Многоканальные контроллеры RAID SATA: 3Ware, Highpoint и Raidcore/Broadcom – THG.RU

Восемь и двенадцать каналов

Вслед за многочисленными четырёхканальными контроллерами мы решили обратиться к восьмиканальным решениям, которые используют сильно разнящиеся подходы.

Вариант 3Ware состоит из линейки 9000, базирующейся на проверенной архитектуре StorSwitch и полностью аппаратном решении. Highpoint предложила программное решение на базе RocketRAID 1820A. В нашей лаборатории появился также и контроллер Raidcore BC4000 на чипе от новой родительской компании Broadcom. Программный уровень контроллера обеспечивает новый уровень функций.

Основным применением для контроллеров Serial ATA RAID с большим числом портов являются системы хранения и серверы, обладающие накопителями с низким или средним числом обращений, а также рабочие станции для редактирования звука или видео. Поэтому подобные контроллеры нацелены на компании малого и среднего бизнеса.

Разницу между дорогими решениями SCSI RAID и относительно недорогими контроллерами SATA можно обнаружить, если присмотреться к производительности. Что касается массивов RAID 0, не обеспечивающих сохранность данных, то технология SCSI там вряд ли способна дать преимущества по скорости, в то время как производительность ввода/вывода на массивах RAID 5 оказывается выше. Приводы SCSI разрабатываются также специально для высоких нагрузок и регулярного использования, поэтому на серьёзных серверах без них вряд ли можно обойтись.

Жёсткие диски: WD740 и Hitachi 7K250

Для тестирования восьмиканальных контроллеров мы использовали приводы Hitachi 7K250 с ёмкостью 160 Гбайт. Их предоставила компания Broadcom. Кроме того, мы использовали и четыре привода Raptor от Western Digital, поскольку модель 74GB WD740, помимо всего прочего, поддерживает тегированную очередь команд, что позволяет этим приводам успешно справляться с высокой нагрузкой. Кроме того, WD740 по-прежнему является самым скоростным приводом SATA на рынке.

Очередь команд сегодня является ещё одним эффективным средством повышения производительности в многозадачном окружении. Жёсткий диск принимает команды в очередь и выстраивает их в оптимальном порядке. Такой подход позволяет уменьшить перемещения головки. Прирост производительности зависит от приложения и бывает разным.

3Ware/AMCC 9000

Линейка 9000 от 3Ware/AMCC продаётся уже несколько месяцев. Она отличается от конкурентов SATA аппаратным движком XOR, а также архитектурой StorSwitch. 3Ware описывает эту технологию как “неблокирующую коммутацию” – она отличается от протоколов UltraATA и SCSI тем, что с каждым диском осуществляется соединение типа “точка-точка”. Поэтому работа с жёсткими дисками осуществляется на максимально возможной скорости. В случае Serial ATA это означает 150 Мбайт/с на устройство, в то время как на том же UltraSCSI 320 Мбайт/с разделяются между всеми приводами.

Контроллеры 3Ware в прошлом были довольно мощными. Линейка 9000 должна осложнить жизнь конкурентов. Однако амбиции 3Ware не распространяются на возможности контроллера – дело в том, что Broadcom подняла эту планку очень высоко, выпустив архитектуру Fulcrum, полученную от Raidcore. В то же время, 3Ware стыдиться нечего.

Под “поддержкой аккумулятора” следует понимать дополнительный модуль, который позволяет сохранить всю кэшированную информацию после потери питания ПК. Иначе вся информация кэша была бы потеряна. Подобная функция уже давно используется в секторе SCSI, в то же время, 3Ware пришлось следовать LSI Logic и внедрять её на рынке SATA. Впрочем, модуль придётся докупать отдельно.

Возможность увеличения ёмкости массива в реальном времени (Online Capacity Expansion) сегодня становится всё более важной. С помощью этой функции к массиву можно добавлять приводы, не прерывая работу.

Кроме того, программа 3Ware Disk Manager 2 теперь поддерживает до четырёх контроллеров и множество массивов различных типов с объёмом до 3 Тбайт на контроллер.

Наконец, отметим интерфейс командной строки и задержку на раскрутку приводов (функция SATA-II).

Архитектура StorSwitch использует соединения с приводами “точка-точка”.

3Ware предлагает, в общей сложности, пять моделей 9000, включая версии на восемь и 12 каналов, варианты multi-lane и низкопрофильную модель на четыре порта.

Недостаток Ultra320 SCSI: все подключённые устройства используют общую пропускную способность.

Контроллер рассчитан на быструю работу: 64-битная шина PCI на 66 МГц и аппаратный кэш на модуле SO-DIMM. Для тестирования мы использовали 12-канальную версию 9500-12.

Линейка 9000 по-прежнему использует мостовые чипы Serial ATA. Поэтому контроллер не поддерживает очередь команд.

Модуль SO-DIMM объёмом 128 Мбайт работает на частоте 100 МГц, при этом, его можно заменить вариантом до 512 Мбайт. ECC поддерживается.

Аксессуары в комплекте поставки внушают уважение: здесь есть даже 64-битные драйверы для процессоров AMD под Windows XP/2003 и Red Hat Linux.

Программное обеспечение

3Ware Disk Manager 2 устанавливается в качестве утилиты Windows и предоставляет web-интерфейс. В результате администратор может управлять контроллером по локальной сети или, при необходимости, через Интернет.

Расписание позволяет перестраивать и проверять массив в периоды минимальной нагрузки, например, ночью.

Основные настройки можно сделать легко и быстро.

Highpoint RocketRAID 1820A

Контроллер RocketRAID 1820A представляет собой улучшенную версию RocketRAID 1820, который мы уже рассматривали девять месяцев назад. Сегодня доступна только 8-канальная версия, базирующаяся на чипе HPT601. В отличие от 3Ware 9500S, RocketRAID 1820A поддерживает очередь команд, поскольку он использует “родной” дизайн SATA. В то же время, 1820A использует центральный процессор для вычисления информации избыточности RAID 5, то есть движок XOR здесь программный. Контроллер не оснащён аппаратным кэшем, зато его цена приятно радует – он самый дешёвый в нашем тестировании. Highpoint добавила максимально гибкий интерфейс, поэтому карта может работать на шине PCI-X с частотой до 133 МГц. По этой причине результаты тестов, когда дело доходит до скорости чтения, оказываются очень хорошими.

Однако, не считая функции оповещения по email в случае дефекта, контроллеру Highpoint не хватает возможностей. К примеру, покупатель не сможет расширять ёмкость массива в реальном времени или использовать несколько контроллеров с помощью RAID-BIOS. С другой стороны, RocketRAID, в отличие от модели 3Ware, может использоваться в низкопрофильных серверах (2 HE).

Программное обеспечение

Raidcore/Broadcom BC4000 Series

Программная архитектура Fulcrum от Raidcore привлекла к себе немало внимания в конце прошлого года, ведь контроллер SATA смог обеспечить те же возможности, что и лучшие модели SCSI. После этого Broadcom купила Raidcore.

В результате, с июня все контроллеры Raidcore стали использовать собственный чип Broadcom BCM5770, включая модель BC4852, поступившую в нашу лабораторию. Карта имеет интерфейс PCI-X, работающий на частоте 133 МГц. Raidcore сегодня является единственной компанией, предлагающей создание единого массива на, максимум, четырёх контроллерах. Нам пришлось проверить эту функцию, поскольку главный конкурент 3Ware предлагает 12 портов. Поэтому тестирование Raidcore с 12 приводами осуществлялось с использованием двух контроллеров BC4852.

Поддерживаются такие функции, как расширение ёмкости в реальном времени, переход на другие уровни RAID в реальном времени, перенос информации с одного диска на другой, глобальные, распределённые или выделенные массивы, плюс использование разных массивов для каждого диска. То есть вы можете создать два различных массива на одном и том же наборе приводов. У Intel существует сходная технология на чипсетах 925/915 с южным мостом ICH6R – MatrixRAID, позволяющая на двух жёстких дисках создать незащищённый массив RAID 0 и массив RAID 1.

Программное обеспечение

Тестовая конфигурация

Результаты тестов

Тесты файлового сервера

Тесты рабочей станции

Тесты сервера баз данных

Тесты web-сервера

ZD Winbench 99 2.0

Тесты файлового сервера

Следует добавить комментарий по результатам тестирования 12-каналов: контроллер 3Ware 9500S-12 оказался единственной моделью с 12 портами SATA, а у Raidcore BC4852, в то же время, есть возможность создавать массив на несколько контроллеров. Именно её мы и использовали, чтобы задействовать 12 приводов (по шесть на контроллер).

Тесты рабочей станции

Тесты сервера баз данных

Тесты web-сервера

ZD Winbench 99 2.0

Максимальная скорость RAID 0

Заключение

Контроллеры 3Ware и Raidcore в тестах показали очень близкие результаты. А Raidcore/Broadcom остаётся лидером по числу возможностей. Это вряд ли можно назвать удивительным, поскольку архитектура Fulcrum обеспечивает максимальную гибкость и не зависит от аппаратного обеспечения. К примеру, она совместима с устройствами SAS и “младшими” моделями встроенных на материнские платы контроллеров RAID. Единственным недостатком является высокая нагрузка на процессор при работе ресурсоёмких приложений.

Идеальным окружением контроллеров станут выделенные системы с мощной конфигурацией для специфических приложений. К примеру, оба контроллера Raidcore (на четыре и восемь каналов) хорошо подходят для стоечных серверов 2U. Если Highpoint тоже приняла этот форм-фактор во внимание, то 3Ware предлагает для 2U модель только с четырьмя портами. Поэтому, если вам нужно большее число портов, от 3Ware придётся отказаться.

Максимальную пропускную способность в RAID 0 с восемью или 12 приводами показали контроллеры Raidcore/Broadcom – закономерный результат, ведь интерфейс PCI-X работает на частоте 100 МГц. Подобные массивы хорошо подходят для хранения временных рабочих файлов, монтажа видео и звука. С помощью недорогих дисков SATA вполне возможно создать очень быстрый массив. Надёжность – ещё один фактор, который следует принимать во внимание. Небольшое число сложных компонентов приводит к времени MTBF (наработки на отказ) в 3,5 миллиона часов. С другой стороны, контроллер не обладает аппаратным движком XOR или встроенным кэшем.

Впрочем, на практике результаты контроллеров очень близки, а победителя имеет смысл называть только в каком-либо конкретном тесте. Как показывают результаты, при симуляции типичной нагрузки файловых серверов, web-серверов, серверов баз данных и рабочих станций, Raidcore немного выходит вперёд, когда глубина очереди невелика. При повышении глубины начинает лидировать 3Ware 9500S-12. В то же время, для получения высоких результатов на Raidcore BC4000 необходимо использовать самые быстрые слоты PCI-X. Если ваш сервер оснащён подобным оборудованием, то Raidcore выходит в лидеры, однако стоимость таких систем может легко съесть ценовые преимущества, предлагаемые Raidcore.

Поддержка очереди команд у Highpoint смогла проявить себя только в тестах web-сервера, а в остальных приложениях контроллер немного уступал двум известным конкурентам. Впрочем, если производительность вас не особо интересует, то контроллер RocketRAID 1820A можно смело покупать, поскольку он обладает самой привлекательной ценой.