Один SSD против двух в RAID: Что лучше? – THG.RU

Один SSD против двух в RAID | Два лучше, чем один?

Всего за несколько лет твердотельный накопитель превратился из дорогого экзотического продукта в один из основных комплектующих высокопроизводительных ПК или ноутбуков. Как уже известно, это было обусловлено двумя основными факторами: во-первых, SSD обладают гораздо более высоким быстродействием, чем жёсткие диски, и на порядок более эффективны. Во-вторых, цена за гигабайт NAND-памяти продолжает снижаться благодаря новым технологическими достижениям и экономии за счет роста производства.

Сегодня можно найти множество моделей ёмкостью 128 Гбайт по цене ниже $100. Переход на носители объёмом 256 Гбайт зачастую означает ещё более выгодную цену за гигабайт (почти всегда менее $1, а иногда и $ 0,60 за Гбайт).

Сейчас твердотельные накопители достигли в своем развитии такого уровня, что компьютерные энтузиасты должны принять важное решение: купить один ёмкий SSD или приобрести пару SSD-накопителей меньшей ёмкости и объединить их в конфигурацию RAID 0. Это в значительной степени вопрос производительности. Мы знаем, что производительность одиночных накопителей ограничена возможностями интерфейса SATA 6 Гбит/с. Но существуют ли задачи, требующие пропускной способности двух совместно работающих SSD (в особенности, при последовательной передаче данных)?

Мы попытаемся ответить на этот вопрос, протестировав производительность современных твердотельных накопителей разных ёмкостей. Компания Samsung предоставила нам шесть своих SSD: две модели Samsung 840 Pro по 128 Гбайт, которые будут противостоять модели ёмкостью 256 Гбайт и еще два накопителя по 256 Гбайт для сравнения с ёмкой моделью 512 Гб.

Если вы хотите более подробно узнать о Samsung 840 Pro, ознакомьтесь с нашим обзором “SSD Samsung 840 Pro: непревзойденная скорость, меньшее энергопотребление”, а также с нашими последними исследованиями в статье “Установка SSD в систему с SATA 3 Гбит/с: Есть ли смысл?”.

Один SSD против двух в RAID | Тестовый стенд и бенчмарки

Чтобы измерить и сравнить производительность различных конфигураций из двух и одного SSD Samsung 840 Pro, мы использовали наш свежий набор тестов для твердотельных накопителей. Сначала мы протестировали их по отдельности: по одному SSD объёмом 128, 256 и 512 Гбайт. Затем мы объединили два твердотельных накопителя по 128 Гбайт и два по 256 Гбайт в RAID 0 и провели серию тестов этих массивов.

Реалистичные тесты:

1. Загрузка Windows 8. Отсчёт начинается с момента, когда экран POST показывает нули и заканчивается, когда появляется рабочий стол Windows.
2. Выключение Windows 8. После трёх минут работы Windows 8 мы выключаем систему и начинаем отсчёт. Таймер останавливается, когда система выключена.
3. Загрузка Windows 8 и Adobe Photoshop. После загрузки Windows 8 командный файл запускает редактор изображений Adobe Photoshop CS6 и загружает фотографию с разрешением 15 000×7 266 пикселей и размером 15,7 Мбайт. После Adobe Photoshop закрывается. Отсчёт начинается после экрана POST и заканчивается, когда Adobe Photoshop выключен. Мы повторяем тест пять раз.
4. Пять приложений. После загрузки Windows 8 командный файл запускает пять различных приложений. Отсчёт начинается с запуском первого приложения и заканчивается с закрытием последнего. Мы повторяем тест пять раз.

Скриптовая последовательность для теста пяти приложений:

• Загрузка презентации Microsoft PowerPoint и затем закрытие Microsoft PowerPoint.
• Запуск рендерера командной строки Autodesk 3ds Max 2013 и рендеринг изображения в разрешении 100×50 пикселей. Картинка такая маленькая, потому что мы тестируем SSD, а не CPU.
• Запуск встроенного в ABBYY FineReader 11 бенчмарка и конвертирование тестовой страницы.
• Запуск встроенного в MathWorks MATLAB бенчмарка и его выполнение (один раз).
• Запуск Adobe Photoshop CS6 и загрузка изображения, которое использовалось в третьем тесте реальной производительности, но в оригинальном формате TIF с разрешением 29 566×14 321 пикселей и размером 501 Мбайт.

Тестовый стенд

Один SSD против двух в RAID | Результаты тестов

Скорость последовательного чтения и записи

Как и ожидалось, конфигурации из двух SSD на 128 Гбайт и 256 Гбайт в RAID 0 в нашем тесте последовательного чтения с лёгкостью обошли одиночные накопители. По сути, два диска ёмкостью 256 Гбайт с чередованием данных обеспечивают примерно вдвое более высокую производительность, чем один SSD. Два SSD по 128 Гбайт не так сильны в последовательной записи, но этого следовало ожидать, учитывая результат отдельного накопителя Samsung 840 Pro 128 Гбайт.

Согласно характеристикам Samsung, модель Samsung 840 Pro 128 Гбайт демонстрирует меньшую скорость чтения и записи, чем более ёмкие версии. Итак, мы получаем стабильные результаты.

Скорость произвольных операций блоками по 4 Кбайт (AS-SSD)

В настольных системах вы чаще всего сталкиваетесь с низкой глубиной очереди. Все конфигурации в этом случае работают почти одинаково. Фактически объединённые накопители даже немного медленнее, чем одиночные диски. Это происходит потому, что мы заполняем полосу пропускания флэш-памяти NAND. Для распределения нагрузки между несколькими устройствами на нескольких каналах необходим параллелизм.

Сразу после перехода на очень высокую глубину разница между работой обеих конфигураций и одиночными накопителями в RAID 0 становится более заметной. Жаль, что такие условия не характерны для задач, исполняемых на обычных ПК, и такие показатели Samsung 840 Pro можно наблюдать в основном в корпоративных средах.

Скорость произвольного чтения и записи блоками по 4 Кбайт (Iometer)

Наш тест Iometer очень хорошо демонстрирует связь между глубиной очереди и скоростью произвольного чтения и записи.

Диаграммы ниже отражают зависимость средней скорости передачи данных от глубины очереди, которая может составлять от 1 до 32. Как видно из измерений, в произвольном чтении блоками по 4 Кбайт лидируют две конфигурации RAID 0. С результатами скорости записи ситуация не так очевидна. Samsung 840 Pro на 512 Гбайт обходит два SSD ёмкостью 128 Гбайт, которые сами по себе лишь немного быстрее, чем одиночный SSD на 256 Гбайт.

Однако график роста производительности на разных глубинах очереди более нагляден. Операции чтения при низкой глубине очереди, похоже, снова ограничены возможностями NAND-памяти, и преимущества RAID 0 проявляются лишь при значительной степени параллелизма конфигурации. Запись даёт более высокую нагрузку: два накопителя по 256 Гбайт едва обходят один SSD на 512 Гбайт, а два Samsung 840 Pro по 128 Гбайт работают чуть быстрее, чем накопитель на 256 Гб.

Время доступа

Результаты тестов показывают, что все конфигурации с одним накопителем обеспечивают более низкий показатель времени доступа, чем объединённые массивы. Однако различия совсем небольшие.

Тесты различных профилей ввода/вывода (Iometer)

Диаграммы представляют среднюю производительность на глубине очереди от 1 до 32 в трёх тестовых профилях: базе данных (Database), веб-сервере (Web server) и рабочей станции (Workstation).

В тестовом профиле веб-сервера Iometer два массива RAID 0 явно обгоняют одиночные накопители на любой глубине очереди. Угадайте, какая модель доступа преобладает в этом тесте? Правильно, 100% чтение.

Тем не менее, профили базы данных и рабочей станции показывают меньшее масштабирование производительности при глубине очереди до восьми. До этого момента Samsung 840 Pro ёмкостью 512 Гбайт работает примерно так же, как два SSD по 256 Гбайт в RAID 0. Такая же тенденция прослеживается и для одного SSD на 256 Гбайт и двух объединённых дисков по 128 Гбайт.

PCMark 7 и PCMark Vantage

Синтетические тесты PCMark 7 и PCMark Vantage демонстрируют практически идентичную производительность всех конфигураций SSD. Более заметные различия наблюдаются при отдельных рабочих нагрузках, но они, похоже, взаимоисключаемы.

PCMark Vantage

Тест копирования AS-SSD и общая производительность

Копирование файлов – это операция, для выполнения которой хорошо иметь производительную систему данных, такую, как SSD в конфигурации RAID. В трёх тестах копирования два SSD в связке превысили ограничения интерфейса SATA 6 Гбит/с, показав более высокую пропускную способность, чем может обеспечить любой накопитель в одиночку.

Общая производительность

Благодаря превосходной производительности массивы RAID 0 выигрывают в ряде синтетических тестов как по общему баллу AS-SSD, так и по производительности в условиях нагрузок, свойственных настольным системам. Но всё не так-то просто: реалистичные тесты рисуют иную картину. Высочайшая пиковая скорость последовательной передачи данных в синтетических тестах не обязательно означает такие же показатели в реальности.

Реалистичные тесты: Загрузка и выключение Windows 8

Быстрее всего наша тестовая система под управлением Windows 8 загружается на одном Samsung 840 Pro 256 Гб, за ним следует модель ёмкостью 512 Гбайт. Два массива RAID 0 занимают третье и четвёртое места, а замыкает список один накопитель на 128 Гбайт. Тем не менее, разница между первым и последним местом составляет всего 1,1 секунды.

При выключении Windows 8, лидирует массив RAID из двух SSD по 128 Гбайт. Опять же, перевес незначительный. Разница между первым и последним местом составляет всего лишь 0,4 секунды.

Реалистичные тесты: Загрузка Windows 8 и Adobe Photoshop

Наш третий реалистичный тест показывает почти такой же результат, что и первые два. Нет практически никакой разницы между конфигурациями из одного SSD или двух в RAID 0. В данном тесте мы загружаем Windows 8, запускаем Adobe Photoshop CS6 и загружаем изображение.

Реалистичные тесты: Пять приложений

При проведении четвертого и последнего реалистичного теста мы вновь испытали дежавю. После загрузки Windows 8 мы запустили несколько приложений. Различные конфигурации SSD ведут себя идентично, лишь Samsung 840 Pro ёмкостью 512 Гбайт показал незначительный отрыв.

Один SSD против двух в RAID | RAID 0 – отличный вариант для тестов, но не в реальном мире

Забавная вещь тестирование SSD. Вы можете целый день запускать синтетические испытания, создавая нереальные рабочие нагрузки, которые раскрывают твердотельные накопители с одной стороны. Затем вы можете провести реалистичные тесты, которые рисуют совсем другую картину.

Для энтузиастов зачастую лучше всего подходит золотая середина. Большинство выполняемых задач действительно включают в себя основные операции, такие как открытие веб-браузера, редактирование изображений, работа с электронной почтой и просмотр видео. Но иногда от наших систем требуется более высокая производительность, например, для компиляции большого проекта, перемещения десятков гигабайт медиафайлов или захвата несжимаемых файлов AVI для анализа FCAT. В таких случаях хочется получить требуемое быстродействие.

Как мы и ожидали, два твердотельных накопителя в массиве RAID 0 демонстрируют феноменальные показатели последовательного чтения и записи. В обоих тестах показатели RAID 0 из двух Samsung 840 Pro по 256 Гбайт достигают почти 1 Гбайт/с. В значительной степени из-за ограничений интерфейса SATA 6 Гбит/с показатели одиночных накопителей достигают чуть более половины этих значений.

Конфигурации на базе RAID, несомненно, лидировали в первом тесте, показывая исключительные результаты в рамках последовательного чтения и записи, однако для одиночных накопителей игра ещё не была проиграна. Отдельные твердотельные накопители отвоевали позиции в последующих тестах, даже показав в некоторых из них лучшие результаты. Хорошим примером является скорость произвольных операций ввода/вывода. Накопители с чередованием данных, безусловно, обеспечивают больше IOPS, но только в случае, если вы даёте более четырёх команд сразу. Очерёдность в 32, 16 или даже 8 команд совсем не характерна для настольных ПК или рабочих станций. В результате на практике разница в производительности выражена гораздо меньше.

Одиночные SSD неоднократно лидировали в проведённых нами тестах. Разницу в производительности при перезагрузке и выключении Windows 8, а затем при запуске различных приложений в лучшем случае можно назвать минимальной, а на практике она вообще не заметна. Иногда отдельные накопители даже умудрялись превзойти RAID массивы.

Если вы планируете обновление и хотите знать, стоит ли покупать пару SSD по 128 Гбайт и объединять их в RAID 0 или, например, просто купить один накопитель ёмкостью 256 Гбайт, ответ для нас очевиден: один накопитель большей ёмкости лучше. К примеру, в данный момент приобретение пары SSD Samsung 840 Pro по 128 Гбайт обойдется вам в $300. Модель ёмкостью 256 Гбайт стоит $240 (может быть, поэтому её сейчас и нет в наличии). Также встаёт вопрос о надёжности. Если один из дисков в конфигурации RAID 0 даёт сбой – то это касается всего массива. По крайней мере, в качестве основного системного накопителя один SSD является более безопасным вариантом.

Есть, конечно, и исключения. Предел интерфейса SATA 6 Гбит/с в настоящее время составляет 500+ Мбайт/с для чтения и до 500 Мбайт/с для записи. Иногда этого просто недостаточно. В качестве примера возьмите необработанные видеоролики в формате AVI, упомянутые ранее. Чтоб не пропускать кадры, мы используем четыре Crucial m4 в RAID 0. В этом случае RAID 0 – обязательное условие, и тот факт, что в массиве находится только отснятое видео, означает, что сбой массива приведет к относительно поверхностным потерям (за исключением стоимости диска). Если вы используете подобное приложение, то наверняка знаете, что один накопитель большого объёма не справится с такой задачей.