Od ponad 20 lat interfejs magistrali równoległej jest najpopularniejszym protokołem komunikacyjnym w większości cyfrowych systemów pamięci masowej. Jednak wraz ze wzrostem zapotrzebowania na przepustowość i elastyczność systemu, wady dwóch najpopularniejszych technologii interfejsów równoległych, SCSI i ATA, stały się oczywiste. Brak kompatybilności między interfejsami równoległymi SCSI i ATA — używanymi różnymi złączami, kablami i zestawami instrukcji — zwiększa koszty utrzymania systemu, badań i rozwoju, szkoleń i kwalifikacji nowych produktów.

Do tej pory technologie równoległe nadal zadowalają użytkowników nowoczesnych systemów korporacyjnych pod względem wydajności, ale rosnące zapotrzebowanie na wyższe prędkości, wyższą integralność transmisji danych, zmniejszony rozmiar fizyczny i szerszą standaryzację stawia pod znakiem zapytania możliwość korzystania z interfejsu równoległego bez zbędnych koszty, aby nadążyć za szybko rosnącą wydajnością procesora i szybkością dysków twardych. Ponadto w środowisku oszczędnościowym coraz trudniej jest przedsiębiorstwom znaleźć fundusze na opracowanie i utrzymanie heterogenicznych złączy na tylnym panelu obudowy serwerów i zewnętrznych macierzy dyskowych, weryfikację zgodności heterogenicznych interfejsów oraz inwentaryzację heterogenicznych połączeń we/wy.

Korzystanie z interfejsów równoległych wiąże się również z szeregiem innych problemów. Równoległa transmisja danych w szerokim odgałęzieniu kabla podlega przesłuchom, które mogą powodować dodatkowe szumy i błędy sygnału - aby uniknąć tej pułapki, należy zmniejszyć prędkość sygnału lub ograniczyć długość kabla, lub jedno i drugie. Terminacja sygnałów równoległych wiąże się również z pewnymi trudnościami – trzeba terminować każdą linię osobno, zwykle ostatni napęd wykonuje tę operację, aby zapobiec odbiciu sygnału na końcu kabla. Wreszcie, duże kable i złącza używane w interfejsach równoległych sprawiają, że technologie te nie nadają się do nowych kompaktowych systemów komputerowych.

Przedstawiamy SAS i SATA

Technologie szeregowe, takie jak Serial ATA (SATA) i Serial Attached SCSI (SAS), przezwyciężają ograniczenia architektoniczne tradycyjnych interfejsów równoległych. Te nowe technologie wzięły swoją nazwę od metody transmisji sygnału, w której wszystkie informacje są przesyłane sekwencyjnie (angielski serial) w jednym strumieniu, w przeciwieństwie do wielu strumieni używanych w technologiach równoległych. Główną zaletą interfejsu szeregowego jest to, że gdy dane są przesyłane w jednym strumieniu, porusza się on znacznie szybciej niż w przypadku korzystania z interfejsu równoległego.

Technologie szeregowe łączą wiele bitów danych w pakiety, a następnie przesyłają je kablem z prędkością do 30 razy większą niż w przypadku interfejsów równoległych.

SATA rozszerza możliwości tradycyjnej technologii ATA, umożliwiając transfer danych między dyskami z szybkością 1,5 GB na sekundę lub większą. Ze względu na niski koszt w przeliczeniu na gigabajt pojemności dysku, SATA pozostanie dominującym interfejsem dyskowym w komputerach stacjonarnych, serwerach klasy podstawowej i systemach pamięci masowej, gdzie koszt jest jednym z głównych czynników.

SAS, następca równoległego SCSI, opiera się na sprawdzonej, wysokiej funkcjonalności swojego poprzednika i obiecuje znacznie rozszerzyć możliwości dzisiejszych systemów pamięci masowej dla przedsiębiorstw. SAS ma wiele zalet, które nie są dostępne w tradycyjnych rozwiązaniach pamięci masowej. W szczególności SAS umożliwia podłączenie do 16 256 urządzeń do jednego portu i zapewnia niezawodne połączenie szeregowe punkt-punkt z prędkością do 3 Gb/s.

Ponadto mniejsze złącze SAS zapewnia pełną łączność z dwoma portami zarówno dla dysków twardych 3,5 cala, jak i 2,5 cala (wcześniej dostępne tylko w przypadku dysków twardych 3,5 cala Fibre Channel). To jest bardzo użyteczna funkcja gdzie trzeba zmieścić wiele nadmiarowych dysków w kompaktowym systemie, takim jak niskoprofilowy serwer kasetowy.

SAS poprawia adresowanie dysków i łączność dzięki sprzętowym ekspanderom, które umożliwiają podłączenie dużej liczby dysków do jednego lub więcej kontrolerów hosta. Każdy ekspander zapewnia połączenia dla maksymalnie 128 urządzeń fizycznych, którymi mogą być inne kontrolery hosta, inne ekspandery SAS lub napędy dysków. Ten schemat dobrze się skaluje i umożliwia tworzenie topologii w skali korporacyjnej, które z łatwością obsługują wielowęzłowe klastry w celu automatycznego odzyskiwania systemu w przypadku awarii i równoważenia obciążenia.

Jedną z największych zalet nowej technologii szeregowej jest to, że interfejs SAS będzie również kompatybilny z tańszymi dyskami SATA, co pozwoli projektantom systemów na używanie obu typów dysków w tym samym systemie bez dodatkowych kosztów obsługi dwóch różnych interfejsów. W ten sposób interfejs SAS, reprezentujący nową generację technologii SCSI, pokonuje istniejące ograniczenia technologii równoległych pod względem wydajności, skalowalności i dostępności danych.

Wiele poziomów kompatybilności

Zgodność fizyczna

Złącze SAS jest uniwersalne i kompatybilne z SATA. Umożliwia to bezpośrednie podłączenie dysków SAS i SATA do systemu SAS, a tym samym korzystanie z systemu na całe życie. ważne aplikacje które wymagają wysokiej wydajności i szybkiego dostępu do danych lub w przypadku bardziej ekonomicznych aplikacji o niższym koszcie na gigabajt.

Zestaw poleceń SATA jest podzbiorem zestawu poleceń SAS, który zapewnia zgodność między urządzeniami SATA i kontrolerami SAS. Jednak dyski SAS nie mogą współpracować z kontrolerem SATA, dlatego są wyposażone w specjalne klucze na złączach, aby wyeliminować możliwość nieprawidłowego połączenia.

Ponadto podobne parametry fizyczne interfejsów SAS i SATA pozwalają na zastosowanie nowej uniwersalnej płyty tylnej SAS obsługującej zarówno dyski SAS, jak i SATA. W rezultacie nie ma potrzeby używania dwóch różnych płyt tylnych dla dysków SCSI i ATA. Ta interoperacyjność przynosi korzyści zarówno producentom płyt tylnych, jak i użytkownikom końcowym, zmniejszając koszty sprzętu i inżynierii.

Zgodność na poziomie protokołu

Technologia SAS obejmuje trzy typy protokołów, z których każdy służy do przesyłania różnych typów danych przez interfejs szeregowy, w zależności od tego, do którego urządzenia uzyskujemy dostęp. Pierwszy to protokół szeregowy SCSI (Serial SCSI Protocol SSP), który przesyła polecenia SCSI, drugi to protokół zarządzania SCSI (SMP), który przesyła informacje sterujące do ekspanderów. Trzeci, SATA Tunneled Protocol STP, ustanawia połączenie, które umożliwia transmisję poleceń SATA. Korzystając z tych trzech protokołów, interfejs SAS jest w pełni zgodny z istniejącymi aplikacjami SCSI, oprogramowaniem do zarządzania i urządzeniami SATA.

Ta wieloprotokołowa architektura w połączeniu z fizyczną kompatybilnością złączy SAS i SATA sprawia, że ​​technologia SAS jest uniwersalnym połączeniem między urządzeniami SAS i SATA.

Korzyści z kompatybilności

Kompatybilność SAS i SATA zapewnia cała linia korzyści dla projektantów systemów, monterów i użytkowników końcowych.

Projektanci systemów mogą używać tych samych płyt tylnych, złączy i połączeń kablowych dzięki kompatybilności SAS i SATA. Aktualizacja systemu z SATA do SAS jest w rzeczywistości wymianą dysków. Natomiast dla użytkowników tradycyjnych interfejsów równoległych przejście z ATA na SCSI oznacza zmianę tylnych paneli, złączy, kabli i napędów. Inne ekonomiczne korzyści w zakresie interoperacyjności technologii szeregowych obejmują uproszczoną certyfikację i zarządzanie zasobami.

Sprzedawcy VAR i twórcy systemów mogą szybko i łatwo przekonfigurować niestandardowe systemy, po prostu instalując w systemie odpowiedni dysk twardy. Nie ma potrzeby pracy z niekompatybilnymi technologiami i stosowania specjalnych złączy i różnych połączeń kablowych. Co więcej, dodatkowa elastyczność wyboru najlepszego stosunku ceny do wydajności pozwoli sprzedawcom VAR i konstruktorom systemów na lepsze zróżnicowanie swoich produktów.

Dla użytkowników końcowych kompatybilność z SATA i SAS oznacza nowy poziom elastyczności, jeśli chodzi o wybór najlepszego stosunku ceny do wydajności. Dyski SATA to najlepsze rozwiązanie dla tanich serwerów i systemów pamięci masowej, a dyski SAS zapewniają maksymalną wydajność, niezawodność i zgodność oprogramowania do zarządzania. Możliwość wymiany dysków SATA na dyski SAS bez konieczności zakupu nowy system znacznie upraszcza proces podejmowania decyzji o zakupie, chroni inwestycję w system i obniża całkowity koszt posiadania.

Wspólny rozwój protokołów SAS i SATA

20 stycznia 2003 r. Stowarzyszenie Handlowe SCSI (STA) i Grupa robocza Grupa robocza Serial ATA (SATA) II ogłosiła współpracę w celu zapewnienia zgodności technologii SAS z dyskami SATA na poziomie systemu.

Współpraca obu organizacji, a także wspólne wysiłki dostawców pamięci masowych i komitetów normalizacyjnych ma na celu opracowanie jeszcze bardziej precyzyjnych wytycznych dotyczących zgodności, które pomogą projektantom systemów, informatykom i użytkownikom końcowym w jeszcze lepszym dopracowaniu systemów optymalna wydajność i niezawodność oraz niższy całkowity koszt posiadania.

Specyfikacja SATA 1.0 została zatwierdzona w 2001 roku, a produkty SATA różnych producentów są obecnie dostępne na rynku. Specyfikacja SAS 1.0 została zatwierdzona na początku 2003 roku, a pierwsze produkty powinny trafić na rynek w pierwszej połowie 2004 roku.

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

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

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

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

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

Źródło: Adaptec.

Po pierwsze, wydaje nam się, że powinniśmy sięgnąć do historii SAS. Standard SCSI oznacza „mały interfejs systemu komputerowego”. systemy komputerowe") zawsze była uważana za profesjonalną magistralę do podłączania dysków i niektórych innych urządzeń do komputerów. Dyski twarde do serwerów i stacji roboczych nadal wykorzystują technologię SCSI. W przeciwieństwie do standardu mass ATA, który umożliwia podłączenie tylko dwóch dysków do jednego portu, SCSI umożliwia podłączenie do 15 urządzeń na magistralę i oferuje potężny protokół poleceń Urządzenia muszą mieć unikalny identyfikator SCSI, który można przypisać ręcznie lub za pomocą protokołu SCAM (SCSI Configuration Automatically) Ponieważ identyfikatory urządzeń dla magistral składających się z dwóch lub więcej Adaptery SCSI nie mogą być unikalne, dodano jednostki LUN (Logical Unit Numbers) w celu identyfikacji urządzeń w złożonych środowiskach SCSI.

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

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

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

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

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

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

SATA

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

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

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

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

Złącza SATA dla danych i zasilania zapewniają oddzielne wtyczki.

SAS

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

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

Źródło: Adaptec.

Źródło: Adaptec.

Źródło: Adaptec.

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

Źródło: Adaptec.

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

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

Źródło: Adaptec.

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

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

Źródło: Adaptec.

Kabel SFF-8470 do zewnętrznych połączeń multilink SAS.

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

Kabel SFF-8484 umożliwiający podłączenie czterech dysków SATA.

SAS w ramach rozwiązań SAN

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

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

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

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

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

2,5-calowe dyski twarde SAS

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

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

Jeśli szukasz przede wszystkim pojemności, 3,5-calowe dyski o prędkości 10 000 obr./min raczej nie będą najlepszy wybór. Faktem jest, że 3,5-calowe dyski twarde SATA zapewniają o 66% większą pojemność (500 zamiast 300 GB na dysk twardy), pozostawiając akceptowalny poziom wydajności. Wielu producentów dysków twardych oferuje modele SATA do pracy w trybie 24/7, a cena dysków Niezawodność problemy można rozwiązać, kupując zapasowe (zapasowe) dyski do natychmiastowej wymiany w macierzy.

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

3,5-calowe dyski twarde SAS

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

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

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

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

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

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

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

Adaptery hosta

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Adaptery RAID

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

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

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

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

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

Przystawki SAS

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

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

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

Przechowywanie SAS

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

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

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

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

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

Konfiguracja testowa

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

Dzisiejszy serwer plików lub serwer WWW jest niezbędny bez macierzy RAID. Tylko ten tryb pracy może zapewnić wymaganą przepustowość i szybkość pracy z systemem magazynowym. Do niedawna jedynymi dyskami twardymi nadającymi się do takiej pracy były dyski SCSI o prędkości wrzeciona 10-15 tys. obrotów na minutę. Napędy te wymagały do ​​działania oddzielnego kontrolera SCSI. Szybkość przesyłania danych przez SCSI osiągnęła 320 Mb/s, jednak interfejs SCSI jest zwykłym interfejsem równoległym, ze wszystkimi jego wadami.

Niedawno pojawił się nowy interfejs dysku. Nazywał się SAS (Serial Attached SCSI). Centra rekreacji w Czelabińsku - Obecnie wiele firm ma już w swojej linii produktów kontrolery dla tego interfejsu, które obsługują macierze RAID na wszystkich poziomach. W naszej mini recenzji przyjrzymy się dwóm członkom nowej rodziny kontrolerów SAS firmy Adaptec. Są to 8-portowy model ASR-4800SAS i 4+4-portowy model ASR-48300 12C.

Wprowadzenie do SAS

Co to za interfejs - SAS? W rzeczywistości SAS jest hybrydą SATA i SCSI. Technologia wchłonęła zalety dwóch interfejsów. Zacznijmy od tego, że SATA jest interfejsem szeregowym z dwoma niezależnymi kanałami odczytu i zapisu, a każde urządzenie SATA jest podłączone do osobnego kanału. SCSI ma bardzo wydajny i niezawodny protokół przesyłania danych w przedsiębiorstwie, ale wadą jest interfejs równoległy i wspólna magistrala dla wielu urządzeń. Tym samym SAS jest wolny od wad SCSI, ma zalety SATA i zapewnia prędkość do 300 Mb/s na kanał. Zgodnie z poniższym schematem można z grubsza wyobrazić sobie schemat połączeń dla SCSI i SAS.

Dwukierunkowość interfejsu zmniejsza opóźnienie do zera, ponieważ nie ma przełączania kanałów na odczyt / zapis.

Ciekawą i pozytywną cechą Serial Attached SCSI jest to, że interfejs ten obsługuje dyski SAS i SATA, a oba typy dysków można jednocześnie podłączyć do tego samego kontrolera. Jednak dysków SAS nie można podłączyć do kontrolera SATA, ponieważ te dyski po pierwsze wymagają do działania specjalnych poleceń SCSI (protokół Serial SCSI), a po drugie są fizycznie niezgodne z blokiem SATA. Każdy dysk SAS łączy się z własnym portem, ale nadal można podłączyć więcej dysków, niż kontroler ma portów. Rozszerzenia SAS (Expander) zapewniają taką możliwość.

Oryginalną różnicą między nagłówkiem dysku SAS a nagłówkiem dysku SATA jest dodatkowy port danych, co oznacza, że ​​każdy dysk Serial Attached SCSI ma dwa porty SAS z własnym oryginalnym identyfikatorem, dzięki czemu technologia zapewnia nadmiarowość, co poprawia niezawodność.

Kable SAS różnią się nieco od SATA, a do kontrolera SAS dołączone jest specjalne akcesorium do kabli. Podobnie jak SCSI, dyski twarde nowego standardu można podłączyć nie tylko wewnątrz obudowy serwera, ale także na zewnątrz, do czego dostarczane są specjalne kable i akcesoria. Do podłączenia dysków „hot-swap” używane są specjalne płyty - płyta montażowa, które mają wszystkie niezbędne złącza i porty do podłączenia dysków i kontrolerów.

Z reguły płyta montażowa znajduje się w specjalnej obudowie z montażem sanek dyskowych, taka obudowa zawiera macierz RAID i zapewnia jej chłodzenie. W przypadku awarii jednego lub kilku dysków możliwa jest szybka wymiana uszkodzonego dysku twardego, a wymiana uszkodzonego dysku nie zatrzymuje pracy macierzy - wystarczy wymienić dysk i macierz znów będzie w pełni funkcjonalna.

Adaptery Adaptec SAS

Adaptec przedstawił do rozważenia dwa dość interesujące modele kontrolerów RAID. Pierwszy model jest przedstawicielem klasy budżetowej urządzeń do budowy RAID w tanich serwerach klasy podstawowej - jest to ośmioportowy model ASR-48300 12C. Drugi model jest znacznie bardziej zaawansowany i przeznaczony do poważniejszych zadań, ma na pokładzie osiem kanałów SAS - to ASR-4800SAS. Ale przyjrzyjmy się bliżej każdemu z nich. Zacznijmy od prostszego i tańszego modelu.

Adaptec ASR-48300 12C

Kontroler ASR-48300 12C jest przeznaczony do budowy małych macierzy RAID poziomów 0, 1 i 10. Tym samym za pomocą tego kontrolera można budować główne typy macierzy dyskowych. Model ten dostarczany jest w zwykłym kartonowym pudełku, które utrzymane jest w kolorystyce niebiesko-czarnej, na przedniej stronie opakowania znajduje się stylizowany wizerunek kontrolera lecącego z komputera, który powinien przywoływać myśli o dużej prędkości komputera z tym urządzeniem w środku.

Zakres dostawy jest minimalny, ale zawiera wszystko, czego potrzebujesz, aby rozpocząć pracę z kontrolerem. Zestaw zawiera następujące elementy.

Sterownik ASR-48300 12C
. Niskoprofilowa klamra

. Płyta CD z menedżerem pamięci masowej
. Krótka instrukcja
. Kabel połączeniowy ze złączami SFF8484 do 4xSFF8482 i zasilaczem 0,5m.

Kontroler przeznaczony jest do magistrali PCI-X 133 MHz, która jest bardzo rozpowszechniona w platformach serwerowych. Adapter udostępnia osiem portów SAS, jednak tylko cztery porty są zaimplementowane jako złącze SFF8484, do którego podłączone są dyski wewnątrz obudowy, a pozostałe cztery kanały są wyprowadzone w postaci złącza SFF8470, więc część dysków musi być podłączony od zewnątrz - może to być skrzynka zewnętrzna z czterema dyskami w środku.

Podczas korzystania z ekspandera kontroler ma możliwość pracy ze 128 dyskami w macierzy. Ponadto kontroler jest w stanie pracować w środowisku 64-bitowym i obsługuje odpowiednie polecenia. Kartę można zainstalować w niskoprofilowym serwerze 2U z dołączonym blankiem niskoprofilowym. Ogólna charakterystyka tablicy jest następująca.

Zalety

Ekonomiczny kontroler Serial Attached SCSI z technologią Adaptec HostRAID™ do wysokowydajnego przechowywania danych o znaczeniu krytycznym.

Potrzeby klienta

Idealny do obsługi aplikacji serwerowych klasy podstawowej, średniej i grup roboczych, które wymagają wydajnej pamięci masowej i solidnych zabezpieczeń, takich jak aplikacje Zarezerwuj kopię, treści internetowych, poczty e-mail, baz danych i udostępniania danych.

Środowisko systemowe — serwery działów i grup roboczych

Typ interfejsu magistrali systemowej - PCI-X 64 bit/133 MHz, PCI 33/66

Połączenia zewnętrzne — jeden x 4 Infiniband/Serial Attached SCSI (SFF8470)

Połączenia wewnętrzne — jeden 32-stykowy x 4 Serial Attached SCSI (SFF8484)

Wymagania systemowe — serwer typu IA-32, AMD-32, EM64T i AMD-64

32/64-bitowe gniazdo PCI 2.2 lub 32/64-bitowe gniazdo PCI-X 133

Gwarancja - 3 lata

Poziomy RAID - Adaptec HostRAID 0, 1 i 10

Kluczowe cechy RAID

• Wsparcie dla macierzy rozruchowych
• Automatyczne odzyskiwanie
• Zarządzanie za pomocą oprogramowania Adaptec Storage Manager
• Inicjalizacja w tle

Wymiary płytki - 6,35cm x 17,78cm (w tym złącze zewnętrzne)

Temperatura pracy - 0° do 50° C

Rozpraszanie mocy - 4 W

Średni czas przed awarią (MTBF - czas między awariami) - 1692573 godziny w temperaturze 40ºC.

Adaptec ASR-4800SAS

Adapter nr 4800 jest bardziej zaawansowany funkcjonalnie. Ten model jest przeznaczony do szybszych serwerów i stacji roboczych. Obsługuje prawie wszystkie macierze RAID - macierze, które są dostępne w młodszym modelu, a także można skonfigurować macierze RAID 5, 50, JBOD i Adaptec Advanced Data Protection Suite z RAID 1E, 5EE, 6, 60, Copyback Hot Spare za pomocą Opcja kopii zapasowej migawek dla serwerów w obudowie typu tower i serwerów stelażowych o dużej gęstości upakowania.

Model występuje w opakowaniu podobnym do modelu junior z designem w tym samym "lotniczym" stylu.

Zestaw zawiera prawie to samo co karta juniora.

Kontroler ASR-4800SAS
. Aparat pełnowymiarowy
. Dysk sterownika i kompletny przewodnik
. Płyta CD z menedżerem pamięci masowej
. Krótka instrukcja
. Dwa kable ze złączami SFF8484 do 4xSFF8482 i zasilaczem 1 m każdy.

Kontroler obsługuje magistralę PCI-X 133 MHz, ale jest też model 4805, który jest funkcjonalnie podobny, ale korzysta z magistrali PCI-E x8. Adapter udostępnia te same osiem portów SAS, jednak wszystkie osiem portów jest zaimplementowanych odpowiednio jako wewnętrzne, płytka posiada dwa złącza SFF8484 (dla dwóch wiązanych kabli), istnieje jednak również złącze zewnętrzne typu SFF8470 dla czterech kanałów , po podłączeniu do którego jedno ze złączy wewnętrznych jest wyłączone.

Podobnie jak w młodszym urządzeniu, ilość dysków można rozszerzyć do 128 za pomocą ekspanderów. Jednak główną różnicą między modelem ASR-4800SAS a ASR-48300 12C jest obecność 128 MB pamięci DDR2 ECC używanej jako pamięć podręczna na pierwszym z nich, co przyspiesza pracę z macierzą dyskową i optymalizuje pracę z małymi plikami. Dostępny jest opcjonalny moduł baterii do zapisywania danych w pamięci podręcznej po wyłączeniu zasilania. Ogólna charakterystyka tablicy jest następująca.

Korzyści — Wysoce wydajna pamięć masowa i łączność do ochrony danych dla serwerów i stacji roboczych

Potrzeby klientów — idealne rozwiązanie do obsługi aplikacji serwerowych i grup roboczych, które wymagają niezmiennie wysokiego poziomu wydajności odczytu/zapisu, takich jak przesyłanie strumieniowe wideo, treści internetowe, wideo na żądanie, treści stałe i przechowywanie danych referencyjnych.

• Środowisko systemowe — serwery i stacje robocze dla działów i grup roboczych
• Typ interfejsu magistrali systemowej — interfejs hosta PCI-X 64-bit/133 MHz
• Połączenia zewnętrzne - złącze SAS jedno x4
• Połączenia wewnętrzne - złącza SAS dwa x4
• Szybkość przesyłania danych — do 3 GB/s na port
• Wymagania systemowe — architektura Intel lub AMD z wolnym 64-bitowym gniazdem PCI-X 3,3 V
• Obsługuje architektury EM64T i AMD64
• Gwarancja - 3 lata
• Standardowe poziomy RAID — RAID 0, 1, 10, 5, 50
• Standardowe funkcje RAID — Hot Spare, migracja poziomów RAID, rozszerzanie pojemności online, zoptymalizowany dysk, wykorzystanie, obsługa S.M.A.R.T i SNMP oraz funkcje Adaptec Advanced

• Pakiet ochrony danych obejmujący:

1. Gorąca przestrzeń (RAID 5EE)
2. Lustro w paski (RAID 1E)
3. Ochrona przed awarią dwóch dysków (RAID 6)
4. Hot Spare kopii zapasowej

• Zaawansowane funkcje RAID — kopia zapasowa migawki
• Wymiary deski - 24cm x 11,5cm
• Temperatura pracy - 0 do 55 stopni C
• Średni czas przed awarią (MTBF - czas między awariami) - 931924 godziny w temperaturze 40ºC.

Testowanie

Testowanie adapterów to trudna sprawa. Co więcej, nie zdobyliśmy jeszcze dużego doświadczenia z SAS. Dlatego postanowiono przetestować szybkość dysków twardych z interfejsem SAS w porównaniu z dyskami SATA. W tym celu wykorzystaliśmy nasze istniejące 73 GB dyski Hitachi HUS151473VLS300 15000 obr./min SAS z buforem 16 MB oraz dyski WD 150 GB SATA150 Raptor WD1500ADFD 10000 obr./min z buforem 16 MB. Dokonaliśmy bezpośredniego porównania dwóch szybkich dysków, ale z różnymi interfejsami na dwóch kontrolerach. Dyski przetestowano w programie HDTach, w którym uzyskano następujące wyniki.

Adaptec ASR-48300 12C

Adaptec ASR-4800SAS

Logiczne było założenie, że dysk twardy SAS byłby szybszy niż dysk SATA, chociaż do oceny wydajności wzięliśmy najszybszy dysk WD Raptor, który może konkurować wydajnością z wieloma dyskami SCSI 15000 obr./min. Jeśli chodzi o różnice między kontrolerami, to są one minimalne. Oczywiście starszy model zapewnia więcej funkcji, ale potrzeba ich pojawia się tylko w sektorze korporacyjnym na korzystanie z takich urządzeń. Te funkcje korporacyjne obejmują specjalne poziomy RAID i dodatkową pamięć podręczną na kontrolerze. Zwykły użytkownik domowy jest mało prawdopodobne, aby zainstalować 8 dysków twardych zmontowanych w nadmiarowej macierzy RAID w domu, aczkolwiek aż do samego dachu zmodyfikowanego komputera - preferowane będzie użycie czterech dysków w macierzy poziomu 0 + 1, a reszta będą wykorzystywane do danych. Tutaj przydaje się ASR-48300 12C. Ponadto niektóre płyty główne do overclockerów mają interfejs PCI-X. Zaletą modelu do użytku domowego jest stosunkowo przystępna cena (w porównaniu do ośmiu dysków twardych) 350 USD oraz łatwość obsługi (wkładanie i podłączanie). Ponadto szczególnie interesujące są 2,5-calowe dyski twarde 10K. Te dyski twarde mają mniejsze zużycie energii, mniej się nagrzewają i zajmują mniej miejsca.

wnioski

Jest to nietypowa recenzja dla naszej witryny i dotyczy raczej zbadania zainteresowania użytkowników specjalistycznymi recenzjami sprzętu. Dzisiaj brano pod uwagę nie tylko dwa niezwykłe kontrolery RAID od znanego i uznanego producenta sprzętu serwerowego, firmy Adaptec. To także próba napisania pierwszego artykułu analitycznego na naszej stronie.

O naszych dzisiejszych bohaterach, kontrolerach SAS firmy Adaptec, można powiedzieć, że sukcesem były kolejne dwa produkty firmy. Młodszy model, 350 dolarów ASR-48300, może dobrze zakorzenić się w produktywnym komputer domowy a jeszcze bardziej na serwerze klasy podstawowej (lub komputerze, który pełni swoją rolę). Model posiada wszystkie warunki do tego: wygodne oprogramowanie Adaptec Storage Manager, obsługa od 8 do 128 dysków, praca z podstawowymi poziomami RAID.

Starszy model jest przeznaczony do poważnych zadań i oczywiście może być używany w tanich serwerach, ale tylko wtedy, gdy istnieją specjalne wymagania dotyczące szybkości pracy z małymi plikami i niezawodności przechowywania informacji, ponieważ karta obsługuje wszystkie poziomy macierzy RAID klasy korporacyjnej z nadmiarowością i 128 MB szybkiej pamięci podręcznej DDR2 z kontrolą korekcji błędów (ECC). Koszt kontrolera to 950 USD.

ASR-48300 12C

Zalety modelu

• Dostępność
• Obsługa od 8 do 128 dysków
• Łatwość użycia
• Stabilna praca
• Reputacja

• Gniazdo PCI-X - dla większej popularności brakuje obsługi tylko bardziej popularnego PCI-E

ASR-4800SAS

• Stabilna praca
• Reputacja producenta
• Dobra funkcjonalność
• Dostępność aktualizacji (oprogramowania i sprzętu)
• Dostępność wersji PCI-E
• Łatwość użycia
• Obsługa od 8 do 128 dysków
• 8 wewnętrznych łączy SAS

• Niezbyt odpowiedni dla sektorów budżetowych i użytku domowego.

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

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

Kontroler LSI MegaRAID SAS 9260-8i

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

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

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

Kluczowe dane techniczne kontrolera LSI SAS 9260-8i

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

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

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

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

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

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

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

Testowanie

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

Dysk twardy Hitachi Ultrastar 15K600 bez pokrywy górnej

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

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

Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 sekwencyjny wykres prędkości odczytu/zapisu

System testowy został oparty o Procesor Intel xeon 3120, płyta główna Z Chipset Intela P45 i 2 GB pamięci DDR2-800. Kontroler SAS został zainstalowany w gnieździe PCI Express x16 v2.0. Badania przeprowadzono pod kontrolą system operacyjny Windows XP SP3 Professional i Windows 7 Ultimate SP1 x86 (czyste wersje amerykańskie), ponieważ ich serwerowe odpowiedniki (odpowiednio Windows 2003 i 2008) nie pozwalają na działanie niektórych benchmarków i skryptów, których używaliśmy. Użyte testy to AIDA64, ATTO Disk Benchmark 2.46, Intel IOmeter 2006, Intel NAS Performance Toolkit 1.7.1, C'T H2BenchW 4.13/4.16, HD Tach RW 3.0.4.0 oraz Futuremark's PCMark Vantage i PCMark05. Testy przeprowadzono zarówno na nieprzydzielonych woluminach (IOmeter, H2BenchW, AIDA64), jak i na sformatowanych partycjach. W tym drugim przypadku (dla NASPT i PCMark) wyniki pobierano zarówno dla fizycznego początku macierzy, jak i dla jej środka (wolumeny macierzy o maksymalnej dostępnej pojemności zostały podzielone na dwie równe partycje logiczne). Pozwala to na bardziej adekwatną ocenę wydajności rozwiązań, gdyż najszybsze początkowe sekcje woluminów, na których testy plików przeprowadzane są przez większość przeglądarek, często nie odzwierciedlają sytuacji na innych sekcjach dysku, co również może być bardzo aktywnie w prawdziwej pracy.

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

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

Poniższe wykresy przedstawiają wyniki dla 8 konfiguracji macierzy:

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

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

Wyniki testu

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

Najpierw spójrzmy na wyniki testów „czysto fizycznych”.

Średni czas dostępu losowego do odczytu na pojedynczym dysku Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 wynosi 5,5 ms. Jednak podczas organizowania ich w macierze wskaźnik ten nieznacznie się zmienia: zmniejsza się (ze względu na efektywne buforowanie w kontrolerze LSI SAS9260) dla macierzy „lustrzanych” i wzrasta dla wszystkich pozostałych. Największy wzrost (około 6%) obserwuje się dla macierzy poziomu 6, ponieważ w tym przypadku kontroler musi mieć jednocześnie dostęp największa liczba dysków (do trzech dla RAID 6, dwóch dla RAID 5 i jednego dla RAID 0, ponieważ dostęp w tym teście odbywa się w blokach tylko 512 bajtów, co jest znaczące mniejszy rozmiar bloki paskowe tablicy).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Argumenty dotyczące tego, który system operacyjny (pod względem zasad buforowania itp.) Jest „lepszy” do testowania dysków i kontrolerów RAID, pozostawiamy do wątku dyskusji w tym artykule. Uważamy, że konieczne jest testowanie jazd i opartych na nich rozwiązań w warunkach jak najbardziej zbliżonych do prawdziwe sytuacje ich działanie. Dlatego naszym zdaniem wyniki uzyskane przez nas dla obu systemów operacyjnych są jednakowej wartości.

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

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

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

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

Testy w IOmeter

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

Do emulacji serwerów takich jak File Server, Web Server i DataBase (serwer baz danych) wykorzystaliśmy dobrze znane wzorce o tej samej nazwie, zaproponowane niegdyś przez Intela i StorageReview.com. We wszystkich przypadkach przetestowaliśmy macierze z głębokością kolejki poleceń (QD) od 1 do 256 z krokiem 2.

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

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

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

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

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

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

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

Gdy przypadkowo zapiszemy małe pliki, obraz znów uderza uderzająco od tego, co widzieliśmy wcześniej.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Informacje o cenie

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

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

Wniosek

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

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

Jeśli jest kilka dysków komputerowych, ich podłączenie jest proste. Ale jeśli chcesz dużo dysków, są funkcje. Na kablu KDPV SAS z Alim, który już wpadł w przeszłość, został tak niespodziewanie ciepło przyjęty przez społeczność. Dzięki, towarzysze. Postaram się poruszyć temat, który jest potencjalnie przydatny dla nieco szerszego kręgu. Chociaż specyficzny. Zacznę od tego kabla i programu obowiązkowego, ale tylko dla materiału siewnego. Różne elementy układanki należy zebrać w różnych miejscach.
Od razu ostrzegam, że tekst okazał się gęsty i dość ciężki. Zmuszanie się do przeczytania i zrozumienia tego wszystkiego z pewnością nie jest konieczne. Mnóstwo zdjęć!

Ktoś powiedział 9 dolców za głupi kabel? Co robić, w życiu codziennym jest to używane niezwykle rzadko, a w przypadku rzeczy przemysłowych nakłady są niższe, a ceny wyższe. W przypadku skomplikowanego kabla SAS i stu lub dwóch dolców mogą go ustawić bez mrugnięcia okiem. Więc Chińczycy jeszcze bardziej ją redukują :)

Dostawa i pakowanie

Zamówione 6 maja 2017 r., Otrzymane 17 maja - tylko rakieta. Tor był.

Zwykłe szare opakowanie, wewnątrz drugiego - dość, że towary nie są kruche.

Specyfikacja

Męsko-męski kabel SFF-8482 SAS 29-pinowy.
Długość 50 cm
Waga netto 66 g

Zdjęcie sprzedawcy!

Rzeczywisty wygląd, jak widać, jest inny

Za dodatkowy plastik sprzedawca otrzymał 4 gwiazdki zamiast 5, ale nie wpływa to na wydajność.

O złączach SAS i SATA

Co to jest SFF-8482 i z czym jest spożywany? Po pierwsze, jest to najbardziej masywne złącze w urządzeniach SAS (), na przykład w moim napędzie taśmowym

A SFF-8482 idealnie pasuje do dysku SATA (ale nie odwrotnie)


Porównaj, SATA ma lukę między danymi a zasilaniem. A w SAS jest wypełniony plastikiem. Dlatego złącze SATA w urządzeniu SAS nie będzie pasować.

Oczywiście ma to sens. Sygnały SAS i SATA są różne. A kontroler SATA nie będzie mógł współpracować z urządzeniem SAS. SAS - kontroler będzie mógł zrobić jedno i drugie (choć radzi się nie mieszać w pewnych okolicznościach, w domu to mało realne)

Kontrolery i ekspandery SAS

Co z tego, zapyta czytelnik. Co zyskam dzięki takiej kompatybilności? Wystarczą mi kontrolery SATA!

Prawdziwa prawda! Jeśli wystarczy - w tym momencie możesz przestać czytać. Pytanie, co zrobić, jeśli dysków jest DUŻO?

Tak wygląda prosty kontroler SAS z mojego zipa - DELL H200.


Mój jest flashowany w HBA, czyli wszystkie tarcze osi są widoczne osobno

A to jest starożytny HP RAID SAS

Oba mają złącza wewnętrzne (zwane sff 8087 lub częściej miniSAS) oraz jedno zewnętrzne - sff 8088

Ile dysków można podłączyć do jednego miniSAS? Odpowiedź zależy. Kabel tępy - 4szt czyli 8 do takiego kontrolera. Kabel z mojego ZIP wygląda tak

Z jednej strony miniSAS, z drugiej 4szt SATA (i jeszcze jedno złącze, o tym poniżej)

Ale możesz wziąć kabel miniSAS-miniSAS i podłączyć go do ekspandera, czyli mnożnika portów. A kontroler wyciągnie do 256 (dwieście pięćdziesiąt sześć) dysków. Co więcej, prędkość kanału wystarcza na dziesiątki dysków - na pewno.
Expander jako osobna karta wygląda np. jak mój Chenbrough

I można go przylutować do koszyka na dyski. Wtedy może do niego wejść tylko jeden kanał miniSAS (a może więcej). Oto kable.


Zgadzam się, zarządzanie kablami jest nieco uproszczone :)

Kosze

Oczywiste jest, że dyski mogą działać dobrze bez specjalnych koszy. Ale czasami kosze mogą się przydać.

Tak wygląda koszyk SATA starego modelu Supermicro. Można znaleźć za 1000 r, ale raczej za 5+ tys.


Jej taca na płyty


Widok od środka widać, że są złącza SATA.


Jeśli koszyk SAS jest jeszcze lepszy, przewodów jest mniej. Jeśli SCSI lub FC - nie będziesz mógł z niego korzystać. Wziąłem do testu jeden 19" FC - nic pożytecznego nie zrobiłem. To prawda, że ​​był złom metali nieżelaznych prawie za pieniądze, za które go kupiłem.


Widok z tyłu widzimy 4 SATA, 2 MOLEX i ten sam port, który był na kablu. Zaprojektowany do sterowania diodą LED aktywności dysku.

Tak wygląda jeden z najprostszych koszy (jest wiele różnych modeli, ale podobne)


Nie są już sprzedawane, więc szczegóły nie są ważne. Tylko kawałek metalu z amortyzatorami i Carlsonem z przodu.

Tak to wyglądało w 2013 roku


Tekturowa kula na dole i trzeci kosz były tam tylko przez chwilę, aby przenieść dane z dysków 2T na 4T. Od tego czasu jest otwarty 24/7.

mam SAS+SATA

Dokładniej, zadziałało, zanim musiałem podłączyć napęd taśmowy. Przede wszystkim podpiąłem drugi kontroler SAS, kupiłem kabel miniSAS do sff 8482, coś takiego

I włączyłem to. Wszystko działało, ale w trybie 24/7 każdy wat kosztuje. Szukałem przejściówek z sff 8482 na SATA, ale rozwiązanie okazało się jeszcze prostsze. Pamiętasz, że dysk SATA jest podłączony do SAS sff 8482?

Teraz też pamiętam, ale potem przez kilka miesięcy byłem głupi :) A potem wyjąłem dodatkowy kontroler, przełączyłem jeden z dysków na port chipsetu SATA, pozostałe trzy na sff 8482. Musiałem zmienić zasilanie połączenie, był rozdzielacz Molex-SATA, musiałem kupić na Ali Molex - Lots of Molex. lubię to


, wszystko w porządku.

Za pomocą monitorowanego kabla napęd taśmowy przeniósł się do innego budynku. Ale to osobna piosenka, ale stój, czuję się zmęczony :)

Gdzie najlepiej znaleźć to wszystko?

Ceny nowego sprzętu serwerowego do domu są wygórowane. Czyli bu, w tym części zamienne z wycofywanych urządzeń.
Kable można znaleźć lokalnie. Za porównywalne pieniądze na e-bayu. Na Ali - trochę mniej prawdopodobne, ale są wyjątki - kupiłem.
Kontrolery- przede wszystkim na e-bayu iz Europy. Jest to możliwe z USA, tam jest znacznie taniej, jeśli jakoś rozwiążesz problem z dostawą. Można go znaleźć w ojczyźnie - Avito. (Na kawałku - drogie). Kupowanie w Chinach jest bardzo niebezpieczne. Wiele skarg na podróbkę z odrzucenia. Albo to działa, albo nie. Nikomu nie możesz niczego udowodnić.
Kosze rozsądniej jest szukać lokalnie. Istnieją nawet opcje najprostszych koszyków, aby kupić nowe. Proste kosze bez elektroniki można zabrać w Chinach i Europie oraz na pchli targ. Koszyki z ekspanderami - patrz punkt o kontrolerach.

WAŻNE Pogubienie się jest łatwiejsze niż zgubienie się w lesie. Skonsultuj się na forum. SAS jest inny -3, 6 i 12 Gb/s. Niektóre kontrolery są wszyte w coś, co może być używane ze sprzętem stacjonarnym, inne nie, inne nie zagoją się w ogóle nigdzie poza matką rodzimego producenta. I tak dalej.

Na bagażniku jestem MikeMac

PS Jeśli to był dla ciebie występ Kapitana Obviousa, przepraszam za marnowanie czasu.
Jeśli bzdury - tym bardziej przepraszam. Trudno to zrównoważyć, każdy ma swoje życzenia, zadania i początkowe.

planuję kupić +33 Dodaj do ulubionych Podobała mi się recenzja +56 +106