En deux ans, peu de changements se sont accumulés :

• Supermicro s'éloigne du facteur de forme UIO « inversé » propriétaire pour les contrôleurs. Les détails seront ci-dessous.
• LSI 2108 (SAS2 RAID avec 512 Mo de cache) et LSI 2008 (SAS2 HBA avec prise en charge RAID en option) sont toujours en service. Les produits basés sur ces puces, tant de LSI que de partenaires OEM, sont assez bien établis et sont toujours d'actualité.
• LSI 2208 (le même SAS2 RAID avec la pile LSI MegaRAID, uniquement avec un processeur dual-core et 1024 Mo de cache) et (une version améliorée de LSI 2008 avec un processeur plus rapide et un support PCI-E 3.0) sont apparus.

Transition de l'UIO à la WIO

Comme vous vous en souvenez, les cartes UIO sont des cartes PCI-E x8 classiques, dans lesquelles toute la base des éléments est située au verso, c'est-à-dire lorsqu'il est installé dans la colonne montante gauche, il se trouve en haut. Ce facteur de forme était nécessaire pour installer les cartes dans l'emplacement le plus bas du serveur, ce qui permettait de placer quatre cartes dans la colonne montante gauche. UIO n'est pas seulement le facteur de forme des cartes d'extension, il s'agit également de boîtiers conçus pour installer des risers, des risers eux-mêmes et des cartes mères d'un facteur de forme spécial, avec une découpe pour le connecteur d'extension inférieur et des emplacements pour l'installation des risers.
Cette solution posait deux problèmes. Premièrement, le facteur de forme non standard des cartes d'extension limitait le choix du client, car Dans le format UIO, il n'y a que quelques contrôleurs SAS, InfiniBand et Ethernet. Deuxièmement, il y a un nombre insuffisant de lignes PCI-E dans les emplacements pour les colonnes montantes - seulement 36, dont seulement 24 lignes pour la colonne montante gauche, ce qui n'est clairement pas suffisant pour quatre cartes avec PCI-E x8.
Qu’est-ce que WIO ? Au début, il s'est avéré qu'il était possible de placer quatre planches dans la contremarche gauche sans avoir besoin de « retourner le sandwich côté beurre vers le haut », et des contremarches pour planches ordinaires sont apparues (RSC-R2UU-A4E8+). Le manque de lignes (maintenant 80) a ensuite été résolu en utilisant des emplacements avec une densité de broches plus élevée.

Support UIO RSC-R2UU-UA3E8+

Colonne montante WIO RSC-R2UW-4E8

Résultats:

• Les élévateurs WIO ne peuvent pas être installés sur des cartes mères conçues pour UIO (par exemple, X8DTU-F).
• Les élévateurs UIO ne peuvent pas être installés dans de nouvelles cartes conçues pour WIO.
• Il existe des supports pour WIO (sur la carte mère) qui disposent d'un emplacement UIO pour les cartes. Juste au cas où vous auriez encore des contrôleurs UIO. Ils sont utilisés dans les plates-formes pour Socket B2 (6027B-URF, 1027B-URF, 6017B-URF).
• Il n'y aura pas de nouveaux contrôleurs au format UIO. Par exemple, le contrôleur USAS2LP-H8iR sur la puce LSI 2108 sera le dernier, il n'y aura pas de LSI 2208 pour UIO - seulement un MD2 ordinaire avec PCI-E x8.

Contrôleurs PCI-E

À l'heure actuelle, trois variétés sont pertinentes : les contrôleurs RAID basés sur LSI 2108/2208 et les HBA basés sur LSI 2308. Il existe également un mystérieux SAS2 HBA AOC-SAS2LP-MV8 sur la puce Marvel 9480, mais je devrais en parler à cause de son exotisme. La plupart des cas d'utilisation de HBA SAS internes sont des systèmes de stockage avec ZFS sous FreeBSD et diverses variétés de Solaris. En raison de l'absence de problèmes de support dans ces OS, le choix dans 100 % des cas se porte sur LSI 2008/2308.
LSI2108
En plus de l'UIO "AOC-USAS2LP-H8iR, mentionné dans deux autres contrôleurs, ont été ajoutés :

AOC-SAS2LP-H8iR
LSI 2108, SAS2 RAID 0/1/5/6/10/50/60, 512 Mo de cache, 8 ports internes (2 connecteurs SFF-8087). Il s'agit d'un analogue du contrôleur LSI 9260-8i, mais fabriqué par Supermicro, il existe des différences mineures dans la disposition de la carte, le prix est de 40 à 50 $ inférieur à celui du LSI. Toutes les options LSI supplémentaires sont prises en charge : activation, FastPath et CacheCade 2.0, protection du cache de la batterie - LSIiBBU07 et LSIiBBU08 (il est désormais préférable d'utiliser BBU08, il a une plage de température étendue et est livré avec un câble pour l'installation à distance).
Malgré l'émergence de contrôleurs plus puissants basés sur le LSI 2208, le LSI 2108 reste toujours d'actualité en raison de son prix inférieur. Les performances avec les disques durs conventionnels sont suffisantes dans tous les scénarios : la limite d'IOPS pour travailler avec des SSD est de 150 000, ce qui est plus que suffisant pour la plupart des solutions économiques.

AOC-SAS2LP-H4iR
LSI 2108, SAS2 RAID 0/1/5/6/10/50/60, 512 Mo de cache, 4 ports internes + 4 ports externes. Il est analogue au contrôleur LSI 9280-4i4e. Pratique pour une utilisation dans des boîtiers d'extension, car il n'est pas nécessaire de sortir la sortie de l'extenseur pour connecter des JBOD supplémentaires, ou dans les cas 1U avec 4 disques, si nécessaire, fournir la possibilité d'augmenter le nombre de disques. Prend en charge les mêmes BBU et clés d'activation.
LSI2208

AOC-S2208L-H8iR
LSI 2208, SAS2 RAID 0/1/5/6/10/50/60, 1024 Mo de cache, 8 ports internes (2 connecteurs SFF-8087). Il est analogue au contrôleur LSI 9271-8i. LSI 2208 est un développement ultérieur du LSI 2108. Le processeur est devenu dual-core, ce qui a permis d'augmenter la limite de performances IOPS à 465 000. Le support PCI-E 3.0 a été ajouté et le cache a été augmenté à 1 Go.
Le contrôleur prend en charge la protection de la batterie de cache BBU09 et la protection flash CacheVault. Supermicro les fournit sous les références BTR-0022L-LSI00279 et BTR-0024L-LSI00297, mais il est plus facile d'acheter chez nous via le canal de vente LSI (la deuxième partie des références sont les références LSI d'origine). Les clés d'activation MegaRAID Advanced Software Options sont également prises en charge, numéros de pièce : AOC-SAS2-FSPT-ESW (FastPath) et AOCCHCD-PRO2-KEY (CacheCade Pro 2.0).
LSI 2308 (HBA)

AOC-S2308L-L8i et AOC-S2308L-L8e
LSI 2308, SAS2 HBA (avec firmware IR - RAID 0/1/1E), 8 ports internes (2 connecteurs SFF-8087). Il s'agit du même contrôleur, livré avec un firmware différent. AOC-S2308L-L8e - Micrologiciel informatique (HBA pur), AOC-S2308L-L8i - Micrologiciel IR (avec prise en charge de RAID 0/1/1E). La différence est que le L8i peut fonctionner avec le firmware IR et IT, le L8e - uniquement avec l'IT, le firmware en IR est bloqué. Est analogue au contrôleur LSI 9207-8 je. Différences par rapport au LSI 2008 : une puce plus rapide (800 MHz, en conséquence, la limite d'IOPS est passée à 650 000), la prise en charge du PCI-E 3.0 est apparue. Application : RAID logiciels (ZFS par exemple), serveurs économiques.
Il n'y aura pas de contrôleurs bon marché avec support RAID-5 basés sur cette puce (pile iMR, contrôleurs prêts à l'emploi - LSI 9240).

Contrôleurs embarqués

Dans les derniers produits (cartes X9 et plates-formes avec celles-ci), Supermicro indique la présence d'un contrôleur SAS2 de LSI avec le numéro « 7 » dans le numéro de pièce, et le numéro « 3 » indique le chipset SAS (Intel C600). Mais il n'y a aucune différence entre LSI 2208 et 2308, alors soyez prudent lors du choix d'une carte.

• Le contrôleur basé sur LSI 2208 soudé sur les cartes mères est limité à 16 disques maximum. Lorsque vous ajoutez 17, il ne sera tout simplement pas détecté et vous verrez le message « PD n'est pas pris en charge » dans le journal MSM. Ceci est compensé par un prix nettement inférieur. Par exemple, la combinaison « X9DRHi-F + contrôleur externe LSI 9271-8i » coûtera environ 500 $ de plus que le X9DRH-7F avec LSI 2008 intégré. Il n'est pas possible de contourner cette limitation en flashant le LSI 9271 - le flashage d'un autre bloc SBR, comme dans le cas du LSI 2108, n'aide pas.
• Une autre caractéristique est le manque de prise en charge des modules CacheVault : les cartes n'ont tout simplement pas assez d'espace pour un connecteur spécial, donc seul BBU09 est pris en charge. La possibilité d'installer le BBU09 dépend du boîtier utilisé. Par exemple, le LSI 2208 est utilisé dans les serveurs lames 7127R-S6 ; il existe un connecteur pour connecter un BBU, mais pour installer le module lui-même, des fixations supplémentaires MCP-640-00068-0N Support de support de batterie sont nécessaires.
• Le firmware SAS HBA (LSI 2308) devra maintenant être mis à jour, car sas2flash.exe ne démarre sous DOS sur aucune des cartes avec LSI 2308 avec l'erreur "Échec de l'initialisation de PAL".

Contrôleurs dans les plates-formes Twin et FatTwin

Certaines plateformes 2U Twin 2 sont disponibles en trois versions, avec trois types de contrôleurs. Par exemple:

• 2027TR-HTRF+ - chipset SATA
• 2027TR-H70RF+-LSI 2008
• 2027TR-H71RF+-LSI 2108
• 2027TR-H72RF+-LSI 2208

Une telle diversité est assurée par le fait que les contrôleurs sont situés sur un fond de panier spécial, qui est connecté à un emplacement spécial sur la carte mère et au fond de panier de disque.

BPN-ADP-SAS2-H6IR (LSI2108)

BPN-ADP-S2208L-H6iR (LSI2208)

BPN-ADP-SAS2-L6i (LSI 2008)

Étuis Supermicro xxxBE16/xxxBE26

Un autre sujet directement lié aux contrôleurs est la modernisation des boîtiers avec . Des variétés sont apparues avec une cage supplémentaire pour deux disques 2,5" située sur le panneau arrière du boîtier. Objectif - un disque dédié (ou miroir) pour charger le système. Bien entendu, le système peut être chargé en sélectionnant un petit volume dans un autre groupe de disques ou à partir de disques supplémentaires attachés à l'intérieur du boîtier (dans 846 cas, vous pouvez installer des fixations supplémentaires pour un disque 3,5" ou deux disques 2,5"), mais les modifications mises à jour sont beaucoup plus pratiques :

De plus, ces disques supplémentaires n'ont pas besoin d'être connectés spécifiquement au contrôleur SATA du chipset. À l'aide du câble SFF8087->4xSATA, vous pouvez vous connecter au contrôleur SAS principal via la sortie d'extension SAS.
P.S. J'espère que les informations ont été utiles. N'oubliez pas que vous pouvez obtenir les informations et l'assistance technique les plus complètes pour les produits de Supermicro, LSI, Adaptec de PMC et d'autres fournisseurs de True System.

Tests de baies RAID 6, 5, 1 et 0 avec des disques Hitachi SAS-2

Apparemment, l’époque où un contrôleur RAID professionnel à 8 ports décent coûtait beaucoup d’argent est révolue. De nos jours, des solutions sont apparues pour l'interface Serial Attached SCSI (SAS), très attractives en termes de prix, de fonctionnalités et de performances. Cette critique concerne l’un d’entre eux.

Contrôleur LSI MegaRAID SAS 9260-8i

Nous avons déjà parlé de l'interface SAS de deuxième génération avec une vitesse de transfert de 6 Gbit/s et du contrôleur HBA à 8 ports très bon marché LSI SAS 9211-8i, conçu pour organiser des systèmes de stockage de données d'entrée de gamme basés sur les matrices RAID les plus simples. Disques SAS et SATA. Le modèle LSI MegaRAID SAS 9260-8i sera d'une classe supérieure - il est équipé d'un processeur plus puissant avec traitement matériel de matrices de niveaux 5, 6, 50 et 60 (technologie ROC - RAID On Chip), ainsi que d'un notable quantité (512 Mo) de mémoire SDRAM intégrée pour une mise en cache efficace des données. Ce contrôleur prend également en charge les interfaces SAS et SATA avec un taux de transfert de données de 6 Gbit/s, et l'adaptateur lui-même est conçu pour PCI Express x8 version 2.0 (5 Gbit/s par voie), ce qui est théoriquement presque suffisant pour satisfaire les besoins de 8 utilisateurs à haut débit. Ports SAS. Et tout cela à un prix public d'environ 500 $, soit seulement quelques centaines de plus que le LSI SAS 9211-8i économique. Le fabricant lui-même classe d'ailleurs cette solution dans la série MegaRAID Value Line, c'est-à-dire des solutions économiques.

Contrôleur SAS LSIMegaRAID SAS9260-8i 8 ports et son processeur SAS2108 avec mémoire DDR2

La carte LSI SAS 9260-8i a un profil bas (facteur de forme MD2), est équipée de deux connecteurs internes Mini-SAS 4X (chacun d'eux vous permet de connecter jusqu'à 4 disques SAS directement ou plus via des multiplicateurs de ports), est conçue pour le bus PCI Express x8 2.0 et prend en charge les niveaux RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50 et 60, la fonctionnalité SAS dynamique et bien plus encore. etc. Le contrôleur LSI SAS 9260-8i peut être installé aussi bien dans des serveurs rack 1U et 2U (serveurs de classe Mid et High-End), que dans des boîtiers ATX et Slim-ATX (pour postes de travail). La prise en charge RAID est fournie au niveau matériel - un processeur LSI SAS2108 intégré (cœur PowerPC à 800 MHz), complété par 512 Mo de mémoire DDR2 à 800 MHz avec prise en charge ECC. LSI promet des vitesses de processeur allant jusqu'à 2,8 Go/s en lecture et jusqu'à 1,8 Go/s en écriture. Parmi les riches fonctionnalités de l'adaptateur, il convient de noter les fonctions d'extension de capacité en ligne (OCE), de migration de niveau RAID en ligne (RLM) (extension du volume et modification du type de baies à la volée), services de cryptage SafeStore et effacement sécurisé instantané. (cryptage des données sur les disques et suppression sécurisée des données), prise en charge des disques SSD (technologie SSD Guard) et bien plus encore. etc. Un module de batterie en option est disponible pour ce contrôleur (avec lui, la température de fonctionnement maximale ne doit pas dépasser +44,5 degrés Celsius).

Contrôleur LSI SAS 9260-8i : principales caractéristiques techniques

Interface système	PCI Express x8 2.0 (5 GT/s), bus maître DMA
Interface disque	SAS-2 6 Gbit/s (prend en charge les protocoles SSP, SMP, STP et SATA)
Nombre de ports SAS	8 (2 x 4 connecteurs Mini-SAS SFF8087), prend en charge jusqu'à 128 disques via des multiplicateurs de ports
Prise en charge RAID	niveaux 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60
CPU	LSI SAS2108 ROC (PowerPC à 800 MHz)
Mémoire cache intégrée	512 Mo ECC DDR2 800 MHz
Consommation d'énergie, pas plus	24 W (+3,3 V et +12 V d'alimentation depuis l'emplacement PCIe)
Plage de température de fonctionnement/stockage	0…+60 °С / −45…+105 °С
Facteur de forme, dimensions	MD2 profil bas, 168 × 64,4 mm
Valeur MTBF	>2 millions d'heures
Garantie du fabricant	3 années

Le constructeur a décrit les applications typiques du LSI MegaRAID SAS 9260-8i comme suit : diverses stations vidéo (vidéo à la demande, vidéosurveillance, création et montage vidéo, images médicales), calcul haute performance et archives de données numériques, divers serveurs (fichiers, web, email, bases de données). En général, la grande majorité des problèmes sont résolus dans les petites et moyennes entreprises.

Dans une boîte blanche et orange avec un visage de femme souriant et frivole sur le « titre » (apparemment pour mieux attirer les administrateurs système barbus et les constructeurs de systèmes sévères), il y a une carte contrôleur, des supports pour l'installer dans des boîtiers ATX, Slim-ATX, etc., deux câbles à 4 disques avec connecteurs Mini-SAS à une extrémité et SATA standard (sans alimentation) à l'autre (pour connecter jusqu'à 8 disques au contrôleur), ainsi qu'un CD avec une documentation PDF et des pilotes pour de nombreuses versions de Windows, Linux (SuSE et RedHat), Solaris et VMware.

Kit de livraison de la version boîte du contrôleur LSI MegaRAID SAS 9260-8i (la clé matérielle mini MegaRAID Advanced Services est disponible sur demande séparée)

Avec une clé matérielle spéciale (elle est fournie séparément), les technologies logicielles LSI MegaRAID Advanced Services sont disponibles pour le contrôleur LSI MegaRAID SAS 9260-8i : MegaRAID Recovery, MegaRAID CacheCade, MegaRAID FastPath, LSI SafeStore Encryption Services (leur prise en compte dépasse le cadre de cet article). En particulier, en termes d'augmentation des performances d'une baie de disques (HDD) traditionnelle utilisant un disque SSD (SSD) ajouté au système, la technologie MegaRAID CacheCade sera utile, à l'aide de laquelle le SSD agit comme un second- niveau de cache pour la baie de disques durs (analogue à une solution hybride pour disque dur), dans certains cas, offrant jusqu'à 50 fois plus de performances du sous-système de disque. La solution MegaRAID FastPath est également intéressante, qui réduit la latence de traitement des opérations d'E/S par le processeur SAS2108 (en désactivant l'optimisation pour les disques durs), ce qui permet d'accélérer le fonctionnement d'une matrice de plusieurs disques SSD (SSD). ) connecté directement aux ports SAS 9260-8i.

Il est plus pratique d'effectuer des opérations de configuration, de configuration et de maintenance du contrôleur et de ses baies dans un gestionnaire propriétaire dans l'environnement du système d'exploitation (les paramètres du menu de configuration du BIOS du contrôleur lui-même ne sont pas assez riches - seules les fonctions de base sont disponibles ). En particulier, dans le gestionnaire, en quelques clics de souris, vous pouvez organiser n'importe quel tableau et définir des politiques pour son fonctionnement (mise en cache, etc.) - voir captures d'écran.

Exemples de captures d'écran du gestionnaire Windows pour configurer des matrices RAID de niveaux 5 (ci-dessus) et 1 (ci-dessous).

Essai

Pour nous familiariser avec les performances de base du LSI MegaRAID SAS 9260-8i (sans la clé matérielle MegaRAID Advanced Services et les technologies associées), nous avons utilisé cinq disques SAS hautes performances avec une vitesse de broche de 15 000 tr/min et une prise en charge du SAS- 2 interfaces (6 Gbit/c) - Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 d'une capacité de 300 Go.

Disque dur Hitachi Ultrastar 15K600 sans capot supérieur

Cela nous permettra de tester tous les niveaux de base des baies - RAID 6, 5, 10, 0 et 1, et non seulement avec le nombre minimum de disques pour chacun d'eux, mais aussi « pour la croissance », c'est-à-dire lors de l'ajout d'un disque au deuxième des ports SAS à 4 canaux de la puce ROC. Notez que le héros de cet article a un analogue simplifié - le contrôleur LSI MegaRAID SAS 9260-4i à 4 ports sur la même base d'éléments. Par conséquent, nos tests sur les baies à 4 disques lui sont également applicables.

La vitesse de lecture/écriture séquentielle maximale des données utiles pour le Hitachi HUS156030VLS600 est d'environ 200 Mo/s (voir graphique). Le temps d'accès aléatoire moyen lors de la lecture (selon spécifications) est de 5,4 ms. Tampon intégré - 64 Mo.

Tableau des vitesses de lecture/écriture séquentielle Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600

Le système de test était basé sur un processeur Intel Xeon 3120, une carte mère avec un chipset Intel P45 et 2 Go de mémoire DDR2-800. Le contrôleur SAS a été installé dans l'emplacement PCI Express x16 v2.0. Les tests ont été effectués sous les systèmes d'exploitation Windows XP SP3 Professionnel et Windows 7 Ultimate SP1 x86 (versions purement américaines), car leurs homologues serveur (Windows 2003 et 2008, respectivement) ne permettent pas de fonctionner certains des benchmarks et scripts que nous utilisions. . Les tests utilisés étaient AIDA64, ATTO Disk Benchmark 2.46, Intel IOmeter 2006, Intel NAS Performance Toolkit 1.7.1, C'T H2BenchW 4.13/4.16, HD Tach RW 3.0.4.0 et pour Futuremark PCMark Vantage et PCMark05. Les tests ont été réalisés aussi bien sur des volumes non partitionnés (IOmeter, H2BenchW, AIDA64) que sur des partitions formatées. Dans ce dernier cas (pour NASPT et PCMark), les résultats ont été pris à la fois pour le début physique de la baie et pour son milieu (les volumes de la baie de capacité maximale disponible ont été divisés en deux partitions logiques de taille égale). Cela nous permet d'évaluer plus adéquatement les performances des solutions, car les sections initiales de volumes les plus rapides, sur lesquelles les tests de fichiers sont effectués par la plupart des navigateurs, ne reflètent souvent pas la situation sur d'autres sections du disque, qui peuvent également être très utilisées. activement dans un travail réel.

Tous les tests ont été effectués cinq fois et les résultats ont été moyennés. Nous examinerons plus en détail notre méthodologie mise à jour pour évaluer les solutions de disques professionnelles dans un article séparé.

Il reste à ajouter que lors de ces tests, nous avons utilisé la version 12.12.0-0036 du firmware du contrôleur et la version 4.32.0.32 des pilotes. La mise en cache d'écriture et de lecture a été activée pour toutes les baies et tous les disques. Peut-être que l'utilisation d'un firmware et de pilotes plus modernes nous a épargné les bizarreries constatées dans les résultats des premiers tests du même contrôleur. Dans notre cas, de tels incidents n'ont pas été observés. Cependant, nous n'utilisons pas non plus dans notre package le script FC-Test 1.0, qui est très douteux en termes de fiabilité des résultats (que dans certains cas les mêmes collègues « aimeraient appeler confusion, hésitation et imprévisibilité »), puisque nous avons déjà remarqué à plusieurs reprises son incohérence sur certains modèles de fichiers (en particulier, des ensembles de nombreux petits fichiers de moins de 100 Ko).

Les graphiques ci-dessous montrent les résultats pour 8 configurations de baies :

1. RAID 0 sur 5 disques ;
2. RAID 0 sur 4 disques ;
3. RAID 5 sur 5 disques ;
4. RAID 5 sur 4 disques ;
5. RAID 6 sur 5 disques ;
6. RAID 6 sur 4 disques ;
7. RAID 1 sur 4 disques ;
8. RAID 1 sur 2 disques.

Par matrice RAID 1 de quatre disques (voir capture d'écran ci-dessus), LSI désigne évidemment une matrice à bandes + miroir, généralement appelée RAID 10 (cela est confirmé par les résultats des tests).

Résultats de test

Afin de ne pas surcharger la page web d'évaluation d'un ensemble incalculable de schémas, parfois peu informatifs et fatigants (ce qui est souvent la faute de certains « collègues enragés » :)), nous avons résumé les résultats détaillés de certains tests dans tableau. Ceux qui souhaitent analyser les subtilités de nos résultats (par exemple, découvrir par eux-mêmes le comportement des participants aux tâches les plus critiques) peuvent le faire eux-mêmes. Nous nous concentrerons sur les résultats des tests les plus importants et les plus clés, ainsi que sur les indicateurs moyens.

Examinons d'abord les résultats des tests « purement physiques ».

Le temps moyen d'accès aléatoire aux données lors de la lecture sur un seul disque Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 est de 5,5 ms. Cependant, lorsqu'on les organise en tableaux, cet indicateur change légèrement : il diminue (grâce à une mise en cache efficace dans le contrôleur LSI SAS9260) pour les tableaux « miroir » et augmente pour tous les autres. L'augmentation la plus importante (environ 6%) est observée pour les baies de niveau 6, puisque dans ce cas le contrôleur doit accéder simultanément au plus grand nombre de disques (trois pour RAID 6, deux pour RAID 5 et un pour RAID 0, puisque l'accès en ce test s'effectue par blocs de seulement 512 octets, ce qui est nettement plus petit que la taille des blocs entrelacés du tableau).

La situation de l'accès aléatoire aux tableaux lors de l'écriture (en blocs de 512 octets) est bien plus intéressante. Pour un seul disque, ce paramètre est d'environ 2,9 ms (sans mise en cache dans le contrôleur hôte), cependant, dans les baies du contrôleur LSI SAS9260, nous observons une diminution significative de cet indicateur - grâce à une bonne mise en cache d'écriture dans la SDRAM de 512 Mo du contrôleur tampon. Il est intéressant de noter que l'effet le plus spectaculaire est obtenu pour les matrices RAID 0 (le temps d'accès en écriture aléatoire diminue de près d'un ordre de grandeur par rapport à un seul disque) ! Cela devrait sans aucun doute avoir un effet bénéfique sur les performances de ces baies dans un certain nombre de tâches serveur. Dans le même temps, même sur les baies avec calculs XOR (c'est-à-dire une charge élevée sur le processeur SAS2108), les accès en écriture aléatoires n'entraînent pas de dégradation évidente des performances - encore une fois grâce au puissant cache du contrôleur. Il est naturel que RAID 6 soit ici légèrement plus lent que RAID 5, mais la différence entre eux est essentiellement insignifiante. Le comportement d'un seul « miroir » dans ce test était quelque peu surprenant, car il montrait l'accès en écriture aléatoire le plus lent (c'est peut-être une « caractéristique » du microcode de ce contrôleur).

Les graphiques de vitesse pour la lecture et l'écriture linéaires (séquentielles) (en gros blocs) pour toutes les baies n'ont pas de fonctionnalités particulières (pour la lecture et l'écriture, ils sont presque identiques, à condition que la mise en cache d'écriture du contrôleur soit activée) et ils sont tous mis à l'échelle en fonction au nombre de disques participant en parallèle au processus « utile ». Autrement dit, pour un disque RAID 0 à cinq disques, la vitesse est « quintuplée » par rapport à un seul disque (atteignant 1 Go/s !), pour un disque RAID 5 à cinq disques, elle est « quadruplée », pour un RAID 6, elle est « » triplé" (triple, bien sûr :)), pour RAID 1 de quatre disques, il double (pas de "y2eggs" ! :)), et pour un simple miroir, il duplique les graphiques d'un seul disque. Ce modèle est clairement visible, notamment, dans la vitesse maximale de lecture et d'écriture de fichiers vraiment volumineux (256 Mo) en gros blocs (de 256 Ko à 2 Mo), que nous illustrons par un schéma du test ATTO Disk Benchmark 2.46 ( les résultats de ce test pour Windows 7 et XP sont quasiment identiques).

Ici, la seule chose qui manquait de manière inattendue dans l'image globale était le cas de la lecture de fichiers sur une matrice RAID 6 de 5 disques (les résultats ont été revérifiés). Cependant, pour une lecture par blocs de 64 Ko, la vitesse de cette matrice atteint les 600 Mo/s requis. Attribuons donc ce fait à une « fonctionnalité » du firmware actuel. Notez également que lors de l'écriture de fichiers réels, la vitesse est légèrement plus élevée en raison de la mise en cache dans un grand tampon de contrôleur, et la différence avec la lecture est d'autant plus visible que la vitesse linéaire réelle du tableau est faible.

Quant à la vitesse de l'interface, généralement mesurée par l'écriture et la lecture du tampon (accès multiples à la même adresse de volume de disque), nous sommes obligés de préciser ici que pour presque toutes les baies, elle s'est avérée être la même en raison de l'inclusion du cache du contrôleur. pour ces tableaux (voir tableau). Ainsi, les performances d'enregistrement pour tous les participants à notre test étaient d'environ 2430 Mo/s. A noter que le bus PCI Express x8 2.0 donne théoriquement une vitesse de 40 Gbit/s ou 5 Go/s, cependant, selon des données utiles, la limite théorique est inférieure - 4 Go/s, ce qui signifie que dans notre cas le contrôleur effectivement travaillé sur la version 2.0 du bus PCIe. Ainsi, les 2,4 Go/s que nous avons mesurés sont évidemment la bande passante réelle de la mémoire embarquée du contrôleur (la mémoire DDR2-800 avec un bus de données de 32 bits, comme le montre la configuration des puces ECC sur la carte, abandonne théoriquement à 3,2 Go/s). Lors de la lecture des baies, la mise en cache n'est pas aussi « complète » que lors de l'écriture, c'est pourquoi la vitesse de « l'interface » mesurée dans les utilitaires est généralement inférieure à la vitesse de lecture de la mémoire cache du contrôleur (typiquement 2,1 Go/s pour les baies de niveaux 5 et 5). 6) , et dans certains cas, elle « tombe » à la vitesse de lecture du tampon des disques durs eux-mêmes (environ 400 Mo/s pour un seul disque dur, voir le graphique ci-dessus), multipliée par le nombre de disques « séquentiels » dans le matrice (ce ne sont que les cas de RAID 0 et 1 d'après nos résultats).

Eh bien, nous avons réglé la « physique » en première approximation, il est temps de passer aux « paroles », c'est-à-dire aux tests de « vraies » applications. À propos, il sera intéressant de savoir si les performances des tableaux évoluent de manière aussi linéaire lors de l'exécution de tâches utilisateur complexes que lors de la lecture et de l'écriture de fichiers volumineux (voir le diagramme de test ATTO juste au-dessus). Le lecteur curieux, je l’espère, a déjà pu prédire la réponse à cette question.

En guise de « salade » pour notre partie « lyrique » du repas, nous servirons des tests de disque de bureau par nature à partir des packages PCMark Vantage et PCMark05 (sous Windows 7 et XP, respectivement), ainsi qu'une « piste » similaire. test d'applications du magazine allemand réputé H2BenchW 4.13 C'T. Oui, ces tests ont été créés à l'origine pour évaluer les disques durs de bureau et les postes de travail à faible coût. Ils émulent l'exécution de tâches typiques d'un ordinateur personnel avancé sur des disques - travailler avec de la vidéo, de l'audio, Photoshop, un antivirus, des jeux, échanger des fichiers, installer des applications, copier et écrire des fichiers, etc. Par conséquent, leurs résultats ne doivent pas être pris en compte. contexte de cet article comme la vérité ultime - après tout, d'autres tâches sont plus souvent effectuées sur des baies multi-disques. Cependant, compte tenu du fait que le constructeur lui-même positionne ce contrôleur RAID, y compris pour des solutions relativement peu coûteuses, cette classe de tâches de test est tout à fait capable de caractériser une certaine proportion d'applications qui seront effectivement exécutées sur de telles baies (le même travail avec vidéo, traitement graphique professionnel, échange d'OS et d'applications gourmandes en ressources, copie de fichiers, antivirus, etc.). Par conséquent, l’importance de ces trois critères globaux dans notre ensemble global ne doit pas être sous-estimée.

Dans le populaire PCMark Vantage, en moyenne (voir graphique), nous observons un fait très remarquable : les performances de cette solution multidisque ne dépendent presque pas du type de baie utilisé ! À propos, dans certaines limites, cette conclusion est également vraie pour toutes les pistes de test individuelles (types de tâches) incluses dans les packages PCMark Vantage et PCMark05 (voir le tableau pour plus de détails). Cela peut signifier soit que les algorithmes du firmware du contrôleur (avec cache et disques) prennent à peine en compte les spécificités de ce type d'application, soit que l'essentiel de ces tâches est effectué dans la mémoire cache du contrôleur lui-même (et très probablement nous sommes voir une combinaison de ces deux facteurs). Cependant, pour ce dernier cas (c'est-à-dire l'exécution de pistes en grande partie dans le cache du contrôleur RAID), les performances moyennes des solutions ne sont pas si élevées - comparez ces données avec les résultats des tests de certains "ordinateurs de bureau" (" basé sur un chipset ») 4 disques RAID 0 et 5 et des SSD simples bon marché sur le bus SATA 3 Gb/s (voir revue). Si, par rapport à un simple « chipset » RAID 0 à 4 disques (et sur des disques durs deux fois plus lents que le Hitachi Ultrastar 15K600 utilisé ici), les matrices LSI SAS9260 sont moins de deux fois plus rapides dans les tests PCMark, alors par rapport à même pas le Les SSD uniques « économiques » les plus rapides les surpassent définitivement tous ! Les résultats du test de disque PCMark05 donnent une image similaire (voir tableau ; cela n'a aucun sens de dessiner un diagramme séparé pour eux).

Une image similaire (avec quelques réserves) pour les baies sur LSI SAS9260 peut être observée dans un autre benchmark d'application « piste » - C'T H2BenchW 4.13. Ici, seules les deux baies les plus lentes (de par leur conception) (RAID 6 sur 4 disques et un simple « miroir ») sont sensiblement en retard sur toutes les autres baies, dont les performances atteignent évidemment ce niveau « suffisant » lorsqu'elles ne reposent plus sur le disque. sous-système et l'efficacité de fonctionnement du processeur SAS2108 avec la mémoire cache du contrôleur pour ces séquences complexes d'appels. Ce qui nous rend heureux dans ce contexte, c'est que les performances des baies basées sur LSI SAS9260 dans les tâches de cette classe sont presque indépendantes du type de baie utilisé (RAID 0, 5, 6 ou 10), ce qui permet d'utiliser des solutions plus fiables. sans compromettre la performance finale.

Cependant, "il ne s'agit pas uniquement de Maslenitsa" - si nous modifions les tests et vérifions le fonctionnement des tableaux avec de vrais fichiers sur le système de fichiers NTFS, la situation changera radicalement. Ainsi, dans le test Intel NASPT 1.7, dont de nombreux scénarios « prédéfinis » sont assez directement liés aux tâches typiques des ordinateurs équipés d'un contrôleur LSI MegaRAID SAS9260-8i, la disposition des baies est similaire à ce que nous avons observé dans le test Intel NASPT 1.7. Test ATTO lors de la lecture et de l'écriture de fichiers volumineux - les performances augmentent proportionnellement à mesure que la vitesse « linéaire » des tableaux augmente.

Dans ce graphique, nous montrons la moyenne de tous les tests et modèles NASPT, tandis que dans le tableau, vous pouvez voir les résultats détaillés. Je tiens à souligner que nous avons exécuté NASPT à la fois sous Windows XP (c'est ce que font habituellement de nombreux navigateurs) et sous Windows 7 (qui, en raison de certaines fonctionnalités de ce test, est effectué moins fréquemment). Le fait est que Seven (et son « grand frère » Windows 2008 Server) utilisent des algorithmes de mise en cache plus agressifs lorsque vous travaillez avec des fichiers que XP. De plus, la copie de fichiers volumineux dans Semerka s'effectue principalement par blocs de 1 Mo (XP, en règle générale, fonctionne par blocs de 64 Ko). Cela conduit au fait que les résultats du test Intel NASPT « fichier » diffèrent considérablement sous Windows XP et Windows 7 - dans ce dernier, ils sont beaucoup plus élevés, parfois plus de deux fois ! À propos, nous avons comparé les résultats de NASPT (et d'autres tests de notre package) sous Windows 7 avec 1 Go et 2 Go de mémoire système installée (il existe des informations selon lesquelles avec de grandes quantités de mémoire système, la mise en cache des opérations de disque dans Windows 7 est amélioré et les résultats NASPT deviennent encore plus élevés), cependant, dans les limites de l'erreur de mesure, nous n'avons trouvé aucune différence.

Nous laissons le débat sur le système d'exploitation (en termes de politiques de mise en cache, etc.) sous lequel tester les disques et les contrôleurs RAID pour le fil de discussion de cet article. Nous pensons que les variateurs et les solutions qui en découlent doivent être testés dans des conditions aussi proches que possible des situations réelles de leur fonctionnement. C'est pourquoi, à notre avis, les résultats que nous avons obtenus pour les deux systèmes d'exploitation sont d'égale valeur.

Mais revenons au graphique des performances moyennes dans NASPT. Comme vous pouvez le constater, la différence entre les baies les plus rapides et les plus lentes que nous avons testées ici est en moyenne un peu moins de trois fois. Bien entendu, il ne s’agit pas d’un écart quintuple, comme lors de la lecture et de l’écriture de fichiers volumineux, mais il est également très visible. Les matrices sont en effet situées proportionnellement à leur vitesse linéaire, et c'est une bonne nouvelle : cela signifie que le processeur LSI SAS2108 traite les données assez rapidement, ne créant quasiment aucun goulot d'étranglement lorsque les matrices de niveaux 5 et 6 fonctionnent activement.

Pour être juste, il convient de noter que dans NASPT il existe des modèles (2 sur 12) dans lesquels la même image est observée que dans PCMark avec H2BenchW, à savoir que les performances de toutes les baies testées sont presque les mêmes ! Il s'agit de Productivité Office et de Copie de répertoire sur NAS (voir tableau). Ceci est particulièrement évident sous Windows 7, bien que pour Windows XP, la tendance à la « convergence » soit évidente (par rapport à d'autres modèles). Cependant, dans PCMark avec H2BenchW, il existe des modèles dans lesquels les performances des tableaux augmentent proportionnellement à leur vitesse linéaire. Tout n’est donc pas aussi simple et sans ambiguïté que certains pourraient le souhaiter.

Au début, je voulais discuter d'un graphique avec des indicateurs généraux de performances des tableaux moyennés sur tous les tests d'application (PCMark+H2BenchW+NASPT+ATTO), c'est-à-dire celui-ci :

Cependant, il n'y a rien de spécial à discuter ici : on voit que le comportement des baies sur le contrôleur LSI SAS9260 dans les tests qui émulent le fonctionnement de certaines applications peut varier considérablement selon les scénarios utilisés. Par conséquent, il est préférable de tirer des conclusions sur les avantages d'une configuration particulière en fonction des tâches exactes que vous allez effectuer. Et un autre test professionnel peut nous aider de manière significative : des modèles synthétiques pour IOmeter, émulant une charge particulière sur le système de stockage de données.

Tests dans IOmeter

Dans ce cas, nous omettrons de discuter de nombreux modèles qui mesurent soigneusement la vitesse de fonctionnement en fonction de la taille du bloc d'accès, du pourcentage d'opérations d'écriture, du pourcentage d'accès aléatoires, etc. Il s'agit en fait de pures synthèses. qui fournit peu d'utilité pratique information et présente un intérêt plutôt purement théorique. Après tout, nous avons déjà clarifié ci-dessus les principaux points pratiques concernant la « physique ». Il est plus important pour nous de nous concentrer sur des modèles qui imitent le travail réel - des serveurs de différents types, ainsi que des opérations sur les fichiers.

Pour émuler des serveurs tels que File Server, Web Server et DataBase (serveur de base de données), nous avons utilisé les mêmes modèles bien connus proposés à la fois par Intel et StorageReview.com. Dans tous les cas, nous avons testé les tableaux avec une profondeur de file d'attente de commandes (QD) de 1 à 256 par incréments de 2.

Dans le modèle « Base de données », qui utilise un accès aléatoire au disque par blocs de 8 Ko dans tout le volume de la matrice, on peut observer un avantage significatif des matrices sans parité (c'est-à-dire RAID 0 et 1) avec une profondeur de file d'attente de commandes de 4. et supérieur, tandis que toutes les baies avec contrôle de parité (RAID 5 et 6) démontrent des performances très similaires (malgré la double différence entre elles dans la vitesse des accès linéaires). La situation peut s'expliquer simplement : toutes les baies avec contrôle de parité ont montré des valeurs similaires dans les tests de temps d'accès aléatoire moyen (voir le schéma ci-dessus), et c'est ce paramètre qui détermine principalement les performances dans ce test. Il est intéressant de noter que les performances de toutes les baies augmentent de manière presque linéaire avec l'augmentation de la profondeur de la file d'attente de commandes jusqu'à 128, et ce n'est qu'à QD=256 que dans certains cas, un soupçon de saturation peut être observé. Les performances maximales des baies avec contrôle de parité à QD=256 étaient d'environ 1 100 IOps (opérations par seconde), c'est-à-dire que le processeur LSI SAS2108 passe moins de 1 ms pour traiter une donnée de 8 Ko (environ 10 millions d'octets). Opérations XOR par seconde pour RAID 6 ; bien entendu, le processeur effectue également d'autres tâches en parallèle pour l'entrée/sortie de données et le travail avec la mémoire cache).

Dans le modèle d'un serveur de fichiers qui utilise des blocs de différentes tailles avec un accès aléatoire en lecture et en écriture à la baie dans tout son volume, nous observons une image similaire à DataBase à la différence qu'ici des baies de cinq disques avec parité (RAID 5 et 6 ) sont sensiblement plus rapides en termes de vitesse que leurs homologues à 4 disques et démontrent des performances presque identiques (environ 1 200 IOps à QD=256) ! Apparemment, l'ajout d'un cinquième disque au deuxième des deux ports SAS à 4 canaux du contrôleur optimise en quelque sorte la charge de calcul sur le processeur (au détriment des opérations d'E/S ?). Il peut être intéressant de comparer la vitesse des baies de 4 disques lorsque les disques sont connectés par paires à différents connecteurs Mini-SAS du contrôleur afin d'identifier la configuration optimale pour organiser les baies sur le LSI SAS9260, mais c'est une tâche pour un autre article.

Dans le modèle de serveur Web, où, selon ses créateurs, il n'y a pas d'opérations d'écriture sur disque en tant que classe (et donc pas de calcul de fonctions XOR par écriture), l'image devient encore plus intéressante. Le fait est que les trois baies de cinq disques de notre ensemble (RAID 0, 5 et 6) affichent ici des performances identiques, malgré la différence notable entre elles dans la vitesse de lecture linéaire et les calculs de parité ! D'ailleurs, ces trois mêmes baies, mais avec 4 disques, sont également identiques en vitesse les unes aux autres ! Et seul le RAID 1 (et 10) sort du tableau d’ensemble. Il est difficile de déterminer pourquoi cela se produit. Le contrôleur peut disposer d'algorithmes très efficaces pour échantillonner les « disques chanceux » (c'est-à-dire ceux des cinq ou quatre disques d'où les données souhaitées arrivent en premier), ce qui, dans le cas des RAID 5 et 6, augmente la probabilité que les données arrivent de les plateaux plus tôt, préparant le processeur à l'avance pour les calculs nécessaires (rappelez-vous la file d'attente de commandes profonde et le grand tampon DDR2-800). Et cela peut à terme compenser le retard associé aux calculs XOR et égaliser leurs « chances » avec le « simple » RAID 0. Dans tous les cas, le contrôleur LSI SAS9260 ne peut qu'être loué pour ses résultats extrêmement élevés (environ 1700 IOps pour 5 disques). tableaux à QD=256) dans le modèle de serveur Web pour les tableaux avec parité. Malheureusement, le problème était la très faible performance du « miroir » à deux disques dans tous ces modèles de serveur.

Le modèle du serveur Web est repris par notre propre modèle, qui émule la lecture aléatoire de petits fichiers (64 Ko) dans tout l'espace du tableau.

Encore une fois, les résultats ont été combinés en groupes - toutes les baies de 5 disques sont identiques en termes de vitesse et sont les leaders de notre "course", les RAID 4 disques 0, 5 et 6 sont également impossibles à distinguer les uns des autres en termes de performances, et seuls les «DSLR» sortent des masses générales (d'ailleurs, un «DSLR» à 4 disques, c'est-à-dire que RAID 10 s'avère plus rapide que toutes les autres baies à 4 disques - apparemment en raison de la même «sélection d'un disque réussi »). Nous soulignons que ces modèles ne sont valables que pour une grande profondeur de file d'attente de commandes, alors qu'avec une petite file d'attente (QD = 1-2), la situation et les dirigeants peuvent être complètement différents.

Tout change lorsque les serveurs travaillent avec des fichiers volumineux. Dans les conditions d'un contenu moderne « plus lourd » et de nouveaux systèmes d'exploitation « optimisés » tels que Windows 7, 2008 Server, etc. Travailler avec des fichiers mégaoctets et des blocs de données de 1 Mo devient de plus en plus important. Dans cette situation, notre nouveau modèle, qui émule la lecture aléatoire de fichiers de 1 Mo sur l'ensemble du disque (les détails des nouveaux modèles seront décrits dans un article séparé sur la méthode), s'avère utile pour évaluer plus complètement le potentiel du serveur de le contrôleur LSI SAS9260.

Comme nous pouvons le constater, le « miroir » à 4 disques ne laisse ici aucun espoir de leadership, dominant clairement toute file d'attente de commandes. Ses performances augmentent également initialement de manière linéaire avec l'augmentation de la profondeur de la file d'attente de commandes, mais à QD=16 pour RAID 1, elles atteignent la saturation (vitesse d'environ 200 Mo/s). Un peu plus tard (à QD=32), la « saturation » des performances se produit dans les baies les plus lentes de ce test, parmi lesquelles « argent » et « bronze » doivent être attribués au RAID 0, et les baies avec contrôle de parité se retrouvent comme des outsiders. , perdant même avant le brillant RAID 1 de deux disques, qui s'avère étonnamment bon. Cela nous amène à la conclusion que même lors de la lecture, la charge de calcul XOR sur le processeur LSI SAS2108 lorsque vous travaillez avec des fichiers et des blocs volumineux (situés au hasard) s'avère très lourde pour lui, et pour RAID 6, où elle double en fait, c'est même parfois prohibitif - Les performances des solutions dépassent à peine les 100 Mo/s, soit 6 à 8 fois inférieures à celles d'une lecture linéaire ! Le RAID 10 « redondant » est clairement plus rentable à utiliser ici.

Lors de l’enregistrement aléatoire de petits fichiers, l’image est encore une fois remarquablement différente de ce que nous avons vu précédemment.

Le fait est qu'ici les performances des baies ne dépendent pratiquement pas de la profondeur de la file d'attente de commandes (évidemment, l'énorme cache du contrôleur LSI SAS9260 et les caches assez volumineux des disques durs eux-mêmes ont un effet), mais cela change radicalement avec le type du tableau ! Les leaders incontestés ici sont les « simples » pour le processeur RAID 0, et le « bronze » avec une perte de plus de deux fois par rapport au leader est le RAID 10. Toutes les baies avec contrôle de parité formaient un groupe unique très proche avec deux -disk DSLR (les détails sont donnés dans un schéma séparé sous le principal ), perdant trois fois face aux leaders. Oui, c'est définitivement une lourde charge sur le processeur du contrôleur. Cependant, franchement, je ne m'attendais pas à un tel « échec » de la part du SAS2108. Parfois, même un logiciel RAID 5 sur un contrôleur SATA « chipset » (avec mise en cache via Windows et calcul via le processeur central du PC) peut fonctionner plus rapidement... Cependant, le contrôleur produit toujours « ses » 440-500 IOps de manière stable - comparez cela avec graphique du temps d’accès moyen en écriture au début de la section des résultats.

La transition vers l'écriture aléatoire de gros fichiers de 1 Mo entraîne une augmentation des indicateurs de vitesse absolue (pour RAID 0 - presque jusqu'aux valeurs de lecture aléatoire de tels fichiers, c'est-à-dire 180-190 Mo/s), cependant, le l'image globale reste presque inchangée - des matrices avec une parité plusieurs fois plus lente que RAID 0.

Une image curieuse du RAID 10 est que ses performances diminuent avec l'augmentation de la profondeur de la file d'attente de commandes, mais pas de beaucoup. Pour les autres tableaux, cet effet n’existe pas. Le « miroir » à deux disques semble ici encore modeste.

Examinons maintenant les modèles dans lesquels les fichiers sont lus et écrits sur le disque en quantités égales. De telles charges sont typiques, en particulier, pour certains serveurs vidéo ou lors de la copie/duplication/sauvegarde active de fichiers au sein d'un même tableau, ainsi qu'en cas de défragmentation.

Premier – fichiers de 64 Ko de manière aléatoire dans le tableau.

Une certaine similitude avec les résultats du modèle DataBase est ici évidente, bien que les vitesses absolues des baies soient trois fois plus élevées, et même à QD=256, une certaine saturation des performances est déjà perceptible. Un pourcentage d'opérations d'écriture plus important (par rapport au modèle DataBase) dans ce cas conduit au fait que les matrices avec parité et un « miroir » à deux disques deviennent des outsiders évidents, nettement inférieurs en vitesse aux matrices RAID 0 et 10.

Lors du passage à des fichiers de 1 Mo, ce modèle est généralement conservé, bien que les vitesses absolues triplent environ et que le RAID 10 devienne aussi rapide qu'une bande de 4 disques, ce qui est une bonne nouvelle.

Le dernier modèle de cet article concernera le cas de lecture et d’écriture séquentielles (par opposition à aléatoires) de fichiers volumineux.

Et ici, de nombreuses baies parviennent déjà à accélérer jusqu'à des vitesses très décentes, de l'ordre de 300 Mo/s. Et bien que l'écart soit plus que double entre le leader (RAID 0) et l'outsider (RAID 1 à deux disques) demeure (notez qu'avec une lecture OU une écriture linéaire, cet écart est quintuplé !), le RAID 5 est entré dans les trois premiers, et le reste Les tableaux XOR n'ont pas rattrapé leur retard, ce n'est peut-être pas rassurant. Après tout, à en juger par la liste des applications de ce contrôleur fournie par LSI lui-même (voir le début de l'article), de nombreuses tâches cibles utiliseront exactement ce type d'accès aux tableaux. Et cela vaut vraiment la peine d’être pris en considération.

En conclusion, je fournirai un diagramme final dans lequel les indicateurs de tous les modèles de test IOmeter mentionnés ci-dessus sont moyennés (géométriquement pour tous les modèles et files d'attente de commandes, sans coefficients de pondération). Il est curieux que si la moyenne de ces résultats au sein de chaque motif est effectuée arithmétiquement avec des coefficients de pondération de 0,8, 0,6, 0,4 et 0,2 pour les files de commandes 32, 64, 128 et 256, respectivement (ce qui prend en compte conditionnellement la baisse du part des opérations avec une profondeur élevée de la file d'attente de commandes dans le fonctionnement global des lecteurs), alors l'indice de performance normalisé final (pour tous les modèles) du réseau coïncidera à 1 % près avec la moyenne géométrique.

Ainsi, la « température hospitalière » moyenne dans nos modèles pour le test IOmeter montre qu'il n'y a pas d'échappatoire à la « physique et aux mathématiques » - les RAID 0 et 10 sont clairement en tête. Pour les baies avec contrôle de parité, un miracle ne s'est pas produit - bien que le processeur LSI SAS2108 démontre Dans certains cas, des performances décentes, en général, de telles matrices ne peuvent pas « atteindre » le niveau d'une simple « bande ». Dans le même temps, il est intéressant de noter que les configurations à 5 disques ajoutent clairement de la valeur par rapport aux configurations à 4 disques. En particulier, le RAID 6 à 5 disques est nettement plus rapide que le RAID 5 à 4 disques, bien qu'en termes de « physique » (temps d'accès aléatoire et vitesse d'accès linéaire), ils soient pratiquement identiques. Le « miroir » à deux disques était également décevant (il équivaut en moyenne à un RAID 6 à 4 disques, bien que le miroir ne nécessite pas deux calculs XOR pour chaque bit de données). Cependant, un simple « miroir » n'est évidemment pas une matrice cible pour un contrôleur SAS à 8 ports assez puissant doté d'un cache important et d'un processeur intégré puissant. :)

Information sur les prix

Le contrôleur SAS 8 ports LSI MegaRAID SAS 9260-8i avec un ensemble complet est proposé à un prix d'environ 500 $, ce qui peut être considéré comme assez attractif. Son analogue simplifié à 4 ports est encore moins cher. Un prix de détail moyen actuel plus précis de l'appareil à Moscou, pertinent au moment où vous lisez cet article :

LSI SAS 9260-8i	LSI SAS 9260-4i
$571()	$386()

Conclusion

En résumant ce qui a été dit ci-dessus, nous pouvons conclure que nous ne risquerons pas de donner des recommandations uniformes « pour tout le monde » concernant le contrôleur LSI MegaRAID SAS9260-8i à 8 ports. Chacun doit tirer ses propres conclusions sur la nécessité de l'utiliser et de configurer certains tableaux avec son aide - strictement en fonction de la classe de tâches censées être lancées. Le fait est que dans certains cas (sur certaines tâches), ce « méga-monstre » peu coûteux est capable d'afficher des performances exceptionnelles même sur des matrices à double parité (RAID 6 et 60), mais dans d'autres situations, la vitesse de son RAID 5 et 6 laisse clairement beaucoup à désirer. Et le seul salut (presque universel) sera une matrice RAID 10, qui peut être organisée avec presque le même succès sur des contrôleurs moins chers. Cependant, c'est souvent grâce au processeur et à la mémoire cache du SAS9260-8i que la matrice RAID 10 ne se comporte pas plus lentement qu'une bande du même nombre de disques, tout en assurant une grande fiabilité de la solution. Mais ce que vous devez absolument éviter avec le SAS9260-8i, c'est un « miroir » à deux disques et un RAID 6 et 5 à 4 disques - ce sont évidemment des configurations sous-optimales pour ce contrôleur.

Merci à Hitachi Global Storage Technologies
pour les disques durs fournis pour les tests.

En bref sur les contrôleurs RAID modernes

Actuellement, les contrôleurs RAID en tant que solution distincte s'adressent exclusivement au segment des serveurs spécialisés du marché. En effet, toutes les cartes mères modernes pour PC grand public (et non les cartes serveurs) intègrent des contrôleurs SATA RAID logiciels et matériels, dont les capacités sont plus que suffisantes pour les utilisateurs de PC. Cependant, vous devez garder à l’esprit que ces contrôleurs se concentrent exclusivement sur l’utilisation du système d’exploitation Windows. Dans les systèmes d'exploitation Linux, les matrices RAID sont créées par logiciel et tous les calculs sont transférés du contrôleur RAID au processeur central.

Les serveurs utilisent traditionnellement des contrôleurs RAID logiciels-matériels ou matériels purs. Un contrôleur RAID matériel vous permet de créer et de maintenir une matrice RAID sans la participation du système d'exploitation et du processeur central. De telles matrices RAID sont considérées par le système d'exploitation comme un seul disque (disque SCSI). Dans ce cas, aucun pilote spécialisé n'est nécessaire - un pilote de disque SCSI standard (inclus dans le système d'exploitation) est utilisé. À cet égard, les contrôleurs matériels sont indépendants de la plate-forme et la matrice RAID est configurée via le BIOS du contrôleur. Un contrôleur RAID matériel n'utilise pas le processeur central pour calculer toutes les sommes de contrôle, etc., car il utilise son propre processeur spécialisé et sa propre RAM pour les calculs.

Les contrôleurs matériel-logiciel nécessitent un pilote spécialisé, qui remplace le pilote de disque SCSI standard. De plus, les contrôleurs matériels et logiciels sont équipés d'utilitaires de gestion. À cet égard, les contrôleurs logiciels et matériels sont liés à un système d'exploitation spécifique. Tous les calculs nécessaires dans ce cas sont également effectués par le processeur du contrôleur RAID lui-même, mais l'utilisation d'un pilote logiciel et d'un utilitaire de gestion vous permet de contrôler le contrôleur via le système d'exploitation, et pas seulement via le BIOS du contrôleur.

Étant donné que les disques SCSI de serveur ont déjà été remplacés par des disques SAS, tous les contrôleurs RAID de serveur modernes sont conçus pour prendre en charge les disques SAS ou SATA, qui sont également utilisés dans les serveurs.

L'année dernière, des disques dotés de la nouvelle interface SATA 3 (SATA 6 Gb/s) ont commencé à apparaître sur le marché, qui ont commencé à remplacer progressivement l'interface SATA 2 (SATA 3 Gb/s). Eh bien, les disques avec une interface SAS (3 Gbit/s) ont été remplacés par des disques avec une interface SAS 2.0 (6 Gbit/s). Bien entendu, la nouvelle norme SAS 2.0 est entièrement compatible avec l’ancienne norme.

En conséquence, des contrôleurs RAID prenant en charge la norme SAS 2.0 sont apparus. Il semblerait, quel est l'intérêt de passer à la norme SAS 2.0, si même les disques SAS les plus rapides ont une vitesse de lecture et d'écriture des données ne dépassant pas 200 Mo/s et le débit du protocole SAS (3 Gbit/s ou 300 Mo/s) leur suffit largement ?

En effet, lorsque chaque disque est connecté à un port distinct du contrôleur RAID, un débit de 3 Gbit/s (soit en théorie 300 Mo/s) est largement suffisant. Cependant, non seulement des disques individuels, mais également des grappes de disques (cages à disques) peuvent être connectés à chaque port du contrôleur RAID. Dans ce cas, un canal SAS est partagé entre plusieurs disques à la fois, et un débit de 3 Gbit/s ne suffira plus. Eh bien, en plus, il faut prendre en compte la présence de disques SSD, dont les vitesses de lecture et d'écriture ont déjà dépassé le niveau de 300 Mo/s. Par exemple, le nouveau disque Intel SSD 510 a des vitesses de lecture séquentielle allant jusqu'à 500 Mo/s et des vitesses d'écriture séquentielle allant jusqu'à 315 Mo/s.

Après une brève introduction à la situation actuelle du marché des contrôleurs RAID pour serveurs, examinons les caractéristiques du contrôleur LSI 3ware SAS 9750-8i.

Caractéristiques du contrôleur RAID 3ware SAS 9750-8i

Ce contrôleur RAID est basé sur un processeur XOR spécialisé LSI SAS2108 avec une fréquence d'horloge de 800 MHz et une architecture PowerPC. Ce processeur utilise 512 Mo de RAM DDRII 800 MHz avec code de correction d'erreur (ECC).

Le contrôleur LSI 3ware SAS 9750-8i est compatible avec les disques SATA et SAS (les disques HDD et SSD sont pris en charge) et vous permet de connecter jusqu'à 96 appareils à l'aide d'extensions SAS. Il est important que ce contrôleur prenne en charge les disques dotés des interfaces SATA 600 Mo/s (SATA III) et SAS 2.

Pour connecter les disques, le contrôleur dispose de huit ports, qui sont physiquement combinés en deux connecteurs Mini-SAS SFF-8087 (quatre ports dans chaque connecteur). Autrement dit, si les disques sont connectés directement aux ports, huit disques au total peuvent être connectés au contrôleur, et lorsque des cages de disques sont connectées à chaque port, le volume total des disques peut être augmenté à 96. Chacun des huit Les ports du contrôleur ont une bande passante de 6 Gbit/s, ce qui correspond aux normes SAS 2 et SATA III.

Naturellement, lors de la connexion de disques ou de cages de disques à ce contrôleur, vous aurez besoin de câbles spécialisés, qui ont à une extrémité un connecteur interne Mini-SAS SFF-8087 et à l'autre extrémité, un connecteur qui dépend de ce qui est exactement connecté au manette. Par exemple, lors de la connexion de disques SAS directement au contrôleur, vous devez utiliser un câble doté d'un connecteur Mini-SAS SFF-8087 d'un côté et de quatre connecteurs SFF 8484 de l'autre, qui vous permettent de connecter directement des disques SAS. Veuillez noter que les câbles eux-mêmes ne sont pas inclus dans le package et doivent être achetés séparément.

Le contrôleur LSI 3ware SAS 9750-8i dispose d'une interface PCI Express 2.0 x8, qui fournit un débit de 64 Gbit/s (32 Gbit/s dans chaque direction). Il est clair que ce débit est tout à fait suffisant pour huit ports SAS entièrement chargés avec un débit de 6 Gbit/s chacun. Notez également que le contrôleur dispose d'un connecteur spécial dans lequel vous pouvez éventuellement connecter une batterie de secours LSIiBBU07.

Il est important que ce contrôleur nécessite l'installation d'un pilote, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un contrôleur RAID matériel-logiciel. Les systèmes d'exploitation tels que Windows Vista, Windows Server 2008, Windows Server 2003 x64, Windows 7, Windows 2003 Server, MAC OS X, LinuxFedora Core 11, Red Hat Enterprise Linux 5.4, OpenSuSE 11.1, SuSE Linux Enterprise Server (SLES) sont pris en charge. ) 11, OpenSolaris 2009.06, VMware ESX/ESXi 4.0/4.0 update-1 et autres systèmes de la famille Linux. Le package comprend également le logiciel 3ware Disk Manager 2, qui vous permet de gérer les matrices RAID via le système d'exploitation.

Le contrôleur LSI 3ware SAS 9750-8i prend en charge les types de matrice RAID standard : RAID 0, 1, 5, 6, 10 et 50. Le seul type de matrice qui n'est pas pris en charge est RAID 60. Cela est dû au fait que ce contrôleur est capable de créer une matrice RAID 6 avec seulement cinq disques connectés directement à chaque port du contrôleur (en théorie, RAID 6 peut être créé sur quatre disques). Ainsi, pour une matrice RAID 60, ce contrôleur nécessite au moins dix disques, qui n'existent tout simplement pas.

Il est clair que la prise en charge d'une matrice RAID 1 n'a pas d'importance pour un tel contrôleur, car ce type de matrice est créé sur seulement deux disques, et utiliser un tel contrôleur pour seulement deux disques est illogique et extrêmement inutile. Mais la prise en charge des baies RAID 0, 5, 6, 10 et 50 est très pertinente. Même si, peut-être, nous avons été trop pressés avec la matrice RAID 0. Cependant, cette baie n'a pas de redondance et ne fournit donc pas de stockage de données fiable, elle est donc extrêmement rarement utilisée dans les serveurs. Cependant, en théorie, cette baie est la plus rapide en termes de vitesse de lecture et d'écriture des données. Cependant, rappelons-nous en quoi les différents types de matrices RAID diffèrent les uns des autres et ce qu'ils représentent.

Niveaux RAID

Le terme «matrice RAID» est apparu 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 cheap 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. Près de 25 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 Inexpensive (« peu coûteux ») a été remplacé par Independent (« indépendant »), ce qui était plus conforme à la réalité.

La tolérance aux pannes dans les matrices RAID est obtenue grâce à la redondance, c'est-à-dire qu'une partie de la capacité de l'espace disque est allouée à des fins de service, devenant ainsi 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 des performances accrues dans les 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.

Actuellement, plusieurs niveaux RAID sont largement utilisés - RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10, RAID 50 et RAID 60. Auparavant, RAID 2, RAID 3 et RAID 4 étaient également utilisés, mais ces niveaux RAID les niveaux ne sont actuellement pas utilisés et les contrôleurs RAID modernes ne les prennent pas en charge. Notez que tous les contrôleurs RAID modernes prennent également en charge la fonction JBOD (Just a Bench Of Disks). Dans ce cas, nous ne parlons pas de matrice RAID, mais simplement de connexion de disques individuels à un contrôleur RAID.

RAID0

RAID 0, ou striping, n'est, à proprement parler, pas une matrice RAID, car une telle matrice n'a pas de redondance et ne fournit pas un stockage de données fiable. Cependant, historiquement, on l’appelle aussi matrice RAID. Une matrice RAID 0 (Fig. 1) peut être construite sur deux disques ou plus et est utilisée lorsqu'il est nécessaire d'assurer des performances élevées du sous-système de disque, mais la fiabilité du stockage des données n'est pas critique. Lors de la création d'une matrice RAID 0, les informations sont divisées en blocs (ces blocs sont appelés bandes), qui sont simultanément 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.

Riz. 1. Matrice RAID 0

Théoriquement, l'augmentation de la vitesse de lecture et d'écriture devrait être un multiple du nombre de disques dans la baie.

La fiabilité d'une matrice RAID 0 est évidemment inférieure à la fiabilité de n'importe lequel des disques individuellement et diminue avec l'augmentation du nombre de disques inclus dans la matrice, car la panne de l'un d'entre eux entraîne l'inopérabilité de l'ensemble de la matrice. Si le MTBF de chaque disque est un disque MTTF, alors le MTBF d'une matrice RAID 0 composée de n disques est égal à :

MTTF RAID0 = disque MTTD /n.

Si nous désignons la probabilité de défaillance d'un disque sur une certaine période de temps par p, puis pour une matrice RAID 0 de n disques, la probabilité qu'au moins un disque tombe en panne (la probabilité d'un crash de la baie) sera :

P (goutte de tableau) = 1 – (1 – p) n.

Par exemple, si la probabilité de panne d'un disque dans les trois ans de fonctionnement est de 5 %, alors la probabilité de panne d'une matrice RAID 0 de deux disques est déjà de 9,75 % et de huit disques de 33,7 %.

RAID1

RAID 1 (Figure 2), également appelé miroir, est une matrice de deux disques avec une redondance à 100 %. Autrement dit, les données sont complètement dupliquées (mises en miroir), grâce à quoi un niveau très élevé de fiabilité (ainsi que de coût) est atteint. Notez que pour implémenter RAID 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, en théorie, une matrice RAID 1 devrait doubler 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.

Riz. 2. Matrice RAID 1

Si, comme dans le cas précédent, nous désignons la probabilité de défaillance d'un disque sur une certaine période de temps par p, alors pour une matrice RAID 1, la probabilité que les deux disques tombent en panne en même temps (probabilité de panne de la matrice) est :

P (goutte de tableau) = P 2.

Par exemple, si la probabilité de panne d'un disque dans les trois ans de fonctionnement est de 5 %, alors la probabilité de panne simultanée de deux disques est déjà de 0,25 %.

RAID5

La matrice RAID 5 (Fig. 3) est une matrice de disques tolérante aux pannes avec stockage distribué des sommes de contrôle. Lors de l'écriture, le flux de données est divisé en blocs (bandes) au niveau des octets, qui sont écrits simultanément sur tous les disques de la matrice dans un ordre cyclique.

Riz. 3. Matrice RAID 5

Supposons que le tableau contienne n disques, et la taille de bande est d. Pour chaque portion de n La somme de contrôle –1 rayures 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 sur le (n–1)ème disque. Ensuite, une somme de contrôle est écrite sur le nième disque 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 et d- bloc de données (stripe), puis la somme de contrôle est calculée à l'aide de la formule suivante :

pn=d1⊕ j 2 ⊕ ... ⊕ dn-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. En effet, en utilisant les identités (un⊕ b) UN b= un Et un⊕ un = 0 , on obtient ça :

pn⊕ (n'importe quoi⊕ p n) = d l⊕ dn⊕ ...⊕ ...⊕ dn–l⊕ (n'importe quoi⊕ pn).

ré k = ré 1⊕ dn⊕ ...⊕ ré k–1⊕ rék+1⊕ ...⊕ pn.

Ainsi, si un disque avec un bloc tombe en panne n'importe quoi, il peut ensuite être restauré en utilisant la valeur des blocs restants et la somme de contrôle.

Dans le cas de RAID 5, tous les disques de la matrice doivent avoir la même taille, mais la capacité totale du sous-système de disque disponible pour l'écriture devient exactement un disque de moins. 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.

Une matrice RAID 5 peut être construite sur trois disques durs ou plus. À mesure que le nombre de disques durs dans une baie augmente, sa redondance diminue. Notez également qu'une matrice RAID 5 peut être restaurée si un seul disque tombe en panne. Si deux disques tombent en panne en même temps (ou si le deuxième disque tombe en panne pendant le processus de restauration de la matrice), la matrice ne peut pas être restaurée.

RAID6

Il a été démontré que RAID 5 est récupérable en cas de panne d'un disque. Cependant, il est parfois nécessaire d'assurer un niveau de fiabilité plus élevé que dans une matrice RAID 5. Dans ce cas, vous pouvez utiliser une matrice RAID 6 (Fig. 4), qui vous permet de restaurer la matrice même si deux disques tombent en panne à le même temps.

Riz. 4. Matrice RAID 6

RAID 6 est similaire à RAID 5, mais il utilise non pas une, mais deux sommes de contrôle réparties de manière cyclique sur les disques. Première somme de contrôle p est calculé en utilisant le même algorithme que dans une matrice RAID 5, c'est-à-dire qu'il s'agit d'une opération XOR entre des blocs de données écrits sur des disques différents :

pn=d1⊕ d2⊕ ...⊕ dn-1.

La deuxième somme de contrôle est calculée à l’aide d’un algorithme différent. Sans entrer dans les détails mathématiques, il s'agit également d'une opération XOR entre blocs de données, mais chaque bloc de données est d'abord multiplié par un coefficient polynomial :

q n = g 1 ré 1⊕ g 2 j 2⊕ ...⊕ g n–1 ré n–1 .

En conséquence, la capacité de deux disques de la matrice est allouée aux sommes de contrôle. Théoriquement, une matrice RAID 6 peut être créée sur quatre disques ou plus, mais dans de nombreux contrôleurs, elle peut être créée sur un minimum de cinq disques.

Gardez à l'esprit que les performances d'une matrice RAID 6 sont généralement inférieures de 10 à 15 % à celles d'une matrice RAID 5 (en supposant le même nombre de disques), en raison de la grande quantité de calculs effectués par le contrôleur (il est nécessaire de calculer la deuxième somme de contrôle, ainsi que lire et écraser davantage de blocs de disque à chaque fois qu'un bloc est écrit).

RAID10

Une matrice RAID 10 (Figure 5) est une combinaison de niveaux 0 et 1. Ce niveau nécessite un minimum de quatre disques. Dans une matrice RAID 10 de quatre disques, ils sont combinés par paires dans des matrices RAID 1, et ces deux matrices en tant que disques logiques sont combinées dans une matrice RAID 0. Une autre approche est également possible : initialement les disques sont combinés dans des matrices RAID 0. , puis les disques logiques basés sur ces matrices - vers une matrice RAID 1.

Riz. 5. Matrice RAID 10

RAID50

Une matrice RAID 50 est une combinaison de niveaux 0 et 5 (Figure 6). La configuration minimale requise pour ce niveau est de six disques. Dans une matrice RAID 50, deux matrices RAID 5 sont d'abord créées (avec un minimum de trois disques chacune), qui sont ensuite combinées en tant que disques logiques dans une matrice RAID 0.

Riz. 6. Matrice RAID 50

Méthodologie de test du contrôleur LSI 3ware SAS 9750-8i

Pour tester le contrôleur RAID LSI 3ware SAS 9750-8i, nous avons utilisé un package de test spécialisé IOmeter 1.1.0 (version 2010.12.02). Le banc de test avait la configuration suivante :

• processeur - Intel Core i7-990 (Gulftown);
• carte mère - GIGABYTE GA-EX58-UD4 ;
• mémoire - DDR3-1066 (3 Go, mode de fonctionnement à trois canaux) ;
• disque système - WD Caviar SE16 WD3200AAKS ;
• carte vidéo - GIGABYTE GeForce GTX480 SOC ;
• Contrôleur RAID - LSI 3ware SAS 9750-8i ;
• Les disques SAS connectés au contrôleur RAID sont Seagate Cheetah 15K.7 ST3300657SS.

Les tests ont été effectués sous le système d'exploitation Microsoft Windows 7 Ultimate (32 bits).

Nous avons utilisé la version 5.12.00.007 du pilote du contrôleur RAID Windows et avons également mis à jour le micrologiciel du contrôleur vers la version 5.12.00.007.

Le lecteur système était connecté à SATA, implémenté via un contrôleur intégré au pont sud du chipset Intel X58, et les disques SAS étaient connectés directement aux ports du contrôleur RAID à l'aide de deux câbles Mini-SAS SFF-8087 -> 4 SAS.

Le contrôleur RAID a été installé dans le slot PCI Express x8 de la carte mère.

Le contrôleur a été testé avec les matrices RAID suivantes : RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10 et RAID 50. Le nombre de disques combinés dans une matrice RAID variait pour chaque type de matrice d'une valeur minimale à huit.

La taille des bandes sur toutes les matrices RAID n'a pas changé et était de 256 Ko.

Rappelons que le package IOmeter permet de travailler aussi bien avec des disques sur lesquels une partition logique a été créée qu'avec des disques sans partition logique. Si un disque est testé sans partition logique créée dessus, alors IOmeter fonctionne au niveau des blocs de données logiques, c'est-à-dire qu'au lieu du système d'exploitation, il transmet des commandes au contrôleur pour écrire ou lire des blocs LBA.

Si une partition logique est créée sur le disque, alors dans un premier temps l'utilitaire IOmeter crée un fichier sur le disque qui, par défaut, occupe toute la partition logique (en principe, la taille de ce fichier peut être modifiée en le spécifiant en nombre de 512 octets), puis il fonctionne avec ce fichier, c'est-à-dire qu'il lit ou écrit (écrase) des blocs LBA individuels dans ce fichier. Mais encore une fois, IOmeter fonctionne en contournant le système d’exploitation, c’est-à-dire qu’il envoie directement des requêtes au contrôleur pour lire/écrire des données.

En général, lors du test de disques durs, comme le montre la pratique, il n'y a pratiquement aucune différence entre les résultats du test d'un disque avec et sans celle-ci. Dans le même temps, nous pensons qu'il est plus correct de tester sans partition logique créée, puisque dans ce cas les résultats du test ne dépendent pas du système de fichiers utilisé (NTFA, FAT, ext, etc.). C'est pourquoi nous avons effectué des tests sans créer de partitions logiques.

De plus, l'utilitaire IOmeter vous permet de définir la taille du bloc de requête (Transfer Request Size) pour l'écriture/lecture des données, et le test peut être effectué à la fois pour la lecture et l'écriture séquentielles, lorsque les blocs LBA sont lus et écrits séquentiellement les uns après les autres. , et pour aléatoire (Random), lorsque les blocs LBA sont lus et écrits dans un ordre aléatoire. Lors de la création d'un scénario de chargement, vous pouvez définir la durée du test, le rapport en pourcentage entre les opérations séquentielles et aléatoires (pourcentage de distribution aléatoire/séquentielle), ainsi que le rapport en pourcentage entre les opérations de lecture et d'écriture (pourcentage de distribution lecture/écriture). De plus, l'utilitaire IOmeter vous permet d'automatiser l'ensemble du processus de test et enregistre tous les résultats dans un fichier CSV, qui est ensuite facilement exporté vers une feuille de calcul Excel.

Un autre paramètre que l'utilitaire IOmeter vous permet d'effectuer est ce que l'on appelle l'alignement des blocs de demandes de transfert de données (Align I/Os on) le long des limites des secteurs du disque dur. Par défaut, IOmeter aligne les blocs de requêtes sur les limites du secteur de disque de 512 octets, mais vous pouvez spécifier un alignement personnalisé. En fait, la plupart des disques durs ont une taille de secteur de 512 octets et ce n'est que récemment que des disques d'une taille de secteur de 4 Ko ont commencé à apparaître. Rappelons que dans les disques HDD, un secteur est la taille minimale adressable des données pouvant être écrites ou lues sur le disque.

Lors des tests, il est nécessaire de définir l'alignement des blocs de demande de transfert de données sur la taille du secteur du disque. Étant donné que les disques Seagate Cheetah 15K.7 ST3300657SS ont une taille de secteur de 512 octets, nous avons utilisé un alignement des limites de secteur de 512 octets.

À l'aide de la suite de tests IOmeter, nous avons mesuré la vitesse de lecture et d'écriture séquentielle, ainsi que la vitesse de lecture et d'écriture aléatoire de la matrice RAID créée. Les tailles des blocs de données transférés étaient de 512 octets, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 et 1 024 Ko.

Dans les scénarios de chargement répertoriés, la durée du test pour chaque demande de transfert d'un bloc de données était de 5 minutes. Notez également que dans tous les tests répertoriés, nous avons défini la profondeur de la file d'attente des tâches (nombre d'E/S en attente) sur 4 dans les paramètres IOmeter, ce qui est typique pour les applications utilisateur.

Résultats de test

Après avoir analysé les résultats des tests, nous avons été surpris par les performances du contrôleur RAID LSI 3ware SAS 9750-8i. Et à tel point qu'ils ont commencé à examiner nos scripts pour en identifier les erreurs, puis à répéter les tests plusieurs fois avec d'autres paramètres du contrôleur RAID. Nous avons modifié la taille des bandes et le mode de fonctionnement du cache du contrôleur RAID. Ceci, bien sûr, s'est reflété dans les résultats, mais n'a pas changé la nature générale de la dépendance du taux de transfert de données sur la taille du bloc de données. Mais nous ne parvenons pas à expliquer cette dépendance. Le fonctionnement de ce contrôleur nous semble totalement illogique. Premièrement, les résultats sont instables, c'est-à-dire que pour chaque taille de bloc de données fixe, la vitesse change périodiquement et le résultat moyen présente une erreur importante. Notez qu'en général, les résultats des tests de disques et de contrôleurs à l'aide de l'utilitaire IOmeter sont stables et diffèrent très légèrement.

Deuxièmement, à mesure que la taille du bloc augmente, le taux de transfert de données doit augmenter ou rester inchangé en mode saturation (lorsque la vitesse atteint sa valeur maximale). Cependant, dans le cas du contrôleur LSI 3ware SAS 9750-8i, une forte baisse de la vitesse de transfert des données est observée à certaines tailles de blocs. De plus, cela reste un mystère pour nous pourquoi, avec le même nombre de disques pour les matrices RAID 5 et RAID 6, la vitesse d'écriture est supérieure à la vitesse de lecture. En un mot, nous ne pouvons pas expliquer le fonctionnement du contrôleur LSI 3ware SAS 9750-8i - nous ne pouvons qu'énoncer les faits.

Les résultats des tests peuvent être classés de différentes manières. Par exemple, par scénarios de démarrage, où pour chaque type de démarrage, les résultats sont donnés pour toutes les matrices RAID possibles avec différents nombres de disques connectés, ou par types de matrices RAID, lorsque pour chaque type de matrice RAID, les résultats sont affichés avec différents nombres de disques en lecture séquentielle. scénarios, écriture séquentielle, lecture aléatoire et écriture aléatoire. Vous pouvez également classer les résultats selon le nombre de disques dans la matrice, lorsque pour chaque nombre de disques connectés au contrôleur, les résultats sont donnés pour toutes les matrices RAID possibles (pour un nombre de disques donné) dans les scénarios de lecture séquentielle et séquentielle écriture, lecture aléatoire et écriture aléatoire.

Nous avons décidé de classer les résultats par type de tableau, car, à notre avis, malgré le nombre assez important de graphiques, cette présentation est plus claire.

RAID0

Une matrice RAID 0 peut être créée avec deux à huit disques. Les résultats des tests pour la matrice RAID 0 sont présentés dans la Fig. 7-15.

Riz. 7. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec huit disques dans une matrice RAID 0	Riz. 8. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec sept disques dans une matrice RAID 0
Riz. 9. Vitesse de lecture séquentielle et enregistrement avec six disques dans une matrice RAID 0	Riz. 10. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec cinq disques dans une matrice RAID 0
Riz. 11. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec quatre disques dans une matrice RAID 0	Riz. 12. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec trois disques dans une matrice RAID 0
Riz. 13. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec deux disques dans une matrice RAID 0	Riz. 14. Vitesse de lecture aléatoire dans une matrice RAID 0
Riz. 15. Vitesse d'écriture aléatoire dans la matrice RAID 0

Il est clair que les vitesses de lecture et d'écriture séquentielles les plus élevées dans une matrice RAID 0 sont obtenues avec huit disques. Il convient de prêter attention au fait qu'avec huit et sept disques dans une matrice RAID 0, les vitesses de lecture et d'écriture séquentielles sont presque identiques, et avec moins de disques, la vitesse d'écriture séquentielle devient supérieure à la vitesse de lecture.

Il convient également de noter qu'il existe des baisses caractéristiques de la vitesse de lecture et d'écriture séquentielles pour certaines tailles de bloc. Par exemple, avec huit et six disques dans la matrice, de telles pannes sont observées avec des tailles de blocs de données de 1 et 64 Ko, et avec sept disques - avec des tailles de 1, 2 et 128 Ko. Des pannes similaires, mais avec des tailles de blocs de données différentes, existent également avec quatre, trois et deux disques dans la baie.

En termes de vitesse de lecture et d'écriture séquentielle (en tant que caractéristique moyenne sur toutes les tailles de blocs), la matrice RAID 0 surpasse toutes les autres matrices possibles dans des configurations avec huit, sept, six, cinq, quatre, trois et deux disques.

L'accès aléatoire dans une matrice RAID 0 est également très intéressant. La vitesse de lecture aléatoire pour chaque taille de bloc de données est proportionnelle au nombre de disques dans la matrice, ce qui est tout à fait logique. De plus, avec une taille de bloc de 512 Ko, quel que soit le nombre de disques dans la matrice, une baisse caractéristique de la vitesse de lecture aléatoire est observée.

Avec un enregistrement aléatoire pour n'importe quel nombre de disques de la matrice, la vitesse augmente avec la taille du bloc de données et il n'y a pas de baisse de vitesse. Dans le même temps, il convient de noter que la vitesse la plus élevée dans ce cas est obtenue non pas avec huit, mais avec sept disques dans la matrice. Ensuite, en termes de vitesse d'écriture aléatoire, il y a une matrice de six disques, puis cinq, et seulement ensuite huit disques. De plus, en termes de vitesse d’écriture aléatoire, une matrice de huit disques est presque identique à une matrice de quatre disques.

En termes de vitesse d'écriture aléatoire, RAID 0 surpasse toutes les autres baies disponibles dans les configurations à huit, sept, six, cinq, quatre, trois et deux disques. Mais en termes de vitesse de lecture aléatoire dans une configuration avec huit disques, RAID 0 est inférieur aux matrices RAID 10 et RAID 50, mais dans une configuration avec moins de disques, RAID 0 est le leader en vitesse de lecture aléatoire.

RAID5

Une matrice RAID 5 peut être créée avec trois à huit disques. Les résultats des tests pour la matrice RAID 5 sont présentés dans la Fig. 16-23.

Riz. 16. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec huit disques dans une matrice RAID 5	Riz. 17. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec sept disques dans une matrice RAID 5
Riz. 18. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec six disques dans une matrice RAID 5	Riz. 19. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec cinq disques dans une matrice RAID 5
Riz. 20. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec quatre disques dans une matrice RAID 5	Riz. 21. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec trois disques dans une matrice RAID 5
Riz. 22. Vitesse de lecture aléatoire dans une matrice RAID 5	Riz. 23. Vitesse d'écriture aléatoire dans une matrice RAID 5

Il est clair que les vitesses de lecture et d'écriture les plus élevées sont obtenues avec huit disques. Il convient de prêter attention au fait que pour une matrice RAID 5, la vitesse d'écriture séquentielle est en moyenne supérieure à la vitesse de lecture. Cependant, pour une certaine taille de requête, les vitesses de lecture séquentielle peuvent dépasser les vitesses d’écriture séquentielle.

On ne peut s'empêcher de noter les baisses caractéristiques des vitesses de lecture et d'écriture séquentielles à certaines tailles de bloc pour n'importe quel nombre de disques de la baie.

Dans les vitesses de lecture et d'écriture séquentielles sur huit disques, RAID 5 est inférieur à RAID 0 et RAID 50, mais supérieur à RAID 10 et RAID 6. Dans les configurations à sept disques, RAID 5 est inférieur à RAID 0 et RAID 5 en lecture et écriture séquentielles. vitesses d'écriture supérieures à la matrice RAID 6 (d'autres types de matrices ne sont pas possibles avec ce nombre de disques).

Dans les configurations à six disques, RAID 5 est inférieur en vitesse de lecture séquentielle à RAID 0 et RAID 50, et juste derrière RAID 0 en vitesse d'écriture séquentielle.

Dans les configurations à cinq, quatre et trois disques, le RAID 5 est juste derrière le RAID 0 en termes de vitesses de lecture et d'écriture séquentielles.

L'accès aléatoire dans une matrice RAID 5 est similaire à l'accès aléatoire dans une matrice RAID 0. Ainsi, la vitesse de lecture aléatoire pour chaque taille de bloc de données est proportionnelle au nombre de disques dans la matrice, et avec une taille de bloc de 512 Ko, pour quel que soit le nombre de disques dans la baie, il y a une baisse caractéristique de la vitesse de lecture aléatoire. De plus, il convient de noter que la vitesse de lecture aléatoire dépend faiblement du nombre de disques dans la matrice, c'est-à-dire que pour n'importe quel nombre de disques, elle est à peu près la même.

En termes de vitesse de lecture aléatoire, la matrice RAID 5 dans les configurations à huit, sept, six, quatre et trois disques est inférieure à toutes les autres matrices. Et ce n'est que dans une configuration à cinq disques qu'il est légèrement en avance sur une matrice RAID 6.

En termes de vitesse d'écriture aléatoire, une matrice RAID 5 dans une configuration à huit disques est juste derrière les matrices RAID 0 et RAID 50, et dans une configuration avec sept et cinq, quatre et trois disques, elle est juste derrière une matrice RAID 0. .

Dans une configuration à six disques, RAID 5 est inférieur en termes de performances d'écriture aléatoire à RAID 0, RAID 50 et RAID 10.

RAID6

Le contrôleur LSI 3ware SAS 9750-8i vous permet de créer une matrice RAID 6 avec un nombre de disques de cinq à huit. Les résultats des tests pour la matrice RAID 6 sont présentés dans la Fig. 24-29.

Riz. 24. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec huit disques dans une matrice RAID 6	Riz. 25. Vitesse de lecture et d'écriture séquentielle avec sept disques dans une matrice RAID 6 Nous notons également des baisses caractéristiques de la vitesse de lecture et d'écriture séquentielles à certaines tailles de bloc pour n'importe quel nombre de disques de la matrice. En termes de vitesse de lecture séquentielle, la matrice RAID 6 est inférieure à toutes les autres matrices dans les configurations avec n'importe quel nombre (de huit à cinq) de disques. En termes de vitesse d'enregistrement séquentiel, la situation est un peu meilleure. Dans une configuration à huit disques, RAID 6 surpasse le RAID 10 et dans une configuration à six disques, il surpasse les matrices RAID 10 et RAID 50. Cependant, dans les configurations à sept et cinq disques, lors de la création de matrices RAID 10 et RAID 50 est impossible, ce tableau surpasse en dernière place en termes de vitesse d'enregistrement séquentiel. L'accès aléatoire dans une matrice RAID 6 est similaire à l'accès aléatoire dans les matrices RAID 0 et RAID 5. Ainsi, la vitesse de lecture aléatoire avec une taille de bloc de 512 Ko pour n'importe quel nombre de disques de la matrice présente une baisse caractéristique de la vitesse de lecture aléatoire. Notez que la vitesse de lecture aléatoire maximale est atteinte avec six disques dans la baie. Eh bien, avec sept et huit disques, la vitesse de lecture aléatoire est presque la même. Avec un enregistrement aléatoire pour n'importe quel nombre de disques de la matrice, la vitesse augmente avec la taille du bloc de données et il n'y a pas de baisse de vitesse. De plus, bien que la vitesse d'écriture aléatoire soit proportionnelle au nombre de disques dans la matrice, la différence de vitesse est insignifiante. En termes de vitesse de lecture aléatoire, la matrice RAID 6 dans les configurations à huit et sept disques n'est en avance que sur la matrice RAID 5 et inférieure à toutes les autres matrices possibles. Dans une configuration à six disques, RAID 6 est inférieur à RAID 10 et RAID 50 en termes de performances de lecture aléatoire, et dans une configuration à cinq disques, il est inférieur à RAID 0 et RAID 5. En termes de vitesse d'écriture aléatoire, la matrice RAID 6, avec n'importe quel nombre de disques connectés, est inférieure à toutes les autres matrices possibles. En général, on peut affirmer que la matrice RAID 6 a des performances inférieures aux matrices RAID 0, RAID 5, RAID 50 et RAID 10. Autrement dit, en termes de performances, ce type de matrice était à la dernière place.	Riz. 33. Vitesse de lecture aléatoire dans une matrice RAID 10
Riz. 34. Vitesse d'écriture aléatoire dans la matrice RAID 10

Il est courant que dans des matrices de huit et six disques, la vitesse de lecture séquentielle soit supérieure à la vitesse d'écriture, et dans une matrice de quatre disques, ces vitesses sont presque les mêmes pour n'importe quelle taille de bloc de données.

La matrice RAID 10, ainsi que toutes les autres matrices considérées, se caractérise par une baisse des vitesses de lecture et d'écriture séquentielles pour certaines tailles de blocs de données pour un nombre quelconque de disques de la matrice.

Avec un enregistrement aléatoire pour n'importe quel nombre de disques de la matrice, la vitesse augmente avec la taille du bloc de données et il n'y a pas de baisse de vitesse. De plus, la vitesse d'écriture aléatoire est proportionnelle au nombre de disques dans la baie.

En termes de vitesse de lecture séquentielle, la matrice RAID 10 suit les matrices RAID 0, RAID 50 et RAID 5 dans des configurations avec huit, six et quatre disques, et en termes de vitesse d'écriture séquentielle, elle est même inférieure à la matrice RAID 6, c'est-à-dire , il suit les matrices RAID 0. RAID 50, RAID 5 et RAID 6.

Mais en termes de vitesse de lecture aléatoire, la matrice RAID 10 est en avance sur toutes les autres matrices dans les configurations à huit, six et quatre disques. Mais en termes de vitesse d'écriture aléatoire, cette matrice est inférieure aux matrices RAID 0, RAID 50 et RAID 5 dans une configuration à huit disques, aux matrices RAID 0 et RAID 50 dans une configuration à six disques et aux matrices RAID 0 et RAID 5 dans une configuration à quatre disques.

RAID50

Une matrice RAID 50 peut être construite sur six ou huit disques. Les résultats des tests pour la matrice RAID 50 sont présentés dans la Fig. 35-38.

Dans le scénario de lecture aléatoire, comme pour toutes les autres baies considérées, il existe une baisse caractéristique des performances avec une taille de bloc de 512 Ko. Avec un enregistrement aléatoire pour n'importe quel nombre de disques de la matrice, la vitesse augmente avec la taille du bloc de données et il n'y a pas de baisse de vitesse. De plus, la vitesse d'écriture aléatoire est proportionnelle au nombre de disques dans la matrice, mais la différence de vitesse est insignifiante et n'est observée qu'avec une taille de bloc de données importante (plus de 256 Ko). En termes de vitesse de lecture séquentielle, le RAID 50 est juste derrière le RAID 0 (configurations à huit et six disques). En termes de vitesse d'écriture séquentielle, le RAID 50 est également juste derrière le RAID 0 dans une configuration à huit disques, et dans une configuration à six disques, il est inférieur au RAID 0, RAID 5 et RAID 6. Mais en termes de vitesse de lecture et d'écriture aléatoires, la matrice RAID 50 est juste derrière la matrice RAID 0 et devance toutes les autres matrices possibles avec huit et six disques. RAID1 Comme nous l'avons déjà noté, une matrice RAID 1, qui peut être construite sur seulement deux disques, n'est pas pratique à utiliser sur un tel contrôleur. Cependant, par souci d'exhaustivité, nous présentons également les résultats pour une matrice RAID 1 sur deux disques. Les résultats des tests pour la matrice RAID 1 sont présentés dans la Fig. 39 et 40. Riz. 39. Vitesse d'écriture et de lecture séquentielle dans la matrice RAID 1 Riz. 40. Vitesse d'écriture et de lecture aléatoire dans la matrice RAID 1 La matrice RAID 10, ainsi que toutes les autres matrices considérées, se caractérise par une baisse des vitesses de lecture et d'écriture séquentielles pour certaines tailles de blocs de données. Dans le scénario de lecture aléatoire, comme pour les autres baies, il existe une baisse caractéristique des performances avec une taille de bloc de 512 Ko. Avec l'enregistrement aléatoire, la vitesse augmente avec la taille du bloc de données et il n'y a pas de baisse de vitesse. Une matrice RAID 1 ne peut être mappée qu'à une matrice RAID 0 (puisque dans le cas de deux disques, aucune autre matrice n'est possible). Il convient de noter que les performances du RAID 1 sont inférieures au RAID 0 avec deux disques dans tous les scénarios de charge, à l'exception des lectures aléatoires. conclusions Nous avons eu des impressions plutôt mitigées lors du test du contrôleur LSI 3ware SAS 9750-8i en combinaison avec les disques SAS Seagate Cheetah 15K.7 ST3300657SS. D'une part, il a d'excellentes fonctionnalités, d'autre part, les baisses de vitesse à certaines tailles de blocs de données sont alarmantes, ce qui, bien sûr, affecte les performances de vitesse des matrices RAID lorsqu'elles fonctionnent dans un environnement réel.

Avec l'avènement d'un nombre suffisamment important de périphériques Serial Attached SCSI (SAS), nous pouvons constater le début de la transition de l'environnement d'entreprise vers la nouvelle technologie. Mais SAS n'est pas seulement le successeur reconnu de la technologie UltraSCSI, mais il ouvre également de nouveaux domaines d'utilisation, élevant l'évolutivité des systèmes à des sommets inimaginables. Nous avons décidé de démontrer le potentiel de SAS en examinant de plus près la technologie, les adaptateurs hôtes, les disques durs et les systèmes de stockage.

SAS n'est pas une technologie complètement nouvelle : c'est le meilleur des deux mondes. La première partie de SAS traite de la transmission de données en série, qui nécessite moins de fils et de broches physiques. Le passage de la transmission parallèle à la transmission série a permis de supprimer le bus. Bien que les spécifications SAS actuelles spécifient un débit de 300 Mo/s par port, ce qui est inférieur aux 320 Mo/s d'UltraSCSI, le remplacement du bus partagé par une connexion point à point constitue un avantage significatif. La deuxième partie de SAS est le protocole SCSI, qui reste puissant et populaire.

SAS peut utiliser un grand ensemble types de RAID. Des géants tels qu'Adaptec ou LSI Logic proposent dans leurs produits un ensemble étendu de fonctions d'extension, de migration, d'imbrication et d'autres capacités, y compris celles liées aux matrices RAID distribuées sur plusieurs contrôleurs et disques.

Enfin, la plupart des actions évoquées aujourd’hui sont réalisées à la volée. Ici, nous devons mentionner d'excellents produits AMCC/3Ware , Areca Et Broadcom/Raidcore, permettant de transférer des fonctions de classe entreprise vers des espaces SATA.

Par rapport au SATA, l'implémentation SCSI traditionnelle perd du terrain sur tous les fronts, à l'exception des solutions d'entreprise haut de gamme. Offres SATA disques durs adaptés, a un bon prix et une large gamme solutions. Et n'oublions pas une autre fonctionnalité intelligente de SAS : il coexiste facilement avec les infrastructures SATA existantes, puisque les adaptateurs hôtes SAS fonctionnent facilement avec les disques SATA. Mais vous ne pourrez pas connecter un disque SAS à un adaptateur SATA.

Source : Adaptec

Il nous semble d’abord qu’il faut se tourner vers l’histoire de SAS. La norme SCSI (pour Small Computer System Interface) a toujours été considérée comme un bus professionnel permettant de connecter des lecteurs et certains autres périphériques aux ordinateurs. Les disques durs pour serveurs et postes de travail utilisent toujours la technologie SCSI. Contrairement à la norme ATA traditionnelle, qui vous permet de connecter seulement deux disques à un port, SCSI vous permet de connecter jusqu'à 15 périphériques sur un seul bus et offre un protocole de commande puissant. Les périphériques doivent avoir un ID SCSI unique, qui peut être attribué manuellement ou via le protocole SCAM (SCSI Configuration Automatically). Étant donné que les ID de périphérique pour les bus de deux adaptateurs SCSI ou plus peuvent ne pas être uniques, des LUN (Logical Unit Numbers) ont été ajoutés pour faciliter l'identification des périphériques dans des environnements SCSI complexes.

Le matériel SCSI est plus flexible et fiable que l'ATA (cette norme est également appelée IDE, Integrated Drive Electronics). Les appareils peuvent être connectés aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur de l'ordinateur, et la longueur du câble peut atteindre 12 m, à condition qu'il soit correctement terminé (afin d'éviter les réflexions du signal). Au fur et à mesure de l'évolution du SCSI, de nombreuses normes ont émergé qui spécifiaient différentes largeurs de bus, fréquences d'horloge, connecteurs et tensions de signal (Fast, Wide, Ultra, Ultra Wide, Ultra2, Ultra2 Wide, Ultra3, Ultra320 SCSI). Heureusement, ils utilisent tous le même ensemble de commandes.

Toute communication SCSI est organisée entre l'initiateur (adaptateur hôte) qui envoie les commandes et le lecteur cible qui y répond. Immédiatement après avoir reçu un ensemble de commandes, le lecteur cible envoie un code dit de détection (état : occupé, erreur ou libre), par lequel l'initiateur sait s'il recevra ou non la réponse souhaitée.

Le protocole SCSI spécifie près de 60 commandes différentes. Ils sont divisés en quatre catégories : non-données, bidirectionnels, données de lecture et données d'écriture.

Les limites du SCSI commencent à se manifester à mesure que vous ajoutez des lecteurs au bus. Aujourd'hui, il est difficile de trouver un disque dur capable de charger pleinement la bande passante de 320 Mo/s de l'Ultra320 SCSI. Mais cinq trajets ou plus dans un même bus sont une tout autre affaire. Une option serait d'ajouter un deuxième adaptateur hôte pour l'équilibrage de charge, mais cela coûte de l'argent. Le problème vient des câbles : les câbles torsadés à 80 fils coûtent très cher. Si vous souhaitez également obtenir un « remplacement à chaud » des disques, c'est-à-dire un remplacement facile d'un disque défectueux, un équipement spécial (fond de panier) est requis.

Bien entendu, il est préférable de placer les disques dans des composants logiciels enfichables ou des modules séparés, qui sont généralement remplaçables à chaud avec d'autres fonctionnalités de contrôle intéressantes. En conséquence, il existe davantage de solutions SCSI professionnelles sur le marché. Mais ils coûtent tous très cher, c'est pourquoi la norme SATA s'est développée si rapidement ces dernières années. Même si SATA ne satisfera jamais aux besoins des systèmes d'entreprise haut de gamme, il constitue un excellent complément à SAS dans la création de nouvelles solutions évolutives pour les environnements réseau de nouvelle génération.

SAS ne partage pas de bus sur plusieurs appareils. Source : Adaptec

SATA

Sur la gauche se trouve un connecteur SATA pour le transfert de données. A droite se trouve le connecteur d'alimentation. Il y a suffisamment de broches pour fournir 3,3 V, 5 V et 12 V à chaque disque SATA.

La norme SATA est présente sur le marché depuis plusieurs années et atteint aujourd'hui sa deuxième génération. SATA I présentait un débit de 1,5 Gbit/s avec deux connexions série utilisant une signalisation différentielle basse tension. Au niveau de la couche physique, un codage 8/10 bits est utilisé (10 bits réels pour 8 bits de données), ce qui explique le débit maximum de l'interface de 150 Mo/s. Après la transition du SATA vers une vitesse de 300 Mo/s, beaucoup ont commencé à appeler le nouveau standard SATA II, bien que lors de la normalisation SATA-IO(Organisation internationale), il était prévu d'ajouter d'abord plus de fonctions, puis de l'appeler SATA II. Par conséquent, la dernière spécification s'appelle SATA 2.5 et inclut des extensions SATA telles que File d'attente de commandes native(NCQ) et eSATA (SATA externe), multiplicateurs de ports (jusqu'à quatre disques par port), etc. Mais des fonctions SATA supplémentaires sont facultatives tant pour le contrôleur que pour le disque dur lui-même.

Espérons que le SATA III à 600 Mo/s sortira encore en 2007.

Alors que les câbles parallèles ATA (UltraATA) étaient limités à 46 cm, les câbles SATA peuvent mesurer jusqu'à 1 m de long, et pour l'eSATA le double de cette longueur. Au lieu de 40 ou 80 fils, la transmission série ne nécessite que quelques contacts. Par conséquent, les câbles SATA sont très étroits, faciles à acheminer à l’intérieur du boîtier de l’ordinateur et n’interfèrent pas autant avec la circulation de l’air. Le port SATA repose sur un seul périphérique, ce qui en fait une interface point à point.

Les connecteurs SATA pour le transfert de données et l'alimentation électrique ont des fiches séparées.

SAS

Le protocole de signalisation ici est le même que celui de SATA. Source : Adaptec

Une fonctionnalité intéressante de Serial Attached SCSI est que la technologie prend en charge à la fois SCSI et SATA, ce qui permet de connecter des disques SAS ou SATA (ou les deux normes à la fois) aux contrôleurs SAS. Cependant, les disques SAS ne peuvent pas fonctionner avec les contrôleurs SATA en raison de l'utilisation du protocole Serial SCSI (SSP). Comme SATA, SAS suit un principe de connexion point à point pour les disques (300 Mo/s aujourd'hui), et grâce aux extensions SAS (ou expandeurs), vous pouvez connecter plus de disques qu'il n'y a de ports SAS disponibles. Les disques durs SAS prennent en charge deux ports, chacun avec son propre ID SAS unique, vous pouvez donc utiliser deux connexions physiques pour assurer la redondance en connectant le disque à deux nœuds hôtes différents. Grâce au STP (SATA Tunneling Protocol), les contrôleurs SAS peuvent échanger des données avec les disques SATA connectés à l'expandeur.

Source : Adaptec

Source : Adaptec

Source : Adaptec

Bien entendu, la seule connexion physique de l'extenseur SAS au contrôleur hôte peut être considérée comme un « goulot d'étranglement », c'est pourquoi la norme fournit des ports SAS larges. Un port large regroupe plusieurs connexions SAS en une seule connexion entre deux périphériques SAS (généralement entre un contrôleur hôte et un extenseur). Le nombre de connexions au sein de la communication peut être augmenté, tout dépend des exigences imposées. Mais les connexions redondantes ne sont pas prises en charge et les boucles ou anneaux ne sont pas non plus autorisés.

Source : Adaptec

Les futures implémentations SAS ajouteront un débit de 600 et 1 200 Mo/s par port. Bien entendu, les performances des disques durs n'augmenteront pas dans la même proportion, mais il sera plus pratique d'utiliser des extensions sur un petit nombre de ports.

Les appareils appelés « Fan Out » et « Edge » sont des extensions. Mais seul l'extenseur Fan Out principal peut gérer le domaine SAS (voir lien 4x au centre du schéma). Chaque extension Edge permet jusqu'à 128 connexions physiques, et vous pouvez utiliser des ports larges et/ou connecter d'autres extensions/lecteurs. La topologie peut être assez complexe, mais en même temps flexible et puissante. Source : Adaptec

Source : Adaptec

Le fond de panier est l’élément de base de tout système de stockage qui doit prendre en charge le branchement à chaud. Par conséquent, les extensions SAS impliquent souvent un équipement puissant (à la fois dans un seul boîtier et non). En règle générale, un seul lien est utilisé pour connecter un périphérique simple à un adaptateur hôte. Les extensions avec accessoires intégrés reposent bien entendu sur des connexions multicanaux.

Trois types de câbles et de connecteurs ont été développés pour SAS. SFF-8484 est un câble interne multicœur reliant l'adaptateur hôte à l'équipement. En principe, le même résultat peut être obtenu en branchant ce câble à une extrémité sur plusieurs connecteurs SAS distincts (voir illustration ci-dessous). SFF-8482 est un connecteur via lequel le lecteur est connecté à une seule interface SAS. Enfin, le SFF-8470 est un câble multiconducteur externe jusqu'à six mètres de long.

Source : Adaptec

Câble SFF-8470 pour connexions SAS multicanaux externes.

Câble multicœur SFF-8484. Quatre canaux/ports SAS passent par un seul connecteur.

Câble SFF-8484, permettant de connecter quatre disques SATA.

SAS dans le cadre des solutions SAN

Pourquoi avons-nous besoin de toutes ces informations ? La plupart des utilisateurs ne s'approcheront pas de la topologie SAS décrite ci-dessus. Mais SAS est plus qu'une interface de nouvelle génération pour disques durs professionnels, bien qu'il soit idéal pour créer des matrices RAID simples et complexes basées sur un ou plusieurs contrôleurs RAID. SAS est capable de faire bien plus. Il s'agit d'une interface série point à point qui évolue facilement à mesure que vous ajoutez davantage de liens entre deux périphériques SAS. Les disques SAS sont livrés avec deux ports, vous pouvez donc connecter un port via un extenseur à un système hôte, puis créer un chemin de sauvegarde vers un autre système hôte (ou un autre extenseur).

La communication entre les adaptateurs SAS et les extensions (et entre deux extensions) peut être aussi étendue qu'il y a de ports SAS disponibles. Les extensions sont généralement des systèmes montés en rack pouvant accueillir un grand nombre de disques, et la connexion possible de SAS à un périphérique de niveau supérieur dans la hiérarchie (par exemple, un contrôleur hôte) n'est limitée que par les capacités de l'extension.

Avec une infrastructure riche et fonctionnelle, SAS vous permet de créer des topologies de stockage complexes plutôt que des disques durs dédiés ou un stockage réseau séparé. Dans ce cas, par « complexe », nous ne devons pas entendre qu’une telle topologie est difficile à utiliser. Les configurations SAS se composent de simples composants logiciels enfichables de disque ou utilisent des extensions. Tout lien SAS peut être étendu ou réduit en fonction des besoins en bande passante. Vous pouvez utiliser à la fois des disques durs SAS puissants et des modèles SATA de grande capacité. Associées à de puissants contrôleurs RAID, les matrices de données peuvent être facilement configurées, étendues ou reconfigurées, tant du point de vue du niveau RAID que du matériel.

Tout cela devient encore plus important si l’on considère la rapidité avec laquelle le stockage d’entreprise se développe. Aujourd'hui, tout le monde entend parler du SAN - réseau de stockage. Il s'agit d'une organisation décentralisée d'un sous-système de stockage de données avec des serveurs traditionnels, utilisant un stockage physiquement distant. Sur les réseaux Gigabit Ethernet ou Fibre Channel existants, un protocole SCSI légèrement modifié est lancé, encapsulé dans des paquets Ethernet (iSCSI - Internet SCSI). Le système, qui fonctionne d'un seul disque dur à des matrices RAID imbriquées complexes, devient ce qu'on appelle une cible et est associé à un initiateur (système hôte), qui traite la cible comme s'il s'agissait simplement d'un élément physique.

iSCSI, bien entendu, vous permet de créer une stratégie pour développer le stockage, organiser les données ou gérer l'accès à celles-ci. Nous gagnons un autre niveau de flexibilité en supprimant le stockage directement connecté aux serveurs, permettant à n'importe quel sous-système de stockage de devenir une cible iSCSI. La transition vers le stockage hors site rend le système indépendant des serveurs de stockage de données (un point de défaillance dangereux) et améliore la gérabilité du matériel. D'un point de vue logiciel, le stockage reste toujours « à l'intérieur » du serveur. La cible et l'initiateur iSCSI peuvent être situés à proximité, à différents étages, dans différentes pièces ou bâtiments - tout dépend de la qualité et de la vitesse de la connexion IP entre eux. De ce point de vue, il est important de noter qu’un SAN n’est pas bien adapté aux exigences des applications en ligne telles que les bases de données.

Disques durs SAS 2,5"

Les disques durs 2,5" destinés au secteur professionnel sont encore perçus comme une nouveauté. Nous examinons depuis un certain temps déjà le premier disque de ce type de Seagate - Savvio Ultra320 2,5", ce qui a laissé une bonne impression. Tous les disques SCSI 2,5" utilisent une vitesse de broche de 10 000 tr/min, mais ils n'atteignent pas le niveau de performances des disques 3,5" avec la même vitesse de broche. Le fait est que les pistes externes des modèles 3,5" tournent à une vitesse linéaire plus élevée, ce qui permet des taux de transfert de données plus élevés.

L'avantage des petits disques durs ne réside pas dans la capacité : aujourd'hui, leur maximum est encore de 73 Go, alors qu'avec les disques durs d'entreprise de 3,5", nous obtenons déjà 300 Go. Dans de nombreux domaines, le rapport entre performances et volume physique occupé est très important ou l'efficacité énergétique. Plus vous utilisez de disques durs, plus vous obtiendrez de performances - associées à une infrastructure appropriée, bien sûr. Dans le même temps, les disques durs de 2,5" consomment près de deux fois moins d'énergie que leurs concurrents de 3,5". nous considérons le rapport performance par watt (le nombre d'opérations d'E/S par watt), alors le facteur de forme 2,5" donne de très bons résultats.

Si vous avez avant tout besoin de capacité, il est peu probable que les disques 3,5" à 10 000 tr/min soient le meilleur choix. Le fait est que les disques durs SATA 3,5" offrent 66 % de capacité en plus (500 au lieu de 300 Go par disque dur), ce qui laisse des niveaux de performances acceptables. . De nombreux fabricants de disques durs proposent des modèles SATA pour un fonctionnement 24h/24 et 7j/7, et le prix des disques est réduit au minimum. Les problèmes de fiabilité peuvent être résolus en achetant des disques de rechange pour un remplacement immédiat dans la baie.

La gamme MAY représente la génération actuelle de disques Fujitsu 2,5" destinés au secteur professionnel. La vitesse de rotation est de 10 025 tr/min et les capacités sont de 36,7 et 73,5 Go. Tous les disques sont livrés avec 8 Mo de cache et offrent un temps de recherche en lecture moyen de 4,0 ms et enregistrement 4,5 ms. Comme nous l'avons déjà mentionné, une caractéristique intéressante des disques durs 2,5" est la réduction de la consommation d'énergie. En règle générale, un disque dur de 2,5 pouces peut économiser au moins 60 % d'énergie par rapport à un disque de 3,5 pouces.

Disques durs SAS 3,5"

MAX est la gamme actuelle de disques durs hautes performances de Fujitsu à 15 000 tr/min. Le nom est donc tout à fait approprié. Contrairement aux disques 2,5", nous obtenons ici jusqu'à 16 Mo de cache et un temps de recherche moyen court de 3,3 ms en lecture et 3,8 ms en écriture. Fujitsu propose des modèles avec 36,7 Go, 73,4 Go et 146 Go (avec un, deux et quatre plateaux).

Les roulements hydrodynamiques ont également fait leur chemin vers les disques durs d'entreprise, de sorte que les nouveaux modèles sont nettement plus silencieux que les précédents à 15 000 tr/min. Bien entendu, ces disques durs doivent être correctement refroidis, et l'équipement le garantit également.

Hitachi Global Storage Technologies propose également sa propre gamme de solutions hautes performances. L'UltraStar 15K147 tourne à 15 000 tr/min et dispose d'un cache de 16 Mo, comme les disques Fujitsu, mais la configuration des plateaux est différente. Le modèle 36,7 Go utilise deux plateaux au lieu d'un, et le modèle 73,4 Go utilise trois plateaux au lieu de deux. Cela indique une densité de données plus faible, mais cette conception élimine essentiellement l'utilisation des zones internes les plus lentes des plateaux. De ce fait, les têtes doivent moins bouger, ce qui donne un meilleur temps d'accès moyen.

Hitachi propose également des modèles de 36,7 Go, 73,4 Go et 147 Go avec un temps de recherche (lecture) revendiqué de 3,7 ms.

Bien que Maxtor fasse déjà partie de Seagate, les gammes de produits de l'entreprise sont toujours préservées. Le constructeur propose des modèles de 36, 73 et 147 Go, tous dotés d'une vitesse de broche de 15 000 tr/min et d'un cache de 16 Mo. La société revendique un temps de recherche moyen de 3,4 ms en lecture et de 3,8 ms en écriture.

Cheetah a longtemps été associé aux disques durs hautes performances. Seagate a pu instaurer une association similaire avec la sortie de Barracuda dans le segment des PC de bureau, proposant le premier disque de bureau à 7 200 tr/min en 2000.

Disponible en modèles 36,7 Go, 73,4 Go et 146,8 Go. Tous se distinguent par une vitesse de broche de 15 000 tr/min et un cache de 8 Mo. Le temps de recherche moyen indiqué pour la lecture est de 3,5 ms et pour l'écriture de 4,0 ms.

Adaptateurs hôtes

Contrairement aux contrôleurs SATA, les composants SAS ne se trouvent que sur les cartes mères de classe serveur ou sous forme de cartes d'extension pour PCI-X ou PCI Express. Si nous allons plus loin et considérons les contrôleurs RAID (Redundant Array of Inexpensive Drives), en raison de leur complexité, ils sont vendus, pour la plupart, sous forme de cartes séparées. Les cartes RAID contiennent non seulement le contrôleur lui-même, mais également une puce permettant d'accélérer les calculs d'informations de redondance (moteur XOR), ainsi que de la mémoire cache. Parfois, une petite quantité de mémoire est soudée sur la carte (le plus souvent 128 Mo), mais certaines cartes permettent d'étendre la capacité à l'aide de DIMM ou SO-DIMM.

Lorsque vous choisissez un adaptateur hôte ou un contrôleur RAID, vous devez clairement déterminer ce dont vous avez besoin. La gamme de nouveaux appareils s’agrandit sous nos yeux. De simples adaptateurs hôtes multiports coûteront relativement peu, mais des cartes RAID puissantes vous coûteront beaucoup d'argent. Réfléchissez à l'endroit où vous placerez les disques : le stockage externe nécessite au moins un emplacement externe. Les serveurs rack nécessitent généralement des cartes à profil bas.

Si vous avez besoin de RAID, décidez si vous utiliserez l'accélération matérielle. Certaines cartes RAID consomment des ressources CPU pour effectuer des calculs XOR pour les matrices RAID 5 ou 6 ; d'autres utilisent leur propre moteur XOR matériel. L'accélération RAID est recommandée pour les environnements dans lesquels le serveur fait plus que simplement stocker des données, tels que des bases de données ou des serveurs Web.

Toutes les cartes adaptateurs hôtes que nous avons présentées dans notre article prennent en charge des vitesses de 300 Mo/s par port SAS et permettent une mise en œuvre très flexible de l'infrastructure de stockage de données. Les ports externes d'aujourd'hui surprendront peu de gens et prendront en compte la prise en charge des disques durs SAS et SATA. Les trois cartes utilisent l'interface PCI-X, mais des versions PCI Express sont déjà en développement.

Dans notre article, nous avons prêté attention aux cartes à huit ports, mais le nombre de disques durs connectés ne se limite pas à cela. À l’aide d’un module d’extension SAS (externe), vous pouvez connecter n’importe quel stockage. Tant qu'une connexion à quatre voies est suffisante, vous pouvez augmenter le nombre de disques durs jusqu'à 122. En raison de la surcharge de performances liée au calcul des informations de parité du RAID 5 ou du RAID 6, le stockage RAID externe typique ne pourra pas suffisamment chargez la bande passante d’une connexion à quatre voies, même si vous utilisez un grand nombre de disques.

48300 est un adaptateur hôte SAS conçu pour le bus PCI-X. Le PCI-X continue aujourd'hui de dominer le marché des serveurs, même si de plus en plus de cartes mères sont équipées d'interfaces PCI Express.

L'Adaptec SAS 48300 utilise l'interface PCI-X à 133 MHz, ce qui donne un débit de 1,06 Go/s. Assez rapide si le bus PCI-X n'est pas chargé avec d'autres périphériques. Si vous incluez un périphérique plus lent sur le bus, toutes les autres cartes PCI-X réduiront leur vitesse au même niveau. A cet effet, plusieurs contrôleurs PCI-X sont parfois installés sur la carte.

Adaptec positionne le SAS 4800 pour les serveurs à prix moyen et bas, ainsi que pour les postes de travail. Le prix de détail suggéré est de 360 ​​​​$, ce qui est tout à fait raisonnable. Adaptec HostRAID est pris en charge, vous permettant de migrer vers les matrices RAID les plus simples. Dans ce cas, il s'agit des niveaux RAID 0, 1 et 10. La carte prend en charge une connexion externe SFF8470 à quatre canaux, ainsi qu'un connecteur interne SFF8484 associé à un câble pour quatre périphériques SAS, c'est-à-dire que nous obtenons huit ports au total. .

La carte s'insère dans un serveur monté en rack 2U si vous installez un emplacement obturateur à profil bas. Le package comprend également un CD avec un pilote, un guide d'installation rapide et un câble SAS interne via lequel jusqu'à quatre lecteurs système peuvent être connectés à la carte.

Lecteur SAS LSI Logic nous a envoyé l'adaptateur hôte SAS3442X PCI-X, un concurrent direct de l'Adaptec SAS 48300. Il est livré avec huit ports SAS, répartis entre deux interfaces quad-canal. Le « cœur » de la carte est la puce LSI SAS1068. L'une des interfaces est destinée aux périphériques internes, la seconde - au DAS externe (Direct Attached Storage). La carte utilise l'interface de bus PCI-X 133.

Comme d'habitude, une interface de 300 Mo/s est prise en charge pour les disques SATA et SAS. Il y a 16 LED sur la carte contrôleur. Huit d’entre eux sont de simples voyants d’activité et huit autres sont conçus pour indiquer un dysfonctionnement du système.

La LSI SAS3442X est une carte discrète, elle s'intègre donc facilement dans n'importe quel serveur monté en rack 2U.

On note la prise en charge des pilotes pour Linux, Netware 5.1 et 6, Windows 2000 et Server 2003 (x64), Windows XP (x64) et Solaris jusqu'à 2.10. Contrairement à Adaptec, LSI a choisi de ne prendre en charge aucun mode RAID.

Adaptateurs RAID

SAS RAID4800SAS est la solution d'Adaptec pour les environnements SAS plus complexes et peut être utilisé pour les serveurs d'applications, les serveurs de streaming, etc. Devant nous, encore une fois, se trouve une carte à huit ports, avec une connexion SAS externe à quatre canaux et deux interfaces internes à quatre canaux. Mais si une connexion externe est utilisée, il ne reste qu'une seule interface à quatre canaux parmi les interfaces internes.

La carte est également conçue pour le bus PCI-X 133, qui fournit une bande passante suffisante même pour les configurations RAID les plus exigeantes.

Quant aux modes RAID, ici le SAS RAID 4800 surpasse facilement son « petit frère » : par défaut, les niveaux RAID 0, 1, 10, 5, 50 sont pris en charge, si vous disposez d'un nombre suffisant de disques. Contrairement au 48300, Adaptec inclut deux câbles SAS, ce qui vous permet de connecter immédiatement huit disques durs au contrôleur. Contrairement au 48300, la carte nécessite un emplacement PCI-X pleine taille.

Si vous décidez de mettre à niveau votre carte vers Adaptec Suite avancée de protection des données, vous aurez la possibilité de passer aux modes RAID avec double redondance (6, 60), ainsi qu'un certain nombre de fonctionnalités de classe entreprise : disque miroir entrelacé (RAID 1E), espacement à chaud (RAID 5EE) et copie de secours à chaud. L'utilitaire Adaptec Storage Manager possède une interface de type navigateur et peut être utilisé pour gérer tous les adaptateurs Adaptec.

Adaptec propose des pilotes pour Windows Server 2003 (et x64), Windows 2000 Server, Windows XP (x64), Novell Netware, Red Hat Enterprise Linux 3 et 4, SuSe Linux Enterprise Server 8 et 9 et FreeBSD.

Composants logiciels enfichables SAS

Le 335SAS est un composant logiciel enfichable pour quatre disques SAS ou SATA, mais doit être connecté à un contrôleur SAS. Grâce au ventilateur de 120 mm, les disques seront bien refroidis. Vous devrez également connecter deux prises d'alimentation Molex à l'équipement.

Adaptec a inclus un câble I2C qui peut être utilisé pour contrôler le matériel via un contrôleur approprié. Mais avec les disques SAS, cela ne fonctionnera plus. Un câble LED supplémentaire est conçu pour signaler l'activité du disque, mais, encore une fois, uniquement pour les disques SATA. Le package comprend également un câble SAS interne pour quatre disques, donc un câble externe à quatre canaux sera suffisant pour connecter les disques. Si vous souhaitez utiliser des disques SATA, vous devrez utiliser des adaptateurs SAS vers SATA.

Le prix de détail de 369 $ ne peut pas être qualifié de bas. Mais vous obtiendrez une solution solide et fiable.

Stockage SAS

SANbloc S50 est une solution de niveau entreprise pour 12 disques. Vous recevrez un boîtier monté en rack 2U qui se connecte aux contrôleurs SAS. Il s’agit de l’un des meilleurs exemples de solutions SAS évolutives. 12 disques peuvent être SAS ou SATA. Ou représentent un mélange des deux types. L'extenseur intégré peut utiliser une ou deux interfaces SAS à quatre canaux pour connecter le S50 à un adaptateur hôte ou à un contrôleur RAID. S'agissant clairement d'une solution professionnelle, il est équipé de deux alimentations (redondantes).

Si vous avez déjà acheté un adaptateur hôte Adaptec SAS, vous pouvez facilement le connecter au S50 et utiliser Adaptec Storage Manager pour gérer les disques. Si nous installons des disques durs SATA de 500 Go, nous obtenons 6 To de stockage. Si nous prenons des disques SAS de 300 Go, la capacité sera de 3,6 To. Étant donné que l'extenseur est connecté au contrôleur hôte par deux interfaces à quatre canaux, nous obtiendrons un débit de 2,4 Go/s, ce qui sera plus que suffisant pour tout type de baie. Si vous installez 12 disques dans une matrice RAID0, le débit maximum ne sera que de 1,1 Go/s. Au milieu de cette année, Adaptec promet de sortir une version légèrement modifiée avec deux unités d'E/S SAS indépendantes.

SANbloc S50 contient une surveillance automatique et un contrôle automatique de la vitesse du ventilateur. Oui, l’appareil est un peu bruyant, nous avons donc été soulagés de le récupérer du laboratoire une fois les tests terminés. Un message de panne de disque est envoyé au contrôleur via SES-2 (SCSI Enclosure Services) ou via l'interface physique I2C.

Les températures de fonctionnement des variateurs sont de 5 à 55°C et celles des accessoires de 0 à 40°C.

Au début de nos tests, nous avons obtenu un débit maximal de seulement 610 Mo/s. En changeant le câble entre le S50 et le contrôleur hôte Adaptec, nous avons quand même pu atteindre 760 Mo/s. Pour charger le système en mode RAID 0, nous avons utilisé sept disques durs. L'augmentation du nombre de disques durs n'a pas entraîné d'augmentation du débit.

Configuration des tests

Matériel système
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, rég.) 2x 512 Mo, CL3-3-3-10
Disque dur du système	Caviar numérique occidental WD1200JB 120 Go, 7 200 tr/min, 8 Mo de cache, UltraATA/100
Contrôleurs de lecteur	Contrôleur Intel 82801EB UltraATA/100 (ICH5) Promesse SATA 300TX4 Pilote 1.0.0.33 Adaptec AIC-7902B Ultra320 Pilote 3.0 Adaptec 48300 SAS PCI-X 8 ports Pilote 1.1.5472 Adaptec 4800 SAS PCI-X 8 ports Pilote 5.1.0.8360 Micrologiciel 5.1.0.8375 LSI Logic SAS3442X SAS PCI-X 8 ports Pilote 1.21.05 BIOS 6.01
Stockage	Matériel intérieur remplaçable à chaud à 4 baies JBOD SAS/SATA 2U, 12 disques durs
Filet	Broadcom BCM5721 Gigabit Ethernet
Carte vidéo	Intégré ATi RageXL, 8 Mo
Essais
mesure du rendement	c"t h2benchw 3.6
Mesure des performances 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 et pilotes
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 Scénario de poste de travail. Après avoir examiné plusieurs nouveaux disques durs SAS, trois contrôleurs associés et deux composants logiciels enfichables, il est devenu clair que SAS est véritablement une technologie prometteuse. Si vous vous référez à la documentation technique SAS, vous comprendrez pourquoi. Ce n'est pas seulement un successeur du SCSI avec une interface série (rapide, pratique et facile à utiliser), mais aussi un excellent niveau d'évolutivité et d'extension de l'infrastructure, en comparaison avec lequel les solutions Ultra320 SCSI semblent être l'âge de pierre. Et la compatibilité est tout simplement excellente. Si vous envisagez d'acheter du matériel SATA professionnel pour votre serveur, vous devriez examiner de plus près SAS. Tout contrôleur ou matériel SAS est compatible avec les disques durs SAS et SATA. Par conséquent, vous pouvez créer soit un environnement SAS hautes performances, soit un environnement SATA haute capacité, ou les deux à la fois. La prise en charge pratique du stockage externe est un autre avantage important de SAS. Si les stockages SATA utilisent des solutions propriétaires ou un seul canal SATA/eSATA, l'interface de stockage SAS vous permet d'augmenter le débit de connexion par groupes de quatre canaux SAS. En conséquence, nous avons la possibilité d'augmenter la bande passante pour répondre aux besoins des applications, sans être limités par 320 Mo/s UltraSCSI ou 300 Mo/s SATA. De plus, les extensions SAS vous permettent de créer toute une hiérarchie de périphériques SAS, afin que les administrateurs disposent d'une plus grande liberté d'action. L'évolution des appareils SAS ne s'arrêtera pas là. Il nous semble que l'interface UltraSCSI peut être considérée comme obsolète et lentement amortie. Il est peu probable que l'industrie l'améliore, à moins qu'elle ne continue à prendre en charge les implémentations UltraSCSI existantes. Pourtant, de nouveaux disques durs, les derniers modèles de stockage et d'équipement, ainsi qu'une augmentation de la vitesse de l'interface jusqu'à 600 Mo/s, puis jusqu'à 1 200 Mo/s - tout cela est destiné au SAS. À quoi devrait ressembler une infrastructure de stockage moderne ? Avec la disponibilité de SAS, les jours d'UltraSCSI sont comptés. La version séquentielle est une avancée logique et s'acquitte mieux de toutes les tâches que son prédécesseur. La question du choix entre UltraSCSI et SAS devient évidente. Choisir entre SAS ou SATA est un peu plus difficile. Mais si vous regardez vers l'avenir, les composants SAS seront encore meilleurs. En effet, pour des performances maximales ou du point de vue des perspectives d'évolutivité, il n'existe aujourd'hui aucune alternative au SAS.

#SAS

SAS (SCSI connecté en série)- Une interface informatique série conçue pour connecter divers périphériques de stockage, tels que des lecteurs de bande. SAS est conçu pour remplacer l'interface SCSI parallèle et utilise le même jeu de commandes SCSI.

SAS est rétrocompatible avec l'interface SATA : les appareils SATA II et SATA 6 Gb/s peuvent être connectés à un contrôleur SAS, mais les appareils SAS ne peuvent pas être connectés à un contrôleur SATA. La dernière implémentation SAS offre des vitesses de transfert de données allant jusqu'à 12 Gbit/s par ligne. D'ici 2017, la spécification SAS devrait apparaître avec un taux de transfert de données de 24 Gbit/s.

SAS combine les avantages des interfaces SCSI (tri approfondi des files d'attente de commandes, bonne évolutivité, immunité élevée au bruit, longue longueur de câble maximale) et du Serial ATA (câbles fins, flexibles et bon marché, possibilité de branchement à chaud, topologie point à point, permettant de meilleures performances dans des environnements complexes). configurations) avec de nouvelles fonctionnalités uniques - telles qu'une topologie de connexion avancée utilisant des hubs appelés extensions SAS (expandeurs SAS), connectant deux canaux SAS en un (à la fois pour augmenter la fiabilité et les performances), travaillant sur un seul disque comme avec SAS et interface SATA.

En combinaison avec le nouveau système d'adressage, cela vous permet de connecter jusqu'à 128 appareils par port et d'avoir jusqu'à 16 256 appareils sur le contrôleur, sans nécessiter aucune manipulation de cavaliers, etc. La limite de 2 téraoctets sur la taille d'un périphérique logique a été supprimée.

La longueur maximale du câble entre deux périphériques SAS est de 10 m lors de l'utilisation de câbles en cuivre passifs.

En fait, le protocole de transfert de données SAS désigne trois protocoles à la fois - SSP (Serial SCSI Protocol), qui assure la transmission des commandes SCSI, SMP (SCSI Management Protocol), qui fonctionne avec les commandes de contrôle SCSI et est responsable, par exemple, de l'interaction avec des extensions SAS et STP (SATA Tunneled Protocol), qui prend en charge les périphériques SATA.

Ceux actuellement produits ont des connecteurs internes de type SFF-8643 (peut aussi être appelé mini SAS HD), mais vous pouvez toujours trouver des connecteurs de type SFF-8087 (mini SAS), qui disposent de 4 canaux SAS.

L'option d'interface externe utilise le connecteur SFF-8644, mais le connecteur SFF-8088 peut toujours être disponible. Il prend également en charge quatre canaux SAS.

Les contrôleurs SAS sont entièrement compatibles avec les disques SATA et les cages/fonds de panier SATA– la connexion se fait généralement à l'aide de câbles : . Le câble ressemble à ceci :

SFF-8643 -> 4 x SAS/SATA

En règle générale, les cages/fonds de panier SAS ont des connecteurs SATA à l'extérieur et vous pouvez toujours y insérer des disques SATA ordinaires, c'est pourquoi ils (ces cages) sont généralement appelés SAS/SATA.

Cependant, il existe des versions réversibles d'un tel câble pour connecter un fond de panier doté de connecteurs internes SFF-8087 à un contrôleur SAS doté de connecteurs SATA classiques. Ces câbles ne sont pas interchangeables entre eux.

Les disques SAS ne peuvent pas être connectés à un contrôleur SATA ou installés dans une cage/fond de panier SATA.

Pour connecter des disques SAS à un contrôleur doté de connecteurs internes SFF-8643 ou SFF-8087 sans utiliser de cages SAS, vous devez utiliser un câble de type SFF-8643->SFF-8482 ou SFF-8087->SFF-8482, respectivement.

Les versions existantes de l'interface SAS (1.0, 2.0 et 3.0) sont compatibles entre elles, c'est-à-dire qu'un lecteur SAS2.0 peut être connecté à un contrôleur SAS 3.0 et vice versa. De plus, la future version 24 Gb/s sera également rétrocompatible.

Types de connecteurs SAS

Image

Nom de code

Aussi connu sous le nom

Externe/ intérieur

Nombre de contacts

Nombre d'appareils