Vliv kapacity na výkon serveru

Na schůzce se společností Maxtor na veletrhu Comdex v Las Vegas jsme měli příležitost položit Billu Clemmeymu, senior marketingovému manažerovi serverových produktů, všudypřítomnou otázku ohledně 15k RPM. Billova odpověď, jako vždy, byla, že ačkoli Maxtor vyhodnocuje všechny možnosti a má tým pracující na potenciálním „Atlasu 15k“, jejich výzkum naznačuje, že trh není připraven akceptovat produkt s 15k RPM ve významném množství kvůli obavám z ceny a výkonu. Mezitím argumentoval, že rozdělení 73GB disku Atlas 10k III tak, aby se využilo pouze vnějších 36 GB, by oslovilo ty, kteří požadují maximální výkon. Rychlá kontrola ceny na HyperMicro.com uvádí, že 73GB Atlas 10k III stojí 745 dolarů. Seagate Cheetah X15-36LP váží 549 dolarů. Použití 73GB Atlasu pro 36 GB úložiště je tedy v poměru dolar/GB rozhodně nákladovější.

Ale jak by si vedl? „Krátký zdvih“ disku pomocí rozdělení omezuje aktuátor disku do užšího pásu válců. V důsledku toho je eliminována možnost skutečných plných zdvihů a dalších velkých pohybů. V tomto konkrétním případě porovnáme 73GB disk s 10k RPM a 36GB disk s 15k RPM. Rozdělení prvního jmenovaného disku za účelem využití jeho vnějších 36 GB úložiště omezuje pohyb aktuátoru na méně než polovinu plné šířky plotny. To by klidně mohlo eliminovat výhody vyhledávání a latence, které mají disky s 15k RPM.

Náš serverový benchmark, Intel IOMeter , běží nejlépe, když má přímý přístup k disku. Rozdělení a formátování testovací jednotky bohužel snižuje přesnost IOMeteru. Tuto dilema jsme vyřešili využitím jednoho z našich nejnovějších nástrojů, WinTrace32, k zachycení 10minutových zkušebních vzorců přístupu k souborovému serveru a webovému serveru IOMeteru, každý s 1, 4, 16 a 64 vstupy/výstupy, běžících na Cheetah X15-36LP. Během těchto 80 minut aktivity bylo na Cheetah odesláno 1 184 172 požadavků. Nejvnitřnější požadavek byl na sektor 71 682 019, neboli 36 701 GB do disku. Když tedy RankDisk přehrává tyto stopy, za tímto bodem již nedochází k žádným dalším požadavkům. To efektivně umožňuje přehrát přesně stejný přístup k disku zaznamenaný na Cheetahu na různých discích. Jakýkoli disk výrazně větší než 36 GB tak má výhody „krátkého zdvihu“.

Tyto záznamy byly poté přehrány na dnešních 73GB SCSI discích: Maxtor Atlas 10k III, Seagate Cheetah 73LP a Fujitsu MAN3735. Bohužel v době této recenze nebyl nikde k nalezení IBM Ultrastar 73LZX. Pro kontrolní účely jsme také přidali dva 36GB 15k RPM disky, IBM Ultrastar 36Z15 a Fujitsu MAM3367. Nakonec jsme záznamy přehráli na Western Digital Caviar WD1200BB, abychom zjistili, zda monstrózní kapacita disku umožňuje jednotkám ATA konkurovat SCSI diskům ve víceuživatelské doméně.

Vlivy kapacity Přístupový vzor Souborový server Web Server Hloubka fronty 1 4 16 64 1 4 16 64 Seagate Cheetah X15-36LP 36 GB   Skóre IOMeteru  157 206 292 347 160 195 271 338 % skóre X15-36LP  N / A N / A N / A N / A N / A N / A N / A N / A Skóre IPEAK  157 207 292 346 159 196 272 337 % skóre X15-36LP  N / A N / A N / A N / A N / A N / A N / A N / A Získat  N / A N / A N / A N / A N / A N / A N / A N / A Maxtor Atlas 10k III 73 GB   Skóre IOMeteru  120 154 224 254 118 143 208 246 % skóre X15-36LP  76.49 74.90 76.81 73.30 73.87 73.35 76.66 72.70 Skóre IPEAK  142 182 270 299 139 168 248 287 % skóre X15-36LP  90.88 87.80 92.18 86.53 87.33 85.26 91.32 85.10 Získat  14.39 12.89 15.38 13.23 13.46 11.91 14.65 12.40 Seagate Cheetah 73LP 73 GB   Skóre IOMeteru  110 146 206 239 109 136 189 229 % skóre X15-36LP  69.94 70.61 70.39 68.82 67.96 69.58 69.72 67.66 Skóre IPEAK  131 175 251 287 135 164 230 271 % skóre X15-36LP  83.73 84.27 85.71 82.81 84.39 83.31 84.79 80.49 Získat  13.78 13.66 15.33 13.98 16.43 13.72 15.07 12.82 Fujitsu MAN3735 73 GB   Skóre IOMeteru  122 167 238 274 119 157 220 262 % skóre X15-36LP  77.50 80.94 81.52 79.02 74.39 80.42 80.94 77.49 Skóre IPEAK  147 200 287 324 144 188 265 307 % skóre X15-36LP  93.82 96.59 98.28 93.53 90.22 95.86 97.61 91.10 Získat  16.32 15.65 16.75 14.51 15.82 15.43 16.67 13.61 Western Digital Caviar WD1200BB 120 GB   Skóre IOMeteru  76 81 103 122 71 80 105 126 % skóre X15-36LP  48.48 39.06 35.42 35.19 44.51 40.76 38.73 37.33 Skóre IPEAK  99 103 123 140 94 101 125 144 % skóre X15-36LP  62.92 49.44 41.96 40.59 58.71 51.62 45.83 42.67 Získat  14.44 10.38 6.54 5.40 14.19 10.86 7.09 5.34 Fujitsu MAM3367 36 GB   Skóre IOMeteru  162 223 303 343 160 210 279 330 % skóre X15-36LP  103.00 108.32 103.70 98.98 99.95 107.82 102.68 97.76 Skóre IPEAK  163 224 302 342 160 211 279 331 % skóre X15-36LP  103.74 107.83 103.32 98.97 100.48 107.16 102.51 98.34 Získat  0.73 -0.49 -0.38 0.00 0.53 -0.66 -0.18 0.59 IBM Ultrastar 36Z15 36 GB   Skóre IOMeteru  143 188 251 290 143 187 260 321 % skóre X15-36LP  91.10 91.15 86.03 83.53 89.20 95.79 95.79 95.07 Skóre IPEAK  144 188 251 289 142 187 258 319 % skóre X15-36LP  91.93 90.60 85.71 83.53 89.19 94.96 95.09 94.89 Získat  0.83 -0.55 -0.32 0.00 -0.01 -0.83 -0.70 -0.18

Skóre IOMeteru – v IO/s, skóre disku měřené samotným IOMeterem. Toto skóre je aktuálně uloženo v databázi StorageReview.com . Hodnoty SR Server DriveMarks jsou normalizovanými průměry těchto skóre. Toto skóre představuje přístupové vzorce IOMeteru probíhající na celém disku.

% skóre X15-36LP – Procento skóre daného disku v IOMeteru bylo v kontrastu s procentem skóre Cheetah X15-36LP.

Skóre IPEAK – v IO/s, skóre disku měřené přehráváním vzorců přístupu k souborovému serveru a webovému serveru IOMeteru zaznamenaných programem WinTrace32 pomocí nástroje RankDisk. Tato skóre představují vzory přístupu IOMeteru omezené na běh v rámci prvních 36 GB disku.

% skóre X15-36LP – Procento skóre IPEAK daného disku se srovnávalo s procentem skóre disku, ze kterého byly zaznamenány přístupové vzorce, Cheetah X15-36LP.

Zisk – Rozdíl mezi skóre IPEAK disku v % a skóre IOMeteru v %. Čím větší je rozdíl, tím většího zisku se dosáhne krátkým zdvihem disku.

Jak se dalo očekávat, mezi skóre IOMeter a skóre IPEAK 36GB disků je malý rozdíl. To opět demonstruje efektivitu IPEAK při nahrávání a přehrávání dat, která jsou na něj přiváděna, což je téma podrobněji rozebrané v tomto článku.

V závislosti na přesném vzoru a hloubce fronty vykazují 73GB disky SCSI s 10 000 ot./min. zisky mezi 12 % a 17 %. V případě špičkového disku Fujitsu MAN3735 to stačí k tomu, aby se výkon dostal na úroveň o 2 % nižší, než je výkon modelu Cheetah X15-36LP. Také Maxtor Atlas 10k III si vede dobře a dosahuje zhruba 90 % výkonu modelu X15.

Western Digital Caviar WD1200BB si však vede špatně. Navzdory výhodě 120 GB není jeho zisk i při hloubce fronty jedna výrazně větší než u disků SCSI. Tento zisk se také s rostoucí hloubkou fronty rychleji snižuje, pravděpodobně kvůli tomu, že disk ATA nemá fronty příkazů na úrovni disku. To ukazuje, že ačkoli jsou disky ATA na stolních počítačích velmi konkurenceschopné, jejich relativně vysoké doby vyhledávání a absence front příkazů výrazně omezují výkon serveru.

Závěr? Částečné rozdělení disku sice vede k časovým úsporám, které ovlivňují konečný výkon, ale zisky dosažené krátkými otáčkami disku s 10k RPM nestačí k tomu, aby vymazaly výhody latence provozu s 15k RPM. V kombinaci s faktem, že pro využití 36 GB jsou 73GB 10k disky dražší než 15k disky, je zřejmé, že pokud potřebujete výkon 15k, měli byste si pořídit disk s otáčkami vřetena 15k RPM. Jedinou výhodou 10k disků je mírně nižší provozní teplota – naše měření na horní desce uvádějí například Atlas 10k III o 3 stupně Celsia nižší teplotu než Cheetah X15-36LP.