Современные контроллеры RAID: сравниваем передовое решение от RAIDCore SATA с конкурентами SCSI – THG.RU

RAIDCore: с ног на голову

Если вам нужна быстрая и надёжная подсистема хранения данных, то, в большинстве случаев, вам понадобится мощный контроллер RAID. Стандартным решением является контроллер Ulra320 SCSI, к которому подключается большое число жёстких дисков, образующих массив RAID. Но, несмотря на высокую скорость, Ultra320 имеет свои недостатки, самым серьёзным из которых является цена.

Как ни дико это может звучать, но SATA имеет преимущества по производительности над Ultra320 – при условии, что система собрана правильно и подключена по быстрой шине. Дело в том, что каждый жёсткий диск SATA связывается с контроллером по индивидуальному интерфейсу точка-точка с пропускной способностью 150 Мбайт/с, в то время как шина SCSI является общей для всех устройств. В некоторых случаях подобная технология является “узким местом”, поскольку не успевает справиться с трафиком: этот факт давно известен производителям, которые не теряют времени и отлаживают Serial Attached SCSI (SAS). Ну, а пока они не закончили, “на коне” находится SATA.

Если продукты SATA начнут вытеснять решения Ultra320 SCSI, то компаниям-интеграторам придётся воспринимать их всерьёз. На самом деле высокопроизводительные продукты уже несколько месяцев присутствуют на рынке в виде многоканальных контроллеров от 3Ware (8500 и 8506 на 4, 8 или 12 портов), которые отстают от решений SCSI всего по нескольким аспектам. Adaptec, Highpoint, ICP Vortex, LSI Logic и Promise предлагают не менее интересные решения RAID, имеющие до шести каналов SATA, а вскоре будут выпущены модели и с восемью каналами. Acard и Silicon Image – единственные разработчики, не выдвигающиеся на профессиональный рынок, поскольку они не предлагают продуктов RAID 5.

Что касается жёстких дисков, то они тоже не стоят на месте – все крупные производители сегодня выпускают приводы SATA. Имея скорость вращения 10.000 об/мин, Western Digital Raptor остаётся непобедим на этом секторе, причём сам привод достаточно быстр, чтобы конкурировать на рынке SCSI. Единственным слабым местом Raptor является низкая ёмкость, всего 36 Гбайт, однако этот недостаток будет исправлен в ближайшем будущем.

Недавно громко о себе заявила молодая компания RAIDCore, чьи контроллеры RAID основываются на прототипе многоуровневой программной архитектуры, названной Fulcrum. RAIDCore была основана в 2000 году бывшими работниками Adaptec, а целью компании стало поставить с ног на голову high-end сегмент рынка систем хранения.

На сайте RAIDCore заявлено о богатой функциональности архитектуры Fulcrum, которая идёт дальше обычных возможностей высококлассных контроллеров Ultra320 RAID. Уже одно это является хорошим поводом подвергнуть прототип RAIDCore, названный RC4000, скрупулёзному тестированию, чтобы сравнить его с продаваемыми решениями от Adaptec и LSI Logic (двухканальный Ultra320 RAID), а также от 3Ware и HighPoint (восьмиканальный SATA RAID).

SATA под давлением

Сегодня все крупные производители имеют жёсткие диски Serial ATA в линейках своих продуктов: Maxtor предлагает DiamondMax Plus 9 и MaXLine Plus II, Hitachi – 7K250 с SATA, Seagate выпустила 7200.7, а Western Digital также поставляет SATA-вариант своих приводов с 8 Мбайт кэшем (специальное издание). Не будем забывать и о Raptor на 10.000 об/мин.

Fujitsu тоже подготовилась к приходу нового интерфейса, хотя компания больше не выпускает потребительские 3,5″ модели. Однако ситуация может измениться, если SATA действительно сможет отхватить заметную долю рынка, ранее принадлежавшую SCSI.

Ещё одним новым продуктом, который должен освежить рынок SATA, является Raptor на 74 Гбайт, объявленный Western Digital. Версия WD360 на 36 Гбайт уже снискала немалую популярность. До настоящего времени только низкая ёмкость накопителей не даёт Raptor подняться выше статуса опытного проекта. По официальным заявлениям, Western Digital планирует выпустить WD740 на рынок уже в ближайшем будущем, и если использовать новые приводы вместе с описанными в данной статье контроллерами, то можно достичь высокой производительности и ёмкости до 500 Гбайт.

RAIDCore здесь определённо является законодателем мод, предлагая опцию расширения массива RAID с помощью использования нескольких контроллеров. Но об этом чуть позже.

Более того, на горизонте появилась поддержка очереди команд (SATA II, 150 Мбайт/с). Данная функция поможет оптимизировать порядок команд устройства SATA, чтобы достичь максимальной производительности. Но для этого необходимо, чтобы очередь команд поддерживалась как контроллерами SATA, так и приводами.

Готовится к выходу: Western Digitals WD740 или Raptor на 74 Гбайт. Привод, впервые на рынке ATA, поддерживает очередь команд.

Фундаментальные сведения: режимы RAID

Перед тем, как мы перейдём к рассмотрению отдельных контроллеров, мы бы хотели напомнить терминологию, используемую в массивах RAID. Также давайте вспомним фундаментальные режимы RAID и их комбинированные варианты. Вообще термин RAID описывает массив нескольких жёстких дисков, в идеале одного и того же типа. Цель массива заключается, в первую очередь, в обеспечении надёжности хранения данных, а затем – в повышении производительности.

JBOD – расшифровывается как “just a bunch of drives (просто набор приводов)” и позволяет представлять несколько жёстких дисков как один.

RAID 0 – конфигурация, которая несколько не соответствует целям создания массива RAID, поскольку она не повышает надёжности хранения данных, а понижает её. В режиме RAID 0 создаётся так называемый массив чередования данных из двух или более жёстких дисков, в зависимости от используемого контроллера, при этом данные поочерёдно записываются то на один, то на другой привод. В результате производительность повышается, однако риск сбоя возрастает пропорционально числу приводов. Если один винчестер “накроется”, то и весь массив тоже разделит его судьбу.

RAID 0 подходит в качестве скоростного временного хранилища данных, например, при монтаже видео.

RAID 1, в отличие от RAID 0, обеспечивает максимальную надёжность хранения при минимальной нагрузке на “железо”. Содержимое одного жёсткого диска автоматически дублируется на другой (эта технология также называется “зеркалированием”), так что если один диск выйдет из строя, второй диск продолжит свою работу. Главным недостатком RAID 1 является уменьшение полезной ёмкости в два раза. Также возможны конфигурации с более чем одним “зеркалом”, но полезная ёмкость там ещё ниже. При хорошей реализации RAID 1 данные можно считывать одновременно с обоих приводов, так что, по крайней мере, производительность чтения будет выше, чем у одного привода.

RAID 1 идеально подходит для рабочих станций или небольших серверов, которые должны постоянно работать, а также для быстрого создания резервных копий.

RAID 3 сегодня практически потерял свою актуальность. Массив требует использования не менее трёх жёстких дисков, причём один из них выделяется под хранение информации избыточности. Информация попеременно записывается на все остальные приводы, как и в случае с RAID 0. Если привод с информацией избыточности выйдет из строя, то массив продолжит работать. Если выйдет из строя привод, хранящий собственно данные, то его содержимое будет восстановлено после замены в реальном времени, используя информацию избыточности. Но производительность подобной системы ограничена скоростью записи информации избыточности на соответствующий диск. При этом её необходимо записывать при любой операции записи, поэтому про RAID 3 сегодня практически уже забыли.

По нашему мнению, RAID 3 интересен только для малого числа жёстких дисков, если высокая производительность не является важной.

RAID 5 – еще один отказоустойчивый режим RAID, поскольку и в этом случае записывается информация избыточности. Но, в отличие от RAID 3, информация избыточности распределяется между всеми жёсткими дисками, так что скорость работы массива RAID 5 повышается с добавлением каждого нового привода.

RAID 5 сохраняет информацию избыточности на все приводы по очереди. Запись избыточной информации не слишком сильно ухудшает производительность. К тому же массив будет работать и при отказе одного жёсткого диска, пока он не будет заменён и отказоустойчивая схема вновь заработает.

Расширенные режимы RAID/”гнездовой” RAID

Кроме того существует множество всевозможных комбинаций массивов RAID. К примеру, RAID 50 использует два массива RAID 5, формирующих массив RAID 0. Займёмся математикой: RAID 50 с 6 или 8 жёсткими дисками лучше, чем RAID 5, поскольку в каждой “ветви” RAID 0 может “вылететь” диск – хотя при этом производительность существенно снизится. Но следует помнить, что при этом на хранение информации избыточности уйдёт ёмкость двух жёстких дисков.

Более распространённым, без всякого сомнения, является массив RAID 01, который “зеркалирует” два массива RAID 0. Но для этого вам понадобится четыре жёстких диска, что не слишком подходит для профессионального сегмента.

Некоторые особенности RAID

Для лучшего решения проблем со сбоями приводов профессиональные контроллеры обеспечивают функцию “hot spare/горячей подмены”: то есть в массив добавляется ещё один диск того же производителя, который будет автоматически использоваться вместо вышедшего из строя привода.

Ещё одна важная деталь: при создании комплексного массива RAID вам нужно провести инициализацию. В зависимости от числа жёстких дисков и их ёмкости, на инициализацию может уйти несколько часов. Хорошие контроллеры позволяют проводить инициализацию в фоне, что позволяет сразу же использовать созданный массив – но производительность до окончания инициализации будет существенно снижена.

При использовании контроллеров SCSI вам следует тщательно продумать, как вы будете конфигурировать массивы RAID. Высококлассные устройства предлагают два канала, каждый из которых имеет стандартную пропускную способность 320 Мбайт/с, что без проблем сочетается с шиной PCI-X на 100 или даже 133 МГц. Если вы будете использовать много приводов на одном канале, то его пропускной способности может не хватить, именно поэтому лучше использовать два канала. Массив, который вы будете создавать, чаще всего не будет зависеть от способа подключения дисков, к тому же при использовании шести и более винчестеров вы сможете создать массив RAID 50.

При использовании SATA RAID подобного ограничения не существует. Каждый привод работает по своему собственному каналу со скоростью до 150 Мбайт/с.

В случае серверных окружений необходим высокий уровень гибкости контроллера RAID. Важным условием является подключение/отключение приводов без выключения сервера (“горячая замена”). В случае Ultra320 SCSI для этого необходима установка специальных отсеков “горячей замены”, при этом лучше использовать жёсткие диски с 80-контактным интерфейсом SCA. Приводы SATA изначально поддерживают “горячую замену”, так что вам, в принципе, не понадобятся даже специальные отсеки, если вы используете соответствующие SATA разъёмы питания. Но будьте осторожны с обычными разъёмами питания: они имеют большие механические допуски, так что с ними нельзя быть уверенным, какой контакт подключится первым.

Благодаря описанному оборудованию вы можете менять или расширять массив RAID без выключения компьютера или перезагрузки. Здесь также используется термин “миграция” RAID, который означает изменение конфигурации RAID во время работы и расширение ёмкости, когда дополнительные приводы подключаются к массиву RAID, не мешая его работе.

Для управления контроллером RAID производители поставляют специальные программные инструменты. Они позволяют осуществлять мониторинг и конфигурацию контроллера для использования всех функций, указанных нами выше. Ещё одним распространённым решением является установка службы, которая работает в роли web-сервера и позволяет осуществлять удалённое управление по сети

Профессиональная система RAID обычно состоит из компонентов SCSI. На иллюстрации показан 68-контактный разъём SCSI, дополненный круглым кабелем от Adaptec.

Некоторые особенности контроллеров RAID

64-битный DMA

Контроллер должен иметь возможность адресовать всё хранилище данных, а также память через DMA (прямой доступ к памяти). Никаких проблем с 32-битной системой сегодня не возникает, но на рынке появляются 64-битные системы типа Intel Itanium 2 и AMD Athlon 64. По данным компании, RAIDCore предусмотрела подобный сценарий, но поскольку у нас нет соответствующей системы, мы не смогли проверить заявление. Вообще, со всем, что умеет делать в этом отношении RAIDCore, не хуже справляются Adaptec и LSI.

Несколько массивов на диск

Широко обсуждаемая, но редкая функция. Хотя её рекламирует Adaptec, у нас с ней возникли некоторые проблемы. RAIDCore также включила эту возможность в ассортимент своих функций. Дело в том, что при использовании нескольких жёстких дисков она позволяет подобрать лучшую конфигурацию для данной области применения. К примеру, если вы используете 8 жёстких дисков, приоритетной для вас является производительность и у вас есть небольшой объём данных, которым необходимо гарантировать сохранность. Тогда можно развернуть большой массив RAID 0, который не будет использовать всю ёмкость – оставшееся пространство можно отвести под RAID 5, который будет хранить важные данные. В случае сбоя с содержимым RAID 0 можно будет легко распрощаться, а массив RAID 5 восстановит нужные данные.

Интерфейс: PCI или PCI-X с 64 битами

Контроллер RAID не только должен быстро работать, он должен иметь возможность передавать данные системе. Распространённым сценарием является использование 64-битной шины PCI на 33 или 66 МГц (3Ware 8506, Adaptec 2200S, LSI MegaRAID 320 2). Однако сегодня всё большую популярность приобретает шина PCI-X, с частотой до 133 МГц и тоже 64-битной шириной.

Наконец, требуемая пропускная способность определяется сценарием использования контроллера. Самый лёгкий метод для подсчёта пропускной способности заключается в умножении максимальной скорости передачи данных с диска на число дисков. Восемь винчестеров Raptor с 60 Мбайт/с дадут в сумме 480 Мбайт/с. В таком случае даже 66 МГц может не хватить, поскольку новый контроллер должен поддерживать и будущие поколения жёстких дисков, которые будут иметь более высокую скорость передачи. В таком случае следует сделать выбор в пользу PCI-X со 100 МГц – хотя подобные цифры в RAID 5 всё же являются теоретическими. Также не следует забывать, что архитектура контроллера тоже играет немаловажную роль.

Внешние устройства

Важным преимуществом SCSI является доступность внешней периферии. При этом появляется возможность построения привлекательных архитектур, ведь шина SCSI, в зависимости от конфигурации, может быть длиной до 12 метров. Хотя HighPoint и предлагает внешние решения SATA под названием e.SATA, они ограничиваются сравнительно короткой длиной кабеля.

Тестовые приводы: Maxtor Atlas 15K и WD Raptor

Слишком ёмкие и медленные: жёсткие диски от Seagate (ST3146807LW) замедлили бы наши тесты, поскольку они обладают большой ёмкостью 146 Гбайт. Ситуация заставила нас без всяких колебаний перейти на диски с 15.000 об/мин (см. ниже).

Изначально мы использовали десять приводов Seagate на 10.000 об/мин с ёмкостью 146 Гбайт (ST3146807LW). Однако затем мы решили поменять их на более быстрые винчестеры с меньшим объёмом. Во-первых, мы желали проверить максимальную производительность. Во-вторых, создание тестовых массивов на несколько сотен гигабайт отнимает множество часов. Не будем вновь напоминать о необходимости инициализации. Выбор был сделан в пользу винчестеров Maxtor Atlas 15K на 18 Гбайт, поскольку мы смогли быстро их достать.

Для тестов мы использовали восемь жёстких дисков SCSI от Maxtor на 15.000 об/мин, модель Atlas 15K.

Adaptec 2200S

Прошивка: B6008

Модель Adaptec 2200S имеет превосходную репутацию. Двухканальный контроллер с 64-битной PCI 66 МГц является низкопрофильной картой, которая подойдёт для 19″ систем. Вы можете подключить максимум 30 приводов, по 15 дисков на канал – и столкнуться с проблемой пропускной способности, описанной выше, поскольку быстрые диски легко “съедят” доступные 320 Мбайт/с на канал. Для этого достаточно подключить пять быстрых 15.000 об/мин винчестеров.

На 2200S интегрирован кэш 64 Мбайт, но буферная батарея доступна за отдельную плату. Поддержка операционных систем шикарна: Caldera Open, Novell Netware 5.1 и 6, RedHat Linux, SCO Open Server, SCO UnixWare, SuSE Linux и все текущие версии Windows. Для подключения внешних устройств доступны два 68-контактных разъёма VHDCI.

В целях тестирования мы ускорили инициализацию: если выбрать инициализацию “очистка/clear”, то весь массив будет просто перезаписан, без инициализации XOR. В результате достигается экономия времени: 10 минут вместо 75 минут – хотя мы не рекомендуем использовать такой режим при нормальной работе.

Жёсткие диски в массиве RAID должны иметь одинаковый размер и, лучше, одинаковую прошивку, но Adaptec склоняется к противоположному. Независимо от того, что вы подключите к контроллеру, вы сможете использовать полную ёмкость. Подобная технология называется Optimized Disk Utilization (оптимизированное использование диска).

Поначалу мы были несколько удивлены результатами тестов, поскольку получили только 150 Мбайт/с для последовательного чтения в Winbench 99 2.0 (который нарисовал нам график передачи данных). Но, как показали наши измерения в IOMeter, контроллер может обеспечить до 200 Мбайт/с в режиме RAID 5, в зависимости от используемого размера блока (см. тесты).

Adaptec 2200S: SMBE – Storage Manager Browser Edition

Web-интерфейс облегчает задачу подключения к Adaptec Storage Manager. Пользователи Windows будут рады.

Adaptec Manager на сегодняшний момент – самая простая в использовании программа.

Желаете найти жёсткий диск в большом массиве? Просто включите его светодиод!

С помощью контроллера Adaptec содержимое массива можно автоматически удалять по расписанию. Полезно, если в массиве вы храните временные данные.

Мы смогли переключить наш RAID 5 в другой режим, пройдя несколько шагов.

С помощью Storage Manager можно выполнить простые изменения, типа выбора стратегии кэширования.

Adaptec 2200S: BIOS и конфигурация

После выбора всех восьми жёстких дисков, 2200S предложил нам возможность создать массив RAID 0, 5 или 0+1.

Вы вряд ли запутаетесь в меню конфигурации: Adaptec хорошо продумала весь процесс, так что даже новички легко достигнут поставленной цели.

На сегодня Adaptec предлагает лучшее программное обеспечение по администрированию. Вы можете полностью управлять массивом через браузер, если установите соответствующую службу на сервер.

Поскольку web-интерфейс Adaptec это позволяет, мы решили создать два разных массива на одном и том же жёстком диске. Подобную штуку мы проделали и с контроллером RAIDCore, рассмотренным ниже. Мы создали массив RAID 50, используя 80% доступной ёмкости. Затем мы указали те же диски и потребовали создать массив RAID 0.

Но операция так и не была выполнена – программа отказалась реагировать. Мы подумали, что после перезагрузки Windows ситуация изменится. Однако после перезагрузки служба Adaptec просто “умерла”. Мы смогли вернуть её к жизни после того, как удалили один из массивов через BIOS контроллера. К тому же, оставшийся массив мы не смогли удалить через клиентскую утилиту. Впрочем, на практике это потребовало бы прерывания работы сервера – чего мы не желали.

Меню конфигурации не отображает, какую стратегию кэширования использует 2200S (Write Through, Write Back).

Операция Quick Build отняла 75 минут. С проверкой времени уйдёт ещё больше.

LSI MegaRAID 320 2

Прошивка: L026

Контроллер LSI произвёл на нас лучшее впечатление, чем 2200S, поскольку некоторые детали отчётливо указывают на его преимущества. К примеру, в сокет DIMM можно вставить модуль SDRAM, который будет использоваться контроллером для кэширования. То есть пользователь может самостоятельно решать, какой объём кэша ему необходим.

Ниже сокета в правой части находится буферная батарея, которую нет необходимости докупать отдельно. Рядом с ней находится движок XOR, функции которого обеспечиваются чипом Intel 80303 – как и в случае с Adaptec.

Инициализация массива, включая проверку целостности, отняла массу времени. Нам пришлось ждать целых 11 часов для создания RAID 5 из восьми жёстких дисков по 18 Гбайт каждый. Как хорошо, что мы не использовали диски на 74 Гбайт…

В тесте приложений Winbench 99 2.0 LSI показал, на что способен, обогнав все другие контроллеры в секции high-end. В Business Winbench LSI проиграл только RAIDCore RC4852. С показанным временем поиска в режиме RAID состязаться трудно: в среднем оно было ниже 6 мс, что достойно аплодисментов.

В тесте OLTP с размером блока 8 кбайт LSI отчётливо обгоняет Adaptec и RAIDCore, как и в большинстве тестов записи.

За сокетом DIMM, куда вставляется модуль SDRAM для кэширования, находятся два порта A и B.

LSI MegaRAID 320 2: Power Console Plus

Power Console Plus – утилита управления под Windows.

LSI позволяет выставлять различные политики кэширования.

Что может RAIDCore, может и LSI: здесь тоже можно указывать приоритеты восстановления, в зависимости от текущей нагрузки на массив.

LSI MegaRAID 320 2: BIOS и конфигурация

В MegaRAID 320 2 присутствуют оба канала. Мы использовали случайные ID, поэтому видны не все четыре диска на каждом канале.

RAID 0 или 5 – вот ваш выбор.

LSI поддерживает несколько опций.

3Ware Escalade 8506-8

Также доступна и 12-канальная версия карты, о чём можно догадаться по отсутствующему третьему контроллеру и свободному пространству вверху.
Прошивка: 7.6.4

8506-8 является дальнейшим развитием семейства 8500 и на данный момент поддерживает 64 бита и 66 МГц. Раньше контроллер работал, максимум, на шине 33 МГц. Все контроллеры SATA от 3Ware построены на архитектуре StorSwitch. Как видно по названию, StorSwitch использует пакетную коммутацию. То есть каждый диск автономно передаёт данные контроллеру, используя идентификатор порта – здесь 3Ware добавляет термины “точка-точка” и “не блокирующий”. В отличие от общей шины типа SCSI, контроллер может работать с несколькими дисками одновременно и независимо от остальных. Эта технология также используется и на версии контроллера 7506 для UltraATA.

Аппаратная начинка Escalade 8506 может быть разделена на две части. С одной стороны, на карте присутствуют интерфейсы ATA, каждый поддерживающий четыре порта, с другой стороны – мы имеем процессор RISC с движком XOR, а также 64-битный интерфейс PCI.

Утилита 3Ware Disk Manager может использоваться для конфигурации и управления дисковым массивом, также она имеет все необходимые функции типа оповещения по email в случае сбоя.

На сайте 3ware.biz есть вся необходимая информация. Нам понравилось заявление, что массив может иметь максимальный объём 2 терабайта – HighPoint, к примеру, вовсе не указывает конкретное значение.

Как и RAIDCore, 3Ware также имеет возможность одновременной работы нескольких контроллеров, вплоть до четырёх. Следует сказать, что расположение нескольких массивов на одном диске не поддерживается – если контроллер и может управлять несколькими массивами, они должны использовать разные диски.

Порты 5-8 расположены сзади. Вверху можно легко найти место для установки ещё двух портов на 12-канальной версии карты.

Вид сбоку: восемь портов.

Потеря одного жёсткого диска в массиве RAID 5 из восьми дисков заметно снизила производительность. В любом случае, массив был быстро перестроен.

3Ware Escalade 8506: 3DM

Нажмите для получения увеличенной версии изображения.

Для отображения деталей о каждом приводе требуется разрешение 1600×1200. Сколько серверов могут это позволить?

Мониторинг показывает, есть ли проблема…

… или её нет.

Здесь можно указать отсылку сообщения по email в случае сбоя, права на удалённый доступ и приоритет службы.

По сравнению с решениями Adaptec, LSI и RAIDCore, 3Ware имеет меньше функций.

3Ware Escalade 8506: BIOS и конфигурация

При создании массива можно выбрать диски, режим RAID…

…и стратегию кэширования.

Наш тестовый массив RAID 5 был создан и подготовлен к работе примерно за четверть часа.

HighPoint RocketRAID 1820

Прошивка: 1.0

RocketRAID 1820 является топовой моделью HighPoint. В отличие от адаптеров 3Ware и RAIDCore, RocketRAID не имеет своей собственной кэш-памяти. Интерфейс PCI-X поддерживает частоту до 133 МГц. Так что возможные применения контроллера становятся понятны: задачи, где нужна высокая пропускная способность.

Поддерживаются все версии Windows, включая Windows 98 и NT 4.0. На установочных дисках упомянут Windows Server 2003, но для него нет каталога. Но не стоит паниковать: драйвер для Windows XP подходит и для 2003.

Говоря о дискетах, следует отметить, что многие современные системы не имеют дисковода вообще. Так что на них вы сможете установить контроллер, только предварительно скопировав драйвер на файловый сервер.

Использование дискет вызовет проблемы, когда одна из них выйдет из строя. В данном случае на сайте ничего нет – мы не нашли там драйверов для Windows. Всё, что присутствует на сайте, – обновлённые драйверы для Linux. Неплохо было бы вложить в комплект поставки CD с драйверами и утилитами.

Как Adaptec и LSI, HighPoint позволяет вам ограничить доступ к конфигурационным утилитам паролем. У Adaptec подход лучше, поскольку доступ предоставляется только пользователям Windows с правами администратора, в то время как HighPoint использует собственный список прав. Не менее безопасно, но труднее в работе.

Что касается наших тестов, то RocketRAID 1820 обеспечил среднюю производительность передачи данных. Недостаток аппаратной поддержки XOR становится заметным при тестировании под приложениями Winbench 99 2.0. По результатам HighPoint находится в самом низу. Но, как мы уже отмечали, адаптер не предназначен для подобных применений. Чтение массива RAID 5 на скорости от 220 до 172 Мбайт/с – действительно превосходный результат. В этом отношении 1820 уступает только RAIDCore RC4852, который даёт ещё лучшую скорость. В случае поломки жёсткого диска падение производительности просто ужасает (см. график ниже).

Как показывает наше тестирование, вы получите только 5 Мбайт/с (!) из прежних 200 Мбайт/с. То есть на восстановление массива 260 Гбайт у вас уйдёт примерно 13 часов.

Время поиска оказалось около 9,1 – чуть выше уровня одного привода Western Digital Raptor. 3Ware имеет чуть большее время, RAIDCore – чуть меньшее. В этой области массив SCSI RAID остаётся непобедимым, хотя основной причиной малого времени поиска является скорость вращения шпинделя – 15.000 об/мин.

Восемь разъёмов для приводов SATA.

Одинокий трансформатор напряжения сзади карты.

Руководство можно признать удовлетворительным, хотя из языков – только английский. Драйверы и программа записаны на дискеты – не слишком удобно. Сайт не предоставляет возможности скачать драйверы, если дискета испортится.

Вот так и надо делать: в комплект поставки входят восемь кабелей, по одному для каждого канала. В отличие от дешёвых контроллеров, каждый кабель имеет метровую длину.

Несмотря на превосходные результаты по чтению, RocketRaid 1820 имеет одну слабость: производительность существенно падает, если один из дисков выйдет из строя.

HighPoint RocketRAID 1820: Storage Management Software

Так выглядит утилита HighPoint.

Перестроение или проверку массива можно выполнить по расписанию.

HighPoint RocketRAID 1820: BIOS и конфигурация

Возможные режимы RAID вполне обыденны.

Инициализация массива на RocketRAID 1820 заняла только четверть часа.

RAIDCore RC4852

Прошивка: RC-100-2003293.1

Ключевым моментом функциональности RAIDCore является архитектура Fulcrum, которую мы уже упоминали выше. По данным RAIDCore, работники компании обладают в сумме 150 часами опыта в каждом аспекте технологий хранения.

Факты заключаются в том, что модель хранения данных настолько гибка, что с массивом можно делать практически всё, что угодно. В результате пользователь может осуществлять лёгкую миграцию с одного уровня RAID на другой, расширять массив RAID путём добавления дисков, выделять запасной диск и изменять структуру данных в случае сбоя, а также использовать жёсткий диск для размещения на нём двух или более массивов.

К сожалению, даже быстрое ознакомление со всеми возможностями отнимает массу времени. На полное тестирование всех опций уйдут недели. Однако мы постарались осветить лучшие возможности этого контроллера и протестировать их настолько глубоко, насколько это было возможным.

Мы не ограничивались стандартным тестом сбоя диска. Если скорость чтения полного массива составляет 250 Мбайт/с, то в случае сбоя она снижается до 130 Мбайт/с. Если добавляется новый диск и он указывается как заменяемый, то происходит автоматическое перестроение массива. При этом скорость передачи падает до 70 Мбайт/с.

Плохо, но не катастрофично: выход из строя жёсткого диска снижает производительность наполовину. Если начинается перестроение, то остаётся около 70 Мбайт/с.

Fulcrum: по функциям Adaptec и LSI остаются далеко позади

Описанные выше функции вполне стандартны для корпоративных систем хранения. RAIDCore прекрасно об этом знает, но до сих пор ресурсы, которыми обладает контроллер RAID, не были полностью задействованы. Ниже мы более подробно осветим основные возможности архитектуры Fulcrum.

Автоматическая настройка производительности

Что интересно, RAIDCore заявляет о том, что единственная опция по отношению к кэшированию – это его включение или выключение. Все остальные параметры, влияющие на производительность, типа размера блока, подбираются автоматически.

Более того, архитектура Fulcrum может в определённой степени кэшировать информацию избыточности массива RAID 5, что позволяет несколько повысить производительность даже при случайной записи. Для этого старые данные должны быть считаны, а вместе с ними и соответствующая информация избыточности. Затем новые данные будут записаны, за чем следует, опять же, создание информации избыточности.

Распределённый запасной диск (Distributed Spare)

Для бесперебойной работы массива RAID должен присутствовать диск “горячей подмены” (запасной). Ведь жёсткий диск может выйти из строя в любой момент, при этом будет необходимо максимально быстро найти ему замену, чтобы данные были вновь защищены информацией избыточности – ведь за время замены может произойти самое плохое – выйдет из строя ещё один диск.

Но возникает ещё несколько вопросов, о которых задумывается далеко не каждый администратор: что произойдёт, если запасной диск выйдет из строя? Обычно такого не случается, но вдруг? Для предотвращения подобных случаев архитектура Fulcrum позволяет использовать распределённый запасной диск. То есть ни один из дисков в полной мере не является запасным и выключенным – вместо этого на каждом диске выделяется специальная пустая область. В случае сбоя массив “расширяется” и занимает эти области, то есть функция восстановления больше напоминает миграцию на другой уровень RAID, чем классическое перестроение массива.

Если массив, созданный с распределённым запасным диском теряет привод (в данном случае RAID 50), то массив мигрирует на новый RAID 50, используя меньшую ёмкость хранения (нижняя ветвь).

Не ново, но полезно: назначение приоритетов

RAIDCore позволяет назначать приоритеты действий, которые могут влиять на производительность массива RAID. К примеру, перестроение массива можно осуществлять как с максимально быстрой скоростью, так и с минимальным влиянием на производительность системы – всё в руках администратора. Подобными возможностями обладает и LSI. Хотя Adaptec и поддерживает три уровня приоритета, они относятся только к изначальному построению массива. 3Ware обеспечивает назначение пяти уровней приоритетов.

С помощью этого движка можно управлять приоритетами всех фоновых операций.

Непрерывная проверка данных

За то небольшое время, пока контроллер был в наших руках, мы не смогли проверить данную функцию, поскольку она является частью архитектуры Fulcrum. Заключается она в том, что даже те секторы диска, которые не используются, постоянно проверяются, чтобы гарантировать их считываемость. Таким образом, появляется возможность предсказывать ошибки чтения, за которыми зачастую следует отказ диска. Эта функция распространена и среди других контроллеров, но называется она каждый раз по-разному. Скажем, Adaptec называет её фоновой проверкой целостности (Background Consistency Check).

Лёгкая миграция дисков

Поскольку архитектура Fulcrum предназначена для обеспечения максимальной гибкости и может применяться к широкому диапазону оборудования, диски и массивы должны быть взаимозаменяемы. Записанные данные можно использовать на всех устройствах, поддерживающих Fulcrum.

Роуминг диска

Многие из вас уже знакомы со словом “роуминг” из мобильной связи. Подобную технологию поддерживает и RAIDCore: каждый привод имеет уникальный идентификатор, что позволяет подключать его к любому порту контроллера.

Массивы более 2 Тбайт

Для дома массивы подобных размеров пока не актуальны, однако в профессиональных приложениях они уже начинают иметь некоторый смысл: мы имеем в виду ограничение на 2 терабайта. Хотя NTFS поддерживает диски с размером до 2⁶⁴ байт или 16 экзабайт (гига – тера – пета – экза), но таблицы распределения там только 32-битные. С 512 байтами на сектор, что сегодня наиболее распространено, мы получаем 232 x 512 байт или 2 терабайта. Архитектура Fulcrum оказывается гибкой и по физическим параметрам.

Кэш как NVRAM с буферной батареей

Буферная батарея не является изобретением RAIDCore, но её присутствие вполне ожидаемо. Чтобы информация из кэша не потерялась при внезапном отключении питания (предполагается, что в кэше есть важные данные, которые должны быть записаны), используется, так называемый, энергонезависимый кэш NVRAM (non-volatile RAM). Он построен из обычных чипов памяти, которые дополнены батареей. Когда система будет повторно запущена, контроллер RAID запишет несохранённые данные, чтобы гарантировать их целостность.

Несколько массивов на одном диске

Эта функция пока ещё встречается достаточно редко. Она позволяет жёсткому диску лишь частично входить в массив, таким образом, одна часть диска может входить в первый массив, другая – во второй и т.д.

Какой же смысл в подобной функции? Если вы желаете расширить массив RAID 5, состоящий из четырёх жёстких дисков, каждый на 200 Гбайт, ещё на два диска, то вы можете, в будущем, установить новые диски на 300 Гбайт. Но тогда 100 Гбайт на каждом диске будут не задействованы, поэтому на доступном пространстве вы можете создать ещё один массив. Возможно, RAID 0 для временных данных?

Эта функция важна для низкобюджетных рынков – просто подумайте о возможных конфигурациях всего с двумя приводами: первая половина дисков может быть сконфигурирована в массив RAID 0 – идеально для операционной системы, включая файл подкачки. Вторая половина может дублировать данные в массиве RAID 1. Если один диск выйдет из строя, то после его замены и повторной установки Windows ваши ценные данные не потеряются.

Ещё одним сценарием может стать одновременное использование нескольких жёстких дисков для двух разных применений. Например, предположим, что у нас есть 8 приводов по 100 Гбайт каждый. В массиве RAID 5 будет доступно 700 Гбайт (суммарная ёмкость всех дисков за исключением ёмкости одного). Если мы ограничимся только 500 Гбайт, то у нас будет достаточно места для 200 Гбайт массива RAID 0 на тех же дисках. В результате мы получаем надёжное хранилище RAID 5 и очень быстрое хранилище для временных данных. Чего ещё можно желать?

Мы попытались выполнить этот сценарий с адаптерами RAIDCore и Adaptec 2200S. Получилось только на RAIDCore.

Мы создали два массива на восьми жёстких дисках одновременно: первый массив – RAID 0, а второй – RAID 5 с распределённым запасным диском. В результате мы получили быстрый диск на 20 Гбайт и диск с объёмом более 200 Гбайт для хранения важных данных.

RAIDCore RC4852: BIOS и конфигурация

Меню BIOS имеет вполне понятный и профессиональный вид.

Как обычно, практически все вещи можно выполнить в BIOS контроллера. Но более удобно воспользоваться программой управления RAIDCore под Windows (см. скриншоты).

Доступные режимы работы кэша.

Возможные режимы RAID. Как видим, ассортимент шире, чем у конкурентов. N означает любые дополнительные диски в роли “зеркал”.

Выгодная особенность RC4852: распределённый запасной диск. Вместо использования одного диска для замены дефектного, на всех дисках выделяется определённый объём памяти, так что массив RAID просто мигрирует на меньшее количество жёстких дисков.

Тестовая система

Результаты тестирования

Диаграммы передачи данных (RAID 5)

SCSI: Adaptec 2200S

Получившиеся 150 Мбайт/с – это не ограничение контроллера. По данным Adaptec, здесь виновата система NTFS. На самом деле, мы получили более высокую скорость передачи в IOMeter.

SCSI: LSI MegaRAID 320 2

Контроллер LSI также демонстрирует не слишком хороший результат в Winbench 99 2.0. Здесь IOMeter вновь даёт лучшие результаты (см. ниже).

SATA: 3Ware Escalade 8506-8

SATA: HighPoint RocketRAID 1820

SATA: RAIDCore RC4852

Тесты приложений

Время доступа

Серверная производительность

Анализ передачи данных

Анализ ввода/вывода

Ценовое сравнение UltraSCSI и SATA

Критерий высокой производительности

Из-за более высокой скорости вращения шпинделя 15.000 об/мин у приводов SCSI, производительные массивы RAID Ultra320 SCSI имеют более высокую скорость операций ввода/вывода и меньшее время доступа, чем протестированные решения SATA. Даже при оснащении самыми быстрыми дисками SATA, Western Digital WD360 или Raptor, массивы SATA RAID обеспечивают экономию средств почти на две трети – без снижения производительности или отказоустойчивости в той же степени.

Критерий большой ёмкости

Что касается максимальной ёмкости, то решения ATA просто непобедимы. Как видим, при меньшей, практически в два раза, цене решение SATA даёт ёмкость массива RAID 5 практически в два раза большую, чем способны обеспечить компоненты SCSI. То есть вы выигрываете в четыре раза по деньгам при покупке решения SATA.

Конечно, некоторые отнесутся скептически. Но разница в цене настольно велика, что решения SCSI будут всё более часто заменяться вариантами типа SATA или SAS.

Заключение: тяжёлые времена для SCSI; Adaptec и LSI вылетают в трубу

Данное тестирование оказалось для нас особенно интересным. По его итогам стало очевидно, что дни SCSI, так или иначе, сочтены, и соотношение цена/качество больше не играет в пользу SCSI. Производители, которые до сих пор не представили решения на базе SATA, скоро окажутся в плачевном положении. Однако SATA не означает конец протокола SCSI – его можно расценивать, как полшага к последовательному SCSI – SAS.

Два ветерана SCSI – Adaptec и LSI показали неплохую производительность в своих традиционных сферах и поставили контроллеры от 3Ware и HighPoint на место. Установка и конфигурация прошли безупречно, производительность менялась от хорошей до очень хорошей, и даже управление с помощью web-интерфейса (Adaptec) или утилиты не вызывало нареканий. Впрочем, у обеих компаний видны годы работы на поприще профессиональных систем хранения. В тестах записи непобедим контроллер LSI. Adaptec демонстрирует стабильную хорошую производительность во всех отношениях.

Контроллер HighPoint удивил нас в некоторых областях, хотя общая картина несколько разочаровывает. RocketRAID 1820 непобедим по скорости чтения и превосходит конкурентов. Однако производительность записи соответствует ситуации с чтением с точностью до наоборот. Производительность при отказе жёсткого диска не впечатляет: из пары сотен мегабайт в секунду остаётся только 5-10 Мбайт/с – неприемлемо.

Контроллер 3Ware не показал каких-либо слабостей по установке и конфигурированию, однако он не смог дать того уровня производительности, что контроллеры Adaptec, LSI и RAIDCore. С другой стороны, он достойно проявил себя в тесте IOMeter по производительности чтения. В целом, вместе с профессиональным, но простым web-интерфейсом, Escalade 8506-8 является хорошим продуктом.

У нас остался RC4852 от RAIDCore, который вполне успешно состязается во многих тестах с такими “зубрами”, как контроллеры от Adaptec и LSI, а цена на него настолько ниже, что даже удивительно. За свои $350 контроллер станет превосходным решением для многих задач. Поскольку жёсткие диски SATA сегодня достигли объёма в 300 Гбайт, вы можете с лёгкостью создавать массивы терабайтного масштаба. Приводы на 10.000 об/мин типа WD Raptor также обеспечивают скорость на уровне решений SCSI. Представьте, чего может достичь 12- или 16-канальный контроллер с технологией Fulcrum.

RAIDCore RC4852 – это продукт, предоставляющий функции на уровне high-end решений SCSI, при этом он обладает большей гибкостью и намного меньшей ценой. Контроллер придётся по вкусу даже приверженцам высоких стандартов качества.

По информации от RAIDCore, на контроллеры с архитектурой Fulcrum уже набралось достаточно покупателей, чтобы в ближайшие несколько месяцев выпустить новые продукты. Мы с нетерпением ждём момента, когда сможем протестировать и сравнить их с решениями на других секторах рынка систем хранения.