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Auswirkung der Kapazität auf die Serverleistung

Privatkunden






Bei einem Treffen mit Maxtor auf der Comdex in Las Vegas hatten wir die Gelegenheit, Bill Clemmey, Senior Marketing Manager für Serverprodukte, die allgegenwärtige 15-Frage zu stellen. Bills Antwort war wie immer, dass Maxtor zwar alle Optionen evaluierte und ein Team hatte, das an einem potenziellen „Atlas 15k“ arbeitete, seine Untersuchungen jedoch darauf hindeuteten, dass der Markt aus Kosten- und Leistungsgründen nicht bereit sei, 15k-U/min-Produkte in nennenswerten Mengen zu akzeptieren Anliegen. In der Zwischenzeit, so argumentierte er, würde die Partitionierung eines 73-GB-Atlas 10k III-Laufwerks, um nur die äußeren 36 GB zu nutzen, diejenigen ansprechen, die ein Höchstmaß an Leistung benötigen.

Ein kurzer Preisvergleich auf HyperMicro.com zeigt, dass die 73 GB Atlas 10k III für 745 US-Dollar angeboten wird. Die Seagate Cheetah X15-36LP kostet hingegen 549 US-Dollar. Somit ist die Nutzung einer 73 GB großen Atlas für 36 GB Speicherplatz im Hinblick auf das Preis-Leistungs-Verhältnis deutlich teurer.

Doch wie würde es funktionieren? Beim „Kurzhub“ eines Antriebs durch die Unterteilung wird der Aktuator des Antriebs auf ein schmaleres Zylinderband beschränkt. Dadurch wird die Möglichkeit echter Vollhübe und anderer großer Bewegungen eliminiert. In diesem speziellen Fall lassen wir ein 73-GB-Laufwerk mit 10 U/min gegen ein 36-GB-Laufwerk mit 15 U/min antreten. Durch die Unterteilung des ersteren zur Nutzung der äußeren 36 GB Speicher wird die Bewegung des Aktuators auf weniger als die Hälfte der vollen Breite des Plattentellers beschränkt. Dadurch könnten die Such- und Latenzvorteile, die Laufwerke mit 15 U/min genießen, sehr wohl eliminiert werden.

Unser Server-Benchmark, Intels IOMeter , erzielt die besten Ergebnisse mit direktem Zugriff auf das Laufwerk. Partitionierung und Formatierung eines Testsystems beeinträchtigen jedoch die Genauigkeit von IOMeter. Um dieses Problem zu umgehen, nutzten wir unser neuestes Tool WinTrace32, um 10-minütige Testläufe der Zugriffsmuster des Dateiservers und Webservers von IOMeter auf dem Cheetah X15-36LP mit jeweils 1, 4, 16 und 64 E/A-Vorgängen aufzuzeichnen. Innerhalb dieser 80 Minuten wurden 1,184,172 Anfragen an den Cheetah gestellt. Die innerste Anfrage betraf Sektor 71,682,019, was 36.701 GB Speicherplatz auf dem Laufwerk entspricht. Daher erfolgen bei der Wiedergabe dieser Traces durch RankDisk keine weiteren Anfragen nach diesem Punkt. Dies ermöglicht es, die auf dem Cheetah aufgezeichneten Festplattenzugriffe auf verschiedenen Festplatten zu simulieren. Jede Festplatte, die deutlich größer als 36 GB ist, profitiert somit von den Vorteilen des „kurzen Hubs“.

Diese Spuren wurden dann auf den heutigen 73-GB-SCSI-Laufwerken wiedergegeben: Maxtors Atlas 10k III, Seagates Cheetah 73LP und Fujitsus MAN3735. Leider ist der IBM Ultrastar 73LZX zum Zeitpunkt dieses Tests nirgends zu finden. Zu Kontrollzwecken haben wir außerdem zwei 36-GB-Laufwerke mit 15 U/min eingebaut, das Ultrastar 36Z15 von IBM und das MAM3367 von Fujitsu. Schließlich haben wir die Spuren des Caviar WD1200BB von Western Digital noch einmal abgespielt, um zu sehen, ob die enorme Kapazität des Laufwerks es ATA-Geräten ermöglicht, mit SCSI-Laufwerken im Mehrbenutzerbereich zu konkurrieren.























































































































































































































































































































































































































































Kapazitätseffekte

Zugriffsmuster

Dateiserver

Web-Server

Warteschlangentiefe

1

4

16

64

1

4

16

64

Seagate Cheetah X15-36LP 36 GB
 

IOMeter-Score 

157

206

292

347

160

195

271

338

% des X15-36LP-Scores 

N / A

N / A

N / A

N / A

N / A

N / A

N / A

N / A

IPEAK-Score 

157

207

292

346

159

196

272

337

% des X15-36LP-Scores 

N / A

N / A

N / A

N / A

N / A

N / A

N / A

N / A

Verstärkung 

N / A

N / A

N / A

N / A

N / A

N / A

N / A

N / A

Maxtor Atlas 10k III 73 GB
 

IOMeter-Score 

120

154

224

254

118

143

208

246

% des X15-36LP-Scores 

76.49

74.90

76.81

73.30

73.87

73.35

76.66

72.70

IPEAK-Score 

142

182

270

299

139

168

248

287

% des X15-36LP-Scores 

90.88

87.80

92.18

86.53

87.33

85.26

91.32

85.10

Verstärkung 

14.39

12.89

15.38

13.23

13.46

11.91

14.65

12.40

Seagate Cheetah 73LP 73 GB
 

IOMeter-Score 

110

146

206

239

109

136

189

229

% des X15-36LP-Scores 

69.94

70.61

70.39

68.82

67.96

69.58

69.72

67.66

IPEAK-Score 

131

175

251

287

135

164

230

271

% des X15-36LP-Scores 

83.73

84.27

85.71

82.81

84.39

83.31

84.79

80.49

Verstärkung 

13.78

13.66

15.33

13.98

16.43

13.72

15.07

12.82

Fujitsu MAN3735 73 GB
 

IOMeter-Score 

122

167

238

274

119

157

220

262

% des X15-36LP-Scores 

77.50

80.94

81.52

79.02

74.39

80.42

80.94

77.49

IPEAK-Score 

147

200

287

324

144

188

265

307

% des X15-36LP-Scores 

93.82

96.59

98.28

93.53

90.22

95.86

97.61

91.10

Verstärkung 

16.32

15.65

16.75

14.51

15.82

15.43

16.67

13.61

Western Digital Caviar WD1200BB 120
GB

 

IOMeter-Score 

76

81

103

122

71

80

105

126

% des X15-36LP-Scores 

48.48

39.06

35.42

35.19

44.51

40.76

38.73

37.33

IPEAK-Score 

99

103

123

140

94

101

125

144

% des X15-36LP-Scores 

62.92

49.44

41.96

40.59

58.71

51.62

45.83

42.67

Verstärkung 

14.44

10.38

6.54

5.40

14.19

10.86

7.09

5.34

Fujitsu MAM3367 36 GB
 

IOMeter-Score 

162

223

303

343

160

210

279

330

% des X15-36LP-Scores 

103.00

108.32

103.70

98.98

99.95

107.82

102.68

97.76

IPEAK-Score 

163

224

302

342

160

211

279

331

% des X15-36LP-Scores 

103.74

107.83

103.32

98.97

100.48

107.16

102.51

98.34

Verstärkung 

0.73

-0.49

-0.38

0.00

0.53

-0.66

-0.18

0.59

IBM Ultrastar 36Z15 36 GB
 

IOMeter-Score 

143

188

251

290

143

187

260

321

% des X15-36LP-Scores 

91.10

91.15

86.03

83.53

89.20

95.79

95.79

95.07

IPEAK-Score 

144

188

251

289

142

187

258

319

% des X15-36LP-Scores 

91.93

90.60

85.71

83.53

89.19

94.96

95.09

94.89

Verstärkung 

0.83

-0.55

-0.32

0.00

-0.01

-0.83

-0.70

-0.18

IOMeter-Wert – in E/A/Sek., die von IOMeter selbst gemessene Leistung des Laufwerks. Diese Werte befinden sich in der Datenbank von StorageReview.com . Die SR Server DriveMarks sind normalisierte Durchschnittswerte dieser Werte. Sie repräsentieren die Zugriffsmuster von IOMeter auf das gesamte Laufwerk.


    % des X15-36LP-Scores – Der Prozentsatz des IOMeter-Scores eines bestimmten Laufwerks im Vergleich zum Cheetah X15-36LP.


IPEAK- Wert – in E/A/Sek., die Leistung des Laufwerks, gemessen durch eine RankDisk-Wiedergabe der von WinTrace32 aufgezeichneten Zugriffsmuster des IOMeter-Dateiservers und -Webservers. Diese Werte repräsentieren die auf die ersten 36 GB des Laufwerks beschränkten Zugriffsmuster von IOMeter.


    % des X15-36LP-Scores – Der Prozentsatz des angegebenen IPEAK-Scores eines Laufwerks wird mit dem des Laufwerks verglichen, von dem die Zugriffsmuster aufgezeichnet wurden, dem Cheetah X15-36LP.

Gewinn – Die Differenz zwischen dem IPEAK-Score (%) und dem IOMeter-Score (%) des Drives. Je größer die Differenz, desto größer der Gewinn, der durch einen kürzeren Hub des Drives erzielt wird.

Wie zu erwarten, gibt es kaum Unterschiede zwischen den IOMeter- und IPEAK-Werten der 36-GB-Laufwerke. Dies unterstreicht erneut die Effizienz von IPEAK beim Aufzeichnen und Wiedergeben der zugeführten Daten – ein Thema, das in diesem Artikel ausführlicher behandelt wird.

Abhängig vom genauen Muster und der Warteschlangentiefe weisen die 73-GB-SCSI-Laufwerke mit 10,000 U/min Zuwächse zwischen 12 % und 17 % auf. Im Fall des in seiner Kategorie führenden Fujitsu MAN3735 reicht dies aus, um die Leistung auf weniger als 2 % der Leistung des Cheetah X15-36LP zu bringen. Auch Maxtors Atlas 10k III schneidet gut ab und erreicht rund 90 % der Leistung des X15.

Der Western Digital Caviar WD1200BB schneidet jedoch schlecht ab. Trotz des Vorteils von 120 GB ist der Gewinn selbst bei einer Warteschlangentiefe von eins nicht wesentlich größer als bei SCSI-Laufwerken. Diese Gewinne nehmen auch schneller ab, wenn die Warteschlangentiefe zunimmt, was vermutlich darauf zurückzuführen ist, dass das ATA-Laufwerk keine Befehlswarteschlange auf Laufwerksebene bietet. Dies zeigt, dass ATA-Laufwerke zwar auf dem Desktop sehr konkurrenzfähig sind, ihre relativ langen Suchzeiten und das Fehlen von Befehlswarteschlangen jedoch die Serverleistung erheblich beeinträchtigen.

Der Abschluss? Während die Teilpartitionierung eines Laufwerks zu Zeitvorteilen führt, die sich auf die Gesamtleistung auswirken, reichen die durch die Kurztaktung eines Laufwerks mit 10 U/min erzielten Gewinne nicht aus, um die Latenzvorteile des Betriebs mit 15 U/min zu beseitigen. Kombinieren Sie dies mit der Tatsache, dass 36-GB-73-KByte-Laufwerke bei 10-GB-Nutzung teurer sind als 15-KByte-Festplatten, und es ist klar, dass Sie sich ein Laufwerk mit einer Spindelgeschwindigkeit von 15 U/min besorgen sollten, wenn Sie 15-KByte-Leistung benötigen. Der einzige Vorteil der 10k-Laufwerke ist der etwas kühlere Betrieb – unsere Top-Plate-Messungen zeigen, dass das Atlas 10k III beispielsweise 3 Grad Celsius kühler ist als das Cheetah X15-36LP.

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