Tot mai mulți entuziaști și utilizatorii generale sunt trecerea la RAID matrice, în principal datorită creșterii productivității, precum și îmbunătățirea fiabilității de stocare cred puțini. Acesta este motivul pentru care majoritatea matrice instalate este format din doar două hard disk-uri, care sunt integrate într-o matrice RAID 0. Dar nu te interesează cum să scala performanța de matrice RAID ca numărul de hard disk-uri? Merită să le crească numărul? Când creșterea numărului de hard-discuri se află într-o "strangulare"? Pentru a răspunde la aceste întrebări, am decis să executați testele de scalare RAID.
Scopul nostru a fost simplu, deși ambițios: pentru a testa toate modurile RAID populare cu numărul minim de unități, și apoi crește treptat numărul de unități de până la opt. Noi credem că este atât de numărul maxim de hard disk-uri pentru amatorii de PC-uri și servere entry-level, deoarece o creștere suplimentară a cererilor de unități speciale sau muta la eSATA externe de completare snap. În plus, pentru trecerea la profesionale RAID-controler cu numărul de porturi necesare pentru mai mult de opt cabluri de mai multe canale și echipamente scumpe, care sunt numite uneori „mini-SAS“, în loc de cabluri separate pentru fiecare hard disk.
Testele noastre includ toate rezultatele care ne permit să găsim un compromis bun între cerințele aplicațiilor și numărul de hard disk-uri. Am măsurat timpul de acces, performanța interfeței, viteza maximă, minimă și medie de citire și scriere. De asemenea, am inclus teste de performanță I / O pentru scenarii tipice, cum ar fi servere de fișiere, servere web, servere de baze de date și stații de lucru.
Este foarte ușor să creați o matrice RAID de mare viteză, care să ofere atât performanțe ridicate de I / O, cât și performanțe fantastice. Tot ce trebuie să faceți este să alterați citirea / scrierea datelor prin numărul de unități de hard disk de care aveți nevoie (sau pe care controlerul le poate suporta). Plăcile de bază au de obicei până la șase porturi SATA care suportă modurile RAID de bază, iar controlorii profesioniști suportă până la 8, 12, 16 sau chiar 24 de porturi. Dar rețineți că matricea RAID 0 pierde toate datele dacă cel puțin una dintre componentele hard disk-urilor sale nu reușește. Deoarece RAID 0 este potrivit pentru stocarea fișierelor temporare, dar nu permanent.
O abordare comună pentru obținerea unor performanțe ridicate și, în același timp, a fiabilității sunt matricele RAID 0 + 1, atunci când o matrice este oglindită cu o alternanță de două sau mai multe unități. Sau RAID 5, care distribuie date pe toate hard-discurile, cu excepția unuia, iar controlerul calculează apoi informațiile de redundanță ale întregului tablou și îl stochează pe hard disk-ul rămas. Însă acest hard disk nu devine o piedică, informațiile despre redundanță sunt redate alternativ la toate hard disk-urile disponibile (altfel vom obține o matrice RAID 3). În acest articol, vom examina matricele RAID 0, RAID 1 și RAID 0 + 1.
RAID 0: striping (performanță ridicată)
A, B și C sunt trei blocuri diferite ale aceluiași fișier. Într-o matrice RAID 0, controlerul va distribui blocuri de o anumită dimensiune (de obicei între 8 și 32 KB) în toate dischetele disponibile în matrice. Acest lucru vă permite să creșteți viteza de scriere și de citire, dar RAID 0 este sensibil la defectele și defecțiunile unităților. RAID 0 funcționează cu două sau mai multe hard discuri.
RAID 1: oglindire (fiabilitate ridicată)
RAID 1 necesită două hard discuri. Controlorul scrie toate informațiile simultan la ambele unități de hard disk, adică obțineți o redundanță completă a datelor. Dacă un hard disc nu reușește, toate datele vor fi salvate pe cea de-a doua. După înlocuirea unității defecte, controlerul va restaura matricea RAID 1. Unele controlere RAID accelerează viteza de citire a RAID 1 prin citirea datelor simultan de la două unități de hard disk.
RAID 1 este cel mai simplu și mai eficient mod de a crea un spațiu de stocare securizat. Tot ce aveți nevoie sunt două unități de hard disk și un controler care suportă moduri simple RAID (de obicei, astfel de controlere sunt încorporate pe plăcile de bază de peste 100 $). Când instalați Windows, trebuie să inserați discheta driverului în primul pas pentru a permite instalatorului să recunoască matricea discului. Apoi, pentru sistemul de operare și pentru utilizator, matricea RAID arată ca un singur disc. Dacă doriți să faceți totul bine, este rezonabil să instalați atașamente amovibile la un preț de 20-40 $. Acestea vă vor permite să înlocuiți ușor și repede un hard disk defect. Dar aveți grijă și nu scoateți muncitorul!
Unii controlori pot să oglindească date pe mai multe discuri, de exemplu cu trei sau chiar patru. Dacă sunteți atât de natură la protecția datelor, nu ar trebui să uitați de alimentare cu energie de calitate, sursă de alimentare neîntreruptibilă (UPS) cu protecție împotriva vârfurilor de tensiune și un mediu de lucru stabil, de asemenea. Răcirea optimă a unităților de discuri crește durata de viață a acestora. Dacă acest lucru nu este suficient, puteți recurge la utilizarea unei matrice RAID 5 + 1, care efectuează oglindirea RAID 5 cu redundanță. Cu toate acestea, considerăm că astfel de configurații depășesc cu mult nevoile utilizatorilor obișnuiți.
RAID 0 + 1: oglindire și intercalare (performanță și fiabilitate ridicată)
În configurația RAID 0 + 1, o matrice este creată mai întâi cu o alternanță de două sau mai multe unități, după care întreaga structură este reflectată în acest număr de discuri suplimentare. Ca rezultat, atât oglindirea, cât și alternarea sunt obținute simultan. Configurația RAID 1 + 0 este inversată: sunt create mai întâi matricele RAID 1, după care ele sunt combinate într-o serie de RAID 0 cu intercalare. Nu există nicio diferență între modurile RAID 0 + 1 și RAID 1 + 0. Majoritatea controlorilor suportă de obicei RAID 0 + 1.
Matricea RAID 0 + 1 oferă performanță de configurare RAID 0, combinând-o cu fiabilitatea RAID 1. Este destul de clar că această configurație necesită cel puțin patru hard disk-uri. Am testat RAID 0 + 1 pe patru, șase și opt hard discuri.
Faceți clic pe imagine pentru a mări.
Combinarea mai multor hard discuri în RAID 0 va crește în mod eficient viteza de citire și scriere. Dar, de fapt, creșterea nu este liniară, dar fiecare hard disk adăugat oferă câștigul de performanță, care poate fi văzut în secțiunea de testare a articolului nostru.
Este clar că creșterea numărului de hard disk-uri conduce la o îmbunătățire a transferului de date și viteze de I / O performanță, deoarece matrice combină lățime de bandă și operații de I / de la toate unitățile. Cu toate acestea, restricțiile sunt încă acolo, iar primul lucru vine la RAID-controler: nu toate produsele sunt în măsură să treacă prin sute de MB de date. A doua limitare este legată de interfața controlerului. controlere de azi au de obicei, PCI-X interfață la viteze de până la 533 Mb / s sau PCI Express x4 (1 Gb / s într-un fel) și x1 (250 Mb / s într-un fel). Ar trebui să vă asigurați că lățimea de bandă a interfeței este cu cel puțin 50% mai mare decât matricea RAID presupusă, deoarece viteza reală a interfeței este mai mică.
În cele din urmă, numărul de unități de hard disk afectează de obicei timpul de acces, deoarece este necesară o cantitate mică de informații pentru a colecta bucăți de pe toate unitățile hard disk ale matricei RAID. Fiecare hard disk va poziționa capul cu o anumită întârziere, astfel încât timpul mediu de accesare a fișierului va fi mai apropiat de timpul maxim de acces al tuturor unităților hard disk. În cele din urmă, protocolul RAID introduce și întârzieri. Prin urmare, timpul de acces crește de la 12-14 ms la 20 ms și mai mare.
Cu toate acestea, cu creșterea I / O solicită o serie de by-pass rapid drive-uri unice, așa cum va fi caracteristici, cum ar fi comanda „nativ“ coadă (NCQ), și un controler de memorie cache. Pentru bazele de date are sens pentru a alege un controler cu o memorie cache de mare capacitate (și baterie de rezervă) pentru a îmbunătăți randamentul și pentru a reduce timpul de acces la solicitat în mod frecvent blocuri.
Placa de bază. Faceți clic pe imagine pentru a mări.
Testați hard disk-urile: Samsung SpinPoint T166, HD321KJ (320 GB)
Pentru proiect, am vrut să luăm hard-discuri cu performanțe rezonabile. Am putea lua toate unitățile de hard disk Raptor WD1500 la 10.000 rpm, dar apoi alte proiecte de laborator ar fi lăsate fără hard disk-uri. Așadar, am decis să luăm pe piață drive-uri de masă, și anume Samsung SpinPoint T166, pentru că oferă o rată excelentă de transfer la un preț scăzut. Am decis să nu luăm versiunea de 500 GB (HD501LJ) selectând modelul de 320 GB (HD321KJ). Motivul este simplu: nu am vrut să facem teste de câteva săptămâni! În special, testul h2benchw, dezvoltat de revista c't, durează mai mult, este mai lent și mai voluminos unitatea.
Samsung SpinPoint T166 este o linie modernă, cu o viteză de rotație a axului de 7200 rot / min, 8 MB cache și SATA / 300 interfață suport NCQ. Deși în viitorul apropiat ar trebui să apară o nouă linie de SpinPoint HD102UJ cu o capacitate de până la 1 TB.
Controler: Areca ARC-1220
În acest moment pregătim o revizuire a controlorilor RAID, așa că am luat un model care oferă performanțe ridicate. controler ARC-1220 de la Areca este echipat cu opt SATA 300 porturi /, sprijinind NCQ, și are un motor Intel IOP333 built-in 256 MB de memorie DDR SDRAM, precum și pentru calculele de XOR / paritatea utilizează. Interfața este controlerul x4 PCI Express, înălțimea este jumătate, astfel încât să poată fi instalată în servere cu rack-mount cu profil redus.
Am ales acest card din motive de operare simplă și de capacitatea de a inițializa rapid matricele RAID. Cu toate acestea, suntem siguri că majoritatea altor controale SATA RAID cu 8 porturi se vor confrunta cu sarcina nu mai rău.
Hardware de sistem
Toate testele au fost efectuate cu setările implicite ale controlerului.
Impresii din testare
Toate testele au fost efectuate cu numărul de unități Samsung HD321KJ de la două la opt, dar cu un total de 80 GB. Nu am început să umplem toate cele 320 GB de pe hard disk, dorind să reducem timpul de testare. Ca urmare a timpului de testare a redus și hard disk-uri care rulează la performanțe de vârf, pentru că nu au înregistrat datele de pe pistele interioare, în care cea mai mică viteză.
Pe un test cu o singură configurație RAID, am luat de la patru la șase ore, inclusiv lărgimea de bandă, timpul de acces și testele I / O. Pentru toate tipurile de matrice, cu excepția RAID 0, a fost nevoie de aproximativ 20 de minute pentru inițializare.
Am găsit o caracteristică curioasă în ceea ce privește alimentarea cu energie electrică. Mai întâi am conectat mai multe hard discuri la o singură linie de alimentare. Configurația a funcționat bine, deoarece hard disk-urile au suficientă putere pentru a se întoarce și nu am găsit probleme. Cu toate acestea, în matricea RAID, un singur hard disk a eșuat în timpul testelor. Motivul pentru care am numărat hard disk-ul, dar după repetarea problemei, controlerul a început să fie vina. Apoi am împărțit puterea hard disk-urilor în trei linii diferite, iar problema a dispărut.
Deși un hard disk HD321KJ are un timp de acces mediu de peste 14 ms, am obținut și mai puțin timp de acces, deoarece am folosit doar 80 GB de 320 GB disponibile. Cu toate acestea, costurile protocolului și timpul necesar pentru poziționarea capetelor sunt foarte semnificative, timpul de acces crește odată cu creșterea numărului de unități. Rezultatul maxim de 30 ms nu poate fi numit rapid, dar performanța I / O este foarte afectată de întârzieri mari.
Capacitatea interfeței
Graficul arată clar cât scară razele RAID atunci când se adaugă hard discuri. Cu toate acestea, lățimea de bandă încetează să crească după adăugarea unui al cincilea hard disk la matricea RAID 0. Este destul de evident că una din componentele sistemului nostru a devenit un obstacol. Fie că este vorba de un controler RAID sau de o placă de bază, dar cu unități de hard disk de 6, 7 și 8, nu am obținut creșterea așteptată. În teorie, interfața PCI Express x4 poate transmite 1 GB / s în ambele direcții.
Viteza de scriere este cu siguranță mai mică decât rezultatele maxime obținute în testul de citire. După cum puteți vedea, controlerul nu poate furniza o viteză de peste 275 MB / s.
Performanță I / O (RAID 0)
Performanța I / O este puterea controlerului Areca, deoarece fiecare hard disk adăugat o crește aproape liniar.
Performanță I / O (RAID 0 + 1)
Crearea unui mediu ideal pentru o matrice RAID de înaltă performanță nu este atât de ușoară. Nu este suficient să luați componentele și să le asamblați în sistem. Sistemul nostru este un nivel de stație de lucru RAID-controler Areca ARC-1220 pe hârtie arată perfect, dar este „de abur“ pe lățime de bandă de 500 MB / s interfață cu mai puțin de 400 MB / s pentru citire si 275 MB / s pentru scriere. Acest sistem se bazează pe blocajele interne deja cu cinci hard-discuri. Cu toate acestea, așa cum ne pare, configurația RAID pe o altă platformă, optimizată pentru RAID 0, poate fi chiar mai bună. În a doua parte a revizuirii noastre, vom arăta că operatorul Areca este foarte potrivit pentru RAID 5 tablouri și RAID 6 în loc de RAID 0 și RAID 1.
Sistemul nostru de testare sa dovedit a fi o bază ideală pentru rezultate excelente în testele I / O, când fiecare hard disk suplimentar a ridicat performanța. Evident, Areca ARC-1220 este foarte potrivit pentru servere de baze de date sau medii cu o încărcare I / O ridicată.
Deși rata de transfer a datelor scade bine până la pragul unei jumătăți de duzină de unități, timpul mediu de acces se deteriorează. În funcție de locația capetelor fiecărei unități, timpul de acces al matricei RAID este aproape de cel mai lung timp de acces al tuturor unităților, iar întârzierile în protocol contribuie. Ca rezultat, gama de discuri a mai multor hard disk-uri nu este întotdeauna rezonabilă pentru un PC high-end pentru entuziaști. În viitorul apropiat, pentru serverele de înaltă performanță, stocarea solidă poate fi considerată o alegere rezonabilă. Între timp, puteți recomanda o serie de hard disk-uri WD Raptor la 10.000 rpm, deși va costa mult mai mult.
SFÂRȘITUL ARTICOLULUI
Trimiteți-le prietenilor: