozpędza się do bardzo przyzwoitych prędkości w okolicach 300 MB/s. I choć przepaść między liderem (RAID 0) a outsiderem (podwójny RAID 1) pozostaje ponad dwukrotna (zauważ, że ta przepaść jest pięciokrotna w przypadku liniowych odczytów lub zapisów!), RAID 5, który znajduje się w pierwszej trójce, i inne tablice XOR, które same się podciągnęły, mogą nie być zachęcające. W końcu sądząc po liście zastosowań tego kontrolera, którą podaje samo LSI (patrz początek artykułu), wiele zadań docelowych będzie wykorzystywać ten szczególny charakter dostępu do tablicy. I zdecydowanie warto się nad tym zastanowić.

Na zakończenie podam końcowy diagram, na którym uśredniane są wskaźniki wszystkich wyżej wymienionych wzorców testowych IOmeter (geometrycznie po wszystkich wzorcach i kolejkach poleceń, bez współczynników wagowych). Ciekawe, że jeśli uśrednianie tych wyników w ramach każdego wzorca jest przeprowadzane arytmetycznie ze współczynnikami wagowymi 0,8, 0,6, 0,4 i 0,2 odpowiednio dla kolejek poleceń 32, 64, 128 i 256 (co umownie w całym działaniu dysków), to ostateczny (dla wszystkich wzorców) znormalizowany wskaźnik wydajności macierzy w granicach 1% będzie pokrywał się ze średnią geometryczną.

Tak więc średnia „temperatura szpitalna” w naszych wzorcach dla testu IOmeter pokazuje, że nie ma wyjścia z „fizyki z matematyką” - zdecydowanie przodują RAID 0 i 10. w niektórych przypadkach przyzwoita wydajność, ogólnie rzecz biorąc, nie może "dosięgnąć" takich tablic do poziomu prostego "paska". Jednocześnie interesujące jest to, że konfiguracje 5-dyskowe wyraźnie dodają w porównaniu do konfiguracji 4-dyskowych. W szczególności 5-dyskowy RAID 6 jest jednoznacznie szybszy niż 4-dyskowy RAID 5, chociaż pod względem „fizyki” (czas dostępu losowego i szybkość dostępu liniowego) są one praktycznie identyczne. Rozczarowujące było również dwudyskowe „lustro” (średnio jest to odpowiednik 4-dyskowego RAID 6, chociaż dwa obliczenia XOR na bit danych nie są wymagane w przypadku zwierciadła). Jednak proste „lustrem” nie jest oczywiście macierz docelowa dla wystarczająco wydajnego 8-portowego kontrolera SAS z dużą pamięcią podręczną i mocnym procesorem „na pokładzie”. :)

Informacje o cenie

8-portowy kontroler SAS LSI MegaRAID SAS 9260-8i wraz z kompletem oferowany jest w cenie około 500 USD, co można uznać za dość atrakcyjną. Jego uproszczony 4-portowy odpowiednik jest jeszcze tańszy. Bardziej dokładna aktualna średnia cena detaliczna urządzenia w Moskwie, odpowiednia w momencie czytania tego artykułu:

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

Wniosek

Podsumowując to, co zostało powiedziane powyżej, możemy stwierdzić, że nie odważymy się wydać ujednoliconych rekomendacji „dla wszystkich” dotyczących 8-portowego kontrolera LSI MegaRAID SAS9260-8i. Każdy powinien wyciągnąć własne wnioski na temat konieczności jego użycia i skonfigurować z jego pomocą określone tablice – ściśle w oparciu o klasę zadań, które mają zostać uruchomione. Faktem jest, że w niektórych przypadkach (w niektórych zadaniach) ten niedrogi „megapotwór” jest w stanie wykazać się wyjątkową wydajnością nawet na macierzach z podwójną parzystością (RAID 6 i 60), ale w innych sytuacjach wyraźnie pozostawia wiele do życzenia. A ratunkiem (prawie uniwersalnym) będzie tylko macierz RAID 10, którą można zorganizować niemal z takim samym powodzeniem na tańszych kontrolerach. Często jednak dzięki procesorowi i pamięci podręcznej SAS9260-8i macierz RAID 10 zachowuje się tu nie wolniej niż „pasek” tej samej liczby dysków, zapewniając jednocześnie wysoką niezawodność rozwiązania. Ale to, czego zdecydowanie należy unikać w przypadku SAS9260-8i, to dwudyskowy "reflex" oraz czterodyskowy RAID 6 i 5 - są to oczywiście nieoptymalne konfiguracje dla tego kontrolera.

Dzięki Hitachi Global Storage Technologies
dla dysków twardych przewidzianych do testów.