Тест недорогих контроллеров SAS: Highpoint против Adaptec – THG.RU

Введение

Highpoint – одна из первых компаний, которая предложила функциональные и гибкие контроллеры накопителей для массового рынка. Эти контроллеры начали появляться на материнских платах для энтузиастов, у которых не было достойных возможностей подключения накопителей ещё каких-то несколько лет назад. Либо они продавались в виде карт расширения для профессиональных RAID-массивов по приемлемой цене. Консолидация на рынке хранения данных привела к переходу на новые производительные интерфейсы, от Serial ATA (SATA) для массового рынка до Serial Attached SCSI (SAS) для серверов и рабочих станций. Такие производители контролеров, как Highpoint, сегодня концентрируются на обеспечении максимальной производительности и функциональности за уплаченные деньги для бизнес-пользователей, в отличие от более именитых компаний на этом рынке, таких как Adaptec. Мы протестировали два RAID-контроллера SAS начального уровня от двух компаний.

Нажмите на картинку для увеличения.

Варианты выбора RAID-контроллера

Сегодня производителям RAID-контроллеров всё сложнее выпускать контроллеры, которые предложили бы существенно больший набор функций, чем существующие продукты. Максимальную гибкость обеспечивают такие RAID-контроллеры, как RAIDCore, однако они зависят от производительности host-систем. Уже некоторое время существует программный уровень под названием VST Pro, который может использоваться вместе со сторонними контроллерами накопителей, например, от Intel. Кстати, большинство массовых решений RAID являются частично аппаратными. Полностью программные массивы RAID, реализующиеся средствами операционной системы, это далеко не лучший выбор, поскольку производительность массива полностью зависит от host-системы.

Многие считают, что аппаратные RAID-контроллеры являются единственным значимым решением, если серьёзно подходить к созданию подсистемы хранения. Аппаратные RAID-контроллеры, как правило, построены на основе отдельной карты расширения, у которой есть свой процессор, ускоряющий операции вычисления чётности (XOR Engine), собственная прошивка и утилиты управления, а также дополнительная кэш-память. Эти контроллеры работают под большинством операционных систем (после установки драйвера), но не требуют большого количества ресурсов, в отличие от программных или частично аппаратных RAID-контроллеров.

Highpoint предлагает полный ассортимент необычных решений, например, адаптеры малого форм-фактора (Rocket RAID 2680 имеет длину всего 8,4 см) или RAID-контроллеры SAS по цене SATA-контроллеров. Мы решили протестировать контроллер PCI Express Rocket RAID 2640X4, SAS-контроллер на 4 порта, который на международном рынке стоит дешевле $150 (от 5,6 тыс. рублей в России); он обеспечивает все стандартные функции RAID. Может ли он побить 4-портовый SAS-контроллер Adaptec RAID 5405 начального уровня, который стоит около $350 (от 12,3 тыс. рублей в России)?

Serial Attached SCSI и SATA

Есть несколько причин покупать RAID-контроллер с портами SAS. Первая и самая важная – широкая совместимость этих контроллеров, поскольку интерфейс SAS поддерживает все необходимые протоколы, а также может работать и с жёсткими дисками SATA. SAS расшифровывается как Serial Attached SCSI и является последовательной реализацией традиционного параллельного протокола SCSI (её называют SAS SCSI Protocol или SSP). Однако SAS-контроллеры также поддерживают STP, SATA Tunneling Protocol, который позволяет работать с накопителями как SAS, так и SATA. Напротив, SATA-контроллеры не поддерживают устройства SAS.

Если вы знакомы с рынком накопителей, то наверняка знаете, что жёсткие диски для массового рынка достигли объёмов до 1,5 Тбайт, а профессиональные винчестеры обеспечивают ёмкость до 300 Гбайт (модели на 600 Гбайт должны скоро появиться). Профессиональные жёсткие диски используют магнитные пластины со скоростью вращения шпинделя 10 000 или 15 000 об/мин (либо флэш-память), форм-фактор 2,5″ или 3,5″, а также интерфейс SAS, который позволяет связать контроллер с накопителем двумя каналами для повышения производительности или избыточности. Профессиональные жёсткие диски и контроллеры стоят в несколько раз дороже, чем модели для массовых компьютеров, то есть они привлекательны для бизнес-сектора и корпоративных приложений только в том случае, если более высокая производительность достаточно важна, чтобы оправдать затраты.

Однако требования к большой ёмкости хранилищ типа near-line и offline можно удовлетворить только через жёсткие диски с высокой ёмкостью. Примерами задач для хранилищ типа near-line можно считать создание ежедневных резервных копий, а хранилища offline могут использоваться для длительного хранения архивных копий и другой информации, которая не требует быстрого или немедленного доступа. Для большой ёмкости необходимо использовать жёсткие диски для массового рынка с интерфейсами SATA, которые большинство производителей модифицировало, чтобы они соответствовали требованиям надёжности корпоративной сферы. Так появились линейки Hitachi Ultrastar 7K1000, Seagate Barracuda ES и т.д.

Если вам нужно сочетать высокую производительность и большую ёмкость в одной архитектуре, то можно купить ёмкие жёсткие диски с интерфейсом Serial ATA и высокопроизводительные винчестеры с интерфейсом SAS, после чего подключить их к одному контроллеру. Оба контроллера в нашем обзоре способны справиться с такой задачей.

SAS обладает множеством преимуществ над SATA. Оба последовательных стандарта используют соединения типа точка-точка, но SAS поддерживает расширители (expanders), позволяющие подключать к одному интерфейсу больше приводов. Их можно представить как своего рода коммутаторы SAS. К SAS-контроллеру можно подключать до двух edge-расширителей, каждый из которых способен работать с числом приводов до 128. А fan-out-расширители могут использоваться для подключения до 128 edge-расширителей. Могут использоваться SAS-кабели для отдельных подключений (SFF-8482), но большинство контроллеров оснащены портами SFF-8470, которые позволяют прокладывать четыре подключения SAS к оснасткам и схожим устройствам. Их же использует и InfiniBand.

Если SATA поддерживает полудуплексную связь, то SAS – полностью дуплексный интерфейс, есть поддержка и агрегации портов, а также режим двойного подключения, который может использоваться для повышения производительности или избыточности.

Теперь давайте внимательнее рассмотрим недорогой SAS-контроллер Highpoint.

Highpoint Rocket RAID 2540X4

Нажмите на картинку для увеличения.

Rocket RAID 2640 X4 – RAID-контроллер SAS от Highpoint с интерфейсом PCI Express и четырьмя внутренними портами. Модель с номером 2642 обеспечивает два внутренних и два внешних порта, а модель 2644 предназначена для поддержки четырёх внешних портов. Есть и карта Rocket RAID 2680 с восемью внутренними портами. Все продукты используют подключение PCI Express по четырём линиям, но могут работать и с подключением x1 PCI Express, хотя и со снижением производительности. Rocket RAID 2640X4, который мы получили для нашего обзора, является низкопрофильной картой с контроллером Marvell и четырьмя раздельными портами SFF-8482. Самое интересное у этого контроллера касается цены – меньше $150 на международном рынке (от 5,6 тыс. рублей в России). Производитель даёт трёхлетнюю гарантию.

Нажмите на картинку для увеличения.

Highpoint поддерживает все распространённые режимы RAID 0, 1, 10 и 5, “родную” очередь команд NCQ, создание нескольких массивов на одном контроллере, роуминг массивов, облегчающий их перенос на другие RAID-контроллеры Highpoint, онлайновое расширение ёмкости, миграцию уровней RAID “на лету”, оповещения по email и управление оснастками на основе I2C. Список функций длинный, как и список поддерживаемых систем, где есть Windows 2000 и выше, основные дистрибутивы Linux, такие как Fedora, RedHat и Suse, Free BSD и Mac OS 10. 4+. Однако если вам нужна поддержка массивов RAID 6 с двойной избыточностью, то следует перейти на линейку Rocket RAID 4000.

“Зелёная” функция

Хотя Highpoint и не кричит на каждом углу, но контроллеры обзавелись “зелёной” функцией, которая позволяет останавливать привод шпинделя всех накопителей для экономии энергии в режиме бездействия. Подобная функция вряд ли уместна для производительных систем, поскольку она увеличивает время доступа к данным, но для домашних серверов или малого бизнеса функция вполне полезная, поскольку в нерабочее время не будет тратиться лишняя энергия.

Мы знали об этой функции, но не смогли найти её в консоли управления. Highpoint сообщила нам, что её можно включить только через web-интерфейс, где мы функцию и обнаружили. Однако наши накопители Fujitsu MBA-3174RC отказывались останавливать шпиндель, поэтому мы снова связались с Highpoint. Нам порекомендовали использовать жёсткие диски Seagate, которые были валидированы под эту функцию. Мы взяли два винчестера Seagate Cheetah 15K.6, быстро создали массив RAID 0, но приводы по-прежнему отказывались останавливать шпиндель. К сожалению, на данный момент, похоже, эта функция не работает вообще, поэтому мы не смогли её проверить.

Производительность

Мы запустили наш стандартный набор тестов, который мы используем для всех контроллеров накопителей. В тестах потокового чтения/записи контроллер Rocket RAID 2640X4 хорошо показал себя в режиме RAID 0, где он смог дать ту же скорость последовательного чтения около 470 Мбайт/с, что и карта Adaptec 5405. Запись оказалась чуть медленнее, а производительность в режиме RAID 5 оказалась даже выше, чем у контроллера Adaptec. В режиме RAID 10, с другой стороны, Adaptec реализует более эффективный алгоритм чтения, который даёт почти 450 Мбайт/с, а Highpoint начинает со скоростями 230 Мбайт/с и увеличивает их до 420 Мбайт/с по мере роста глубины очереди. Производительность записи RAID 10 вновь схожая.

Нажмите на картинку для увеличения.

Вполне очевидно, что Highpoint может дать производительность Adaptec на четырёх жёстких дисках Fujitsu MBA3174RC на 15 000 об/мин. Впрочем, последовательная пропускная способность – только половина от производительности, поскольку необходимо оценивать ещё и скорость операций ввода/вывода. Когда мы проводили тесты сценариев СУБД, файлового сервера, web-сервера и рабочей станции, то контроллер Adaptec 5404 всегда давал на 5-15% операций ввода/вывода в секунду больше, чем Highpoint Rocket RAID 2640X4. Очевидно, что отсутствие кэш-памяти вносит свои коррективы.

Web-интерфейс Highpoint и создание массива

Мы внимательно просмотрели сайт Highpoint в поиске последних драйверов для карты Rocket RAID 2604X4, но не смогли их обнаружить. Фактически, нам пришлось вручную просмотреть каталог с драйверами, чтобы найти 32-битную версию под Windows Server 2003. Впрочем, эта ошибка была исправлена, как только мы сообщили о ней Highpoint. Но проблемы с остановкой шпинделя по-прежнему присутствуют, эта функция доступна только через web-интерфейс.

Web GUI

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Создание массива RAID

Нажмите на картинку для увеличения.

Adaptec RAID 5405

Нажмите на картинку для увеличения.

Не так давно мы рассматривали новую пятую линейку контроллеров Adaptec SAS, которая обеспечивает превосходную производительность при очень разумной цене. В тот момент мы тестировали модель 5805, которая обеспечивает восемь внутренних портов (два разъёма типа InfiniBand), а работает от 1,2-Ггц двуядерного процессора Adaptec с большим объёмом памяти (512 Мбайт DDR2). На этот раз мы получили модель начального уровня 5405, которая является самым недорогим способом покупки контроллера Adaptec. Карта поставляется с трёхлетней гарантией, а цены начинаются от $350 (от 12,3 тыс. рублей в России).

Полный набор функций

Технические детали очень схожи с картой Highpoint Rocket RAID 2640X4, но Adaptec обеспечивает больше расширенных функций. Отметим и наличие интерфейса PCI Express, но Adaptec использует восемь линий вместо четырёх, что может дать больше пропускной способности для high-end приложений (хотя в повседневной работе разница для сферы начального уровня всё же маловата). Карта RAID 5405 поставляется с 256 Мбайт памяти DDR2, которая на карте Highpoint вообще отсутствует. То же самое касается и резервного аккумулятора (battery backup unit, BBU). Внутренний разъём SFF-8487 поддерживает все четыре порта, но Adaptec вложила кабель, позволяющий подключать жёсткие диски напрямую. Наконец, Adaptec обеспечивает более серьёзную поддержку режимов RAID, предлагая уровни RAID 0, 1, 1E, 5, 5EE, 10, 50 и 60 (E означает запасные винчестеры/spares). Обе карты, конечно, поддерживают режим JBOD.

Чуть более высокая производительность

Как мы уже описывали в оценке карты Highpoint, Adaptec обеспечивает чуть большую пропускную способность и ощутимо большую производительность ввода/вывода. Если вы хотите, чтобы контроллер SAS обеспечивал максимальную производительность, то без пятой линейки карт Adaptec не обойтись.

Нажмите на картинку для увеличения.

Управление энергопотреблением работает

Мы использовали те же самые жёсткие диски Fujitsu, на которых попробовали включить функцию Intelligent Power Management – она, по информации Adaptec, может экономить до 70% энергии, что нам кажется нереальным. Режим снижения энергопотребления работал хорошо, привод шпинделя останавливался после заданного режима бездействия, но режим замедления не работал. По информации Adaptec, жёсткие диски Fujitsu на данный момент не поддерживают этот режим. В режиме бездействия энергопотребление жёсткого диска снижалось с 7,5 Вт до 4,8 Вт, что давало экономию 18 Вт для системы, когда все жёсткие диски были остановлены. Конечно, это далеко до заявленной экономии 70% – но если вы сложите экономию для сотен или тысяч жёстких дисков, то разница окажется существенной. Подобный режим экономии вполне актуален для серверов резервирования и хранения данных, где не нужно обеспечивать мгновенную доступность.

Создание массива Adaptec и включение экономичного режима

Покупатели пятой линейки RAID-контроллеров Adaptec наверняка будут использовать Adaptec Storage Manager, который предоставляет удобные Мастера для облегчения настройки вашей системы.

Создание массива RAID

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Включение экономичного режима Adaptec

Нажмите на картинку для увеличения.

Сравнительная таблица

Тестовая конфигурация

Нажмите на картинку для увеличения.

Результаты тестов

Производительность ввода/вывода

В зависимости от теста ввода/вывода, контроллер Adaptec RAID 5405 обеспечивает чуть заметное лидерство по производительности ввода/вывода по сравнению с “бюджетным” контроллером Highpoint, вплоть до 15%. Увеличение очереди команд благоприятно сказывается на результатах Adaptec, вероятно из-за 256 Мбайт кэш-памяти DDR2.

RAID 0

Пропускная способность RAID 0, 10, 5

RAID 0

Производительность RAID 0 практически идентична. Adaptec получает чуть более высокую производительность, но разница настолько мала, что её сложно назвать существенной.

RAID 10

Производительность чтения RAID 10 намного выше у карты Adaptec RAID 5405, поскольку, похоже, для чтения она использует все четыре жёстких диска, поэтому пропускная способность почти что достигает 450 Мбайт/с, в то время как у Highpoint она ограничена 240 Мбайт/с при низкой очереди команд. Производительность записи, в то же время, одинакова у обеих карт.

RAID 5

Adaptec и Highpoint достигли одинакового уровня 350 Мбайт/с для последовательной записи в режиме RAID 5, но Highpoint даёт более высокую производительность на пониженных массивах RAID 5 (когда один жёсткий диск вышел из строя или производится перестройка массива).

Заключение

Нажмите на картинку для увеличения.

Highpoint прекрасно поработала над собственным “железом”. Контроллер RocketRAID 2640X4 даёт практически такую же пропускную способность, что и контроллер Adaptec RAID 5405 начального уровня в массивах RAID 0 или RAID 5. Впрочем, он всё же не может догнать производительность Adaptec в режиме RAID 10 по пропускной способности и операциям ввода/вывода, где отрыв составляет от 5% до 15%. Учитывая, что карта Highpoint является довольно простым продуктом, построенным на SAS-контроллере “всё в одном” от Marvell (нет кэш-памяти, x4 PCIe), то результат кажется впечатляющим. Основным “козырем”Highpoint является цена – на международном рынке она составляет меньше $150 (от 5,6 тыс. рублей в России).

К сожалению, проблемы тоже есть. По отдельности они вроде бы не такие и существенные, но в сумме они демонстрируют, что Highpoint ещё есть, над чем поработать. Изначально на web-сайте поддержки были выложены не все драйверы, что может создать проблемы для администраторов, которые вечно спешат и которым нужно самое последнее программное обеспечение. Функция остановки шпинделя жёсткого диска в режиме бездействия, для которой можно задать время срабатывания в минутах, так и не заработала с любыми тестовыми винчестерами, причём задать её можно только через web-интерфейс, не через утилиту управления.

Кроме того, набор функций не такой впечатляющий и полный, как у контроллера Adaptec – который, кстати, соответствует более дорогим многопортовым RAID-контроллерам SAS.

Highpoint RocketRAID 2640X прекрасно подойдёт на роль базового RAID-контроллера. Он ничем не хуже Adaptec в большинстве тестов, хотя и не выходит вперёд. Если вы готовы смириться с тем, что решение Highpoint не такое проработанное и проверенное временем, как продукт Adaptec, то вы получите мощное устройство по весьма доступной цене. С другой стороны, нужно задать себе вопрос: стоит ли тратить сотни долларов на жёсткие диски SAS и экономить $200 на контроллере? Решайте сами.