Полупрофессиональные RAID-контроллеры PCI Express
RAID-контроллеры начального уровня позволяют создавать надёжные массивы на нескольких приводах для серверной ОС и данных.
Многие люди не думают о надёжности хранения данных и резервных копиях до того момента, когда они потеряют данные. Будь то музыка, видео, фотографии на домашнем ПК или файлы, данные о клиентах и другая информация на офисном сервере, многие очень легкомысленно относятся к надёжности хранения данных. Пока не станет слишком поздно.
Представьте, что фотографии из отпуска или видео вашей свадьбы и рождения дочери были потеряны. Если об этом узнает жена, то не подаст ли она на развод? Или как отреагирует ваш начальник, если его почта и рабочие файлы будут потеряны из-за сгоревшего винчестера? Останетесь ли вы на своей должности?
Помните, никто не может гарантировать, что ваши данные не будут завтра потеряны. Подобные события случаются в мире ежедневно и ежечасно! Если у вас есть ценные данные, то только вы можете позаботиться о их сохранности. И в случае потери данных вы будете нести за это ответственность. Что же делать? Нужно просто знать о возможных опасностях и заблаговременно подстраховаться.
Резервирование против массивов с избыточностью
Следует различать резервирование данных на другие носители и массивы дисков, обеспечивающие надёжное хранение благодаря избыточности. Два этих способа направлены на повышение сохранности данных, и любое предприятие должно использовать в своей работе как регулярное резервирование, так и массивы с повышенной надёжностью.
Резервирование подразумевает копирование файлов или образа системы целиком с жёсткого диска на любой другой носитель, откуда данные можно будет считать в случае аппаратного сбоя, вирусной инфекции или случайного удаления. Если с данными на основном носителе что-то произойдёт, вы сможете считать их с резервной копии.
Для резервирования можно использовать любой носитель, но следует уделить особое внимание его надёжности. Жёсткий диск, например, нельзя считать надёжным носителем, поскольку он использует механические компоненты, которые могут выйти из строя. Что можно сказать про резервирование в идеале? Оно должно проводиться часто и записываться на сменные носители, которые лучше хранить в другом месте (на случай пожара, например). Носители должны быть широко распространены и доступны, чтобы резервирование не влетало “в копеечку”.
Когда же мы говорим о надёжном хранении данных, то подразумеваем следующее. Каждый компьютер хранит данные на жёстких дисках, которые рано или поздно выходят из строя. Задача состоит в том, чтобы создать систему хранения, защищённую от сбоев жёстких дисков. Именно это и позволяют решить пять RAID-контроллеров в нашем тестировании.
AMCC, Areca, HighPoint, LSI Logic и Promise Technology предлагают контроллеры PCI Express, которые позволяют объединить до четырёх жёстких дисков в быстрый и надёжный массив для хранения данных.
Переходим на RAID!
Сегодня существует несколько разных типов массивов RAID (Redundant Array of Inexpensive Drives, избыточный массив недорогих дисков). Они широко используются как для повышения производительности дисковой подсистемы, так и для повышения надёжности хранения данных. Можно следовать первой или второй целям, а можно и обеим сразу.
Производительность можно повысить, если чередовать жёсткие диски при записи или чтении данных (RAID 0, чередование, striping). Данные разбиваются на мелкие кусочки, которые одновременно записываются на жёсткие диски массива. В теории скорость передачи данных пропорциональна числу используемых приводов. Но, увы, массивы RAID 0 не повышают надёжность хранения данных. Наоборот, они её понижают, поскольку вышедший из строя жёсткий диск приведёт к потере данных всего массива RAID 0.
Самый простой способ повысить надёжность хранения данных – RAID 1 (зеркалирование). Здесь одни и те же данные будут одновременно записываться на два жёстких диска. Если один жёсткий диск выйдет из строя, то на втором останется точная копия данных. Но у RAID 1 есть существенный недостаток: если вы будете добавлять диски для зеркалирования, то надёжность хранения данных будет возрастать, но доступный объём – нет. И скорость записи равна уровню производительности одного жёсткого диска. Кроме того, если вы создаёте массив RAID 1 на двух винчестерах, то доступна будет только ёмкость одного.
В более сложных составных массивах RAID 0+1 или RAID 1+0 два жёстких диска объединяются в один режим RAID (0 или 1), а затем две пары объединяются в массив другого уровня RAID (1 или 0). Такие массивы RAID называются вложенными, и смысл в них есть, поскольку сложного оборудования они не требуют. Сегодня практически любой RAID-контроллер класса энтузиастов/геймеров и high-end поддерживает простые массивы RAID на числе дисков до четырёх.
Но если вы хотите объединить в массив большее число жёстких дисков, или вам хочется более эффективно использовать дисковое пространство, чем у RAID 0+1 или 1+0 (где доступна половина от физического суммарного объёма винчестеров), то лучше выбрать режим RAID 5. Вы получите всю суммарную ёмкость объёма винчестеров за вычетом ёмкости одного жёсткого диска. Как и в RAID 0, данные будут разделяться на кусочки и одновременно записываться на все жёсткие диски массива. Но, в отличие от RAID 0, к ним будет добавляться информация избыточности, которая позволяет восстановить информацию, если один жёсткий диск выйдет из строя. Массив RAID 3 похож на RAID 5, но в нём информация избыточности записывается на отдельный жёсткий диск, а в RAID 5 она записывается поочерёдно на все винчестеры.
Информация избыточности рассчитывается с помощью простых операций XOR (исключающее ИЛИ), которые могут выполняться как системным процессорам, так и сопроцессором на RAID-карте. Последний вариант, понятно, более дорогой, но и более предпочтительный для производительных окружений, поскольку XOR-операции способны сильно нагрузить процессор. Впрочем, с появлением двух- и четырёхядерных процессоров эта проблема становится всё менее актуальной для серверов разных типов.
Многие решения на рынке опираются на центральный процессор компьютера для вычисления XOR-операций, то есть перед нами решения на программном RAID. Впрочем, называть RAID программным мы всё же не будем, так как многие ОС позволяют создавать RAID-массивы полностью программно, без RAID-контроллера. Правильнее будет называть такие контроллеры с программным, а не аппаратным ускорением XOR.
AMCC 3Ware 9650SE
9650SE первый “родной” контроллер PCI Express от AMCC/3Ware, появившийся в нашей тестовой лаборатории. Компания 3Ware получила популярность, выпуская RAID-контроллеры для жёстких дисков IDE и Serial ATA потребительского уровня. Контроллеры 3Ware сочетали почти профессиональный набор функций и привлекательную цену. 3Ware стала одним из первых производителей контроллеров, самостоятельно разработавших чип RAID/XOR. Сегодня 3Ware является частью AMCC.
Контроллер 9650SE использует собственный дизайн XOR ASIC от AMCC (чип StorSwitch восьмого поколения). Все остальные производители в нашем тестировании используют RAID-контроллеры с программным ускорением или с XOR-чипами от Intel. Решение AMCC приняла правильное, поскольку 9650SE даёт приличную производительность. На контроллер установлено 256 Мбайт памяти DDR2 для буфера, для установки требуется слот x4 PCI Express, поддерживаются все уровни RAID до RAID 5 и RAID 6 с двойной избыточностью. 3Ware также предлагает опциональный аккумулятор (battery backup unit, BBU), который позволяет сохранить данные в буфере, если произойдёт внезапное отключение питания. Нам понравилось, что AMCC использовала пассивное охлаждение, так что уровень шума от контроллера будет нулевой.
Карта использует специальный многоконтактный разъём, позволяющий через один интерфейс подключить четыре жёстких диска Serial ATA. В комплект поставки AMCC вложила соответствующий кабель-разветвитель. Подобное решение привело к тому, что сама карта относительно невелика. В случае 9650SE AMCC создала низкопрофильную плату, которую можно устанавливать в серверы 2U, а также и в стандартные ПК. Всё, что для этого нужно, – сменить длинную слотовую заглушку на короткую.
На момент публикации контроллер AMCC 3Ware 9650SE продавался в рознице от $440.
Создание массива
В комплект поставки входит программа 3Ware 3DM2 с интуитивным интерфейсом. Она хорошо структурирована и позволяет отслеживать состояние массива. Есть и довольно широкий набор функций. Например, возможность миграции с одного уровня RAID на другой, расширение ёмкости “на лету” и задержка на раскручивание жёстких дисков.
Areca (Tekram) ARC-1210
Компания Areca известна своей ранней поддержкой массивов RAID 6 с двойной избыточностью в секторе Serial ATA. ARC-1210 – контроллер Areca начального уровня с интерфейсом x8 PCI Express, который вновь поддерживает и RAID 5, и RAID 6.
Карта использует XOR-процессор Intel IOP332, который обеспечивает хорошую производительность, хотя и не рекордную в нашем тестировании. XOR-процессор AMCC даёт более высокие результаты в тестах ввода/вывода. Хотя, в то же время, Areca предлагает менее дорогой продукт с аппаратным ускорением RAID. Если нагрузка на CPU для вас критична, то подобный критерий следует принимать во внимание. Кроме того, Areca – единственный контроллер в нашем тестировании, который поддерживает RAID 3.
Карта оснащена 256 Мбайт буферной памяти DDR333 и четырьмя раздельными портами Serial ATA для подключения жёстких дисков SATA/150 или SATA/300. К сожалению, расположение разъёмов позволяет устанавливать низкопрофильную карту в серверы 2U, только если использовать вилки SATA, повёрнутые на 90°, из комплекта поставки. Да и обслуживать такое решение, когда порты располагаются сверху, может быть сложнее.
Интерфейс конфигурации нельзя назвать красивым, но со своей работой он справляется. Мастер быстрой настройки Quick Configuration будет полезен, если вы планируете включить в массив все жёсткие диски, что, собственно, и будет в большинстве сценариев. Если вам нужна какая-то особая конфигурация, то следует использовать обычный интерфейс.
На момент публикации контроллер Areca ARC-1210 продавался в рознице от $480. В России продукция Areca представлена слабо, поэтому и цена завышена.
Создание массива
Highpoint RocketRAID 2322
Компания HighPoint весьма популярна на рынке RAID-контроллеров, и немало тому способствует агрессивная ценовая политика. RocketRAID 2322 – самый дешёвый контроллер в нашем тестировании.
Концепция HighPoint несколько иная, поскольку контроллер оснащён двумя многолинейными портами Serial ATA, которые HighPoint называет Mini-SAS. Порты доступны только для внешнего доступа. В идеальном случае вы должны использовать оснастку HighPoint X4 SATA Storage Enclosure, которая вмещает четыре жёстких диска Serial ATA. Но сам контроллер способен работать с восемью жёсткими дисками, которые подключаются через два многолинейных порта.
RocketRAID 2322 обеспечивает высокую производительность, хотя встроенной памяти у него нет. По этой причине и резервного аккумулятора не требуется, что приятно согреет душу администраторам с ограниченным бюджетом.
Чип контроллера использует пассивное охлаждение, которое даёт нулевой уровень шума. Хотя карта небольшая, в корпус 2U она не поместится.
На момент публикации контроллер Highpoint RocketRAID 2322 продавался в рознице от $310.
Создание массива
HighPoint X4 SATA Storage Enclosure
Низкие цены контроллера RocketRAID 2322 весьма привлекательны. Если бы не дополнительные издержки, которые придётся отдать за оснастку X4 SATA Storage Enclosure. В принципе, перед нами весьма приятное решение, которое позволяет установить жёсткие диски во внешнем корпусе. Но оправданно ли оно, если требуется установить всего четыре винчестера или даже меньше?
В любом случае, оснастка работала хорошо. Информация о состоянии передаётся контроллеру через кабель RJ-11, напоминающий телефонный. У оснастки есть своя собственная кнопка питания, и вы можете выключать её, если нужно. За охлаждение жёстких дисков отвечает 80-мм вентилятор, но работает он не так тихо, как мог бы. А благодаря специальной ручке сверху, переносить X4 SATA Storage Enclosure очень легко.
LSI MegaRAID SATA 300-8ELP
LSI Logic известна больше своими high-end контроллерами для профессионального рынка, которые используют технологии SCSI или SAS. MegaRAID SATA300-8ELP – продукт почти начального уровня, хотя он несёт восемь портов Serial ATA, которые могут работать в режимах 150 или 300 Мбайт/с.
LSI тоже выбрала многолинейные порты SATA. В результате на карте их всего два. Через них можно подключить до восьми жёстких дисков. Карта использует низкопрофильный формат, поэтому подойдёт для серверов 2U. За аппаратное ускорение XOR-операций отвечает процессор Intel IOP333. Хотя уровень производительности оказывается не таким высоким, как, например, у AMCC.
Наш контроллер был оснащён 128 Мбайт буферной памяти DDR333. Поскольку LSI Logic всё же ориентируется на профессиональный рынок, резервный аккумулятор уже входит в комплект поставки. К счастью, карта не использует активного охлаждения, так что она вполне подойдёт и для рабочих станций.
Контроллер MegaRAID SATA 300-8ELP показал себя хорошо, да и разнообразие функций приятно радует, его розничная цена составляет $600 и выше. Поскольку LSI не поддерживает Solaris или Mac OS X, да и разница на практике между другими контроллерами невелика, LSI Logic всё же стоит изменить ценовую политику.
Создание массива
Интерфейс программы нельзя назвать интуитивным. Для создания массива RAID 1+0 вам следует объединить два жёстких диска в массив, а уже затем строить второй массив на следующей странице. Если вы хотите установить в массив все четыре накопителя, то доступны только режимы RAID 0 или RAID 5.
Promise SuperTrak EX4350
Производительность нового контроллера SuperTrak EX4350 хороша, только режим RAID 1+0 даёт не вполне убедительные результаты по сравнению с RAID 0 и RAID 5. Во всём остальном контроллер обладает хорошим соотношением цена/производительность.
Только контроллеры Areca и Promise обеспечивают создание массива RAID 6 по умолчанию, что позволяет использовать двойную избыточность. Благодаря этому массив “выживет”, если из строя выйдут два жёстких диска. Но под хранение избыточности уйдёт ёмкость не одного, а двух жёстких дисков. Кроме того, и производительность будет не такой высокой, как у RAID 5. Promise предлагает даже режим Enhanced RAID 6, в котором используется уже тройная избыточность. Вообще, нам не очень понятно, кому нужна такая возможность на массиве из четырёх жёстких дисков.
EX4350 оснащён всего 64 Мбайт буферной памяти DDR, существует возможность установки опционального резервного аккумулятора. Есть модели с буфером 128 и 256 Мбайт, но разница на практике не велика. Для аппаратного ускорения XOR-операций Promise установила процессор Intel IOP333. Сама карта относится к низкопрофильному стандарту, поэтому её можно использовать в серверах 2U.
Promise не поддерживает Mac OS X, Solaris или Netware, придерживаясь Windows и Linux.
На момент публикации контроллер Promise SuperTrak EX4350 продавался в рознице от $350.
Создание массива
Программа управления отличается простым и удобным интерфейсом. Мастер позволяет пошагово выполнить все необходимые установки.
Enhanced RAID6
Режим Enhanced RAID 6 обеспечивает трёхкратную избыточность. Он, возможно, имеет смысл для контролеров с 8 и 12 портами, но не для модели с четырьмя портами.
Сравнительная таблица характеристик
| Производитель | AMCC 3ware | Areca | Highpoint | LSI Logic | Promise |
| Модель | 9650SE | ARC 1210 | RocketRaid 2322 | MegaRAID SATA 300-8ELP | SuperTrak EX4350 |
| Прошивка | 3.06.00.003 | 1.41 | 1.04 | 5.0.1-0041 | 1.3.0.7 |
| Драйвер | 3.00.02.070 | 1.2 | 1.0.4.912 | 1.21.0.32 | v3.0.0.8 |
| Число портов SATA II | 4 | 4 | 8 внешних | 8 | 4 |
| Подключение жёстких дисков | Многолинейный порт x4 | Раздельное | Mini-SAS | Многолинейный порт x4 | Раздельное |
| Кэш | 256 Мбайт DDR2 533 | 256 Мбайт DDR333 ECC | – | 128 Мбайт DDR333 ECC | 64 Мбайт DDR ECC |
| Интерфейс | PCI Express x4 | PCI Express x8 | PCI Express x4 | PCI Express x4 | PCI Express x4 |
| Другие версии | 2, 8, 12, 16, 24 порта | 8, 12, 16 портов | – | 4 порта | 8, 12, 16 портов |
| Поддержка нескольких карт | Да | Да | Да | Да | 2 контроллера |
| Профиль карты | Низкий | Низкий | Стандартный | Низкий | Низкий |
| XOR-движок | StorSwitch 8-го поколения | Intel IOP332 | – | Intel IOP333 | Intel IOP333 |
| Миграция уровней RAID | Да | Да | Да | Да | Да |
| Расширение ёмкости “на лету” | Да | Да | Да | Да | Да |
| Поддержка нескольких массивов RAID | Да | Да | Да | Да | Да |
| Задержка для раскрутки приводов | Да | Да | Да | Да | Да |
| Поддержка запасного диска (Hot Spare) | Да | Да | Да | Да | Да |
| Резервный аккумулятор | Опционально | Опционально | – | В комплекте | Опционально |
| Вентилятор охлаждения | Нет | Да | Нет | Нет | Нет |
| Поддержка ОС | Windows 2003/XP/2000, Red Hat Linux, SuSE Linux, Fedora Linux, 2.4 Linux kernel, 2.6 Linux kernel, FreeBSD | Windows 2000/XP, Windows Server 2003, Redhat Linux, SuSE Linux, FreeBSD, Solaris 10×86, UnixWare 7.1.x, Netware 6.5 | Windows, Windows X64 Editions, Linux, FreeBSD, Mac OS X | Windows 2003/2000/XP, Red Hat as Linux, Suse LinuxR/sLes | Microsoft Windows 2000/2003/XP, Red Hat Linux, SuSE Linux, Miracle Linux (Asianux), Fedora, Linux open source, FreeBSD |
| Прочее | Внешняя оснастка X4 | Наличие режимов RAID 6, Enhanced RAID 6 (работа в случае сбоя 3 жёстких дисков) | |||
| Розничная цена (уточняйте по price.ru) | 440 | 480 | 310 | 600 | 350 |
| Гарантия | 3 года | 3 года | 3 года | 3 года | 3 года |
Тестовая конфигурация
| Системное аппаратное обеспечение | |
| Процессоры | 2x Intel Xeon (ядро Nocona), 3,6 ГГц, FSB800, кэш L2 1 Мбайт |
| Платформа | Asus NCL-DS (Socket 604), чипсет Intel E7520, BIOS 1005 |
| Память | Corsair CM72DD512AR-400 (DDR2-400 ECC, reg.), 2x 512 Мбайт, задержки CL3-3-3-10 |
| Системный жёсткий диск | Western Digital Caviar WD1200JB, 120 Гбайт, 7200 об/мин, кэш 8 Мбайт, UltraATA/100 |
| Контроллеры накопителей | Intel 82801EB UltraATA/100 Controller (ICH5) Silicon Image Sil3124, PCI-X |
| Сеть | Встроенный контроллер Broadcom BCM5721 Gigabit Ethernet |
| Видеокарта | Встроенная ATi RageXL, 8 Мбайт |
| Тесты и настройки | |
| Тесты производительности | c’t h2benchw 3.6 PCMark05 V1.01 |
| Тесты ввода/вывода | IOMeter 2003.05.10 Fileserver-Benchmark Webserver-Benchmark Database-Benchmark Workstation-Benchmark |
| Системное ПО | |
| ОС | Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition, Service Pack 1 |
| Драйвер платформы | Intel Chipset Installation Utility 7.0.0.1025 |
| Графический драйвер | Default Windows Graphics Driver |
RAID 0
RAID 0+1
RAID 5
Заключение
Все пять контроллеров могут создавать “лёгкие” массивы RAID 1+0/0+1 или RAID 0, а также массивы RAID 5 для надёжного хранения данных при оптимальном расходе ёмкости на информацию избыточности. Под типичными задачами для офиса (файловый сервер) разница в производительности будет незначительной, но в специфических областях контроллеры ведут себя по-разному. Впрочем, всё это видно по результатам наших тестов.
В целом, контроллер HighPoint даёт самое скоростное решение RAID 0+1, но вам придётся покупать не только карту RocketRAID 2322, но и внешнюю оснастку SATA, что вместе превысит $600. Areca и Promise предоставляют поддержку RAID 6, в то время как контроллер Promise даёт чуть более высокую производительность, а Areca отличается более широкой поддержкой ОС. Продукт LSI Logic оказался самым дорогим, превысив $600. Но следует отметить то преимущество, что контроллеры HighPoint и LSI Logic поддерживают до восьми жёстких дисков, а три оставшиеся – максимум, четыре.
Впрочем, число портов не составит проблемы, так как всегда можно провести модернизацию: все пять карт поддерживают конфигурации с несколькими контроллерами, то есть вы можете создавать большие массивы RAID на жёстких дисках, подключённых к разным контроллерам.
3ware 9650SE вновь можно назвать самым сбалансированным решением для серверов уровня малого бизнеса и рабочих станций. Контроллер сочетает эффективный аппаратный дизайн, превосходный набор функций и удобный интерфейс. И хотя стоит он чуть дороже, чем контроллеры HighPoint или Promise, он стоит своих денег. Так что наш выбор очевиден: контроллер AMCC/3Ware 9650SE.
