Різниця між SAS та SATA. Безпрецедентна сумісність послідовних інтерфейсів Роз'єми sas

#SAS

SAS (Serial Attached SCSI)- Послідовний комп'ютерний інтерфейс, розроблений для підключення різних пристроїв зберігання даних, наприклад, і стрічкових накопичувачів. SAS розроблений для заміни паралельного інтерфейсу SCSI та використовує той же набір команд SCSI.

SAS назад сумісний з інтерфейсом SATA: пристрої SATA II та SATA 6 Gb/s можуть бути підключені до контролера SAS, але пристрої SAS не можна підключити до контролера SATA. Остання реалізація SAS забезпечує передачі даних зі швидкістю до 12Гбіт/с на одну лінію. До 2017 року очікується поява специфікації SAS зі швидкістю передачі даних 24Гбіт/с

SAS поєднує переваги інтерфейсів SCSI (глибоке сортування черги команд, хороша масштабованість, висока помехозащищенность, велика максимальна довжина кабелів) і Serial ATA (тонкі, гнучкі дешеві кабелі, можливість гарячого підключення, топологія типу «точка-точка», що дозволяє досягати більше конфігураціях) з новими унікальними можливостями – такими, як просунута топологія підключення з використанням хабів, які називаються SAS-розширювачами (SAS-експандерами), підключення до одного двох SAS-каналів (як для підвищення надійності, так і продуктивності), робота на одному диску як з SAS, і з SATA-интерфейсом.

У поєднанні з новою системою адресації це дозволяє підключати до 128 пристроїв на один порт і мати до 16256 пристроїв на контролері, при цьому не потрібні маніпуляції з перемичками і т.п. Знято обмеження в 2 Терабайти на обсяг логічного пристрою.

Максимальна довжина кабелю між двома SAS-пристроями – 10 м під час використання пасивних мідних кабелів.

Власне під протоколом передачі даних SAS мається на увазі відразу три протоколи - SSP (Serial SCSI Protocol), що забезпечує передачу SCSI-команд, SMP (SCSI Management Protocol), що працює з керуючими SCSI-командами і відповідає, наприклад, за взаємодію з SAS-розширювачами, та STP (SATA Tunneled Protocol), за допомогою якого реалізована підтримка SATA-пристроїв.

Вироблені в даний момент мають внутрішні роз'єми типу SFF-8643 (так само може називатися mini SAS HD), але все ще можуть зустрітися роз'єми типу SFF-8087 (mini SAS), на який виведено 4 SAS канали.


Зовнішній варіант інтерфейсу використовує роз'єм SFF-8644, але все ще може зустрітися роз'єм SFF-8088. Він також підтримує чотири SAS канали.

SAS контролери повністю сумісні з SATA дисками та SATA-кошиками/бекплейнами- Підключення зазвичай здійснюється за допомогою кабелів: . Кабель виглядає приблизно так:


SFF-8643 -> 4 x SAS/SATA

Зазвичай SAS корзини/об'єднувальні панелі (backplane) зовні мають SATA-роз'єми і в них завжди можна вставляти звичайні SATA диски, тому їх (такі кошики) зазвичай називають SAS/SATA.

Однак існують реверсивні варіанти такого кабелю для підключення бекплейну з внутрішніми роз'ємами SFF-8087 до SAS-контролера, що має звичайні SATA-роз'єми. Між собою такі кабелі незамінні.

SAS диски не можна підключити до контролера SATA або встановити в SATA кошик/об'єднувальну панель (backplane).


Для підключення дисків SAS до контролера з внутрішніми роз'ємами SFF-8643 або SFF-8087 без використання SAS кошиків необхідно використовувати кабель типу SFF-8643->SFF-8482 або SFF-8087->SFF-8482 відповідно.

Існуючі версії інтерфейсу SAS (1.0, 2.0 і 3.0) мають сумісність між собою, тобто диск SAS2.0 можна підключати до контролера SAS 3.0 і навпаки. Крім того майбутня версія 24 Gb/s також матиме зворотну сумісність.

Типи конекторів SAS

Зображення Кодова назва Також відомий як Зовнішній/
внутрішній
Кількість контактів Кількість пристроїв

Якщо диски комп'ютера пара-трійка, підключення їх просте. Але якщо дисків захотілося багато – виникають особливості. На КДПВ SAS кабель з Алі, що вже проскакував у минулому, так несподівано тепло зустрінутою спільнотою. Дякую, камради. Спробую торкнутися теми, потенційно корисної трохи ширшому колу. Хоча й специфічну. Почну з цього кабелю та обов'язкової програми, але тільки для затравки. Різні шматочки пазла доводиться збирати у різних місцях.
Хочу відразу попередити, що текст вийшов щільним і досить важким. Примушувати себе читати і зрозуміти все це точно не обов'язково. Багато картинок!

Хтось скаже, 9 доларів за тупий кабель? Що робити, у побуті це застосовується вкрай рідко, а на промислові речі тиражі нижчі, а ціни – вищі. За складний SAS кабель і сотню-другу доларів можуть не моргнувши оком виставити. Так що китайці ще раз знижують:)

Доставка та упаковка

Замовлення 6 травня 2017 року, отримане 17 травня - просто ракета. Трек був.

Звичайний сірий пакет, всередині ще один - цілком достатньо, товар не тендітний.

Специфікація

Мама-тато SFF-8482 SAS 29 пін кабель.
Довжина 50 см
Маса нетто 66 г

Зображення продавця

Реальний зовнішній вигляд, як бачите, відрізняється



За зайву пластмасу продавець отримав чотири зірки замість п'яти, але на працездатність не впливає.

Про SAS та SATA роз'єми

Що таке SFF-8482 та з чим його їдять? По-перше, це наймасовіший роз'єм на SAS пристроях (), наприклад, на моєму стрічкопротягу



А ще SFF-8482 чудово сідає на SATA диск (але не навпаки)


Порівняйте, у SATA між даними та харчуванням проміжок. А у SAS він заповнений пластмасою. Тому SATA роз'єм на SAS пристрій не налізе.

Звісно, ​​у цьому є сенс. За сигналами SAS та SATA різні. І SATA контролер не зможе працювати із SAS пристроєм. A SAS - контролер зможе і з тим, і з іншим (хоча зустрічається порада не змішувати за певних обставин, вдома навряд чи реальних)

SAS контролери та експандери

Ну і що, спитає читач. Що я виграю від такої сумісності? Мені і SATA контролерів достатньо!

Істинна правда! Якщо достатньо – на цьому місці можна кидати читати. Питання було що робити, якщо багато дисків?

Ось так виглядає простенький контролер SAS з мого зипа - DELL H200.


Мій прошить у HBA, тобто всі диски осі видно окремо

А це древній SAS RAID HP

В обох ми бачимо внутрішні роз'єми (називаються sff 8087 або, частіше, miniSAS) і один зовнішній - sff 8088

Скільки дисків можна підключити до одного miniSAS? Відповідь залежить. Тупим кабелем – 4шт, тобто 8 на такий контролер. Кабель із мого ЗІП виглядає ось так

На одному кінці miniSAS, на іншому - 4шт SATA (і ще один роз'єм, про нього нижче)

Але можна взяти miniSAS-miniSAS кабель та підключити до експандера, тобто розмножувача портів. І контролер потягне до 256 (двохсот п'ятдесяти шести) дисків. Причому швидкості каналу вистачить на десятки дисків - точно.
Експандер як окрема карта виглядає, наприклад, як мій Ченбро

А може бути розпаяний на дисковому кошику. Тоді в неї може йти лише один miniSAS канал (а може – більше). Ось такими кабелями.


Погодьтеся, кабель менеджмент дещо спрощується:)

Кошики

Зрозуміло, диски чудово можуть працювати і без спеціальних кошиків. Але іноді корзини можуть бути корисними.

Ось так виглядає SATA кошик старої моделі Супермікро. Можна знайти за 1000 р., але швидше за 5+ тис.


Її лоток для диска


Вигляд зсередини, видно, що там роз'єми SATA.


Якщо кошик SAS - ще краще, менше дротів. Якщо SCSI або FC – використовувати її ви не зможете. Я взяв одну 19" FC на пробу - нічого корисного не зробив. Там, правда, брухт кольорового металу виявився майже на ті гроші, за які купив.


Задній вид, бачимо 4 SATA, 2 MOLEX і той самий порт, що був на кабелі. Призначений для керування LED активністю дисків.

Ось так виглядає один із найпростіших кошиків (моделей багато різних, але схожих)


Саме такі вже не продають, тож деталі не важливі. Просто шматок металу з амортизаторами та карлсоном попереду.

Ось так це виглядало у 2013 році,


Картонний милиця внизу та третій кошик були тільки на момент для перекачування даних з 2T дисків на 4T. З того часу працює 24/7.

SAS+SATA у мене

Точніше працювало до того, як мені знадобилося підключити стрічкопротяг. Насамперед я вставив другий SAS контролер, купив кабель miniSAS на sff 8482, приблизно такий

І ввімкнув. Все запрацювало, але в режимі 24/7 кожен ват коштує грошей. Я шукав перехідники з SFF 8482 на SATA, але рішення виявилося ще простіше. Ви пам'ятаєте, що SATA диск підключається на SAS sff 8482?

Ось я тепер теж пам'ятаю, але тоді пару місяців тупив:) А потім вийняв зайвий контролер, переключив один із дисків на чіпсетний порт SATA порт, три інших на sff 8482. Довелося змінювати підключення живлення, був розгалужувач Molex-SATA, довелося купувати на Алі Molex-багато Molex. Ось такий


, все добре.

А стрічкопротяг переїхав в інший корпус саме з використанням кабелю, що оглядається. Але це окрема пісня, а, караул, відчуваю, втомився:)

Де все це вигідніше шукати

Ціни на нове серверне залізо для дому забороняються. Так що бу, в тому числі із ЗІП від обладнання, що виводиться з експлуатації.
Кабеліможна знайти дома. За порівнянні гроші на e-bay. На Алі – дещо менш ймовірно, але бувають винятки – я ж купив.
Контролери- Насамперед на e-bay, причому з Європи. Можна зі США, там дуже дешевше, якщо якось вирішити питання з доставкою. Можна знайти на Батьківщині – авіто. (На грудці – дорого). У Китаї купувати дуже небезпечно. Безліч скарг на підробку з відбраковування. То працює, то ні. Нікому нічого не доведеш.
Кошикирозумніше шукати локально. Є навіть варіанти найпростіші кошики купувати нові. Прості кошики без електроніки можна брати і в Китаї, і в Європі, і на барахолці. Кошики з експандерами - див. пункт для контролери.

ВАЖЛИВО Заплутатися - простіше, ніж загубитися в лісі. Консультуйтесь на форумі. SAS буває різний -3, 6 та 12 Gb/s. Одні контролери шиються в те, що можна використовувати з робочим столом залізом, інші ні, треті взагалі не заживуть ніде, крім матері рідного виробника. І так далі.



На хоботі я MikeMac

PS Якщо для вас це стало виступом Капітана Очевидність - перепрошую за відібраний час.
Якщо маренням сивої кобили - тим більше мої щирі вибачення. Важко балансувати, хотілки, завдання та вихідні у кожного свої.

Планую купити +33 Додати в обране Огляд сподобався +56 +106

Сьогоднішній файл-сервер або web-сервер не обходиться без RAID-масиву. Тільки цей режим роботи може забезпечити необхідну пропускну здатність та швидкість роботи із системою зберігання даних. Донедавна єдиними жорсткими дисками, придатними для такої роботи, були диски з інтерфейсом SCSI і швидкістю обертання шпинделя 10-15 тисяч обертів на хвилину. Для роботи таких дисків був потрібний окремий контролер SCSI. Швидкість передачі даних SCSI досягала 320 Мб/с, проте інтерфейс SCSI - це звичайний паралельний інтерфейс, з усіма його недоліками.

Нещодавно з'явився новий дисковий інтерфейс. Його назвали SAS (Serial Attached SCSI). Бази відпочинку в Челябінську На сьогоднішній день вже безліч компаній мають у продуктовій лінійці контролери для цього інтерфейсу з підтримкою всіх рівнів масивів RAID. У нашому міні-огляді ми розглянемо двох представників нової родини контролерів SAS від Adaptec. Це 8 портова модель ASR-4800SAS та 4+4 портова ASR-48300 12C.

Знайомство з SAS

Що ж це за інтерфейс такий – SAS? Насправді SAS – це гібрид SATA та SCSI. Технологія увібрала в собі переваги двох інтерфейсів. Почнемо з того, що SATA - послідовний інтерфейс із двома незалежними каналами читання та запису, а кожен пристрій SATA підключається до окремого каналу. SCSI має дуже ефективний та надійний корпоративний протокол передачі даних, але недоліком є ​​паралельний інтерфейс та загальна шина для кількох пристроїв. Таким чином, SAS вільний від недоліків SCSI, має переваги SATA і забезпечує швидкість до 300 Мб/с на один канал. За схемою нижче можна приблизно уявити схему підключення SCSI та SAS.

Двоспрямованість інтерфейсу зводить затримки нанівець, оскільки відсутня перемикання каналу на читання/запис.

Цікавою та позитивною особливістю Serial Attached SCSI є те, що цей інтерфейс підтримує диски SAS та SATA, причому одночасно до одного контролера можна підключати диски обох типів. Проте диски з інтерфейсом SAS неможливо підключити до контролера SATA, оскільки ці диски, по-перше, вимагають спеціальних команд SCSI (протокол Serial SCSI Protocol) під час роботи, а по-друге, фізично несумісні з SATA-колодкой. Кожен диск SAS підключається до власного порту, проте існує можливість підключити більше дисків, ніж є портів у контролера. Таку можливість забезпечують SAS-розширювачі (Expander).

Оригінальною відмінністю колодки SAS від колодки диска SATA є додатковий порт даних, тобто кожен диск Serial Attached SCSI має два порти SAS зі своїм оригінальним ID, таким чином технологія забезпечує надмірність, що підвищує надійність.

Кабелі SAS трохи відрізняються від SATA, передбачене спеціальне кабельне оснащення, включене в комплект SAS-контролера. Також як і SCSI, жорсткі диски нового стандарту можуть підключатися не тільки всередині корпусу сервера, а й зовні, для чого передбачені спеціальні кабелі та оснащення. Для підключення дисків з гарячою заміною використовуються спеціальні плати - backplane, що мають всі необхідні роз'єми і порти для підключення дисків і контролерів.

Як правило, плата backplane розташована в спеціальному корпусі з салазочним кріпленням дисків, такий корпус містить RAID-масив і забезпечує його охолодження. У разі виходу з ладу одного або кількох дисків є можливість оперативної заміни несправного HDD, причому заміна несправного накопичувача не зупиняє роботу масиву – достатньо змінити диск та масив знову повноцінно працює.

Адаптери SAS від Adaptec

Компанія Adaptec представила на ваш суд дві досить цікаві моделі RAID-контролерів. Перша модель є представницею бюджетного класу пристроїв для побудови RAID в недорогих серверах початкового рівня - восьмипортова модель ASR-48300 12C. Друга модель набагато більш просунута і призначена для серйозніших завдань, має на борту вісім каналів SAS - це ASR-4800SAS. Але розглянемо докладніше кожну з них. Почнемо з більш простої та дешевої моделі.

Adaptec ASR-48300 12C

Контролер ASR-48300 12C призначений для побудови невеликих RAID масивів рівнів 0, 1 і 10. Таким чином, основні типи дискових масивів можна побудувати, використовуючи цей контролер. Поставляється дана модель у звичайній картонній коробці, яка оформлена в синьо-чорних тонах, на лицьовій стороні упаковки є стилізоване зображення контролера, що летить з комп'ютера, що навіює думки про високу швидкість роботи комп'ютера з цим пристроєм всередині.

Комплект поставки мінімальний, але включає все необхідне початку роботи з контролером. У комплекті міститься таке.

Контролер ASR-48300 12C
. Низькопрофільна скоба

. Диск із ПЗ Storage Manager
. Короткий мануал
. З'єднувальний кабель з колодками SFF8484 to 4xSFF8482 та живлення 0.5 м.

Контролер призначений для шини PCI-X 133 МГц, яка має дуже широке поширення на серверних платформах. Адаптер надає вісім портів SAS, однак, тільки чотири порти реалізовано у вигляді роз'єму SFF8484, до якого підключаються диски всередині корпусу, а чотири канали, що залишилися, виведені назовні у вигляді роз'єму SFF8470, тому частину дисків необхідно підключати зовні - це може бути зовнішній бокс з чотирма всередині.

При використанні експандера, контролер має можливість працювати зі 128 дисками в масиві. Крім того, контролер здатний працювати у 64-бітному оточенні та підтримує відповідні команди. Карта може бути встановлена ​​в низькопрофільний сервер висотою 2U, якщо поставити низькопрофільну заглушку, що йде в комплекті. Загальні показники плати такі.

Переваги

Економічний контролер Serial Attached SCSI із технологією Adaptec HostRAID™ для високопродуктивного зберігання важливих даних.

Потреби клієнта

Ідеально для підтримки програм серверів початкового та середнього рівня та робочих груп, яким потрібне високопродуктивне зберігання даних та надійний захист, наприклад, програм резервного копіювання, веб-контенту, електронної пошти, баз даних та спільного доступу до даних.

Системне оточення — Сервери відділів та робочих груп

Тип інтерфейсу системної шини - PCI-X 64 bit/133 МГц, PCI 33/66

Зовнішні з'єднання — Один x 4 Infiniband/Serial Attached SCSI (SFF8470)

Внутрішні з'єднання — Один 32 pin x 4 Serial Attached SCSI (SFF8484)

Системні вимоги — Сервери типу IA-32, AMD-32, EM64T та AMD-64

Роз'єм 32/64-bit PCI 2.2 або 32/64-bit PCI-X 133

Гарантія - 3 роки

Рівні RAID levels - Adaptec HostRAID 0, 1, і 10

Ключові характеристики RAID

  • Підтримка завантажувальних масивів
  • Автоматичне відновлення
  • Управління за допомогою програмного забезпечення Adaptec Storage Manager
  • Фонова ініціалізація

Розміри плати - 6.35см x 17.78см (включаючи зовнішній роз'єм)

Робоча температура - від 0 ° до 50 ° C

Розсіювана потужність - 4 Вт

Mean Time Before Failure (MTBF - напрацювання на відмову) - 1692573 год при 40 ºC.

Adaptec ASR-4800SAS

Адаптер під номером 4800 більш функціонально просунутий. Ця модель позиціонується для більш швидкісних серверів та робочих станцій. Тут реалізована підтримка практично будь-яких масивів RAID - масиви, які є у молодшої моделі, а також можна налаштувати масиви RAID 5, 50, JBOD і Adaptec Advanced Data Protection Suite з RAID 1E, 5EE, 6, 60, Copyback Hot Spare з опцією Snapshot Backup для серверів у баштовому корпусі та серверів високої щільності для монтажу у стійку.

Модель поставляється в аналогічній молодшій моделі упаковці з оформленням у тому самому «авіаційному» стилі.

У комплекті представлено майже те саме, що й у молодшої карти.

Контролер ASR-4800SAS
. Повнорозмірна скоба
. Диск з драйвером та повним керівництвом
. Диск із ПЗ Storage Manager
. Короткий мануал
. Два кабелі з колодками SFF8484 to 4xSFF8482 та живлення по 1 м.

Контролер має підтримку шини PCI-X 133 МГц, але є і модель 4805, аналогічна функціонально, але використовує шину PCI-E x8. Адаптер надає ті ж вісім портів SAS, проте реалізовані всі вісім портів як внутрішні, відповідно, плата має два роз'єми SFF8484 (під два комплектні кабелі), проте є і зовнішній роз'єм типу SFF8470 на чотири канали, при підключенні до якого один з внутрішніх роз'ємів відключається.

Так само, як і в молодшому пристрої, кількість дисків розширюється до 128 за допомогою експандерів. Але основною відмінністю моделі ASR-4800SAS від ASR-48300 12C є наявність на першій 128 Мб DDR2 ECC пам'яті, яка використовується як КЕШ, що прискорює роботу з дисковим масивом і оптимізує роботу з дрібними файлами. Доступний опціональний батарейний модуль для збереження даних у КЕШ при відключенні живлення. Загальні показники плати такі.

Переваги — Підключення високопродуктивних пристроїв зберігання та захисту даних для серверів та робочих станцій

Потреби клієнта — Ідеально для підтримки програм серверів та робочих груп, яким потрібний постійний високий рівень швидкості операцій читання-запису, наприклад, програм потокового відео, веб-контенту, відео на запит, фіксованого контенту та зберігання довідкових даних.

  • Системне оточення — Сервери відділів та робочих груп та робочі станції
  • Тип інтерфейсу системної шини - Хост-інтерфейс PCI-X 64-bit/133 MHz
  • Зовнішні з'єднання — Роз'єм SAS один x4
  • Внутрішні з'єднання — SAS роз'єми два x4
  • Швидкість передачі даних - До 3 ГБ/с на порт
  • Системні вимоги - Архітектура Intel або AMD із вільним роз'ємом 64-bit 3.3v PCI-X
  • Підтримує архітектури EM64T та AMD64
  • Гарантія - 3 роки
  • Стандартні рівні RAID - RAID 0, 1, 10, 5, 50
  • Стандартні можливості RAID — Гарячий резерв, міграція рівнів RAID, Online Capacity Expansion, Optimized Disk, Utilization, S.M.A.R.T та підтримка SNMP, а також можливості з Adaptec Advanced
  • Data Protection Suite включають:
  1. Hot Space (RAID 5EE)
  2. Striped Mirror (RAID 1E)
  3. Dual Drive Failure Protection (RAID 6)
  4. Copyback Hot Spare
  • Додаткові можливості RAID - Snapshot Backup
  • Розміри плати - 24см x 11.5см
  • Робоча температура - від 0 до 55 градусів C
  • Mean Time Before Failure (MTBF - напрацювання на відмову) - 931924 год при 40 ºC.

Тестування

Тестування адаптерів – справа непроста. Тим більше, що великого досвіду роботи з SAS нами ще не придбано. Тому було вирішено провести тестування швидкості роботи жорстких дисків з інтерфейсом SAS проти дисками SATA. Для цього ми використовували диски SAS 73 Гб Hitachi HUS151473VLS300 на 15000rpm з 16Mb буфером і WD 150Гб SATA150 Raptor WD1500ADFD на 10000rpm з 16Mb буфер. Ми провели пряме порівняння двох швидких дисків, але які мають різні інтерфейси на двох контролерах. Тестувалися диски у програмі HDTach, у якій було отримано такі результати.

Adaptec ASR-48300 12C

Adaptec ASR-4800SAS

Логічно було припустити, що жорсткий диск з інтерфейсом SAS виявиться швидше, ніж SATA, хоча для оцінки продуктивності ми взяли найшвидший диск WD Raptor, який може посперечатися по продуктивності з багатьма 15000 об/хв SCSI дисками. Що ж до різниці між контролерами - то вони мінімальні. Звичайно, старша модель надає більше функцій, але потреба у них виникає лише в корпоративному секторі застосування таких пристроїв. До таких корпоративних функцій відносяться спеціальні рівні RAID і додаткова КЕШ-пам'ять на борту контролера. Звичайний домашній користувач навряд чи буде встановлювати в домашньому, нехай і по самий дах модифікованому ПК 8 жорстких дисків, зібраних в RAID-масив з надмірністю - швидше буде віддано перевагу задіяти чотири диски під масив рівня 0+1, а ті, що залишаться будуть використовуватися для даних. Ось тут якраз і стане в нагоді модель ASR-48300 12C. До того ж деякі оверклокерські материнські плати мають інтерфейс PCI-X. Перевагою моделі для домашнього застосування є відносно доступна ціна (порівняно з вісьмома жорсткими дисками) у $350 і простота застосування (вставив і підключив). Крім того, особливий інтерес становлять жорсткі диски 10-тисячники формату 2.5 дюйми. Ці вінчестери мають менше енергоспоживання, менше гріються і менше займають місця.

Висновки

Це незвичайний огляд для нашого сайту і він більше спрямований на вивчення інтересу користувачів з огляду спеціального апаратного забезпечення. Сьогодні були розглянуті не тільки два незвичні RAID-контролери від відомого виробника серверного обладнання, що встиг себе зарекомендувати - компанії Adaptec. Це ще й спроба написання першої статті на нашому сайті.

Що стосується наших сьогоднішніх героїв, SAS контролерів Adaptec можна сказати, що чергові два продукти компанії вдалися. Молодша модель, ASR-48300 вартістю $350, цілком може прижитися у продуктивному домашньому комп'ютері і особливо в сервері (або комп'ютері, що виконує його роль) початкового рівня. Для цього модель має всі передумови: зручне програмне забезпечення Adaptec Storage Manager, підтримку від 8 до 128 дисків, роботу з основними рівнями RAID.

Старша модель призначена для серйозних завдань і, звичайно, може використовуватися в недорогих серверах, але тільки в тому випадку, якщо є особливі вимоги до швидкості роботи з дрібними файлами та надійності зберігання інформації, адже картка підтримує всі рівні RAID-масивів корпоративного класу з надмірністю та має 128 Мб швидкої КЕШ-пам'яті стандарту DDR2 із Error Correction Control (ECC). При цьому вартість контролера складає $950.

ASR-48300 12C

Плюси моделі

  • Доступність
  • Підтримка від 8 до 128 дисків
  • Простота використання
  • Стабільна робота
  • Репутація Adaptec
  • Слот PCI-X – для більшої популярності не вистачає лише підтримки більш поширеного PCI-E

ASR-4800SAS

  • Стабільна робота
  • Репутація виробника
  • Хороша функціональність
  • Доступність апгрейду (програмного та апаратного)
  • Доступність версії з PCI-E
  • Простота використання
  • Підтримка від 8 до 128 дисків
  • 8 внутрішніх каналів SAS
  • Не дуже підходить для бюджетного та домашнього секторів застосування.

Тести масивів RAID 6, 5, 1 та 0 з дисками SAS-2 компанії Hitachi

Мабуть, минули ті часи, коли пристойний професійний 8-портовий RAID-контролер коштував дуже значних грошей. Нині з'явилися рішення для інтерфейсу Serial Attached SCSI (SAS), які дуже привабливі і за ціною, і за функціональністю, та й у плані продуктивності. Про один із них - цей огляд.

Контролер LSI MegaRAID SAS 9260-8i

Раніше ми вже писали про інтерфейс SAS другого покоління зі швидкістю передачі 6 Гбіт/с і дуже дешевий 8-портовий HBA-контролер LSI SAS 9211-8i, призначений для організації систем зберігання даних початкового цінового рівня на базі найпростіших RAID-масивів SAS і SATA- накопичувачів. Модель LSI MegaRAID SAS 9260-8i буде класом вище - вона оснащена потужнішим процесором з апаратним обрахунком масивів рівнів 5, 6, 50 і 60 (технологія ROC - RAID On Chip), а також відчутним об'ємом (512 Мбайт) наборної SDRAM-пам'яті для ефективного кешування даних. Цим контролером також підтримуються інтерфейси SAS і SATA зі швидкістю передачі даних 6 Гбіт/с, а сам адаптер призначений для шини PCI Express x8 версії 2.0 (5 Гбіт/с на лінію), чого теоретично майже достатньо задоволення потреб 8 високошвидкісних портів SAS. І все це - за роздрібною ціною в районі 500 доларів, тобто лише на пару сотень дорожче за бюджетний LSI SAS 9211-8i. Сам виробник, до речі, відносить це рішення до серії MegaRAID Value Line, тобто економічних рішень.




8-портовий SAS-контролер LSIMegaRAID SAS9260-8i та його процесор SAS2108 з пам'яттю DDR2

Плата LSI SAS 9260-8i має низький профіль (форм-фактор MD2), оснащена двома внутрішніми роз'ємами Mini-SAS 4X (кожен з них дозволяє підключати до 4 SAS-дисків безпосередньо або більше через порт-мультиплікатори), розрахована на шину PCI Express x8 2.0 і підтримує RAID-масиви рівнів 0, 1, 5, 6, 10, 50 та 60, динамічну функціональність SAS та багато інших. ін. Контролер LSI SAS 9260-8i можна встановлювати як у рекові сервери формату 1U та 2U (сервери класів Mid та High-End), так і в корпуси ATX та Slim-ATX (для робочих станцій). Підтримка RAID здійснюється апаратно-вбудованим процесором LSI SAS2108 (ядро PowerPC на частоті 800 МГц), доукомплектованим 512 Мбайт пам'яті DDR2 800 МГц із підтримкою ECC. LSI обіцяє швидкість роботи процесора з даними до 2,8 Гб/с при читанні і до 1,8 Гб/с при записі. Серед багатої функціональності адаптера варто відзначити функції Online Capacity Expansion (OCE), Online RAID Level Migration (RLM) (розширення обсягу та зміна типу масивів «на ходу»), SafeStore Encryption Services та Instant secure erase (шифрування даних на дисках та безпечне видалення даних) ), підтримку твердотільних накопичувачів (технологія SSD Guard) та багато інших. ін. Опціонально доступний батарейний модуль для цього контролера (з ним максимальна робоча температура не повинна перевищувати +44,5 градусів за Цельсієм).

Контролер LSI SAS 9260-8i: основні технічні характеристики

Системний інтерфейсPCI Express x8 2.0 (5 ГТ/с), Bus Master DMA
Дисковий інтерфейсSAS-2 6 Гбіт/с (підтримка протоколів SSP, SMP, STP та SATA)
Число портів SAS8 (2 роз'єми x4 Mini-SAS SFF8087), підтримка до 128 накопичувачів через порт-мультиплікатори
Підтримка RAIDрівні 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60
ПроцесорLSI SAS2108 ROC (PowerPC @ 800 МГц)
Вбудована кеш-пам'ять512 Мбайт ECC DDR2 800 МГц
Енергоспоживання, не більше24 Вт (живлення +3,3 В та +12 В від слота PCIe)
Діапазон температур роботи/зберігання0…+60 °С / −45…+105 °С
Форм-фактор, габаритиMD2 low-profile, 168×64,4 мм
Значення MTBF>2 млн. год
Гарантія виробника3 роки

Типові застосування LSI MegaRAID SAS 9260-8i виробник позначив так: різноманітні відеостанції (відео на запит, відеоспостереження, створення та редагування відео, медичні зображення), високопродуктивні обчислення та архіви цифрових даних, різноманітні сервери (файловий, веб, поштовий, бази даних). Загалом, переважна більшість завдань, які вирішуються у малому та середньому бізнесі.

У біло-жовтогарячій коробці з зубастим жіночим обличчям, що легковажно усміхається, на «титулі» (мабуть, щоб краще залучити бородатих сисадмінів і суворих систембілдерів) знаходиться плата контролера, брекети для її встановлення в корпуси ATX, Slim-ATX та ін., два 4-диск кабелю з роз'ємами Mini-SAS на одному кінці та звичайним SATA (без живлення) - на іншому (для підключення до 8 дисків до контролера), а також CD з PDF-документацією та драйверами для численних версій Windows, Linux (SuSE та RedHat), Solaris та VMware.


Комплект поставки коробкової версії контролера LSI MegaRAID SAS 9260-8i (міні-хустка ключа MegaRAID Advanced Services Hardware Key поставляється за окремим запитом)

Зі спеціальним апаратним ключем (він поставляється окремо) для контролера LSI MegaRAID SAS 9260-8i доступні програмні технології LSI MegaRAID Advanced Services: MegaRAID Recovery, MegaRAID CacheCade, MegaRAID FastPath, LSI SafeStore Encryption Services (їх розглядається). Зокрема, у плані підвищення продуктивності масиву традиційних дисків (HDD) за допомогою доданого до системи твердотільного накопичувача (SSD) буде корисною технологія MegaRAID CacheCade, за допомогою якої SSD виступає кешем другого рівня для масиву HDD (аналог гібридного рішення для HDD), в окремих випадках, забезпечуючи підвищення продуктивності дискової підсистеми до 50 разів. Інтерес представляє також рішення MegaRAID FastPath, за допомогою якого зменшуються затримка обробки процесором SAS2108 операцій введення-виведення (за рахунок відключення оптимізації під НЖМД), що дозволяє прискорити роботу масиву з кількох твердотільних накопичувачів (SSD), підключених безпосередньо до портів SAS 9260-8i.

Операції по конфігуруванню, налаштуванню та обслуговуванню контролера та його масивів зручніше робити у фірмовому менеджері серед операційної системи (налаштування в меню BIOS Setup самого контролера недостатньо багаті - доступні лише базові функції). Зокрема, в менеджері за кілька кліків мишкою можна організувати будь-який масив та встановити політики його роботи (кешування та ін.) – див. скріншоти.




Приклади скріншотів Windows-менеджера конфігурування масивів RAID рівнів 5 (вгорі) і 1 (внизу).

Тестування

Для знайомства з базовою продуктивністю LSI MegaRAID SAS 9260-8i (без ключа MegaRAID Advanced Services Hardware Key та супутніх технологій) ми використовували п'ять високопродуктивних SAS-накопичувачів зі швидкістю обертання шпинделя 15 тис. об/хв та підтримкою інтерфейсу SAS-2 (6 Гбіт с) - Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 ємністю по 300 Гбайт.


Жорсткий диск Hitachi Ultrastar 15K600 без верхньої кришки

Це дозволить нам протестувати всі базові рівні масивів - RAID 6, 5, 10, 0 і 1, причому не тільки при мінімальному для кожного з них числі дисків, але і на виріст, тобто при додаванні диска в другий з 4-канальних SAS-портів чіпа ROC. Зазначимо, що герой цієї статті має спрощений аналог - 4-портовий контролер LSI MegaRAID SAS 9260-4i на тій же елементній базі. Тому наші тести 4-дискових масивів з тим самим успіхом можна застосувати і до нього.

Максимальна швидкість послідовного читання/запису корисних даних Hitachi HUS156030VLS600 становить близько 200 Мбайт/с (див. графік). Середній час випадкового доступу при читанні (за специфікаціями) – 5,4 мс. Вбудований буфер – 64 Мбайт.


Графік швидкості послідовного читання/запису диска Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600

Тестова система була заснована на процесорі Intel Xeon 3120, материнській платі з чіпсетом Intel P45 та 2 Гбайт пам'яті DDR2-800. SAS-контролер встановлювався у слот PCI Express x16 v2.0. Випробування проводилися під керуванням операційних систем Windows XP SP3 Professional та Windows 7 Ultimate SP1 x86 (чисті американські версії), оскільки їх серверні аналоги (Windows 2003 та 2008 відповідно) не дозволяють працювати деяким із використаних нами бенчмарків та скриптів. Як тести використовувалися програми 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 та за компанію Futuremark PCMark VanMark. Тести проводилися як у нерозмічених томах (IOmeter, H2BenchW, AIDA64), і на відформатованих розділах. У разі (для NASPT і PCMark) результати знімалися як фізичного початку масиву, так його середини (томи масивів максимально доступної ємності розбивалися на два рівновеликих логічних розділу). Це дозволяє нам більш адекватно оцінювати продуктивність рішень, оскільки найшвидші початкові ділянки томів, на яких проводяться файлові бенчмарки більшістю оглядачів, часто не відображають ситуації на інших ділянках диска, які також можуть використовуватися в реальній роботі досить активно.

Усі тести проводилися п'ятиразово та результати усереднювалися. Докладніше про нашу оновлену методику оцінки професійних дискових рішень ми розглянемо в окремій статті.

Залишається додати, що при цьому тестуванні ми використовували версію прошивки контролера 12.12.0-0036 та драйвери версії 4.32.0.32. Кешування запису та читання для всіх масивів та дисків було активовано. Можливо, використання більш сучасної прошивки та драйверів уберегло нас від диваків, помічених у результатах ранніх тестів такого ж контролера. У нашому випадку таких казусів не спостерігалося. Втім, і дуже сумнівний за достовірністю результатів скрипт FC-Test 1.0 (який у певних випадках тим же колегам «хочеться назвати розбродом, хитанням та непередбачуваністю») ми теж у нашому пакеті не використовуємо, оскільки раніше багаторазово помічали його неспроможність на деяких файлових патернах ( зокрема, набори множини дрібних, менше 100 Кбайт, файлів).

На діаграмах нижче наведено результати для 8 конфігурацій масивів:

  1. RAID 0 із 5 дисків;
  2. RAID 0 із 4 дисків;
  3. RAID 5 із 5 дисків;
  4. RAID 5 із 4 дисків;
  5. RAID 6 із 5 дисків;
  6. RAID 6 із 4 дисків;
  7. RAID 1 із 4 дисків;
  8. RAID 1 із 2 дисків.

Під масивом RAID 1 з чотирьох дисків (див. скріншот вище) в компанії LSI, очевидно, розуміють масив «страйп+дзеркало», який зазвичай позначається як RAID 10 (це підтверджують і результати тестів).

Результати тестування

Щоб не перевантажувати веб-сторінку огляду незліченним набором діаграм, часом малоінформативних і стомлюючих (чим нерідко грішать деякі «шалені колеги»:)), ми звели детальні результати деяких тестів у таблицю. Бажаючі проаналізувати тонкощі отриманих нами результатів (наприклад, з'ясувати поведінку фігурантів у найбільш критичних собі завданнях) можуть зробити це самостійно. Ми ж наголосимо на найбільш важливих і ключових результатах тестів, а також на усереднених показниках.

Спочатку подивимося на результати «чисто фізичних» тестів.

Середній час випадкового доступу до даних під час читання на одиничному диску Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 складає 5,5 мс. Однак при організації їх у масиви цей показник трохи змінюється: зменшується (завдяки ефективному кешування в контролері LSI SAS9260) для «дзеркальних» масивів і збільшується для всіх інших. Найбільше зростання (приблизно на 6%) спостерігається для масивів рівня 6, оскільки при цьому контролеру доводиться одночасно звертатися до найбільшої кількості дисків (до трьох для RAID 6, до двох - для RAID 5 і до одного для RAID 0, оскільки звернення в цьому тесті відбувається блоками розміром всього 512 байт, що значно менше розміру блоків чергування масивів).

Набагато цікавіша ситуація з випадковим доступом до масивів при записі (блоками по 512 байт). Для одиничного диска цей параметр дорівнює близько 2,9 мс (без кешування в хост-контролері), проте в масивах на контролері LSI SAS9260 ми спостерігаємо суттєве зменшення цього показника завдяки гарному кешування запису в SDRAM-буфері контролера об'ємом 512 Мбайт. Цікаво, що найбільш кардинальний ефект виходить для масивів RAID 0 (час випадкового доступу при записі зменшується майже в порівнянні з одиночним накопичувачем)! Це, безперечно, має сприятливо позначитися на швидкодії таких масивів у ряді серверних завдань. У той же час, і на масивах з XOR-обчисленнями (тобто високим навантаженням на процесор SAS2108) випадкові звернення на записи не призводять до явного просідання швидкодії знову завдяки потужному кешу контролера. Зауважимо, що RAID 6 тут трохи повільніше, ніж RAID 5, проте різниця між ними, по суті, несуттєва. Дещо здивувала в цьому тесті поведінка одиночного «дзеркала», що показав найповільніший випадковий доступ при записі (можливо, це «фіча» мікрокоду даного контролера).

Графіки швидкості лінійного (послідовного) читання та запису (великими блоками) для всіх масивів не мають будь-яких особливостей (для читання та запису вони практично ідентичні за умови задіяння кешування запису контролера) і всі вони масштабуються відповідно до кількості дисків, що паралельно беруть участь у »процесі. Тобто для п'ятидискового RAID 0 дисків швидкість «уп'ятається» щодо одиночного диска (досягаючи показника в 1 Гбайт/с!), для п'ятидискового RAID 5 вона «вчетверовується», для RAID 6 – «потроюється» (потроюється, звичайно ж:)), для RAID 1 з чотирьох дисків - подвоюється (ніяких «у2яїця»! :)), а для простого дзеркала - дублює графіки одиночного диска. Ця закономірність наочно видно, зокрема, за показниками максимальної швидкості читання та запису реальних великих (256 Мбайт) файлів великими блоками (від 256 Кбайт до 2 Мбайт), що ми проілюструємо діаграмою тесту ATTO Disk Benchmark 2.46 (результати цього тесту для Windows XP практично ідентичні).

Тут із загальної картини несподівано випав лише випадок читання файлів на масиві RAID 6 з 5 дисків (результати багато разів перевірені ще раз). Втім, для читання блоками 64 Кбайт швидкість даного масиву набирає належні йому 600 Мбайт/с. Так що спишемо цей факт на «фічу» поточної прошивки. Зазначимо також, що при записі реальних файлів швидкість трохи вище завдяки кешування у великому буфері контролера, причому різниця з читанням тим відчутніша, чим менша реальна лінійна швидкість масиву.

Що ж до швидкості інтерфейсу, що вимірюється зазвичай за показниками запису та читання буфера (багаторазові звернення за однією і тією ж адресою дискового тома), то тут ми змушені констатувати, що майже для всіх масивів вона виявилася однаковою завдяки включенню кеша контролера для цих масивів (див. таблицю). Так, показники для всіх учасників нашого тесту склали приблизно 2430 Мбайт/с. Зауважимо, що шина PCI Express x8 2.0 теоретично дає швидкість 40 Гбіт/с або 5 Гбайт/с, проте за корисними даними теоретична межа нижча - 4 Гбайт/с, і, отже, у нашому випадку контролер дійсно працював за версією 2.0 шини PCIe. Таким чином, виміряні нами 2,4 Гбайт/с - це, очевидно, реальна пропускна здатність набірної пам'яті контролера (пам'ять DDR2-800 при 32-бітовій шині даних, що видно з конфігурації ECC-чіпів на платі, теоретично дає до 3,2 Гбайт/с). При читанні масивів кешування не настільки «всеосяжно», як при записі, тому і вимірюється в утилітах швидкість «інтерфейсу», як правило, нижче швидкості читання кеш-пам'яті контролера (типові 2,1 Гбайт/с для масивів рівнів 5 і 6) , і в деяких випадках вона «падає» до швидкості читання буфера жорстких дисків (близько 400 Мбайт/с для одиночного вінчестера, див. графік вище), помноженої на число «послідовних» дисків у масиві (це якраз випадки RAID 0 і 1 з наших результатів).

Що ж, з «фізикою» ми в першому наближенні розібралися, настав час переходити до «лірики», тобто до тестів «реальних» пацанів додатків. До речі, цікаво буде з'ясувати, чи масштабується продуктивність масивів при виконанні комплексних завдань користувача так само лінійно, як вона масштабується при читанні і запису великих файлів (див. діаграму тесту ATTO трохи вище). Допитливий читач, сподіваюся, вже зміг передбачити відповідь на це запитання.

Як "салат" до нашої "ліричної" частини трапези подамо десктопні за своєю природою дискові тести з пакетів PCMark Vantage і PCMark05 (під Windows 7 і XP відповідно), а також схожий на них "трековий" тест додатків з пакету H2BenchW 4.13 авторитетного німецького журналу C'T. Так, ці тести спочатку створювалися для оцінки жорстких дисків настільних ПК та недорогих робочих станцій. Вони емулюють виконання на дисках типових завдань просунутого персонального комп'ютера - роботу з відео, аудіо, «фотошопом», антивірусом, іграми, своп-файлом, установкою додатків, копіюванням та записом файлів та ін. як істину в останній інстанції – все-таки на багатодискових масивах частіше виконуються інші завдання. Тим не менш, у світлі того, що сам виробник позиціонує даний RAID-контролер, у тому числі для відносно недорогих рішень, подібний клас тестових завдань цілком здатний характеризувати деяку частку додатків, які в реальності будуть виконуватися на таких масивах (та ж робота з відео, професійна обробка графіки, свопування ОС та ресурсомістких додатків, копіювання файлів, анітивірус та ін.). Тому значення цих трьох комплексних бенчмарків у нашому загальному пакеті не варто недооцінювати.

У популярному PCMark Vantage в середньому (див. діаграму) ми спостерігаємо дуже примітний факт - продуктивність даного багатодискового рішення майже не залежить від типу масиву, що використовується! До речі, у певних межах це висновок справедливий і для всіх окремих тестових треків (типів завдань), що входять до складу пакетів PCMark Vantage та PCMark05 (деталі див. у таблиці). Це може означати або те, що алгоритми прошивки контролера (з кешем та дисками) майже не враховують специфіку роботи додатків подібного типу, або те, що основна частина даних завдань виконується в кеш-пам'яті самого контролера (а швидше за все ми спостерігаємо комбінацію цих двох факторів ). Втім, для останнього випадку (тобто виконання треків великою мірою в кеші RAID-контролера) середня продуктивність рішень виявляється не такою вже високою - порівняйте ці дані з результатами тестів деяких «десктопних» («чипсетаних») 4-дискових масивів RAID 0 і 5 та недорогих одиночних SSD на шині SATA 3 Гбіт/с (див. огляд). Якщо в порівнянні з простим «чіпсетним» 4-дисковим RAID 0 (причому на вдвічі більш повільних вінчестерах, ніж застосовані Hitachi Ultrastar 15K600) масиви на LSI SAS9260 швидше в тестах PCMark менш ніж удвічі, то відносно навіть не найшвидшого «бюджетного» SSD усі вони однозначно програють! Результати дискового тесту PCMark05 дають аналогічну картину (див. табл.; малювати окрему діаграму для них немає сенсу).

Схожу картину (з окремими застереженнями) для масивів на LSI SAS9260 можна спостерігати ще в одному «трековому» бенчмарку додатків - C'T H2BenchW 4.13. Тут лише два найбільш повільні (по будові) масиву (RAID 6 з 4 дисків і просте «дзеркало») помітно відстають від усіх інших масивів, продуктивність яких, очевидно, досягає того «достатнього» рівня, коли вона впирається вже не в дискову підсистему, а ефективність роботи процесора SAS2108 з кеш-пам'яттю контролера при даних комплексних послідовностях звернень. А радувати нас у цьому контексті може те, що продуктивність масивів на базі LSI SAS9260 у завданнях такого класу майже не залежить від типу масиву (RAID 0, 5, 6 або 10), що дозволяє використовувати більш надійні рішення без шкоди для підсумкової продуктивності.

Втім, не всі коту Масляна - якщо ми змінимо тести і перевіримо роботу масивів з реальними файлами на файловій системі NTFS, то картина кардинально зміниться. Так, у тесті Intel NASPT 1.7, багато хто з «передвстановлених» сценаріїв якого мають досить пряме відношення до завдань, типових для комп'ютерів, оснащених контролером LSI MegaRAID SAS9260-8i, диспозиція масивів схожа на ту, що ми спостерігали в тесті ATTO під час читання та запису великих файлів - швидкодія пропорційно наростає зі зростанням «лінійної» швидкості масивів.

На цій діаграмі ми наводимо усереднений за всіма тестами та патернами NASPT показник, тоді як у таблиці можна побачити детальні результати. Підкреслю, що NASPT проганявся нами як під Windows XP (так зазвичай роблять численні оглядачі), так і під Windows 7 (що в силу певних особливостей цього тесту робиться рідше). Справа в тому, що Seven (і її «старший братик» Windows 2008 Server) використовують агресивніші алгоритми власного кешування при роботі з файлами, ніж XP. Крім того, копіювання великих файлів у «Сімка» відбувається переважно блоками по 1 Мбайт (XP, як правило, оперує блоками по 64 Кбайт). Це призводить до того, що результати "файлового" тесту Intel NASPT істотно різняться в Windows XP і Windows 7 - в останній вони набагато вищі, часом більш ніж удвічі! До речі, ми порівняли результати NASPT (та інших тестів нашого пакета) під Windows 7 з 1 Гбайт і 2 Гбайт встановленої системної пам'яті (є інформація, що при великих обсягах системної пам'яті кешування дискових операцій у Windows 7 посилюється і результати NASPT стають ще вищими) Однак у межах похибки вимірювань ми не знайшли жодної різниці.

Суперечки про те, під якою ОС (у плані політик кешування та ін.) «краще» тестувати диски та RAID-контролери, ми залишаємо для гілки обговорень цієї статті. Ми ж вважаємо, що тестувати накопичувачі та рішення на їх основі треба в умовах максимально наближених до реальних ситуацій їх експлуатації. Саме тому рівну цінність, з погляду, мають результати, отримані нами обох ОС.

Але повернемося до діаграми усередненої продуктивності NASPT. Як бачимо, різниця між найшвидшим і найповільнішим із протестованих нами масивів тут становить у середньому трохи менше трьох разів. Це, звичайно, не п'ятиразовий розрив, як при читанні і записі великих файлів, але теж дуже відчутно. Масиви розташувалися фактично пропорційно до своєї лінійної швидкості, і це не може не тішити: отже, процесор LSI SAS2108 досить швидко обробляє дані, майже не створюючи вузьких місць при активній роботі масивів рівнів 5 і 6.

Задля справедливості слід зазначити, що і в NASPT є патерни (2 з 12), в яких спостерігається та ж картина, що і в PCMark c H2BenchW, а саме що продуктивність всіх протестованих масивів практично однакова! Це Office Productivity та Dir Copy to NAS (див. табл.). Особливо це під Windows 7, хоча й у Windows XP тенденція «зближення» очевидна (проти іншими патернами). Втім, і в PCMark c H2BenchW є патерни, де є зростання продуктивності масивів пропорційно їхній лінійній швидкості. Так що все не так просто і однозначно, як може, деяким хотілося б.

Спочатку я хотів обговорити діаграму із загальними показниками швидкодії масивів, усередненими по всіх тестах додатків (PCMark+H2BenchW+NASPT+ATTO), тобто цю:

Однак обговорювати тут особливо нічого: ми бачимо, що поведінка масивів на контролері LSI SAS9260 у тестах, що емулюють роботу тих чи інших додатків, може кардинально відрізнятися залежно від сценаріїв. Тому висновки про користь тієї чи іншої конфігурації краще робити, виходячи з того, які завдання ви збираєтеся при цьому виконувати. І в цьому нам може помітно допомогти ще один професійний тест – синтетичні патерни для IOmeter, що емулюють те чи інше навантаження на систему зберігання даних.

Тести в IOmeter

В даному випадку ми опустимо обговорення численних патернів, які ретельно вимірюють швидкість роботи в залежності від розміру блоку звернення, відсотка операцій запису, відсотка випадкових звернень та ін. Це, по суті, чиста синтетика, що дає мало корисний практичною інформації, що представляє інтерес, скоріше чисто теоретично. Адже основні практичні моменти щодо «фізики» ми вже з'ясували вище. Нам важливіше зосередитися на патернах, що емулюють реальну роботу – серверів різного типу, а також операцій із файлами.

Для емуляції серверів типу File Server, Web Server і DataBase (сервер бази даних) ми скористалися однойменними та добре відомими патернами, запропонованими свого часу Intel та StorageReview.com. Для всіх випадків ми протестували масиви за глибини черги команд (QD) від 1 до 256 з кроком 2.

У патерні «База даних», які використовують випадкові звернення до диска блоками по 8 Кбайт у межах всього обсягу масиву, можна спостерігати істотну перевагу масивів без контролю парності (тобто RAID 0 і 1) при глибині черги команд від 4 і вище, тоді як усі масиви з контролем парності (RAID 5 і 6) демонструють дуже близьку швидкодію (попри дворазове різницю між ними швидкості лінійних звернень). Ситуація пояснюється просто: всі масиви з контролем парності показали в тестах на середній час випадкового доступу близькі значення (див. вище діаграму), а саме цей параметр в основному визначає продуктивність в даному тесті. Цікаво, що швидкодія всіх масивів наростає практично лінійно зі зростанням глибини черги команд аж до 128, і лише за QD=256 деяких випадків можна побачити натяк на насичення. Максимальна продуктивність масивів з контролем парності при QD=256 склала близько 1100 IOps (операцій на секунду), тобто на обробку однієї порції даних у 8 Кбайт процесор LSI SAS2108 витрачає менше 1 мс (близько 10 млн однобайтових XOR-операцій на секунду) ; зрозуміло, процесор при цьому виконує паралельно та інші завдання з введення-виведення даних і роботи з кеш-пам'яттю).

У патерні файлового сервера, що використовує блоки різного розміру при випадкових зверненнях читання та запису до масиву в межах всього його обсягу, ми спостерігаємо схожу на DataBase картину з тією різницею, що п'ятидискові масиви з контролем парності (RAID 5 і 6) помітно обходять по швидкості свої 4-дискові аналоги та демонструють при цьому майже ідентичну продуктивність (близько 1200 IOps при QD=256)! Мабуть, додавання п'ятого диска на другий із двох 4-канальних SAS-портів контролера якимось чином оптимізує обчислювальні навантаження на процесор (за рахунок операцій введення-виведення?). Можливо, варто порівняти за швидкістю 4-дискові масиви, коли накопичувачі попарно підключені до різних Mini-SAS-роз'ємів контролера, щоб виявити оптимальну конфігурацію для організації масивів на LSI SAS9260, але це вже завдання для іншої статті.

У патерні веб-сервера, де, за задумом його творців, відсутні як клас операції запису на диск (отже, і обчислення XOR-функцій на запис), картина стає ще цікавішою. Справа в тому, що всі три п'ятидискові масиви з нашого набору (RAID 0, 5 і 6) показують тут ідентичну швидкодію, незважаючи на помітну різницю між ними за швидкістю лінійного читання та обчислень з контролю парності! До речі, ці три масиви, але з 4 дисків, також ідентичні за швидкістю один одному! І лише RAID 1 (і 10) випадає із загальної картини. Чому так відбувається, судити важко. Можливо, контролер має дуже ефективні алгоритми вибірки «вдалих дисків» (тобто тих з п'яти або чотирьох дисків, з яких першими приходять потрібні дані), що у випадку RAID 5 і 6 підвищує ймовірність більш раннього надходження даних із пластин, заздалегідь підготовляючи процесор необхідних обчислень (згадаймо про глибоку чергу команд і великий буфер DDR2-800). А це в результаті може компенсувати затримку, пов'язану з XOR-обчисленнями і зрівнює їх у «шансах» з «простим» RAID 0. У будь-якому випадку, контролер LSI SAS9260 можна тільки похвалити за екстремально високі результати (близько 1700 IOps для 5-дискових масивів при QD = 256) у патерні Web Server для масивів з контролем парності. На жаль, ложкою дьогтю стала дуже низька продуктивність дводискового "дзеркала" у всіх цих серверних патернах.

Паттерну Web Server вторить наш власний патерн, що емулює випадкове читання невеликих (64 Кбайт) файлів у межах простору масиву.

Знову результати об'єдналися в групи - всі 5-дискові масиви ідентичні один одному за швидкістю і лідирують у нашому «забігу», 4-дискові RAID 0, 5 та 6 теж не відрізнити один від одного за продуктивністю, і лише «дзеркалки» випадають із загальної маси (до речі, 4 дискова «дзеркалка», тобто RAID 10 виявляється швидше за решту 4-дискових масивів - мабуть, за рахунок того ж самого алгоритму «вибору вдалого диска»). Підкреслимо, дані закономірності справедливі лише великий глибини черги команд, тоді як із малої черги (QD=1-2) ситуація і лідери може бути зовсім іншими.

Все змінюється під час роботи серверів із великими файлами. В умовах сучасного «важкого» контенту та нових «оптимізованих» ОС типу Windows 7, 2008 Server тощо. робота з мегабайтними файлами та блоками даних по 1 Мбайт набуває все більш важливого значення. У цій ситуації наш новий патерн, що емулює випадкове читання 1-мегабайтних файлів в межах всього диска (деталі нових патернів будуть описані в окремій статті за методикою), виявляється дуже доречним, щоб більш повно оцінити серверний потенціал контролера LSI SAS9260.

Як бачимо, 4-дискове «дзеркало» тут уже нікому не залишає надій на лідерство, явно домінуючи за будь-якої черги команд. Його продуктивність також спочатку зростає лінійно зі зростанням глибини черги команд, проте при QD=16 для RAID 1 вона виходить насичення (швидкість близько 200 Мбайт/с). Трохи пізніше (при QD = 32) насичення продуктивності настає у більш повільних в цьому тесті масивів, серед яких срібло і бронзу доводиться віддати RAID 0, а масиви з контролем парності виявляються в аутсайдерах, поступившись навіть раніше не блискучому RAID 1 з двох дисків, який виявляється несподівано гарний. Це призводить нас до висновку, що навіть при читанні обчислювальна XOR-навантаження на процесор LSI SAS2108 при роботі з великими файлами і блоками (розташованими випадковим чином) виявляється для нього дуже обтяжлива, а для RAID 6, де вона фактично подвоюється, часом навіть непомірна - продуктивність рішень ледве перевищує 100 Мбайт/с, тобто у 6-8 разів нижче, ніж за лінійного читання! «Надлишковий» RAID 10 тут застосовувати явно вигідніше.

При випадковому запису дрібних файлів картина знову разюче відрізняється від тих, що ми бачили раніше.

Справа в тому, що тут вже продуктивність масивів фактично не залежить від глибини черги команд (очевидно, позначається великий кеш контролера LSI SAS9260 і великі кеші самих вінчестерів), але кардинально змінюється з типом масиву! У беззастережних лідерах тут «простенькі» для процесора RAID 0, а «бронза» з більш ніж дворазовим програшем лідеру - у RAID 10. ), триразово програючи лідерам. Так, це, безумовно, тяжке навантаження на процесор контролера. Однак такого «провалу» я, відверто кажучи, від SAS2108 не очікував. Іноді навіть софтовий RAID 5 на «чіпсетом» SATA-контролері (з кешуванням засобами Windows та обрахунком за допомогою центрального процесора ПК) здатний працювати швидше… Втім, «свої» 440-500 IOps контролер при цьому все-таки видає стабільно – порівняйте це з діаграмою за середнім часом доступу під час запису на початку розділу результатів.

Перехід на випадковий запис великих файлів по 1 Мбайт призводить до зростання абсолютних показників швидкості (для RAID 0 – майже до значень при випадковому читанні таких файлів, тобто 180-190 Мбайт/с), проте загальна картина майже не змінюється – масиви з контролем парності у рази повільніше RAID 0.

Цікава картина для RAID 10 – його продуктивність падає зі зростанням глибини черги команд, хоч і не сильно. Для решти масивів такого ефекту немає. Дводискове "дзеркало" тут знову виглядає скромно.

Тепер подивимося на патерни, де файли в рівних кількостях читаються і пишуться на диск. Такі навантаження характерні, зокрема, для деяких відеосерверів або під час активного копіювання/дуплікування/резервування файлів у межах одного масиву, а також у разі дефрагментації.

Спочатку - файли по 64 Кбайт випадково по всьому масиву.

Тут очевидно деяке подібність з результатами патерна DataBase, хоча абслютні швидкості у масивів втричі вище, та й при QD=256 вже помітно деяке насичення продуктивності. Більший (порівняно з патерном DataBase) відсоток операцій запису в цьому випадку призводить до того, що масиви з контролем парності та дводискове «дзеркало» стають явними аутсайдерами, суттєво поступаючись за швидкістю масивам RAID 0 і 10.

При переході на файли по 1 Мбайт ця закономірність в цілому зберігається, хоча абсолютні швидкості приблизно потроюються, а RAID 10 стає таким же швидким, як 4-дисковий "страйп", що не може не тішити.

Останнім патерном у цій статті буде випадок послідовного (на противагу випадковим) читання та запису великих файлів.

І тут уже багатьом масивам вдається розігнатися до дуже пристойних швидкостей близько 300 Мбайт/с. І хоча більш ніж дворазовий розрив між лідером (RAID 0) і аутсайдером (дводисковий RAID 1) зберігається (зауважимо, що при лінійному читанні АБО запису цей розрив п'ятикратний!), що увійшов до трійки лідерів RAID 5, та й інші XOR-масиви, що підтягнулися, не підтягнулися можуть не обнадіювати. Адже якщо судити з того переліку застосувань даного контролера, який наводить сама LSI (див. початок статті), багато цільових завдань використовуватимуть саме цей характер звернень до масивів. І це безперечно варто враховувати.

Насамкінець наведу підсумкову діаграму, в якій усереднені показники всіх озвучених вище патернів тесту IOmeter (геометрично по всіх патернах та чергах команд, без вагових коефіцієнтів). Цікаво, що якщо усереднення даних результатів усередині кожного патерну проводити арифметично з ваговими коефіцієнтами 0,8, 0,6, 0,4 та 0,2 для черг команд 32, 64, 128 та 256 відповідно (що умовно враховує падіння частки операцій з високою глибиною черги команд у спільній роботі накопичувачів), то підсумковий (за всіма патернами) нормований індекс швидкодії масивів у межах 1% збігається із середнім геометричним.

Отже, середня «температура по лікарні» в наших патернах для тесту IOmeter показує, що від «фізики з матемачихою» нікуди не втекти - однозначно лідирують RAID 0 і 10. деяких випадках пристойну продуктивність, загалом неспроможна «дотягнути» такі масиви рівня простого «страйпа». При цьому цікаво, що 5-дискові конфігурації явно додають порівняно з 4 дисковими. Зокрема, 5-дисковий RAID 6 однозначно швидше за 4-дисковий RAID 5, хоча з «фізики» (часу випадкового доступу і швидкості лінійного доступу) вони фактично ідентичні. Також засмутило дводискове "дзеркало" (в середньому воно рівноцінне 4-дисковому RAID 6, хоча для дзеркала двох XOR-обчислень на кожен біт даних не потрібно). Втім, просте «дзеркало» - це явно не цільовий масив для потужного 8-портового SAS-контролера з великим кешем і потужним процесором «на борту». :)

Цінова інформація

8-портовий SAS-контролер LSI MegaRAID SAS 9260-8i з повним комплектом пропонується за ціною близько 500 доларів, що можна вважати досить привабливим. Його спрощений 4-портовий аналог ще дешевше. Більш точна поточна середня роздрібна вартість пристрою в Москві, актуальна на момент читання вами цієї статті:

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

Висновок

Підсумовуючи сказано вище, можна зробити висновок, що єдиних рекомендацій «для всіх» щодо 8-портового контролера LSI MegaRAID SAS9260-8i ми давати не ризикнемо. Про необхідність його використання та конфігурування тих чи інших масивів за його допомогою кожен повинен робити висновки самостійно - суворо з того класу завдань, які передбачається у своїй запускать. Справа в тому, що в одних випадках (на одних завданнях) цей недорогий «мегамонстр» здатний показати видатну продуктивність навіть на масивах з подвійним контролем парності (RAID 6 і 60), проте в інших ситуаціях швидкість його RAID 5 і 6 явно бажає кращого . І порятунком (майже універсальним) стане лише масив RAID 10, який майже з тим самим успіхом можна організувати і на більш дешевих контролерах. Втім, нерідко саме завдяки процесору та кеш-пам'яті SAS9260-8i масив RAID 10 веде себе тут анітрохи не повільніше за «страйп» з тієї ж кількості дисків, забезпечуючи при цьому високу надійність рішення. А ось чого однозначно варто уникати з SAS9260-8i, так це дводискові «дзеркалки» і 4-дискові RAID 6 і 5 - для даного контролера це очевидно неоптимальні конфігурації.

Дякуємо компанії Hitachi Global Storage Technologies
за надані для тестів жорсткі диски.

Вступ

Подивіться на сучасні материнські плати (або навіть деякі більш старі платформи). Чи потрібний для них спеціальний RAID-контролер? На більшості материнських плат є тригігабітні порти SATA, також як аудіо-роз'єми та мережні адаптери. Більшість сучасних чіпсетів, таких як AMD A75і Intel Z68мають підтримку SATA на 6 Гбіт/с. За такої підтримки з боку чіпсету, потужного процесора та наявності портів вводу/виводу, чи потрібні вам додаткові карти для систем зберігання та окремий контролер?

У більшості випадків звичайні користувачі можуть створити масиви RAID 0, 1, 5 і навіть 10, використовуючи вбудовані порти SATA на материнській платі та спеціальне програмне забезпечення, при цьому можна отримати дуже високу продуктивність. Але в тих випадках, коли потрібний складніший рівень RAID – 30, 50 або 60 – вищий рівень керування диском або масштабованість, то контролери на чіпсеті можуть не впоратися із ситуацією. У разі потрібні рішення професійного класу.

У таких випадках ви не обмежені системами зберігання SATA. Багато спеціальних карт забезпечують підтримку SAS (Serial-Attached SCSI) чи дисків Fibre Channel (FC), кожен із цих інтерфейсів несе із собою унікальні переваги.

SAS та FC для професійних рішень RAID

Кожен із трьох інтерфейсів (SATA, SAS та FC) має свої плюси та свої мінуси, жодний з них не може бути беззастережно названий найкращим. Сильні сторони приводів на базі SATA полягають у високій ємності та низькій ціні, у поєднанні з високими швидкостями передачі даних. Диски SAS славляться своєю надійністю, масштабованістю та високою швидкістю вводу/виводу. Системи зберігання FC забезпечують постійну та дуже високу швидкість передачі даних. Деякі компанії досі використовують рішення Ultra SCSI, хоча вони можуть працювати не більше ніж з 16 пристроями (один контролер та 15 дисків). Більше того, смуга пропускання в цьому випадку не перевищує 320 Мбайт/с (у разі Ultra-320 SCSI), що не може конкурувати з більш сучасними рішеннями.

Ultra SCSI – це стандарт професійних корпоративних рішень систем зберігання. Однак SAS набуває все більшої популярності, оскільки пропонує не тільки суттєво більшу смугу пропускання, але також і більшу гнучкість при роботі зі змішаними системами SAS/SATA, що дозволяє оптимізувати витрати, продуктивність, готовність і ємність навіть в єдиному JBOD (наборі дисків). Крім того, багато SAS-диски мають два порти з метою можливості резервування. Якщо одна карта контролера виходить з ладу, перемикання дисковода на інший контролер дозволяє уникнути відмови всієї системи. Таким чином, SAS забезпечує високу надійність всієї системи.

Більше того, SAS - це не тільки протокол "точка-точка" для з'єднання контролера та пристрою зберігання. Він підтримує до 255 пристроїв зберігання на порт SAS під час використання експандера. Використовуючи дворівневу структуру експандерів SAS, теоретично, можна приєднати до одного каналу SAS 255 x 255 (або трохи більше 65 000) пристроїв зберігання, якщо контролер здатний підтримувати таке велике число пристроїв.

Adaptec, Areca, HighPoint та LSI: тести чотирьох контролерів SAS RAID

У цьому порівняльному тесті ми досліджуємо продуктивність сучасних SAS RAID-контролерів, представлених чотирма продуктами: Adaptec RAID 6805, Areca ARC-1880i, HighPoint RocketRAID 2720SGL і LSI MegaRAID 9265-8i.

Чому SAS, а чи не FC? З одного боку, SAS – на сьогоднішній день найбільш цікава і доречна архітектура. Вона надає такі можливості, як зонування, яке є дуже привабливим для професійних користувачів. З іншого боку, роль FC на професійному ринку знижується, а деякі аналітики навіть передбачають її повний догляд, ґрунтуючись на кількості жорстких дисків. На думку експертів IDC, майбутнє FC виглядає досить похмурим, а ось жорсткі диски SAS можуть претендувати на 72% ринку корпоративних жорстких дисків у 2014 році.

Adaptec RAID 6805

Виробник чіпів PMC-Sierra вивів на ринок серію "Adaptec by PMC" сімейства контролерів RAID 6 наприкінці 2010 року. 6 Гбіт/с на SAS-порт. Є три низькопрофільні моделі: Adaptec RAID 6405 (4 внутрішні порти), Adaptec RAID 6445 (4 внутрішні та 4 зовнішні порти) і та, що ми тестували – Adaptec RAID 6805 з вісьмома внутрішніми портами, вартістю близько $460.

Всі моделі підтримують JBOD та RAID всіх рівнів – 0, 1, 1E, 5, 5EE, 6, 10, 50 та 60.

З'єднаний із системою через інтерфейс x8 PCI Express 2.0, Adaptec RAID 6805 підтримує до 256 пристроїв через SAS експандер. Відповідно до специфікацій виробника, стабільна швидкість передачі даних в систему може досягати 2 Гбайт/с, а пікова може досягати 4.8 Гбайт/с на агрегований SAS-порт і 4 Гбайт/с на інтерфейс PCI Express - остання цифра - максимальне теоретично можливе значення для шини PCI Express 2.0 х.

ZMCP без необхідності підтримки

Наш тестовий зразок прийшов із Adaptec Falsh Module 600, який використовує Zero Maintenance Cache Protection (ZMCP) та не використовує застарілий Battery Backup Unit (BBU). Модуль ZMCP – це блок із флеш-чіпом на 4 Гбайт NAND, який використовується для резервного копіювання кеш-пам'яті контролера у разі відключення енергоживлення.

Оскільки копіювання з кеш-пам'яті у флеш-пам'ять відбувається дуже швидко, Adaptec використовує конденсатори для підтримки живлення, а не акумулятори. Перевага конденсаторів полягає в тому, що вони можуть працювати так довго, як і самі карти, тоді як резервні акумулятори повинні замінюватися кожні кілька років. Крім того, колись скопійовані у флеш-пам'ять дані можуть зберігатися там кілька років. Для порівняння: ви зазвичай маєте близько трьох днів для зберігання даних перед тим, як кешована інформація буде втрачена, що змушує вас поспішати з відновленням даних. Як і передбачає сама назва ZMCP, це рішення, здатне протистояти відмовам щодо енергоживлення.


Продуктивність

Adaptec RAID 6805 у режимі RAID 0 програє у наших тестах потокового читання/запису. Крім того, RAID 0 – це не типовий випадок для бізнесу, якому потрібний захист даних (хоча він цілком може використовуватися для робочої станції, що займається рендерингом відео). Послідовне читання йде швидкості 640 Мбайт/с, а послідовна запис – на 680 Мбайт/с. За цими двома параметрами LSI MegaRAID 9265-8i займає верхню позицію у наших тестах. Adaptec RAID 6805 працюють краще в тестах RAID 5, 6 та 10, але не є абсолютним лідером. У конфігурації лише з SSD, контролер Adaptec працює на швидкості до 530 Мбайт/с, але його перевершують контролери Areca та LSI.

Карта Adaptec автоматично розпізнає те, що вона називає конфігурацією HybridRaid, яка складається із суміші жорстких та SSD-дисків, пропонуючи RAID на рівнях від 1 до 10 у такій конфігурації. Ця карта перевершує своїх конкурентів завдяки спеціальним алгоритмам читання/запису. Вони автоматично направляють операції читання на SSD, а операції запису і жорсткі диски, і на SSD. Таким чином, операції читання будуть працювати як в системі тільки з SSD, а запис працюватиме не гірше, ніж у системі з жорстких дисків.

Проте результати наших тестів не відбивають теоретичної ситуації. За винятком бенчмарків для Web-сервера, де працює швидкість передачі даних для гібридної системи, гібридна система SSD та жорстких дисків не може наблизитися до швидкості роботи системи лише з SSD.

Контролер Adaptec показує себе набагато краще у тесті продуктивності вводу/виводу для жорстких дисків. Незалежно від типу бенчмарків (база даних, файл-сервер, Web-сервер або робоча станція), контролер RAID 6805 йде нога в ногу з Areca ARC-1880i та LSI MegaRAID 9265-8i і займає перше або друге місця. Тільки HighPoint RocketRAID 2720SGL лідирує у тесті вводу/виводу. Якщо замінити жорсткі диски на SSD, то LSI MegaRAID 9265-8i суттєво обганяє три інші контролери.

Встановлення ПЗ та налаштування RAID

Adaptec і LSI мають добре організовані і прості в роботі засоби для управління RAID. Інструменти керування дозволяють адміністраторам отримати віддалений доступ до контролерів через мережу.

Встановлення масиву

Areca ARC-188oi

Areca також виводить серію ARC-1880 у ринковий сегмент контролерів 6 Гбіт/с SAS RAID. За твердженням виробника, цільові програми простягаються від додатків NAS та серверів систем зберігання до високопродуктивних обчислень, резервування, систем забезпечення безпеки та хмарних обчислень.

Протестовані зразки ARC-1880i з вісьмома зовнішніми портами SAS та вісьмома лініями інтерфейсу PCI Express 2.0 можна придбати за $580. Низькопрофільна карта, яка є єдиною картою в нашому наборі з активним кулером, побудована на базі 800 МГц ROC з підтримкою кешу даних 512 Мбайт DDR2-800. Використовуючи експандери SAS, Areca ARC-1880i підтримує до 128 систем зберігання даних. Щоб зберегти вміст кешу при відмові енергоживлення, до системи опціонально може бути додано акумуляторне джерело живлення.

Крім одиночного режиму та JBOD, контролер підтримує рівні RAID 0, 1, 1E, 3, 5, 6, 10, 30, 50 та 60.

Продуктивність

Areca ARC-1880i добре справляється з тестами читання/запису RAID 0, досягаючи 960 Мбайт/с для читання і 900 Мбайт/с для запису. Тільки LSI MegaRAID 9265-8i виявляється швидше у цьому конкретному тесті. Контролер Areca не розчаровує і інших бенчмарках. І в роботі з жорсткими дисками, і з SSD цей контролер завжди активно конкурує з переможцями тестів. Хоча контролер Areca став лідером тільки в одному бенчмарку (послідовне читання в RAID 10), він демонстрував дуже високі результати, наприклад швидкість читання в 793 Мбайт/с в той час, як найшвидший конкурент, LSI MegaRAID 9265-8i, показав тільки 572 Мбайт/с.

Однак послідовна передача інформації – це лише одна із частин картини. Друга – продуктивність введення/виводу. Areca ARC-1880i і тут виступає блискуче, на рівних суперничаючи з Adaptec RAID 6805 та LSI MegaRAID 9265-8i. Аналогічно своїй перемозі в бенчмарку за швидкістю передачі даних, контролер Areca переміг і в одному з тестів введення/виводу - бенчмарку Web-сервер. Контролер Areca домінує в бенчмарку Web-сервер на рівнях RAID 0, 5 і 6, а RAID 10 вперед виривається Adaptec 6805, залишаючи контролер Areca на другому місці з невеликим відставанням.

Web GUI та встановлення параметрів

Як і HighPoint RocketRAID 2720SGL, Areca ARC-1880i зручно керується через Web-інтерфейс і просто налаштовується.

Встановлення масиву

HighPoint RocketRAID 2720SGL

HighPoint RocketRAID 2720SGL – це SAS RAID-контролер із вісім внутрішніми SATA/SAS-портами, кожен з яких підтримує 6 Гбіт/с. За інформацією виробника, ця низькопрофільна карта орієнтована на системи зберігання для малого та середнього бізнесу, та на робочі станції. Ключовий компонент картки – це RAID-контролер Marvell 9485. Основні конкурентні переваги – малі розміри та інтерфейс PCIe 2.0 на 8 ліній.

Крім JBOD, картка підтримує RAID 0, 1, 5, 6, 10 та 50.

Крім тієї моделі, що була протестована в наших тестах, у низькопрофільній серії HighPoint 2700 є ще 4 моделі: RocketRAID 2710, RocketRAID 2711, RocketRAID 2721 та RocketRAID 2722, які, в основному, відрізняються типами портів (внутрішній/зовнішній) та їх від 4 до 8). У наших тестах використовувався найдешевший із цих RAID-контролерів RocketRAID 2720SGL ($170). Усі кабелі до контролера купуються окремо.

Продуктивність

У процесі послідовного читання/запису до масиву RAID 0, що складається з восьми дисків Fujitsu MBA3147RC, HighPoint RocketRAID 2720SGL демонструє відмінну швидкість читання 971 Мбайт/с, поступаючись тільки LSI MegaRAID 9265-8i. Швидкість запису – 697 Мбайт/с – не така висока, але тим не менш перевищує швидкість запису Adaptec RAID 6805. RocketRAID 2720SGL також демонструє цілий спектр різних результатів. При роботі з масивами RAID 5 і 6 він перевершує інші карти, але з RAID 10 швидкість читання падає до 485 Мбайт/с - найнижче значення серед чотирьох зразків, що тестуються. Послідовна швидкість запису в RAID 10 ще гірша – лише 198 Мбайт/с.

Цей контролер не створений для SSD. Швидкість читання досягає 332 Мбайт/с, а швидкість запису – 273 Мбайт/с. Навіть Adaptec RAID 6805, який також не надто гарний у роботі з SSD, показує вдвічі кращі результати. Тому HighPoint не є конкурентом для двох карт, які працюють із SSD дійсно добре: Areca ARC-1880i та LSI MegaRAID 9265-8i – вони працюють як мінімум утричі швидше.

Все, що ми змогли сказати хорошого про роботу HighPoint у режимі введення/виводу, ми сказали. Проте RocketRAID 2720SGL займає останнє місце в наших тестах з усіх чотирьох бенчмарків Iometer. Контролер HighPoint цілком конкурентоспроможний іншим картам при роботі з бенчмарком для Web-сервера, але суттєво програє конкурентам за трьома іншими бенчмарками. Це стає очевидним у тестах із SSD, де RocketRAID 2720SGL явно демонструє, що він не оптимізований для роботи із SSD. Він явно не використовує всі переваги SSD у порівнянні з жорсткими дисками. Наприклад, RocketRAID 2720SGL показує 17378 IOPs в бенчмарку баз даних, а LSI MegaRAID 9265-8i перевершує його за цим параметром у чотири рази, видаючи 75037 IOPs.

Web GUI та установки для масиву

Web-інтерфейс RocketRAID 2720SGL зручний та простий у роботі. Всі параметри RAID встановлюються легко.

Встановлення масиву

LSI MegaRAID 9265-8i

LSI позиціонує MegaRAID 9265-8i як пристрій для ринку малого та середнього бізнесу. Ця карта підходить для забезпечення надійності у хмарах та інших бізнес-додатків. MegaRAID 9265-8i – один із найдорожчих контролерів у нашому тесті (він коштує $630), але, як показує тест, ці гроші платяться за його реальні переваги. Перед тим, як ми представимо результати тестів, давайте обговоримо технічні особливості цих контролерів та програмні програми FastPath та CacheCade.

LSI MegaRAID 9265-8i використовує двоядерний LSI SAS2208 ROC, який використовує інтерфейс PCIe 2.0 із вісьмома лініями. Число 8 наприкінці найменування пристрою означає наявність восьми внутрішніх портів SATA/SAS, кожен із яких підтримує швидкість 6 Гбіт/с. До 128 пристрої зберігання можуть бути підключені до контролера через експандер SAS. Карта LSI містить 1 Гбайт кешу DDR3-1333 і підтримує рівні RAID 0, 1, 5, 6, 10 та 60.

Налаштування ПЗ та RAID, FastPath та CacheCade

LSI стверджує, що FastPath може суттєво прискорити роботу систем введення/виводу при підключенні SSD. За словами експертів компанії LSI, FastPath працює з будь-яким SSD, помітно збільшуючи продуктивність запису/читання RAID-масиву на базі SSD: у 2.5 рази при записі та в 2 рази при читанні, досягаючи 465 000 IOPS. Цю цифру ми не змогли перевірити. Тим не менш, ця карта змогла вичавити максимум із п'яти SSD і без використання FastPath.

Наступний додаток для MegaRAID 9265-8i називається CacheCade. З його допомогою можна використовувати один SSD як кеш-пам'ять для масиву жорстких дисків. За словами експертів LSI, це може прискорити процес зчитування разів у 50, залежно від розміру даних, додатків і методу використання. Ми спробували цю програму на масиві RAID 5, що складається з 7 жорстких дисків і одного SSD (SSD використовувався для кеша). У порівнянні з системою RAID 5 з 8 жорстких дисків, стало очевидно, що CacheCade не тільки підвищує швидкість вводу/виводу, але також і загальну продуктивність (тим більше, ніж менший обсяг даних, що постійно використовуються). Для тестування ми використовували 25 Гбайт даних та отримали 3877 IOPS на Iometer у шаблоні для Web-сервера, тоді як звичайний масив жорстких дисків дозволяв отримати лише 894 IOPS.

Продуктивність

Зрештою виявляється, що LSI MegaRAID 9265-8i – це найшвидший із усіх SAS RAID-контролерів у цьому огляді в операціях введення/виводу. Однак, у процесі послідовних операцій читання/запису контролер демонструє продуктивність середнього рівня, оскільки його продуктивність при послідовних діях залежить від рівня RAID, який ви використовуєте. При тестуванні жорсткого диска лише на рівні RAID 0 ми отримуємо швидкість послідовно читання 1080 Мбайт/с (що значно перевищує показники конкурентів). Швидкість послідовного запису на рівні RAID 0 йде на рівні 927 Mбайт/с, що також вище, ніж у конкурентів. А ось для RAID 5 і 6 контролери LSI поступаються всім своїм конкурентам, перевершуючи їх тільки в RAID 10. У тесті SSD RAID LSI MegaRAID 9265-8i демонструє кращу продуктивність при послідовному записі (752 Mбайт/с) і тільки Areca ARC-1880i перевершує за параметрами послідовного читання.

Якщо ви шукаєте RAID-контролер, орієнтований на SSD з високою продуктивністю вводу/виводу, то лідер – контролер LSI. За рідкісними винятками, він займає перше місце в наших тестах вводу/виводу для файл-сервера, Web-сервера та навантажень для робочих станцій. Коли ваш RAID-масив складається з SSD, конкуренти LSI нічого не можуть протиставити йому. Наприклад, у бенчмарку для робочих станцій MegaRAID 9265-8i досягає 70 172 IOPS, тоді як Areca ARC-1880i, що опинився на другому місці, поступається йому практично вдвічі - 36 975 IOPS.

ПЗ для RAID та встановлення масиву

Як і Adaptec, LSI має зручні інструменти для управління RAID-масивом через контролер. Ось кілька скріншотів:

ПЗ для CacheCade

ПЗ для RAID

Встановлення масиву

Порівняльна таблиця та конфігурація тестового стенду

Виробник Adaptec Areca
Продукт RAID 6805 ARC-1880i
Форм-фактор Низькопрофільний MD2 Низькопрофільний MD2
Число портів SAS 8 8
6 Гбіт/с (SAS 2.0) 6 Гбіт/с (SAS 2.0)
Внутрішні порти SAS 2хSFF-8087 2хSFF-8087
Зовнішні порти SAS Ні Ні
Кеш-пам'ять 512 Мбайт DDR2-667 512 Мбайт DDR2-800
Основний інтерфейс PCIe 2.0 (х8) PCIe 2.0 (х8)
XOR та тактова частота PMC-Sierra PM8013/Немає даних Немає даних/800 МГц
Підтримувані рівні 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
Акумулятор Ні Опціонально
Вентилятор Ні Є

Виробник HighPoint LSI
Продукт RocketRAID 2720SGL MegaRAID 9265-8i
Форм-фактор Низькопрофільний MD2 Низькопрофільний MD2
Число портів SAS 8 8
Смуга пропускання SAS на один порт 6 Гбіт/с (SAS 2.0) 6 Гбіт/с (SAS 2.0)
Внутрішні порти SAS 2хSFF-8087 2хSFF-8087
Зовнішні порти SAS Ні Ні
Кеш-пам'ять Немає даних 1 Гбайт DDR3-1333
Основний інтерфейс PCIe 2.0 (х8) PCIe 2.0 (х8)
XOR та тактова частота Marvel 9485/Немає даних LSI SAS2208/800 МГц
Підтримувані рівні RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50 0, 1, 5, 6, 10, 60
Операційні системи, що підтримуються Windows 2000, XP, 2003, 2008, Vista, 7, RHEL/CentOS, SLES, OpenSuSE, Fedora Core, Debian, Ubuntu, FreeBSD bis 7.2 Microsoft Windows Vista/2008/Server 2003/2000/XP, Linux, Solaris (x86), Netware, FreeBSD, Vmware
Акумулятор Ні Опціонально
Вентилятор Ні Ні

Тестова конфігурація

Ми з'єднали вісім жорстких дисків Fujitsu MBA3147RC SAS (кожний по 147 Гбайт) з RAID-контролерами та провели бенчмарки для RAID-рівнів 0, 5, 6 та 10. Тести SSD проводилися з п'ятьма дисками Samsung SS1605.

Апаратне забезпечення
Процесор Intel Core i7-920 (Bloomfield) 45 нм, 2.66 ГГц, 8 Мбайт загальна L3 кеш-пам'ять
Материнська плата (LGA 1366) Supermicro X8SAX, Revision: 1.0, Чіпсет Intel X58 + ICH10R, BIOS: 1.0B
Контролер LSI MegaRAID 9280-24i4e
Прошивка: v12.12.0-0037
Driver: v4.32.0.64
Оперативна пам'ять 3 x 1 Гбайт DDR3-1333 Corsair CM3X1024-1333C9DHX
Жорсткий диск Seagate NL35 400 Гбайт, ST3400832NS, 7200 об/хв, SATA 1.5 Гбіт/с, 8 Мбайт кеш-пам'ять
Блок живлення OCZ EliteXstream 800 W, OCZ800EXS-EU
Бенчмарки
Продуктивність CrystalDiskMark 3
Продуктивність введення/виводу Iometer 2006.07.27
File server Benchmark
Web server Benchmark
Database Benchmark
Workstation Benchmark
Streaming Reads
Streaming Writes
4k Random Reads
4k Random Writes
ПЗ та драйвери
Операційна система Windows 7 Ultimate

Результати тестів

Провідність введення/виводу в RAID 0 і 5

Бенчмарки RAID 0 не показують суттєвої різниці між RAID-контролерами, за винятком HighPoint RocketRAID 2720SGL.




Бенчмарк у RAID 5 не допомагає контролеру HighPoint віднайти втрачені позиції. На відміну від бенчмарку в RAID 0, всі три швидші контролери виразніше виявляють тут свої слабкі і сильні сторони.




Продуктивність введення/виводу в RAID 6 та 10

LSI оптимізувала свій контролер MegaRAID 9265 для роботи з базами даних, файл-серверами та навантаженнями для робочих станцій. Бенчмарк для Web-півночі добре проходять усі контролери, демонструючи однакову продуктивність.




У варіанті RAID 10 перше місце борються Adaptec і LSI, а HighPoint RocketRAID 2720SGL займає останнє місце.




Продуктивність під час введення/виведення на SSD

Тут лідирує LSI MegaRAID 9265, яка використовує всі переваги твердотільних систем зберігання.




Пропускна здатність у RAID 0, 5 та в деградованому режимі RAID 5

LSI MegaRAID 9265 з легкістю лідирує у цьому бенчмарку. Adaptec RAID 6805 сильно відстає.


HighPoint RocketRAID 2720SGL без кешу добре справляється з послідовними операціями в RAID 5. Не дуже поступаються йому й інші контролери.


Деградований RAID 5


Пропускна здатність у RAID 6, 10 та в деградованому режимі RAID 6

Як і у випадку RAID 5, HighPoint RocketRAID 2720SGL демонструє найвищу пропускну здатність RAID 6, залишаючи друге місце для Areca ARC-1880i. Враження таке, що LSI MegaRAID 9265-8i просто не любить RAID 6.


Деградований RAID 6


Тут уже LSI MeagaRAID 9265-8i показує себе в кращому світлі, хоча пропускає вперед Areca ARC-1880i.

LSI CacheCade




Який же 6 Гбіт/с SAS-контролер найкращий?

Загалом всі чотири SAS RAID-контролери, які ми тестували, продемонстрували хорошу продуктивність. У всіх є вся необхідна функціональність, і всі вони успішно можуть використовуються в серверах початкового і середнього рівня. Крім визначної продуктивності, вони мають такі важливі функції, як робота в змішаному оточенні з підтримкою SAS і SATA і масштабування через SAS-експандери. Усі чотири контролери підтримують стандарт SAS 2.0, він піднімає пропускну здатність з 3 Гбіт/с до 6 Гбіт/с на порт, а крім цього вводить такі нові функції, як зонування SAS, що дозволяє багатьом контролерам отримати доступ до ресурсів зберігання даних через один SAS -експандер.

Незважаючи на такі схожі риси, як низькопрофільний форм-фактор, інтерфейс PCI Express на вісім ліній та вісім SAS 2.0 портів, у кожного контролера є свої власні сильні та слабкі сторони, аналізуючи які і можна видати рекомендації щодо їх оптимального використання.

Отже, найшвидший контролер – це LSI MegaRAID 9265-8i, особливо щодо пропускної спроможності вводу/виводу. Хоча й у нього є слабкі місця, зокрема, не надто висока продуктивність у випадках RAID 5 та 6. MegaRAID 9265-8i лідирує у більшості бенчмарків та є чудовим рішенням професійного рівня. Вартість цього контролера – $630 – найвища, про це також не можна забувати. Але за цю високу вартість ви отримуєте чудовий контролер, який випереджає своїх конкурентів, особливо під час роботи з SSD. Він має і чудову продуктивність, яка стає особливо цінною при підключенні систем зберігання великого об'єму. Більше того, ви можете збільшити продуктивність LSI MegaRAID 9265-8i, використовуючи FastPath або CacheCade, за які, звичайно, треба буде заплатити додатково.

Контролери Adaptec RAID 6805 та Areca ARC-1880i демонструють однакову продуктивність і дуже схожі за своєю вартістю ($460 та $540). Обидва добре працюють, як показують різні бенчмарки. Контролер Adaptec показує трохи більшу продуктивність, ніж контролер Areca, він також пропонує потрібну функцію ZMCP (Zero Maintenance Cache Protection), яка замінює звичайне резервування при відмові харчування і дозволяє продовжувати роботу.

HighPoint RocketRAID 2720SGL продається всього за $170, що набагато дешевше трьох інших протестованих контролерів. Продуктивність цього контролера цілком достатня, якщо ви працюєте зі звичайними дисками, хоч і гірше, ніж у контролерів Adaptec або Areca. І не варто використовувати цей контролер для роботи із SSD.