Si vous souhaitez doubler les performances de votre système d’exploitation, alors notre article est fait pour vous !
Quelle que soit la puissance de votre ordinateur, il possède toujours un maillon faible : le disque dur, le seul périphérique de l'unité centrale doté d'une mécanique à l'intérieur. Toute la puissance de votre processeur et de 16 Go de RAM sera annulée par le principe de fonctionnement obsolète d'un disque dur classique. Ce n’est pas pour rien qu’un ordinateur est comparé à une bouteille et un disque dur au goulot. Quelle que soit la quantité d’eau contenue dans la bouteille, elle s’écoulera par un col étroit.
Il existe deux manières connues d'accélérer votre ordinateur, la première consiste à acheter un disque SSD coûteux et la seconde consiste à tirer le meilleur parti des capacités de votre carte mère, à savoir configurer une matrice RAID 0 de deux disques durs. disques. Au fait, qui nous empêche de créer Matrice RAID 0 de deux SSD !
Comment configurer une matrice RAID 0 et y installer Windows 10. Ou comment doubler les performances d'un système de disque
Comme vous l'avez deviné, l'article d'aujourd'hui porte sur la création et la configuration d'une baie de disques. RAID 0 composé à partir de deux disques durs. Je l'ai conçu il y a plusieurs années et j'ai spécialement acheté deux nouveaux disques durs SATA III (6 Gb/s) de 250 Go, mais en raison de la complexité de ce sujet pour les utilisateurs novices, j'ai dû le reporter à ce moment-là. Aujourd'hui, alors que les capacités des cartes mères modernes ont atteint un tel niveau de fonctionnalité que même un débutant peut créer une matrice RAID 0, je reviens sur ce sujet avec grand plaisir.
Remarque : Pour créer une matrice RAID 0, vous pouvez prendre des disques de n'importe quelle taille, par exemple 1 To. Dans l'article, pour un exemple simple, deux disques de 250 Go ont été pris, car il n'y avait pas de disques libres de taille différente à portée de main.
Il est important pour tous les passionnés d'informatique de savoir que le RAID 0 (« striping » ou « striping ») est une matrice de disques de deux disques durs ou plus sans redondance. Cette phrase peut être traduite en russe ordinaire comme suit : lors de l'installation de deux disques durs ou plus dans une unité centrale (de préférence de la même taille et du même fabricant) et de leur combinaison dans une matrice de disques RAID 0, les informations sur ces disques sont écrites. /read simultanément, ce qui double les performances du disque. La seule condition est que votre carte mère prenne en charge la technologie RAID 0 (de nos jours, presque toutes les cartes mères prennent en charge la création de matrices RAID).
Un lecteur attentif pourrait se demander : « Qu’est-ce que le manque de redondance ? »
Répondre. La technologie de virtualisation des données RAID est conçue principalement pour la sécurité des données et commence par offrir une double fiabilité (les données sont écrites sur deux disques durs en parallèle et si un disque dur tombe en panne, toutes les informations restent en sécurité sur l'autre disque dur). Ainsi, la technologie RAID 0 n'écrit pas les données en parallèle sur deux disques durs ; RAID 0 divise les informations en blocs de données lors de l'écriture et les écrit simultanément sur plusieurs disques durs, de ce fait, les performances des opérations de disque doublent, mais si un disque dur le lecteur tombe en panne, le disque, toutes les informations sur le deuxième disque dur sont perdues.
C'est pourquoi les créateurs de la technologie de virtualisation RAID, Randy Katz et David Patterson, n'ont pas considéré le RAID 0 comme un niveau RAID et l'ont appelé « 0 », car il n'est pas sécurisé en raison du manque de redondance.
Amis, mais vous devez admettre que les disques durs ne tombent pas en panne tous les jours, et deuxièmement, avec deux disques durs combinés dans une matrice RAID 0, vous pouvez travailler comme un simple disque dur, c'est-à-dire que si vous créez périodiquement un système d'exploitation, vous vous assurera à 100% contre d'éventuels problèmes.
Donc, avant de créer une matrice RAID 0, je suggère d'installer l'un de nos deux nouveaux disques dursSATA III (6 Gb/s) dans l'unité centrale et vérifiez sa vitesse de lecture-écriture avec les utilitairesCrystalDiskMark et ATTO Disk Benchmark. Après la créationNous allons vérifier à nouveau la matrice RAID 0 et l'installation de Windows 10 dessustestez la vitesse de lecture/écriture en utilisant les mêmes utilitaires et voyez si cette technologie augmentera réellement les performances de notre système d'exploitation.
Pour mener l'expérience, nous prendrons une carte mère ASUS P8Z77-V PRO loin d'être nouvelle, construite sur le chipset Intel Z77 Express. Les avantages des cartes mères construites sur les chipsets Intel Z77, Z87 et plus récents H87, B87 résident dans la technologie avancée Intel Rapid Storage (RST), spécialement conçue pour les matrices RAID 0, même à partir de SSD.
Pour l'avenir, je dirai que les résultats des tests sont tout à fait normaux pour un disque dur ordinaire doté de l'interface la plus moderne. SATAIII.
Marque CrystalDisk
C'est le programme le plus ancien pour tester les performances des disques durs, vous pouvez le télécharger sur mon stockage cloud, lien https://cloud.mail.ru/public/6kHF/edWWJwfxa
Le programme effectue un test de lecture/écriture aléatoire et séquentielle sur le disque dur par blocs de 512 et 4 Ko.
Sélectionnez le lecteur souhaité, par exemple notre disque dur sous la lettre C : et cliquez sur Tout.
Le résultat final. La vitesse maximale d'écriture des informations sur le disque dur a atteint 104 Mo/s, la vitesse de lecture - 125 Mo/s.
Évaluation du disque ATTO
Le résultat final. La vitesse maximale d'écriture des informations sur un disque dur atteinte 119 Mb/s, vitesse de lecture - 121 Mb/s.
Eh bien, maintenant nous configurons notre matrice RAID 0 dans le BIOS et y installons le système d'exploitation Windows 10.
Configuration d'une matrice RAID 0
Nous connectons deux disques durs SATA III identiques (250 Go) à notre carte mère : WDC WD2500AAKX-00ERMA0 et WDC WD2500AAKX-001CA0.
Notre carte mère dispose de 4 ports SATA III (6 Gbit/s), nous utiliserons le n°5 et le n°6
Allumez l'ordinateur et entrez dans le BIOS en appuyant sur la touche DEL pendant le démarrage.
Accédez à l'onglet Avancé, option Configuration SATA.
Définissez l'option de sélection du mode SATA sur RAID
Pour enregistrer les modifications, appuyez sur F10 et sélectionnez Oui. Un redémarrage est en cours.
Si vous avez activé la technologie RAID dans le BIOS, au prochain démarrage, l'écran du moniteur vous demandera d'appuyer sur le raccourci clavier ( CTRL-I), pour accéder au panneau de configuration de configuration RAID.
Cette fenêtre affiche également nos disques durs WDC connectés aux ports 4 et 5, qui ne sont pas encore dans une matrice RAID (Non-RAID Disk). Appuyez sur CTRL-I et entrez dans le panneau des paramètres.
Dans la fenêtre initiale du panneau, nous avons besoin du premier onglet Créer un volume RAID ; pour y accéder, appuyez sur Entrée.
Nous effectuons ici les réglages de base de notre future matrice RAID 0.
Nom : (nom de la baie RAID).
Appuyez sur la barre d'espace et entrez un nom.
Laissez-le être « RAID 0 nouveau » et appuyez sur Entrée. Descendez à l’aide de la touche Tab.
Niveau RAID : (Niveau RAID).
Nous créons RAID 0 (stripe) - matrice de disques de deux disques durs sans redondance. Sélectionnez ce niveau à l'aide des touches fléchées de votre clavier et appuyez sur Entrée.
Faites défiler vers le bas à l’aide de la touche Tab.
Taille des rayures :
Laissons-le tel quel.
Capacité : (volume)
Réglé automatiquement. La capacité de nos deux disques durs est de 500 Go, puisque nous utilisons le niveau RAID 0 (stripe) et que nos deux disques durs fonctionnent comme un seul. Cliquez sur Entrée.
Nous ne changeons rien d'autre et passons au dernier élément Créer un volume et appuyons sur Entrée.
Un avertissement apparaît :
AVERTISSEMENT : TOUTES LES DONNÉES SUR LES DISQUES SÉLECTIONNÉS SERONT PERDUES.
Êtes-vous sûr de vouloir créer ce volume ? (O/N) :
AVERTISSEMENT : TOUTES LES DONNÉES sur les lecteurs sélectionnés seront perdues.
Êtes-vous sûr de vouloir créer ce volume ? (O/N) :
Appuyez sur Y (Oui) sur le clavier.
La matrice RAID 0 a été créée et fonctionne déjà, avec l'état Normal. Pour quitter le panneau des paramètres, appuyez sur la touche Échap de votre clavier.
Etes-vous sûr de vouloir quitter ? Appuyez sur Y (Oui). Un redémarrage se produit.
Désormais, chaque fois que vous démarrez l'ordinateur, des informations sur l'état de notre matrice RAID 0 apparaîtront sur l'écran du moniteur pendant quelques secondes et une invitation à appuyer sur la combinaison de touches (CTRL-I) pour accéder au panneau de configuration de configuration RAID.
Installation de Windows 10 sur une matrice RAID 0
Nous le connectons à notre unité centrale, redémarrons l'ordinateur, entrons dans le BIOS et modifions la priorité de démarrage sur le lecteur flash. Ou vous pouvez simplement accéder au menu de démarrage de l'ordinateur et sélectionner le démarrage à partir du lecteur flash d'installation de Windows 10 (dans notre cas, Kingston). Dans le menu de démarrage, vous pouvez voir la matrice RAID 0 que nous avons créée avec le nom « RAID 0 new ».
Aujourd'hui, nous parlerons de Matrices RAID. Voyons ce que c'est, pourquoi nous en avons besoin, à quoi ça ressemble et comment utiliser toute cette splendeur dans la pratique.
Alors, dans l'ordre : qu'est-ce que matrice RAID ou simplement RAID? Cette abréviation signifie « Redundant Array of Independent Disks » ou « Redundant Array of Independent Disks » ou « redondant (sauvegarde) de disques indépendants ». Pour faire simple, matrice RAID il s'agit d'un ensemble de disques physiques combinés en un seul disque logique.
Habituellement, cela se produit dans l'autre sens : un disque physique est installé dans l'unité système, que nous divisons en plusieurs disques logiques. Ici, la situation est inverse : plusieurs disques durs sont d'abord combinés en un seul, puis le système d'exploitation est perçu comme un seul. Ceux. Le système d’exploitation croit fermement qu’il ne dispose physiquement que d’un seul disque.
Matrices RAID Il existe du matériel et des logiciels.
Matériel Matrices RAID sont créés avant de charger le système d'exploitation à l'aide d'utilitaires spéciaux intégrés Contrôleur RAID- quelque chose comme un BIOS. À la suite de la création d'un tel matrice RAID déjà au stade de l'installation du système d'exploitation, le kit de distribution « voit » un disque.
Logiciel Matrices RAID créé par les outils du système d'exploitation. Ceux. Lors du démarrage, le système d'exploitation « comprend » qu'il dispose de plusieurs disques physiques, et seulement après le démarrage du système d'exploitation, via le logiciel, les disques sont combinés en matrices. Naturellement, le système d'exploitation lui-même ne se trouve pas sur matrice RAID, puisqu'il est installé avant sa création.
"Pourquoi tout cela est-il nécessaire ?" - tu demandes? La réponse est : augmenter la vitesse de lecture/écriture des données et/ou augmenter la tolérance aux pannes et la sécurité.
"Comment matrice RAID peut-il augmenter la vitesse ou sécuriser les données ?" - pour répondre à cette question, considérez les principaux types Matrices RAID, comment ils se forment et ce que cela donne en conséquence.
RAID-0. Aussi appelé « Stripe » ou « Tape ». Deux ou plusieurs disques durs sont combinés en un seul par fusion séquentielle et addition des volumes. Ceux. si nous prenons deux disques de 500 Go et les créons RAID-0, le système d'exploitation percevra cela comme un disque d'un téraoctet. Dans le même temps, la vitesse de lecture/écriture de cette matrice sera deux fois plus élevée que celle d'un disque, puisque, par exemple, si la base de données est ainsi physiquement située sur deux disques, un utilisateur peut lire les données d'un disque. , et un autre utilisateur peut écrire sur un autre disque en même temps. Alors que, si la base de données est située sur un seul disque, le disque dur lui-même effectuera séquentiellement les tâches de lecture/écriture de différents utilisateurs. RAID-0 permettra la lecture/écriture en parallèle. En conséquence, plus il y a de disques dans la baie RAID-0, plus le tableau lui-même fonctionne rapidement. La dépendance est directement proportionnelle - la vitesse augmente N fois, où N est le nombre de disques dans la baie.
Au tableau RAID-0 il n'y a qu'un seul inconvénient qui l'emporte sur tous les avantages de son utilisation : l'absence totale de tolérance aux pannes. Si l'un des disques physiques de la baie tombe en panne, la baie entière meurt. Il y a une vieille blague à ce sujet : « Que signifie le « 0 » dans le titre ? RAID-0? - la quantité d'informations restaurées après la mort du tableau !"
RAID-1. Aussi appelé « Miroir » ou « Miroir ». Deux ou plusieurs disques durs sont combinés en un seul par fusion parallèle. Ceux. si nous prenons deux disques de 500 Go et les créons RAID-1, le système d'exploitation percevra cela comme un disque de 500 Go. Dans ce cas, la vitesse de lecture/écriture de cette matrice sera la même que celle d'un disque, puisque les informations sont lues/écrites simultanément sur les deux disques. RAID-1 n'apporte pas de gain de vitesse, mais offre une plus grande tolérance aux pannes, puisqu'en cas de mort de l'un des disques durs, il existe toujours un double complet des informations situées sur le deuxième disque. Il ne faut pas oublier que la tolérance aux pannes n'est assurée qu'en cas de mort de l'un des disques de la matrice. Si les données ont été supprimées intentionnellement, elles sont supprimées simultanément de tous les disques de la baie !
RAID-5. Une option plus sécurisée pour RAID-0. Le volume du tableau est calculé à l'aide de la formule (N - 1) * Taille du disque RAID-5à partir de trois disques de 500 Go, nous obtenons un tableau de 1 téraoctet. L'essence du tableau RAID-5 est que plusieurs disques sont combinés en RAID-0, et le dernier disque stocke ce qu'on appelle la « somme de contrôle » - des informations de service destinées à restaurer l'un des disques de la matrice en cas de mort. Vitesse d'écriture du tableau RAID-5 un peu inférieur, car du temps est consacré au calcul et à l'écriture de la somme de contrôle sur un disque séparé, mais la vitesse de lecture est la même qu'en RAID-0.
Si l'un des disques du module RAID-5 meurt, la vitesse de lecture/écriture chute fortement, puisque toutes les opérations s'accompagnent de manipulations supplémentaires. En fait RAID-5 se transforme en RAID-0 et si la récupération n'est pas prise en charge en temps opportun matrice RAID il existe un risque important de perdre complètement les données.
Avec un tableau RAID-5 Vous pouvez utiliser ce qu'on appelle le disque de rechange, c'est-à-dire de rechange. Pendant un fonctionnement stable matrice RAID Ce disque est inactif et n'est pas utilisé. Toutefois, en cas de situation critique, le rétablissement matrice RAID démarre automatiquement - les informations du disque endommagé sont restaurées sur le disque de secours à l'aide de sommes de contrôle situées sur un disque séparé.
RAID-5 est créé à partir d'au moins trois disques et enregistre des erreurs uniques. En cas d'apparition simultanée de différentes erreurs sur différents disques RAID-5 ne sauvegarde pas.
RAID-6- est une version améliorée de RAID-5. L'essence est la même, uniquement pour les sommes de contrôle, non pas un, mais deux disques sont utilisés, et les sommes de contrôle sont calculées à l'aide de différents algorithmes, ce qui augmente considérablement la tolérance aux pannes de tout matrice RAID en général. RAID-6 assemblé à partir d’au moins quatre disques. La formule pour calculer le volume d'un tableau ressemble à (N - 2) * Taille du disque, où N est le nombre de disques dans la baie et DiskSize est la taille de chaque disque. Ceux. en créant RAID-6à partir de cinq disques de 500 Go, nous obtenons une matrice de 1,5 téraoctets.
Vitesse d'écriture RAID-6 inférieur au RAID-5 d'environ 10 à 15 %, ce qui est dû au temps supplémentaire consacré au calcul et à l'écriture des sommes de contrôle.
RAID-10- aussi parfois appelé RAID0+1 ou RAID1+0. C'est une symbiose de RAID-0 et RAID-1. La matrice est construite à partir d'au moins quatre disques : sur le premier canal RAID-0, sur le deuxième RAID-0 pour augmenter la vitesse de lecture/écriture, et entre eux dans un miroir RAID-1 pour augmenter la tolérance aux pannes. Ainsi, RAID-10 combine les avantages des deux premières options : rapide et insensible aux pannes.
RAID-50- de même, RAID-10 est une symbiose de RAID-0 et RAID-5 - en fait, RAID-5 est construit, seuls ses éléments constitutifs ne sont pas des disques durs indépendants, mais des matrices RAID-0. Ainsi, RAID-50 offre une très bonne vitesse de lecture/écriture et contient la stabilité et la fiabilité du RAID-5.
RAID-60- la même idée : nous avons en fait du RAID-6, assemblé à partir de plusieurs matrices RAID-0.
Il existe également d'autres tableaux combinés RAID5+1 Et RAID6+1- ils ressemblent à RAID-50 Et RAID-60 la seule différence est que les éléments de base de la matrice ne sont pas des bandes RAID-0, mais des miroirs RAID-1.
Comment comprenez-vous les matrices RAID combinées : RAID-10, RAID-50, RAID-60 et options RAIDX+1 sont des descendants directs des types de tableaux de base RAID-0, RAID-1, RAID-5 Et RAID-6 et servent uniquement à augmenter la vitesse de lecture/écriture ou à augmenter la tolérance aux pannes, tout en conservant les fonctionnalités des types parents de base. Matrices RAID.
Si nous passons à la pratique et parlons de l'utilisation de certains Matrices RAID dans la vie, la logique est assez simple :
RAID-0 Nous ne l’utilisons pas du tout sous sa forme pure ;
RAID-1 Nous l'utilisons là où la vitesse de lecture/écriture n'est pas particulièrement importante, mais où la tolérance aux pannes est importante - par exemple, sur RAID-1 C’est bien d’installer des systèmes d’exploitation. Dans ce cas, personne à l'exception du système d'exploitation n'accède aux disques, la vitesse des disques durs eux-mêmes est tout à fait suffisante pour le fonctionnement, la tolérance aux pannes est assurée ;
RAID-5 Nous l'installons là où la vitesse et la tolérance aux pannes sont nécessaires, mais il n'y a pas assez d'argent pour acheter plus de disques durs ou il est nécessaire de restaurer les baies en cas de dommage sans arrêter le travail - des disques de rechange de rechange nous aideront ici. Application commune RAID-5- stockage de données;
RAID-6 utilisé là où cela fait simplement peur ou où il existe une menace réelle de mort de plusieurs disques de la matrice à la fois. En pratique, c'est assez rare, principalement chez les personnes paranoïaques ;
RAID-10- utilisé là où il est nécessaire de travailler rapidement et de manière fiable. Aussi le principal sens d'utilisation RAID-10 sont des serveurs de fichiers et des serveurs de bases de données.
Encore une fois, si nous simplifions davantage, nous arrivons à la conclusion que là où il n'y a pas de travail volumineux et volumineux avec des fichiers, cela suffit largement RAID-1- système d'exploitation, AD, TS, messagerie, proxy, etc. Lorsqu'un travail sérieux avec des fichiers est requis : RAID-5 ou RAID-10.
La solution idéale pour un serveur de base de données est une machine dotée de six disques physiques, dont deux sont combinés en miroir. RAID-1 et le système d'exploitation est installé dessus, et les quatre autres sont combinés en RAID-10 pour un traitement des données rapide et fiable.
Si après avoir lu tout ce qui précède, vous décidez de l’installer sur vos serveurs Matrices RAID, mais vous ne savez pas comment procéder ni par où commencer - contactez-nous ! - nous vous aiderons à sélectionner le matériel nécessaire, ainsi qu'à réaliser les travaux d'installation pour la mise en œuvre Matrices RAID.
Toutes les cartes mères modernes sont équipées d'un contrôleur RAID intégré, et les modèles haut de gamme disposent même de plusieurs contrôleurs RAID intégrés. La question de savoir dans quelle mesure les contrôleurs RAID intégrés sont demandés par les utilisateurs à domicile est une autre question. Dans tous les cas, une carte mère moderne offre à l'utilisateur la possibilité de créer une matrice RAID de plusieurs disques. Cependant, tous les utilisateurs à domicile ne savent pas comment créer une matrice RAID, quel niveau de matrice choisir et n'ont généralement aucune idée des avantages et des inconvénients de l'utilisation de matrices RAID.
Dans cet article, nous donnerons de brèves recommandations sur la création de matrices RAID sur des PC domestiques et utiliserons un exemple spécifique pour démontrer comment vous pouvez tester indépendamment les performances d'une matrice RAID.
Histoire de la création
Le terme «matrice RAID» est apparu pour la première fois en 1987, lorsque les chercheurs américains Patterson, Gibson et Katz de l'Université de Californie à Berkeley ont décrit dans leur article «A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Discs, RAID» comment de cette manière, vous pouvez combiner plusieurs disques durs à faible coût en un seul périphérique logique afin que la capacité et les performances du système soient augmentées et que la panne de disques individuels n'entraîne pas la panne de l'ensemble du système.
Plus de 20 ans se sont écoulés depuis la publication de cet article, mais la technologie de construction de matrices RAID n'a pas perdu de sa pertinence aujourd'hui. La seule chose qui a changé depuis, c'est le décodage de l'acronyme RAID. Le fait est qu'au départ, les matrices RAID n'étaient pas du tout construites sur des disques bon marché, c'est pourquoi le mot bon marché (peu coûteux) a été remplacé par indépendant (indépendant), ce qui était plus vrai.
Principe de fonctionnement
Ainsi, RAID est une matrice redondante de disques indépendants (Redundant Arrays of Independent Discs), chargée d'assurer la tolérance aux pannes et d'augmenter les performances. La tolérance aux pannes est obtenue grâce à la redondance. Autrement dit, une partie de la capacité de l'espace disque est allouée à des fins officielles, devenant inaccessible à l'utilisateur.
Des performances accrues du sous-système de disque sont assurées par le fonctionnement simultané de plusieurs disques et, en ce sens, plus il y a de disques dans la matrice (jusqu'à une certaine limite), mieux c'est.
Le fonctionnement conjoint des disques d'une matrice peut être organisé en utilisant un accès parallèle ou indépendant. Avec un accès parallèle, l'espace disque est divisé en blocs (bandes) pour l'enregistrement des données. De même, les informations à écrire sur le disque sont divisées en mêmes blocs. Lors de l'écriture, des blocs individuels sont écrits sur différents disques et plusieurs blocs sont écrits simultanément sur différents disques, ce qui entraîne une augmentation des performances des opérations d'écriture. Les informations nécessaires sont également lues simultanément dans des blocs séparés à partir de plusieurs disques, ce qui augmente également les performances proportionnellement au nombre de disques dans la matrice.
Il convient de noter que le modèle d'accès parallèle n'est mis en œuvre que si la taille de la demande d'écriture de données est supérieure à la taille du bloc lui-même. Sinon, l’enregistrement parallèle de plusieurs blocs est quasiment impossible. Imaginons une situation où la taille d'un bloc individuel est de 8 Ko et la taille d'une demande d'écriture de données est de 64 Ko. Dans ce cas, les informations sources sont découpées en huit blocs de 8 Ko chacun. Si vous disposez d'une baie de quatre disques, vous pouvez écrire quatre blocs, soit 32 Ko, à la fois. Évidemment, dans l'exemple considéré, les vitesses d'écriture et de lecture seront quatre fois supérieures à celles d'un seul disque. Cela n'est vrai que dans une situation idéale, mais la taille de la requête n'est pas toujours un multiple de la taille du bloc et du nombre de disques dans la baie.
Si la taille des données enregistrées est inférieure à la taille du bloc, un modèle fondamentalement différent est alors mis en œuvre : l'accès indépendant. De plus, ce modèle peut également être utilisé lorsque la taille des données en cours d’écriture est supérieure à la taille d’un bloc. Avec un accès indépendant, toutes les données d'une seule requête sont écrites sur un disque séparé, c'est-à-dire que la situation est identique à celle d'un travail avec un seul disque. L'avantage du modèle d'accès indépendant est que si plusieurs requêtes d'écriture (lecture) arrivent simultanément, elles seront toutes exécutées sur des disques distincts indépendamment les unes des autres. Cette situation est typique, par exemple, pour les serveurs.
Conformément aux différents types d'accès, il existe différents types de matrices RAID, généralement caractérisées par des niveaux RAID. Outre le type d'accès, les niveaux RAID diffèrent dans la manière dont ils accueillent et génèrent des informations redondantes. Les informations redondantes peuvent être placées sur un disque dédié ou réparties sur tous les disques. Il existe de nombreuses façons de générer ces informations. Le plus simple d'entre eux est la duplication complète (redondance à 100 %) ou la mise en miroir. De plus, des codes de correction d'erreurs sont utilisés, ainsi que des calculs de parité.
Niveaux RAID
Actuellement, plusieurs niveaux RAID peuvent être considérés comme standardisés : RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 et RAID 6.
Différentes combinaisons de niveaux RAID sont également utilisées, ce qui permet de combiner leurs avantages. Il s'agit généralement d'une combinaison d'une sorte de niveau de tolérance aux pannes et d'un niveau zéro utilisé pour améliorer les performances (RAID 1+0, RAID 0+1, RAID 50).
Notez que tous les contrôleurs RAID modernes prennent en charge la fonction JBOD (Just a Bench Of Disks), qui n'est pas destinée à créer des matrices - elle offre la possibilité de connecter des disques individuels au contrôleur RAID.
A noter que les contrôleurs RAID intégrés aux cartes mères pour PC domestiques ne supportent pas tous les niveaux RAID. Les contrôleurs RAID à double port ne prennent en charge que les niveaux 0 et 1, tandis que les contrôleurs RAID dotés de plus de ports (par exemple, le contrôleur RAID à 6 ports intégré au pont sud du chipset ICH9R/ICH10R) prennent également en charge les niveaux 10 et 5.
De plus, si l'on parle de cartes mères basées sur des chipsets Intel, elles implémentent également la fonction Intel Matrix RAID, qui permet de créer simultanément des matrices RAID de plusieurs niveaux sur plusieurs disques durs, en allouant une partie de l'espace disque à chacun d'eux.
RAID0
Le niveau RAID 0, à proprement parler, n'est pas une matrice redondante et, par conséquent, ne permet pas un stockage de données fiable. Néanmoins, ce niveau est activement utilisé dans les cas où il est nécessaire d'assurer des performances élevées du sous-système de disque. Lors de la création d'une matrice RAID de niveau 0, les informations sont divisées en blocs (parfois ces blocs sont appelés bandes), qui sont écrits sur des disques séparés, c'est-à-dire qu'un système avec accès parallèle est créé (si, bien sûr, la taille du bloc le permet ). En autorisant les E/S simultanées à partir de plusieurs disques, RAID 0 offre les vitesses de transfert de données les plus rapides et une efficacité maximale de l'espace disque car aucun espace de stockage n'est requis pour les sommes de contrôle. La mise en œuvre de ce niveau est très simple. RAID 0 est principalement utilisé dans les zones où un transfert rapide de grandes quantités de données est requis.
RAID 1 (disque en miroir)
Le niveau RAID 1 est une matrice de deux disques avec une redondance à 100 %. Autrement dit, les données sont simplement complètement dupliquées (mises en miroir), grâce à quoi un niveau très élevé de fiabilité (ainsi que de coût) est atteint. Notez que pour implémenter le niveau 1, il n’est pas nécessaire de partitionner au préalable les disques et les données en blocs. Dans le cas le plus simple, deux disques contiennent les mêmes informations et constituent un seul disque logique. Si un disque tombe en panne, ses fonctions sont assurées par un autre (ce qui est absolument transparent pour l'utilisateur). La restauration d'un tableau s'effectue par simple copie. De plus, ce niveau double la vitesse de lecture des informations, puisque cette opération peut être effectuée simultanément à partir de deux disques. Ce type de système de stockage d'informations est principalement utilisé dans les cas où le coût de la sécurité des données est bien supérieur au coût de mise en œuvre d'un système de stockage.
RAID5
RAID 5 est une matrice de disques tolérante aux pannes avec stockage de somme de contrôle distribué. Lors de l'enregistrement, le flux de données est divisé en blocs (bandes) au niveau des octets et écrit simultanément sur tous les disques de la matrice dans un ordre cyclique.
Supposons que le tableau contienne n disques et la taille des bandes d. Pour chaque portion de n-1 rayures, la somme de contrôle est calculée p.
Bande j 1 enregistré sur le premier disque, stripe j 2- sur le deuxième et ainsi de suite jusqu'à la rayure dn-1, qui est écrit dans ( n–1)ème disque. Suivant n-la somme de contrôle du disque est écrite pn, et le processus est répété cycliquement à partir du premier disque sur lequel la bande est écrite dn.
Processus d'enregistrement (n-1) les rayures et leur somme de contrôle sont produites simultanément pour tous n disques.
La somme de contrôle est calculée à l'aide d'une opération ou exclusif au niveau du bit (XOR) appliquée aux blocs de données en cours d'écriture. Donc, s'il y a n disques durs, d- bloc de données (stripe), puis la somme de contrôle est calculée à l'aide de la formule suivante :
pn=d1 j 2 ... ré 1–1.
En cas de panne d'un disque, les données qu'il contient peuvent être restaurées à l'aide des données de contrôle et des données restantes sur les disques de travail.
A titre d'illustration, considérons des blocs de quatre bits. Qu'il n'y ait que cinq disques pour stocker les données et enregistrer les sommes de contrôle. S'il existe une séquence de bits 1101 0011 1100 1011, divisée en blocs de quatre bits, alors pour calculer la somme de contrôle, il est nécessaire d'effectuer l'opération au niveau du bit suivante :
1101 0011 1100 1011 = 1001.
Ainsi, la somme de contrôle écrite sur le cinquième disque est de 1001.
Si l'un des disques, par exemple le quatrième, tombe en panne, alors le bloc j 4= 1100 ne sera pas disponible lors de la lecture. Cependant, sa valeur peut être facilement restaurée à l'aide de la somme de contrôle et des valeurs des blocs restants en utilisant la même opération « OU exclusif » :
d4 = d1 j 2j 4p5.
Dans notre exemple nous obtenons :
d4 = (1101) (0011) (1100) (1011) = 1001.
Dans le cas du RAID 5, tous les disques de la matrice ont la même taille, mais la capacité totale du sous-système de disque disponible pour l'écriture devient exactement un disque plus petit. Par exemple, si cinq disques ont une taille de 100 Go, la taille réelle de la baie est de 400 Go, car 100 Go sont alloués aux informations de contrôle.
RAID 5 peut être construit sur trois disques durs ou plus. À mesure que le nombre de disques durs dans une baie augmente, sa redondance diminue.
RAID 5 dispose d'une architecture d'accès indépendante, qui permet d'effectuer plusieurs lectures ou écritures simultanément.
RAID10
Le niveau RAID 10 est une combinaison des niveaux 0 et 1. La configuration minimale requise pour ce niveau est de quatre disques. Dans une matrice RAID 10 de quatre disques, ils sont combinés par paires dans des matrices de niveau 0, et ces deux matrices en tant que disques logiques sont combinées dans une matrice de niveau 1. Une autre approche est également possible : initialement, les disques sont combinés en matrices en miroir de niveau 1, puis les disques logiques basés sur ces matrices - dans une matrice de niveau 0.
RAID matriciel Intel
Les matrices RAID considérées des niveaux 5 et 1 sont rarement utilisées à la maison, ce qui est principalement dû au coût élevé de telles solutions. Le plus souvent, pour les PC domestiques, une matrice de niveau 0 sur deux disques est utilisée. Comme nous l'avons déjà noté, le niveau RAID 0 ne fournit pas de stockage de données sécurisé, et les utilisateurs finaux sont donc confrontés à un choix : créer une matrice RAID de niveau 0 rapide mais peu fiable ou, en doublant le coût de l'espace disque, RAID- une matrice de niveau 1 qui fournit un stockage de données fiable, mais n'offre pas d'avantages significatifs en termes de performances.
Pour résoudre ce problème difficile, Intel a développé la technologie Intel Matrix Storage, qui combine les avantages des baies de niveau 0 et de niveau 1 sur seulement deux disques physiques. Et afin de souligner que dans ce cas nous ne parlons pas seulement d'une matrice RAID, mais d'une matrice qui combine à la fois des disques physiques et logiques, le mot « matrice » est utilisé dans le nom de la technologie au lieu du mot « matrice » ».
Alors, qu'est-ce qu'une matrice RAID à deux disques utilisant la technologie Intel Matrix Storage ? L'idée de base est que si le système dispose de plusieurs disques durs et d'une carte mère avec un chipset Intel prenant en charge la technologie Intel Matrix Storage, il est possible de diviser l'espace disque en plusieurs parties, dont chacune fonctionnera comme une matrice RAID distincte.
Regardons un exemple simple de matrice RAID composée de deux disques de 120 Go chacun. N'importe lequel des disques peut être divisé en deux disques logiques, par exemple 40 et 80 Go. Ensuite, deux disques logiques de même taille (par exemple, 40 Go chacun) peuvent être combinés dans une matrice RAID de niveau 1, et les disques logiques restants dans une matrice RAID de niveau 0.
En principe, à partir de deux disques physiques, il est également possible de créer uniquement une ou deux matrices RAID de niveau 0, mais il est impossible d'obtenir uniquement des matrices de niveau 1. Autrement dit, si le système ne dispose que de deux disques, la technologie Intel Matrix Storage vous permet de créer les types de matrices RAID suivants :
- une matrice de niveau 0 ;
- deux matrices de niveau 0 ;
- matrice de niveau 0 et matrice de niveau 1.
Si le système dispose de trois disques durs, les types de matrices RAID suivants peuvent être créés :
- une matrice de niveau 0 ;
- une matrice de niveau 5 ;
- deux matrices de niveau 0 ;
- deux matrices de niveau 5 ;
- matrice de niveau 0 et matrice de niveau 5.
Si le système dispose de quatre disques durs, il est alors possible de créer une matrice RAID de niveau 10, ainsi que des combinaisons de niveau 10 et de niveau 0 ou 5.
De la théorie à la pratique
Si nous parlons d'ordinateurs personnels, les plus populaires sont les matrices RAID de niveaux 0 et 1. L'utilisation de matrices RAID de trois disques ou plus dans les PC domestiques est plutôt une exception à la règle. Cela est dû au fait que, d'une part, le coût des matrices RAID augmente proportionnellement au nombre de disques impliqués, et d'autre part, pour les ordinateurs personnels, la capacité de la matrice de disques est d'une importance primordiale. , et non ses performances et sa fiabilité.
Par conséquent, à l'avenir, nous considérerons les niveaux RAID 0 et 1 basés sur seulement deux disques. L'objectif de notre recherche sera de comparer les performances et les fonctionnalités des matrices RAID de niveaux 0 et 1, créées sur la base de plusieurs contrôleurs RAID intégrés, ainsi que d'étudier la dépendance des caractéristiques de vitesse de la matrice RAID sur la bande. taille.
Le fait est que même si théoriquement, lors de l'utilisation d'une matrice RAID de niveau 0, la vitesse de lecture et d'écriture devrait doubler, en pratique, l'augmentation des caractéristiques de vitesse est beaucoup moins modeste et varie selon les différents contrôleurs RAID. Il en va de même pour une matrice RAID de niveau 1 : même si en théorie la vitesse de lecture devrait doubler, en pratique, ce n'est pas aussi fluide.
Pour nos tests comparatifs de contrôleur RAID, nous avons utilisé la carte mère Gigabyte GA-EX58A-UD7. Cette carte est basée sur le chipset Intel X58 Express avec le Southbridge ICH10R, qui dispose d'un contrôleur RAID intégré pour six ports SATA II, qui prend en charge l'organisation de matrices RAID de niveaux 0, 1, 10 et 5 avec la fonction Intel Matrix RAID. De plus, la carte Gigabyte GA-EX58A-UD7 intègre le contrôleur RAID GIGABYTE SATA2, qui dispose de deux ports SATA II avec la possibilité d'organiser des matrices RAID de niveaux 0, 1 et JBOD.
La carte GA-EX58A-UD7 contient également un contrôleur SATA III intégré Marvell 9128, sur la base duquel deux ports SATA III sont implémentés avec la possibilité d'organiser des matrices RAID de niveaux 0, 1 et JBOD.
Ainsi, la carte Gigabyte GA-EX58A-UD7 dispose de trois contrôleurs RAID distincts, sur la base desquels vous pouvez créer des matrices RAID de niveaux 0 et 1 et les comparer entre elles. Rappelons que la norme SATA III est rétrocompatible avec la norme SATA II, donc, sur la base du contrôleur Marvell 9128, qui prend en charge les disques avec l'interface SATA III, vous pouvez également créer des matrices RAID à l'aide de disques avec l'interface SATA II.
Le banc d'essai avait la configuration suivante :
- processeur - Intel Core i7-965 Extreme Edition ;
- carte mère - Gigabyte GA-EX58A-UD7 ;
- Version du BIOS - F2a ;
- disques durs - deux disques Western Digital WD1002FBYS, un disque Western Digital WD3200AAKS ;
- contrôleurs RAID intégrés :
- ICH10R,
- GIGABYTE SATA2,
- Marvell 9128 ;
- mémoire - DDR3-1066 ;
- capacité de mémoire - 3 Go (trois modules de 1 024 Mo chacun);
- mode de fonctionnement de la mémoire - DDR3-1333, mode de fonctionnement à trois canaux ;
- carte vidéo - Gigabyte GeForce GTS295 ;
- alimentation - Tagan 1300W.
Les tests ont été effectués sous le système d'exploitation Microsoft Windows 7 Ultimate (32 bits). Le système d'exploitation a été installé sur un disque Western Digital WD3200AAKS, qui était connecté au port du contrôleur SATA II intégré au Southbridge ICH10R. La matrice RAID a été assemblée sur deux disques WD1002FBYS avec une interface SATA II.
Pour mesurer les caractéristiques de vitesse des matrices RAID créées, nous avons utilisé l'utilitaire IOmeter, qui est la norme industrielle pour mesurer les performances des systèmes de disques.
Utilitaire IOmeter
Puisque nous avons conçu cet article comme une sorte de guide d'utilisation pour créer et tester des matrices RAID, il serait logique de commencer par une description de l'utilitaire IOmeter (Input/Output Meter), qui, comme nous l'avons déjà noté, est une sorte de norme industrielle pour mesurer les performances des systèmes de disques. Cet utilitaire est gratuit et peut être téléchargé depuis http://www.iometer.org.
L'utilitaire IOmeter est un test synthétique et vous permet de travailler avec des disques durs qui ne sont pas partitionnés en partitions logiques, vous pouvez donc tester les disques quelle que soit la structure des fichiers et réduire à zéro l'influence du système d'exploitation.
Lors des tests, il est possible de créer un modèle d'accès spécifique, ou « modèle », qui permet de spécifier l'exécution d'opérations spécifiques par le disque dur. Si vous créez un modèle d'accès spécifique, vous êtes autorisé à modifier les paramètres suivants :
- taille de la demande de transfert de données ;
- distribution aléatoire/séquentielle (en %) ;
- répartition des opérations de lecture/écriture (en %) ;
- Nombre d'opérations d'E/S individuelles exécutées en parallèle.
L'utilitaire IOmeter ne nécessite pas d'installation sur un ordinateur et se compose de deux parties : IOmeter lui-même et Dynamo.
IOmeter est la partie de contrôle du programme avec une interface graphique utilisateur qui vous permet d'effectuer tous les réglages nécessaires. Dynamo est un générateur de charge sans interface. Chaque fois que vous exécutez IOmeter.exe, le générateur de charge Dynamo.exe démarre automatiquement.
Pour commencer à travailler avec le programme IOmeter, exécutez simplement le fichier IOmeter.exe. Cela ouvre la fenêtre principale du programme IOmeter (Fig. 1).
Riz. 1. Fenêtre principale du programme IOmeter
Il convient de noter que l'utilitaire IOmeter vous permet de tester non seulement les systèmes de disques locaux (DAS), mais également les périphériques de stockage en réseau (NAS). Par exemple, il peut être utilisé pour tester les performances du sous-système de disque d'un serveur (serveur de fichiers) à l'aide de plusieurs clients réseau. Par conséquent, certains des signets et outils de la fenêtre de l’utilitaire IOmeter se rapportent spécifiquement aux paramètres réseau du programme. Il est clair que lors du test des disques et des matrices RAID, nous n'aurons pas besoin de ces capacités du programme et nous n'expliquerons donc pas le but de tous les onglets et outils.
Ainsi, lorsque vous démarrez le programme IOmeter, une arborescence de tous les générateurs de charge en cours d'exécution (instances Dynamo) sera affichée sur le côté gauche de la fenêtre principale (dans la fenêtre Topologie). Chaque instance du générateur de charge Dynamo en cours d'exécution est appelée un gestionnaire. De plus, le programme IOmeter est multithread et chaque thread individuel exécuté sur une instance du générateur de charge Dynamo est appelé Worker. Le nombre de Workers en cours d'exécution correspond toujours au nombre de cœurs de processeur logique.
Dans notre exemple, nous utilisons un seul ordinateur doté d'un processeur quad-core prenant en charge la technologie Hyper-Threading, donc un seul gestionnaire (une instance de Dynamo) et huit (selon le nombre de cœurs de processeur logiques) Workers sont lancés.
En fait, pour tester les disques dans cette fenêtre, il n'est pas nécessaire de modifier ou d'ajouter quoi que ce soit.
Si vous sélectionnez le nom de l'ordinateur avec la souris dans l'arborescence des instances Dynamo en cours d'exécution, alors dans la fenêtre Cible sur l'onglet Cible du disque Tous les disques, baies de disques et autres lecteurs (y compris les lecteurs réseau) installés sur l'ordinateur seront affichés. Ce sont les lecteurs avec lesquels IOmeter peut fonctionner. Les supports peuvent être marqués en jaune ou en bleu. Les partitions logiques des supports sont marquées en jaune et les périphériques physiques sur lesquels aucune partition logique n'est créée sont marqués en bleu. Une section logique peut être barrée ou non. Le fait est que pour que le programme fonctionne avec une partition logique, il doit d'abord être préparé en créant dessus un fichier spécial, de taille égale à la capacité de l'ensemble de la partition logique. Si la partition logique est barrée, cela signifie que la section n'est pas encore préparée pour le test (elle sera préparée automatiquement lors de la première étape du test), mais si la section n'est pas barrée, cela signifie qu'un fichier a déjà été créé sur la partition logique, complètement prêt pour les tests.
Notez que, malgré la possibilité de travailler avec des partitions logiques, il est optimal de tester les disques qui ne sont pas partitionnés en partitions logiques. Vous pouvez supprimer une partition de disque logique très simplement - via un composant logiciel enfichable Gestion de disque. Pour y accéder, faites un clic droit sur l'icône Ordinateur sur le bureau et sélectionnez l'élément dans le menu qui s'ouvre Gérer. Dans la fenêtre qui s'ouvre Gestion d'ordinateur sur le côté gauche, vous devez sélectionner l'élément Stockage, et dedans - Gestion de disque. Après cela, sur le côté droit de la fenêtre Gestion d'ordinateur Tous les lecteurs connectés seront affichés. En faisant un clic droit sur le lecteur souhaité et en sélectionnant l'élément dans le menu qui s'ouvre Supprimer le volume..., vous pouvez supprimer une partition logique sur un disque physique. Rappelons que lorsque vous supprimez une partition logique d'un disque, toutes les informations qu'elle contient sont supprimées sans possibilité de récupération.
En général, à l'aide de l'utilitaire IOmeter, vous ne pouvez tester que des disques ou des baies de disques vierges. Autrement dit, vous ne pouvez pas tester un disque ou une baie de disques sur lequel le système d'exploitation est installé.
Revenons donc à la description de l'utilitaire IOmeter. Dans la fenêtre Cible sur l'onglet Cible du disque vous devez sélectionner le disque (ou la baie de disques) qui sera testé. Ensuite, vous devez ouvrir l'onglet Accéder aux spécifications(Fig. 2), sur laquelle il sera possible de déterminer le scénario de test.
Riz. 2. Accédez à l'onglet Spécifications de l'utilitaire IOmeter
Dans la fenêtre Spécifications d'accès global Il existe une liste de scripts de test prédéfinis qui peuvent être attribués au gestionnaire de démarrage. Cependant, nous n’aurons pas besoin de ces scripts, ils peuvent donc tous être sélectionnés et supprimés (il y a un bouton pour cela). Supprimer). Après cela, cliquez sur le bouton Nouveau pour créer un nouveau script de test. Dans la fenêtre qui s'ouvre Modifier la spécification d'accès Vous pouvez définir le scénario de démarrage pour un disque ou une matrice RAID.
Supposons que nous voulions connaître la dépendance de la vitesse de lecture et d'écriture séquentielles (linéaires) sur la taille du bloc de demande de transfert de données. Pour ce faire, nous devons générer une séquence de scripts de démarrage en mode lecture séquentielle avec différentes tailles de blocs, puis une séquence de scripts de démarrage en mode écriture séquentielle avec différentes tailles de blocs. En règle générale, les tailles de bloc sont choisies sous forme d'une série, dont chaque membre est deux fois plus grand que le précédent, et le premier membre de cette série fait 512 octets. Autrement dit, les tailles de bloc sont les suivantes : 512 octets, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 Ko, 1 Mo. Il ne sert à rien de rendre la taille de bloc supérieure à 1 Mo pour les opérations séquentielles, car avec des tailles de blocs de données aussi grandes, la vitesse des opérations séquentielles ne change pas.
Créons donc un script de chargement en mode lecture séquentielle pour un bloc de 512 octets.
Sur le terrain Nom fenêtre Modifier la spécification d'accès entrez le nom du script de chargement. Par exemple, Sequential_Read_512. Suivant sur le terrain Taille de la demande de transfert nous définissons la taille du bloc de données à 512 octets. Glissière Pourcentage de distribution aléatoire/séquentielle(le rapport en pourcentage entre les opérations séquentielles et sélectives), nous nous déplaçons complètement vers la gauche pour que toutes nos opérations soient uniquement séquentielles. Eh bien, le curseur , qui définit le rapport en pourcentage entre les opérations de lecture et d'écriture, est décalé complètement vers la droite afin que toutes nos opérations soient en lecture seule. Autres paramètres dans la fenêtre Modifier la spécification d'accès pas besoin de changer (Fig. 3).
Riz. 3. Modifier la fenêtre de spécification d'accès pour créer un script de chargement de lecture séquentielle
avec une taille de bloc de données de 512 octets
Cliquez sur le bouton D'accord, et le premier script que nous avons créé apparaîtra dans la fenêtre Spécifications d'accès global sur l'onglet Accéder aux spécifications Utilitaires IOmeter.
De la même manière, vous devez créer des scripts pour les blocs de données restants, cependant, pour faciliter votre travail, il est plus simple de ne pas créer le script à chaque fois en cliquant sur le bouton Nouveau, et après avoir sélectionné le dernier scénario créé, appuyez sur le bouton Modifier la copie(éditer la copie). Après cela, la fenêtre s'ouvrira à nouveau Modifier la spécification d'accès avec les paramètres de notre dernier script créé. Il suffira de changer uniquement le nom et la taille du bloc. Après avoir effectué une procédure similaire pour toutes les autres tailles de bloc, vous pouvez commencer à créer des scripts pour l'enregistrement séquentiel, ce qui se fait exactement de la même manière, sauf que le curseur Pourcentage de distribution lecture/écriture, qui définit le rapport en pourcentage entre les opérations de lecture et d'écriture, doit être déplacé complètement vers la gauche.
De même, vous pouvez créer des scripts pour une écriture et une lecture sélectives.
Une fois que tous les scripts sont prêts, ils doivent être attribués au gestionnaire de téléchargement, c'est-à-dire indiquer avec quels scripts fonctionneront Dynamo.
Pour ce faire, on vérifie à nouveau ce qu'il y a dans la fenêtre Topologie Le nom de l'ordinateur (c'est-à-dire le gestionnaire de chargement sur le PC local) est mis en surbrillance, et non celui du Worker individuel. Cela garantit que les scénarios de charge seront attribués à tous les travailleurs en même temps. Suivant dans la fenêtre Spécifications d'accès global sélectionnez tous les scénarios de chargement que nous avons créés et appuyez sur le bouton Ajouter. Tous les scénarios de chargement sélectionnés seront ajoutés à la fenêtre (Fig. 4).
Riz. 4. Affectation des scénarios de charge créés au gestionnaire de charge
Après cela, vous devez aller dans l'onglet Configuration des tests(Fig. 5), où vous pouvez définir le temps d'exécution de chaque script que nous avons créé. Pour le faire en groupe Durée définir le temps d'exécution du scénario de chargement. Il suffira de régler le temps sur 3 minutes.
Riz. 5. Définition du temps d'exécution du scénario de chargement
De plus, sur le terrain Description du test Vous devez préciser le nom de l'ensemble du test. En principe, cet onglet comporte de nombreux autres paramètres, mais ils ne sont pas nécessaires à nos tâches.
Une fois tous les réglages nécessaires effectués, il est recommandé de sauvegarder le test créé en cliquant sur le bouton avec l'image d'une disquette dans la barre d'outils. Le test est enregistré avec l'extension *.icf. Par la suite, vous pouvez utiliser le scénario de chargement créé en exécutant non pas le fichier IOmeter.exe, mais le fichier enregistré avec l'extension *.icf.
Vous pouvez maintenant commencer les tests directement en cliquant sur le bouton avec un drapeau. Il vous sera demandé de préciser le nom du fichier contenant les résultats des tests et de sélectionner son emplacement. Les résultats des tests sont enregistrés dans un fichier CSV, qui peut ensuite être facilement exporté vers Excel et, en définissant un filtre sur la première colonne, sélectionnez les données souhaitées avec les résultats des tests.
Pendant les tests, les résultats intermédiaires sont visibles sur l'onglet Affichage des résultats, et vous pouvez déterminer à quel scénario de chargement ils appartiennent dans l'onglet Accéder aux spécifications. Dans la fenêtre Spécification d'accès attribué un script en cours d'exécution apparaît en vert, les scripts terminés en rouge et les scripts non exécutés en bleu.
Nous avons donc examiné les techniques de base pour travailler avec l'utilitaire IOmeter, qui seront nécessaires pour tester des disques individuels ou des matrices RAID. Notez que nous n'avons pas parlé de toutes les capacités de l'utilitaire IOmeter, mais une description de toutes ses capacités dépasse le cadre de cet article.
Création d'une matrice RAID basée sur le contrôleur GIGABYTE SATA2
Nous commençons donc à créer une matrice RAID basée sur deux disques en utilisant le contrôleur RAID GIGABYTE SATA2 intégré à la carte. Bien entendu, Gigabyte lui-même ne produit pas de puces, et donc sous la puce GIGABYTE SATA2 se cache une puce renommée d'une autre société. Comme vous pouvez le découvrir dans le fichier INF du pilote, nous parlons d'un contrôleur de la série JMicron JMB36x.
L'accès au menu de configuration du contrôleur est possible au stade du démarrage du système, pour lequel vous devez appuyer sur la combinaison de touches Ctrl+G lorsque l'inscription correspondante apparaît à l'écran. Naturellement, d'abord dans les paramètres du BIOS, vous devez définir le mode de fonctionnement des deux ports SATA liés au contrôleur GIGABYTE SATA2 comme RAID (sinon l'accès au menu du configurateur de la matrice RAID sera impossible).
Le menu de configuration du contrôleur RAID GIGABYTE SATA2 est assez simple. Comme nous l'avons déjà noté, le contrôleur est à double port et vous permet de créer des matrices RAID de niveau 0 ou 1. Grâce au menu des paramètres du contrôleur, vous pouvez supprimer ou créer une matrice RAID. Lors de la création d'une matrice RAID, vous pouvez spécifier son nom, sélectionner le niveau de la matrice (0 ou 1), définir la taille de bande pour RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 ou 4K) et également déterminer la taille de la matrice RAID. tableau.
Une fois le tableau créé, toute modification n’est plus possible. Autrement dit, vous ne pouvez pas modifier ultérieurement le tableau créé, par exemple son niveau ou sa taille de bande. Pour ce faire, vous devez d'abord supprimer le tableau (avec perte de données), puis le recréer. En fait, ce n'est pas propre au contrôleur GIGABYTE SATA2. L'impossibilité de modifier les paramètres des matrices RAID créées est une caractéristique de tous les contrôleurs, qui découle du principe même de mise en œuvre d'une matrice RAID.
Une fois qu'une matrice basée sur le contrôleur GIGABYTE SATA2 a été créée, les informations actuelles à ce sujet peuvent être consultées à l'aide de l'utilitaire GIGABYTE RAID Configurer, qui est installé automatiquement avec le pilote.
Création d'une matrice RAID basée sur le contrôleur Marvell 9128
La configuration du contrôleur RAID Marvell 9128 n'est possible que via les paramètres BIOS de la carte Gigabyte GA-EX58A-UD7. De manière générale, il faut dire que le menu du configurateur du contrôleur Marvell 9128 est quelque peu rudimentaire et peut induire en erreur les utilisateurs inexpérimentés. Cependant, nous parlerons de ces défauts mineurs un peu plus tard, mais pour l'instant, nous considérerons la fonctionnalité principale du contrôleur Marvell 9128.
Ainsi, bien que ce contrôleur prenne en charge les disques SATA III, il est également entièrement compatible avec les disques SATA II.
Le contrôleur Marvell 9128 permet de créer une matrice RAID de niveaux 0 et 1 basée sur deux disques. Pour un tableau de niveau 0, vous pouvez définir la taille de bande sur 32 ou 64 Ko et également spécifier le nom du tableau. De plus, il existe une option telle que Gigabyte Rounding, qui nécessite une explication. Malgré le nom qui ressemble à celui du fabricant, la fonction Gigabyte Rounding n'a rien à voir avec cela. De plus, il n'est en aucun cas lié à la matrice RAID de niveau 0, bien que dans les paramètres du contrôleur il puisse être défini spécifiquement pour une matrice de ce niveau. En fait, c'est la première de ces lacunes du configurateur de contrôleur Marvell 9128 que nous avons mentionnée. La fonctionnalité Gigabyte Rounding est définie uniquement pour le niveau RAID 1. Elle vous permet d'utiliser deux disques (par exemple, de fabricants ou de modèles différents) avec des capacités légèrement différentes pour créer une matrice RAID de niveau 1. La fonction Gigabyte Rounding définit précisément la différence de taille des deux disques utilisés pour créer une matrice RAID de niveau 1. Dans le contrôleur Marvell 9128, la fonction Gigabyte Rounding permet de définir la différence de taille des disques à 1 ou 10. GB.
Un autre défaut du configurateur du contrôleur Marvell 9128 est que lors de la création d'une matrice RAID de niveau 1, l'utilisateur a la possibilité de sélectionner la taille de la bande (32 ou 64 Ko). Cependant, la notion de stripe n'est pas du tout définie pour le niveau RAID 1.
Création d'une matrice RAID basée sur le contrôleur intégré à l'ICH10R
Le contrôleur RAID intégré au Southbridge ICH10R est le plus courant. Comme déjà indiqué, ce contrôleur RAID est doté de 6 ports et prend en charge non seulement la création de matrices RAID 0 et RAID 1, mais également RAID 5 et RAID 10.
L'accès au menu de configuration du contrôleur est possible au stade du démarrage du système, pour lequel vous devez appuyer sur la combinaison de touches Ctrl + I lorsque l'inscription correspondante apparaît à l'écran. Naturellement, vous devez d'abord définir dans les paramètres du BIOS le mode de fonctionnement de ce contrôleur comme RAID (sinon l'accès au menu du configurateur de matrice RAID sera impossible).
Le menu de configuration du contrôleur RAID est assez simple. Grâce au menu des paramètres du contrôleur, vous pouvez supprimer ou créer une matrice RAID. Lors de la création d'une matrice RAID, vous pouvez spécifier son nom, sélectionner le niveau de la matrice (0, 1, 5 ou 10), définir la taille de bande pour RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 ou 4K) et également déterminer la taille du tableau.
Comparaison des performances RAID
Pour tester les matrices RAID à l'aide de l'utilitaire IOmeter, nous avons créé des scénarios de lecture séquentielle, d'écriture séquentielle, de lecture sélective et de charge d'écriture sélective. Les tailles des blocs de données dans chaque scénario de chargement étaient les suivantes : 512 octets, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 Ko, 1 Mo.
Sur chacun des contrôleurs RAID, nous avons créé une matrice RAID 0 avec toutes les tailles de stripe autorisées et une matrice RAID 1. De plus, afin de pouvoir évaluer le gain de performances obtenu grâce à l'utilisation d'une matrice RAID, nous avons également testé un seul disque. sur chacun des contrôleurs RAID.
Voyons donc les résultats de nos tests.
Contrôleur GIGABYTE SATA2
Tout d'abord, examinons les résultats des tests des matrices RAID basées sur le contrôleur GIGABYTE SATA2 (Fig. 6-13). En général, le contrôleur s'est avéré littéralement mystérieux et ses performances étaient tout simplement décevantes.
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Riz. 6.Vitesse séquentielle |
Riz. 7.Vitesse séquentielle |
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Riz. 12.Vitesse série |
Riz. 13.Vitesse série |
Si vous examinez les caractéristiques de vitesse d'un disque (sans matrice RAID), la vitesse de lecture séquentielle maximale est de 102 Mo/s et la vitesse d'écriture séquentielle maximale est de 107 Mo/s.
Lors de la création d'une matrice RAID 0 avec une taille de bande de 128 Ko, la vitesse de lecture et d'écriture séquentielle maximale augmente à 125 Mo/s, soit une augmentation d'environ 22 %.
Avec des tailles de bande de 64, 32 ou 16 Ko, la vitesse de lecture séquentielle maximale est de 130 Mo/s et la vitesse d'écriture séquentielle maximale est de 141 Mo/s. Autrement dit, avec les tailles de bande spécifiées, la vitesse de lecture séquentielle maximale augmente de 27 % et la vitesse d'écriture séquentielle maximale augmente de 31 %.
En fait, cela ne suffit pas pour un tableau de niveau 0, et j'aimerais que la vitesse maximale des opérations séquentielles soit plus élevée.
Avec une taille de bande de 8 Ko, la vitesse maximale des opérations séquentielles (lecture et écriture) reste à peu près la même qu'avec une taille de bande de 64, 32 ou 16 Ko, cependant, il existe des problèmes évidents de lecture sélective. À mesure que la taille du bloc de données augmente jusqu'à 128 Ko, la vitesse de lecture sélective (comme elle devrait) augmente proportionnellement à la taille du bloc de données. Cependant, lorsque la taille du bloc de données est supérieure à 128 Ko, la vitesse de lecture sélective chute jusqu'à presque zéro (à environ 0,1 Mo/s).
Avec une taille de bande de 4 Ko, non seulement la vitesse de lecture sélective diminue lorsque la taille du bloc est supérieure à 128 Ko, mais également la vitesse de lecture séquentielle lorsque la taille du bloc est supérieure à 16 Ko.
L'utilisation d'une matrice RAID 1 sur un contrôleur GIGABYTE SATA2 ne modifie pas significativement la vitesse de lecture séquentielle (par rapport à un seul disque), mais la vitesse d'écriture séquentielle maximale est réduite à 75 Mo/s. Rappelons que pour une matrice RAID 1, la vitesse de lecture doit augmenter et la vitesse d'écriture ne doit pas diminuer par rapport à la vitesse de lecture et d'écriture d'un seul disque.
Sur la base des résultats des tests du contrôleur GIGABYTE SATA2, une seule conclusion peut être tirée. Il est logique d'utiliser ce contrôleur pour créer des matrices RAID 0 et RAID 1 uniquement si tous les autres contrôleurs RAID (Marvell 9128, ICH10R) sont déjà utilisés. Même s'il est assez difficile d'imaginer une telle situation.
Contrôleur Marvell 9128
Le contrôleur Marvell 9128 a démontré des caractéristiques de vitesse beaucoup plus élevées que le contrôleur GIGABYTE SATA2 (Fig. 14-17). En fait, les différences apparaissent même lorsque le contrôleur fonctionne avec un seul disque. Si pour le contrôleur GIGABYTE SATA2, la vitesse de lecture séquentielle maximale est de 102 Mo/s et est obtenue avec une taille de bloc de données de 128 Ko, alors pour le contrôleur Marvell 9128, la vitesse de lecture séquentielle maximale est de 107 Mo/s et est obtenue avec une taille de bloc de données de 128 Ko. taille de bloc de 16 Ko.
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Riz. 18.Vitesse série Si nous parlons de la matrice RAID 0 sur le contrôleur ICH10R, alors la vitesse de lecture et d'écriture séquentielle maximale ne dépend pas de la taille de la bande et est de 212 Mo/s. Seule la taille du bloc de données auquel la vitesse séquentielle maximale de lecture et d'écriture est atteinte dépend de la taille de la bande. Les résultats des tests montrent que pour RAID 0 basé sur le contrôleur ICH10R, il est optimal d'utiliser une bande de 64 Ko. Dans ce cas, la vitesse de lecture et d'écriture séquentielle maximale est atteinte avec une taille de bloc de données de seulement 16 Ko. Donc, pour résumer, nous soulignons une fois de plus que le contrôleur RAID intégré à l'ICH10R dépasse largement tous les autres contrôleurs RAID intégrés en termes de performances. Et étant donné qu'il a également de plus grandes fonctionnalités, il est optimal d'utiliser ce contrôleur particulier et d'oublier simplement l'existence de tous les autres (à moins, bien sûr, que le système n'utilise des disques SATA III). |
Les passionnés ont une règle non écrite : le disque dur Western Digital WD1500 Raptor est le modèle de bureau idéal si vous avez besoin de performances maximales. Mais tous les utilisateurs ne peuvent pas suivre cette voie, car dépenser 240 dollars pour un disque dur d'une capacité de seulement 150 Go n'est pas une solution très attractive. Le Raptor est-il toujours le meilleur choix ? Le prix n'a pas changé depuis plusieurs mois, et aujourd'hui, pour ce genre d'argent, vous pouvez facilement acheter une paire de disques de 400 Go. N'est-il pas temps de comparer les performances des matrices RAID modernes avec celles de Raptor ?
Les passionnés connaissent les disques durs Raptor car c'est le seul disque dur de bureau de 3,5" qui tourne à 10 000 tr/min. La plupart des disques durs de ce secteur de marché tournent à 7 200 tr/min. Seuls les disques durs haut de gamme pour serveurs tournent plus vite. Disques durs WD Raptor 36 et 74 Go ont été introduits il y a trois ans. Il y a environ un an, il est entré sur le marché Western Digital Raptor-X, qui offre des performances supérieures, des modèles sont également disponibles avec un couvercle transparent qui vous permet de regarder à l'intérieur du disque dur.
Après leur sortie, les disques durs Western Digital Raptor ont surpassé tous les autres disques durs Serial ATA 3,5" pour ordinateurs de bureau, bien qu'ils aient été initialement positionnés pour les serveurs à faible coût.
Une vitesse de broche de 10 000 tr/min offre deux avantages significatifs. Premièrement, la vitesse de transfert des données augmente sensiblement. Oui, la vitesse de lecture séquentielle maximale n'est pas particulièrement impressionnante, mais la vitesse minimale est de loin supérieure à n'importe quel disque dur de 7 200 tr/min. De plus, un disque dur de 10 000 tr/min a moins de latence de rotation, ce qui signifie que le disque prend moins de temps pour acquérir les données une fois les têtes de lecture/écriture positionnées.
Le principal inconvénient du WD Raptor est son prix – environ 240 $ pour le modèle 150 Go. Entre autres inconvénients, on note un niveau de bruit plus élevé (bien que non critique) et un dégagement de chaleur plus élevé. Cependant, les passionnés supporteront facilement de telles lacunes si ce disque dur offre des performances plus élevées du sous-système de stockage.
Si vous calculez le coût de stockage d'un gigaoctet de données, alors Raptor ne sera plus aussi attractif. Pour 240 $, vous pouvez obtenir une paire de disques durs de 400 Go, et le niveau de 300 $ pour un Seagate Barracuda 7200.10 de 750 Go n'est pas loin. Si vous regardez le segment bas de gamme, vous pouvez obtenir une paire de disques durs de 160 Go à 7 200 tr/min pour 50 $ chacun, qui offriront la même capacité que le Raptor, mais à plus de la moitié du prix. Ainsi, aujourd'hui, même les passionnés se demandent souvent : vaut-il la peine de prendre le WD Raptor, ne vaut-il pas mieux choisir une configuration RAID 0 sur deux disques durs de 7 200 tr/min ?
RAID 0 ne réduit pas le temps d'accès, mais il double pratiquement la vitesse de lecture séquentielle puisque les données sont réparties entre deux disques durs. L'inconvénient est le risque accru de perte de données, car si un disque dur tombe en panne, l'ensemble de la matrice sera perdu (cependant, il existe aujourd'hui également des options Récupération des informations RAID). De nombreux contrôleurs intégrés aux cartes mères haut de gamme prennent en charge les modes RAID, faciles à configurer et à installer.
Disque dur rapide ou intelligent ?
| Performance | Capacité | Sécurité du stockage des données | Prix | |
| Un disque dur (7 200 tr/min) | bien | Passable à excellent | Suffisant * | Faible à élevé, 50 $ à 300 $ |
| Disque dur WD Raptor de 150 Go (10 000 tr/min) | Excellent | Suffisant | Suffisant * | Haut : 240 $+ |
| 2x 160 Go (7 200 tr/min) | Très bon à excellent | Bon à excellent | Insuffisant * | Faible à élevé : 50 $ par disque dur |
| 2x WD Raptor de 150 Go (10 000 tr/min) | Excellent | bien | Insuffisant * | Élevé à très élevé : 240 $ par trajet |
* Il ne faut pas oublier que tout disque dur tombera en panne tôt ou tard. La technologie repose sur des composants mécaniques et leur durée de vie est limitée. Les fabricants indiquent le temps entre pannes (MTBF, Mean Time Between Failures) pour les disques durs. Si vous disposez d'une matrice RAID 0 installée sur deux disques durs de 7 200 tr/min, le risque de perte de données double car si un disque dur tombe en panne, vous perdrez l'intégralité de la matrice RAID 0. Par conséquent, sauvegardez régulièrement les données importantes et créez une image de le système d’exploitation.
Aujourd'hui, vous pouvez acheter des disques durs de 40 à 80 Go pour presque quelques centimes, et si vous n'avez pas d'exigences particulières en matière de capacité, ce volume sera suffisant même aujourd'hui. Nous recommandons toutefois d’acheter des disques durs dont le prix varie entre 50 et 70 dollars, car vous pouvez facilement vous procurer des modèles avec des capacités allant de 120 à 200 Go. Des modèles de 250 et 320 Go ont déjà commencé à apparaître dans les magasins en ligne à un prix inférieur à 100 dollars. Pour l'argent que vous dépensez pour un WD Raptor à 10 000 tr/min, vous pouvez facilement obtenir de 800 Go à 1 To de capacité sur des disques durs à 7 200 tr/min.
Si vous n'avez pas besoin d'une telle capacité, vous pouvez vous contenter de disques durs d'entrée de gamme à 7 200 tr/min. Deux disques Western Digital WD1600AAJS coûtent 55 $ chacun et vous obtiendrez facilement 320 Go de capacité dans une matrice RAID 0. Vous dépenserez la moitié de l'argent et obtiendrez deux fois la capacité. Dans quelle mesure de telles économies sont-elles justifiées ? Voyons cela.
7 200 ou 10 000 tr/min ? RAID 0 ou Raptor ?
Nous avons décidé de tester différentes configurations de disques durs. Nos tests impliquent un seul WD Raptor WD1500ADFD, un seul WD4000KD, un Raptor en RAID 0 et un WD4000 en RAID 0. Nous avons décidé d'utiliser des disques durs WD 400 Go à 7 200 tr/min, car deux de ces disques coûtent à peu près le même prix qu'un Raptor. Voyons à quel point la matrice RAID « économique » fonctionne par rapport à un seul Raptor.
Le WD4000KD est équipé de 16 Mo de cache et dispose d'une interface Serial ATA/150. La principale différence par rapport au WD Raptor à 10 000 tr/min réside dans les performances et la capacité. Le Raptor a un coût par gigaoctet de stockage important, au moins six fois supérieur à celui du WD4000KD de 400 Go. Les tests montreront l’ampleur des différences de performances. Au moment de la publication, le prix du WD4000KD Caviar était de 130 $.
Le Raptor est le champion incontesté des performances sur le marché des ordinateurs de bureau, mais c'est aussi le disque dur le plus cher. Le WD1500 Raptor utilise une interface Serial ATA/150, ce qui reste tout à fait suffisant. Si vous regardez les résultats des tests, aucun autre disque dur ne peut battre le Raptor, même avec une interface SATA 300 Mo/s. En général, la vitesse de l'interface SATA ne doit pas être prise en compte dans votre décision d'achat. Au moment de la publication, le prix du WD1500ADFD Raptor était de 240 $.
Cette configuration devrait prendre le WD1500 Raptor. Deux disques durs WD4000KD dans une matrice RAID 0 peuvent-ils battre le Raptor ?
Ce scénario est le plus coûteux de nos tests car il nécessite deux disques durs WD Raptor, mais il reste tout de même très intéressant. Deux disques durs Raptor 10 000 tr/min dans une matrice RAID 0 devraient littéralement détruire tout le monde.
RAID0
Performance
En théorie, RAID 0 est idéal pour augmenter les performances, car le taux de transfert de données séquentiel évolue de manière presque linéaire avec le nombre de disques durs de la matrice. Les fichiers sont distribués bloc par bloc sur tous les disques durs, c'est-à-dire que le contrôleur RAID écrit les données presque simultanément sur plusieurs disques durs. Les vitesses de transfert de données RAID 0 augmentent sensiblement dans presque tous les scénarios, même si les temps d'accès ne diminuent pas. Lors de tests réels, les temps d'accès dans les matrices RAID 0 augmentent même, bien que très légèrement, d'environ une demi-milliseconde.
Si vous créez une configuration RAID sur plusieurs disques durs, le contrôleur de disque peut devenir le goulot d'étranglement. Un bus PCI classique peut transférer un maximum de 133 Mo/s, ce qui est facilement absorbé par deux disques durs modernes. Les contrôleurs Serial ATA inclus dans le chipset offrent généralement un débit plus élevé, ils ne limitent donc pas les performances des matrices RAID.
Nous avons jusqu'à 350 Mo/s sur quatre disques durs WD Raptor à 10 000 tr/min sur des chipsets avec des ponts sud Intel ICH7 et ICH8. Un excellent résultat très proche du débit total de quatre disques durs distincts. Dans le même temps, le chipset nVidia nForce 680 affichait hélas un maximum de 110 Mo/s. Il semble que tous les contrôleurs RAID intégrés ne soient pas capables de fournir des matrices RAID hautes performances, même si cela est techniquement possible.
Comparaison des modes RAID
Il convient de noter que RAID 0 ne couvre pas vraiment l'idée des matrices RAID, qui signifie Redundant Arrays of Independent/Inexpensive Drives. La redondance signifie stocker les données à au moins deux endroits afin qu'elles survivent même en cas de panne d'un disque dur. C'est ce qui se produit par exemple dans le cas d'une matrice RAID 1, dans laquelle toutes les données sont mises en miroir sur un deuxième disque dur. Si l'un des disques durs « meurt », vous n'en serez informé que par les messages du contrôleur RAID. Le RAID 5 est beaucoup plus complexe et s'adresse au secteur professionnel. Il fonctionne comme une matrice RAID 0, distribuant les données sur tous les disques durs, mais avec des informations de redondance ajoutées aux données. Par conséquent, la capacité nette d'une matrice RAID 5 est égale à la capacité totale de tous les disques durs sauf un. Les informations de redondance ne sont pas écrites sur un seul disque dur (comme dans le cas du RAID 3), mais sont réparties sur tous les disques afin de ne pas créer de goulot d'étranglement lors de la lecture ou de l'écriture des informations de redondance sur un disque dur. Une matrice RAID 5 nécessite naturellement au moins trois disques durs.
Risques et effets secondaires
Le principal danger pour une matrice RAID 0 est la panne de n'importe quel disque dur, puisque l'intégralité de la matrice est perdue. C'est pourquoi plus il y a de disques dans une matrice RAID 0, plus le risque de perte d'informations est élevé. Si trois disques durs sont utilisés, le risque de perdre des informations est trois fois plus élevé qu'avec un seul disque. C'est pourquoi le RAID 0 n'est pas une bonne option pour les utilisateurs qui ont besoin d'un système fiable et ne peuvent pas se permettre une seule minute de temps d'arrêt.
Même si vous achetez un contrôleur RAID séparé puissant et coûteux, vous dépendrez toujours du matériel. Deux contrôleurs différents peuvent prendre en charge RAID 5, mais la mise en œuvre spécifique peut être très différente.
Intel Matrix RAID : vous pouvez créer différentes matrices RAID sur le même ensemble de disques durs.
Si le contrôleur RAID est suffisamment intelligent, il peut permettre d'installer deux ou plusieurs matrices RAID sur un seul ensemble de disques durs. Bien que chaque contrôleur RAID puisse prendre en charge plusieurs matrices RAID, cela nécessite le plus souvent différents ensembles de disques durs. Les Southbridges Intel ICH7-R et ICH8-R se sont donc révélés très intéressants : ils prennent en charge la fonction Intel Matrix RAID.
Une implémentation typique serait deux matrices RAID sur deux disques durs. Le premier tiers de la capacité des deux disques durs peut être alloué à une matrice RAID 0 rapide pour le système d'exploitation, et le reste à une matrice RAID 1 pour le stockage des données importantes. Si l'un des disques durs tombe en panne, le système d'exploitation sera perdu, mais les données importantes mises en miroir sur le deuxième disque dur seront préservées grâce au RAID 1. À propos, après avoir installé Windows, vous pouvez créer une image du système d'exploitation. système et stockez-le sur une matrice RAID 1 fiable. Ensuite, si le disque dur tombe en panne, le système d’exploitation peut être rapidement restauré.
Veuillez noter que de nombreuses matrices RAID nécessitent l'installation d'un pilote RAID (tel qu'Intel Matrix Storage Manager), ce qui peut créer des problèmes lors du démarrage et de la récupération du système. Tout disque de démarrage que vous utilisez pour la récupération aura besoin de pilotes RAID. Par conséquent, enregistrez la disquette du pilote pour un tel cas.
Configuration des tests
Configuration pour les tests de bas niveau
| Processeurs | 2x Intel Xeon (cœur Nocona), 3,6 GHz, FSB800, 1 Mo de cache L2 |
| Plate-forme | Asus NCL-DS (Socket 604), chipset Intel E7520, BIOS 1005 |
| Mémoire | Corsair CM72DD512AR-400 (DDR2-400 ECC, reg.), 2x 512 Mo, latences CL3-3-3-10 |
| Disque dur du système | Western Digital Caviar WD1200JB, 120 Go, 7 200 tr/min, 8 Mo de cache, UltraATA/100 |
| Contrôleurs de lecteur | Contrôleur Intel 82801EB UltraATA/100 (ICH5) Image en silicium Sil3124, PCI-X |
| Filet | Contrôleur Ethernet Gigabit Broadcom BCM5721 intégré |
| Carte vidéo | ATi RageXL intégré, 8 Mo |
| Tests et réglages | |
| Des tests de performance | c"t h2benchw 3.6 PCMark05 V1.01 |
| Tests d'E/S | IOMètre 2003.05.10 Benchmark du serveur de fichiers Benchmark du serveur Web Base de données-Benchmark Benchmark des postes de travail |
| Logiciel système | |
| Système d'exploitation | Microsoft Windows Server 2003 Édition Entreprise, Service Pack 1 |
| Pilote de plateforme | Utilitaire d'installation du chipset Intel 7.0.0.1025 |
| Pilote graphique | Pilote graphique Windows par défaut |
Configuration pour SYSmark2004 SE
| Matériel système | |
| CPU | Intel Core 2 Extreme X6800 (Conroe 65 nm, 2,93 GHz, 4 Mo de cache L2) |
| Carte mère | Gigabyte GA-965P-DQ6 2.0, chipset : Intel 965P, BIOS : F9 |
| Matériel général | |
| Mémoire | 2x 1 024 Mo DDR2-1111 (CL 4.0-4-4-12), Corsair CM2X1024-8888C4D XMS6403v1.1 |
| Carte vidéo | HIS X1900XTX IceQ3, GPU : ATi Radeon X1900 XTX (650 MHz), mémoire : 512 Mo GDDR3 (1550 MHz) |
| Disque dur I | 150 Go, 10 000 tr/min, 8 Mo de cache, SATA/150, Western Digital WD1500ADFD |
| Disque dur II | 400 Go, 7 200 tr/min, 16 Mo de cache, SATA/300, Western Digital WD4000KD |
| DVD ROM | Gigaoctet GO-D1600C (16x) |
| Logiciel | |
| Pilotes ATi | Suite Catalyseur 7.1 |
| Pilotes de chipset Intel | Utilitaire d'installation du logiciel 8.1.1.1010 |
| Pilotes RAID Intel | Gestionnaire de stockage matriciel 6.2.1.1002 |
| DirectX | 9.0c (4.09.0000.0904) |
| Système d'exploitation | Windows XP, version 2600 SP2 |
| Tests et réglages | |
| Marque SYS | Version 2004 Deuxième édition, édition officielle |
Eh bien, il va falloir passer aux résultats de la bataille entre les disques durs actuels WD Raptor de 150 Go et les disques durs WD4000KD de 400 Go dans une matrice RAID 0. Le résultat a été surprenant. Alors que le WD Raptor reste de loin le disque dur Serial ATA de bureau le plus rapide, le RAID 0 arrive en tête dans la plupart des tests en dehors du temps d'accès et des performances d'E/S. Le coût du stockage d'un gigaoctet de données sur le Raptor est très discutable, puisque vous pouvez acheter un disque dur trois fois supérieur à 7 200 tr/min pour la moitié du prix. Autrement dit, au prix d'un gigaoctet, Raptor perd aujourd'hui six fois. Cependant, si vous êtes préoccupé par la sécurité des données, réfléchissez-y à deux fois avant de choisir une matrice RAID 0 de deux disques durs bon marché à 7 200 tr/min plutôt que le WD Raptor.
Dans les mois à venir, le prix des disques durs de 500 Go passera sous la barre des 100 dollars. Mais les besoins en espace disponible pour stocker des vidéos, de la musique et des photos haute définition vont augmenter. Enfin, la densité d'enregistrement des plateaux de disques durs continue d'augmenter, si bien que des modèles 7 200 tr/min plus performants seront bientôt disponibles. À l’avenir, l’attractivité du Raptor diminuera.
Il nous semble que Western Digital devrait changer la politique tarifaire de la gamme Raptor, puisque les gains de performances se font au détriment de gros compromis sur la capacité des disques durs. Et je dois dire que de tels compromis ne sembleront pas justifiés à tout le monde. Nous aimerions voir un disque dur Raptor mis à jour de 300 Go, qui pourrait également servir de disque dur hybride avec mémoire flash intégrée pour Windows Vista.
Et ainsi de suite, ainsi de suite, ainsi de suite. Nous allons donc parler aujourd’hui des matrices RAID basées sur ces derniers.
Comme vous le savez, ces mêmes disques durs ont également une certaine marge de sécurité au-delà de laquelle ils tombent en panne, ainsi que des caractéristiques qui affectent les performances.
En conséquence, beaucoup d'entre vous ont probablement, d'une manière ou d'une autre, entendu parler de certaines matrices RAID qui peuvent être constituées à partir de disques durs ordinaires afin d'accélérer le fonctionnement de ces mêmes disques et de l'ordinateur dans son ensemble ou d'assurer une augmentation fiabilité du stockage des données.
Vous savez sûrement aussi (et si vous ne le savez pas, cela n'a pas d'importance) que ces baies ont des numéros de série différents (0, 1, 2, 3, 4, etc.) et remplissent également des fonctions complètement différentes. Ce phénomène se produit réellement dans la nature et, comme vous l'avez déjà deviné, ce sont ces mêmes matrices RAID dont je souhaite vous parler dans cet article. Plus précisément, je vous le dis déjà ;)
Aller.
Qu’est-ce que le RAID et pourquoi est-il nécessaire ?
RAID est une matrice de disques (c'est-à-dire un complexe ou, si vous préférez, un ensemble) de plusieurs périphériques - des disques durs. Comme je l'ai dit plus haut, ce tableau sert à augmenter la fiabilité du stockage des données et/ou à augmenter la vitesse de lecture/écriture des informations (ou les deux).
En fait, ce que fait exactement ce groupe de disques, c'est-à-dire accélérer le travail ou augmenter la sécurité des données, dépend de vous, ou plus précisément du choix de la configuration actuelle du(des) raid(s). Différents types de ces configurations sont marqués de différents numéros : 1, 2, 3, 4 et, par conséquent, remplissent différentes fonctions.
Simplement, par exemple, dans le cas de la construction de la 0ème version (description des variantes 0, 1, 2, 3, etc. - lire ci-dessous), vous bénéficierez d'une augmentation notable de la productivité. Et en général, le disque dur n'est aujourd'hui qu'un canal étroit dans les performances du système.
Pourquoi est-ce arrivé en général ?
Les disques durs ne font qu'augmenter en volume, car leur vitesse de rotation de la tête (à l'exception de rares modèles comme le Raptor) est restée stable depuis un certain temps autour de 7200, le cache n'augmente pas non plus exactement, l'architecture reste presque la même. .
En général, en termes de performances, les disques stagnent (la situation ne peut être sauvée qu'en développant), mais ils jouent un rôle important dans le fonctionnement du système et, à certains endroits, des applications à part entière.
Dans le cas de la construction d'un seul raid (au sens du numéro 1), vous perdrez un peu en performances, mais vous recevrez une garantie tangible de la sécurité de vos données, car elles seront complètement dupliquées et, en fait, même si un disque tombe en panne, le tout sera entièrement sur le second sans aucune perte.
En général, je le répète, les raids seront utiles à tout le monde. Je dirais même qu'ils sont obligatoires :)
Qu’est-ce que le RAID au sens physique ?
Physiquement, une matrice RAID se compose de deux à n disques durs connectés qui prennent en charge la possibilité de créer un RAID (ou à un contrôleur approprié, ce qui est moins courant car ils sont coûteux pour l'utilisateur moyen (les contrôleurs sont généralement utilisés sur des serveurs en raison de leur fiabilité et leurs performances accrues)), c'est-à-dire À l'œil nu, rien ne change à l'intérieur de l'unité centrale, il n'y a tout simplement pas de connexions inutiles ou de connexions de disques entre eux ou avec quoi que ce soit d'autre.
En général, tout dans le matériel est presque le même que d'habitude, et seule l'approche logicielle change, qui, en fait, définit, en sélectionnant le type de raid, exactement comment les disques connectés doivent fonctionner.
Par programme, dans le système, après avoir créé un raid, aucune bizarrerie particulière n'apparaît non plus. En fait, toute la différence dans le travail avec un raid réside uniquement dans le petit cadre qui organise réellement le raid (voir ci-dessous) et dans l'utilisation du pilote. Sinon, TOUT est absolument pareil - dans « Poste de travail », il y a les mêmes lecteurs C, D et autres, tous les mêmes dossiers, fichiers... En général et dans les logiciels, à l'oeil, ils sont complètement identiques.
L'installation de la matrice n'est pas difficile : on prend juste une carte mère qui supporte la technologie RAID, en prends deux complètement identiques - c'est important ! , - à la fois selon les caractéristiques (taille, cache, interface, etc.) et selon le fabricant et le modèle du disque et connectez-les à cette carte mère. Ensuite, allumez simplement l'ordinateur, allez dans le BIOS et définissez le paramètre SATA Configuration: RAID.
Après cela, pendant le processus de démarrage de l'ordinateur (généralement avant le démarrage de Windows), un panneau apparaît affichant des informations sur les disques dans le raid et à l'extérieur, où, en fait, vous devez appuyer sur CTR-I pour configurer le raid (ajouter disques dessus, supprimer, etc., etc.) . En fait, c'est tout. Ensuite, il y a d'autres joies de la vie, c'est-à-dire encore une fois, tout est comme toujours.
Remarque importante à retenir
Lors de la création ou de la suppression d'un raid (cela ne semble pas s'appliquer au 1er raid, mais ce n'est pas un fait), toutes les informations sont inévitablement supprimées des disques, et cela ne vaut donc clairement pas la peine de simplement mener une expérience, de créer et de supprimer diverses configurations. Par conséquent, avant de créer un raid, enregistrez d'abord toutes les informations nécessaires (si vous les avez), puis expérimentez.
Quant aux configurations... Comme je l'ai déjà dit, il existe plusieurs types de matrices RAID (du moins à partir de la base principale, c'est RAID1, RAID2, RAID3, RAID4, RAID5, RAID6). Pour commencer, je vais parler de deux qui sont les plus compréhensibles et les plus populaires parmi les utilisateurs ordinaires :
- RAID 0 - matrice de disques pour augmenter la vitesse d'écriture.
- RAID 1 - matrice de disques en miroir.
Et à la fin de l’article je passerai rapidement en revue les autres.
RAID 0 - qu'est-ce que c'est et à quoi sert-il ?
Et donc... RAID 0 (également connu sous le nom de Striping) - utilise deux à quatre (plus, moins souvent) disques durs qui traitent conjointement les informations, ce qui augmente les performances. Pour être clair, transporter des sacs pour une personne prend plus de temps et est plus difficile que pour quatre personnes (bien que les sacs restent les mêmes dans leurs propriétés physiques, seuls les pouvoirs qui interagissent avec eux changent). Par programme, les informations sur un raid de ce type sont divisées en blocs de données et écrites tour à tour sur les deux/plusieurs disques.
Un bloc de données sur un disque, un autre bloc de données sur un autre, et ainsi de suite. Cela augmente considérablement les performances (le nombre de disques détermine la multiplicité de l'augmentation des performances, c'est-à-dire que 4 disques fonctionneront plus vite que deux), mais la sécurité des données sur l'ensemble de la baie en souffre. Si l'un des disques durs inclus dans un tel RAID tombe en panne, toutes les informations sont presque entièrement et irrémédiablement perdues.
Pourquoi? Le fait est que chaque fichier est constitué d'un certain nombre d'octets... dont chacun contient des informations. Mais dans une matrice RAID 0, les octets d'un fichier peuvent être localisés sur plusieurs disques. Par conséquent, si l'un des disques « meurt », un nombre arbitraire d'octets du fichier sera perdu et il sera tout simplement impossible de le récupérer. Mais il existe plusieurs fichiers.
En général, lors de l'utilisation d'une telle matrice RAID, il est fortement recommandé de stocker en permanence les informations précieuses sur un support externe. Le raid offre vraiment une vitesse notable - je vous le dis à partir de ma propre expérience, car j'ai un tel bonheur installé chez moi depuis des années.
RAID 1 - qu'est-ce que c'est et à quoi sert-il ?
Quant au RAID 1 (Mirroring - "miroir")... En fait, je vais commencer par l'inconvénient. Contrairement au RAID 0, il s'avère que vous « perdez » en quelque sorte l'espace du deuxième disque dur (il est utilisé pour y écrire une copie complète (octet par octet) du premier disque dur, tandis que dans le RAID 0, cet espace est complètement disponible).
L'avantage, comme vous l'avez déjà compris, est qu'il a une grande fiabilité, c'est-à-dire que tout fonctionne (et toutes les données existent dans la nature, et ne disparaissent pas en cas de panne d'un des appareils) tant qu'au moins un disque fonctionne, c'est-à-dire Même si vous détruisez grossièrement un disque, vous ne perdrez pas un seul octet d'information, car le second est une pure copie du premier et le remplace en cas de panne. Ce type de raid est souvent utilisé sur les serveurs en raison de l'incroyable viabilité des données, ce qui est important.
Avec cette approche, les performances sont sacrifiées et, selon les sentiments personnels, elles sont encore moindres qu'avec l'utilisation d'un seul disque sans aucun raid. Cependant, pour certains, la fiabilité est bien plus importante que la performance.
RAID 2, 3, 4, 5, 6 - que sont-ils et à quoi servent-ils ?
La description de ces tableaux est ici autant que possible, c'est-à-dire uniquement à titre de référence, et même sous forme compressée (en fait, seul le second est décrit). Pourquoi donc? Au moins en raison de la faible popularité de ces tableaux parmi l'utilisateur moyen (et, en général, tout autre) et, par conséquent, de mon peu d'expérience dans leur utilisation.
RAID 2 est réservé aux baies qui utilisent une sorte de code de Hamming (ce que c'était ne m'intéressait pas, donc je ne vous le dirai pas). Le principe de fonctionnement est approximativement le suivant : les données sont écrites sur les périphériques correspondants de la même manière que dans RAID 0, c'est-à-dire qu'elles sont divisées en petits blocs sur tous les disques impliqués dans le stockage des informations.
Les disques restants (spécialement alloués à cet effet) stockent des codes de correction d'erreur, qui peuvent être utilisés pour restaurer des informations en cas de panne d'un disque dur. Ainsi, dans les baies de ce type, les disques sont divisés en deux groupes : pour les données et pour les codes de correction d'erreurs.
Par exemple, vous disposez de deux disques qui fournissent de l'espace pour le système et les fichiers, et deux autres seront entièrement dédiés aux données de correction en cas de panne des deux premiers disques. Essentiellement, il s'agit d'un raid zéro, uniquement avec la possibilité de sauvegarder au moins d'une manière ou d'une autre des informations en cas de panne de l'un des disques durs. Rarement cher - quatre disques au lieu de deux avec une augmentation de sécurité très controversée.
RAID 3, 4, 5, 6... À leur sujet, aussi étrange que cela puisse paraître sur les pages de ce site, essayez de les lire sur Wikipédia. Le fait est que dans ma vie j'ai rencontré ces tableaux extrêmement rarement (sauf que le cinquième m'est venu plus souvent que d'autres) et je ne peux pas décrire avec des mots accessibles les principes de leur fonctionnement, et je ne veux absolument pas réimprimer un article de la ressource proposée ci-dessus, au moins en raison de la présence de formulations exaspérantes dans celles-ci, que même moi, je peux à peine comprendre.
Quel RAID choisir ?
Si vous jouez à des jeux, copiez souvent de la musique, des films ou installez des programmes gourmands en ressources, alors RAID 0 vous sera certainement utile. Mais soyez prudent lorsque vous choisissez des disques durs - dans ce cas, leur qualité est particulièrement importante - ou veillez à effectuer des sauvegardes sur des supports externes.
Si vous travaillez avec des informations précieuses dont la perte équivaut à la mort, alors vous avez absolument besoin du RAID 1 - il est extrêmement difficile de perdre des informations avec.
Je répète qu'il est très souhaitable que les disques installés dans la matrice RAID soient identiques. Taille, marque, série, taille du cache - tout devrait de préférence être pareil.
Épilogue
C'est ainsi que les choses se passent.
D'ailleurs, j'ai écrit comment assembler ce miracle dans l'article : " Comment créer une matrice RAID à l'aide de méthodes standard", et à propos de quelques paramètres dans le matériau " RAID 0 de deux SSD, - tests pratiques avec Read Ahead et Read Cache". Utilisez la recherche.
J'espère sincèrement que cet article vous sera utile et que vous ferez certainement vous-même un raid d'un type ou d'un autre. Croyez-moi, ça vaut le coup.
Pour toute question sur leur création et leur configuration, en général, vous pouvez me contacter dans les commentaires - j'essaierai de vous aider (s'il existe des instructions en ligne pour votre carte mère). Je serai également heureux de recevoir tous les ajouts, souhaits, pensées et tout le reste.