Zobacz też Jak testujemy jazdy
Zobacz też Recenzja Western Digital Raptor WD740GD
Zobacz też Recenzja Seagate Cheetah 10K.6
WprowadzenieW ciągu ostatnich kilku lat Western Digital utrzymywał praktycznie dominującą pozycję na rynku wydajnych i pojemnych dysków stacjonarnych oraz dysków dla entuzjastów. Szanowana seria WD Caviar łączyła godną pozazdroszczenia szybkość i pojemność z rozsądnymi cenami. Jednak pomijając stosunkowo mało znaną, krótkotrwałą linię dysków SCSI, w lukratywnym segmencie przedsiębiorstw firma po prostu z dystansem przyglądała się, jak giganci tacy jak Seagate, Maxtor i Hitachi walczą o udziały w rynku. Nieco ponad rok temu firma WD przetestowała rynek korporacyjny, wprowadzając na rynek pierwszy na świecie dysk ATA 10 000 obr./min – Raptor WD360GD. Raptor połączył mechanikę klasy SCSI z nowym i stosunkowo niedrogim interfejsem Serial ATA, próbując obniżyć dość wysokie koszty, jakich wymagały podsystemy SCSI. Wyniki wydajności StorageReview ujawniły jednak, że chociaż WD360GD zapewniał światowej klasy wyniki w trybie pojedynczego użytkownika, jego wydajność w trybie wielodostępnym pozostawała mało imponująca w porównaniu z istniejącymi jednostkami SCSI 10 000 obr./min. |
W modelu WD360GD brakowało kluczowego elementu, z którego świat SCSI korzystał od lat – kolejkowania poleceń (TCQ), funkcji, która inteligentnie zmienia kolejność żądań, aby zminimalizować ruch siłowników. We wrześniu 2003 roku firma Western Digital ogłosiła następcę, Raptora WD740GD, jednostkę drugiej generacji, która wprowadziła szereg udoskonaleń do linii. Chociaż podwojenie pojemności Raptora do 74 gigabajtów jest najbardziej widoczną zmianą, to niewątpliwie najbardziej intrygującą jest implementacja TCQ.
TCQ w skrócie
Nie należy mylić tego z reorganizacją i optymalizacją systemu operacyjnego. Kolejkowanie poleceń z tagami to proces sprzętowy, którego celem jest usprawnienie dostarczania danych w trybie losowego dostępu przy dużym obciążeniu. Bez kolejkowania poleceń z tagami dysk może przyjąć tylko jedno polecenie na raz. W związku z tym działa na zasadzie „kto pierwszy, ten lepszy”, realizując żądania w kolejności ich otrzymania. Nie zawsze jest to najskuteczniejszy sposób obsługi żądań danych, zwłaszcza w intensywnym, niezlokalizowanym środowisku.
Poprzez proces kolejkowania poleceń z tagami, adapter hosta dodaje specjalne tagi do poszczególnych poleceń. Sam dysk, znając swój własny fizyczny układ sektorów w trzech wymiarach, może uwzględniać rotację i odległości wyszukiwania oraz zmieniać kolejność poleceń, aby obsługiwać je bardziej efektywnie. Żądane dane są zatem zwracane do kontrolera w bardziej usprawniony sposób; kontroler może następnie wykorzystać dodatkowe informacje dodane wcześniej, aby transparentnie zwrócić dane do systemu operacyjnego.
Rozważmy diagram po lewej stronie. W tradycyjnym, niekolejkowanym paradygmacie, napęd akceptowałby żądanie dotyczące fragmentu danych A, przesuwał siłownik i pobierał go, akceptował żądanie dotyczące fragmentu danych B, pobierał go, a następnie przechodził do fragmentu danych C. Napęd, który może buforować i kolejkować żądania, mógłby jednak pobrać fragment danych A, następnie najpierw pobrać fragment danych C, a następnie fragment danych B, co skutkowałoby oszczędnością czasu w realizacji tych trzech żądań.
TCQ musi być obsługiwany zarówno przez kontroler, jak i sam dysk twardy. Został wprowadzony do świata SCSI już w 1990 roku i formalnie skodyfikowany w standardzie SCSI-2 w 1994 roku. Funkcja ta szybko okazała się nieoceniona w świecie serwerów wielodostępnych i jest obecnie konsekwentnie wdrażana na praktycznie wszystkich adapterach hosta i dyskach. Podobnie, TCQ został formalnie wdrożony w standardzie ATA-4 z 1998 roku. Jednak w przeciwieństwie do urządzeń SCSI, dyski ATA po prostu nie były używane w aplikacjach korporacyjnych, w których funkcje takie jak możliwość wymiany podczas pracy i niskie czasy dostępu były najważniejsze. Co więcej, tradycyjny bastion ATA, maszyny jednoużytkownikowe, po prostu nie korzystały z TCQ; w rzeczywistości w wielu przypadkach dodatkowy narzucony narzut faktycznie zmniejszał, a nie zwiększał wydajność w tych obszarach. W rezultacie funkcja ta została w dużej mierze zignorowana przez branżę.
Jednak obecnie pojawienie się standardu Serial ATA, związanych z nim funkcji hot swap oraz obiecywana interoperacyjność z nadchodzącym standardem Serial Attached SCSI (SAS) zaowocowały świetlaną przyszłością technologii ATA w przedsiębiorstwach. Nadchodzący standard SATA II zawiera zapisy dotyczące kolejkowania poleceń ze znacznikami (Tagged Command Queuing) na wzór standardu ATA-4. Natywne architektury dysków SATA, takie jak Seagate Barracuda 7200.8 i Maxtor MaXLine III, reklamują się włączeniem „natywnego kolejkowania poleceń SATA ze znacznikami”, w skrócie „Native Command Queuing” (NCQ). Podstawowy paradygmat NCQ jest identyczny z paradygmatem kolejkowania poleceń ze znacznikami; nazwa NCQ po prostu odróżnia standard SATA II od istniejącego modelu ATA-4.
Dzięki dużym funduszom badawczo-rozwojowym, Seagate był jedynym producentem, który uniknął tańszego i szybszego wejścia na rynek mostka PATA-SATA w swoich pierwszych produktach SATA. Ze względów finansowych i czasowych, inni producenci, tacy jak Western Digital, wprowadzili swoje pierwsze produkty z mostkiem. Raptor WD740GD jest jednym z takich projektów. Chociaż praktyczne konsekwencje są znikome (w końcu liczy się wydajność!), mostek Raptora uniemożliwia mu korzystanie ze standardu SATA II NCQ. Dlatego, aby wdrożyć kolejkowanie poleceń tagowanych do swojej rozwijającej się linii produktów dla przedsiębiorstw w odpowiednim czasie, Western Digital zdecydował się na włączenie kolejki TCQ w stylu ATA-4 w Raptorze. Na szczęście dla WD, firma spotkała się z entuzjastycznym przyjęciem wielu producentów kontrolerów. Większość firm projektujących adaptery hosta SATA z obsługą NCQ również stosuje kolejkowanie w stylu Raptor. Jednym z takich producentów jest Promise Technology.
Testy
W tym pierwszym z kilku artykułów analizujących wpływ kolejkowania poleceń tagowanych SATA, przyjrzymy się porównaniu nadchodzącego Promise FastTrak TX4200 z obecnie dostępnym, bez obsługi TCQ, FastTrak S150 TX4. Relacja między tymi dwoma kontrolerami jest szczególnie interesująca, ponieważ TX4200 to po prostu FastTrak S150 TX4 z dodanym kodem TCQ. Z kolei S150 TX4 to po prostu SATA150TX4 z obsługą RAID, długoletni referencyjny kontroler SATA w SR Testbed. Bezpośrednie porównanie obu kontrolerów Promise RAID pozwala zatem oddzielić wpływ TCQ od innych zmiennych.
Cechy Promise FastTrak TX4200:
- 4 porty Serial ATA dla maksymalnie 4 dysków
- RAID 0/1/10 i JBOD
- Obsługa PCI 32-bitowa / 33-66 MHz
- Obsługa NCQ i SATA TCQ
TCQ, oczywiście, istnieje już od jakiegoś czasu w świecie SCSI – wszystkie obecne adaptery hosta, kontrolery RAID i dyski twarde obsługują bardzo dopracowaną implementację. Aby odkryć ewentualne wady SATA TCQ w porównaniu z bardziej ugruntowanymi rozwiązaniami SCSI, w testach uwzględniono wyniki uzyskane z kontrolera RAID Mylex AcceleRaid 170 w połączeniu z maksymalnie czterema dyskami Seagate Cheetah 10K.6 o pojemności 73 GB.
Cechy Mylex AcceleRaid 170:
- 1 68-pinowy port LVD do 15 napędów
- Poziomy RAID 0, 1, 0+1, 3, 5, 10, 30, 50, JBOD
- 32 MB pamięci podręcznej ECC SDRAM
- Obsługa PCI 32-bit / 33 MHz
Chociaż TCQ zapewnia korzyści nawet wtedy, gdy pojedynczy dysk pracuje pod dużym, losowym obciążeniem, jego prawdziwy potencjał ujawnia się, gdy istnieje możliwość współpracy z wieloma siłownikami. Dlatego poniższe testy dokładnie analizują skalowalność macierzy zarówno w scenariuszach z wieloma, jak i pojedynczymi użytkownikami – to nasza pierwsza formalna analiza RAID od ponad dwóch lat.
W poniższych testach sprzętowych i benchmarkach Testbed3 sortują wielowymiarowe potencjalne czynniki wpływające na wydajność:
- W jaki sposób TCQ poprawia wydajność w środowiskach dla wielu użytkowników i dla pojedynczego użytkownika?
- W jaki sposób TCQ wpływa na zdolność macierzy RAID do skalowania wydajności w górę w miarę dodawania kolejnych dysków?
- Jak SATA TCQ wypada w porównaniu z implementacją SCSI?
- Jak tablica RAID skaluje się przy coraz większym obciążeniu losowym wejściem/wyjściem?
- Jakie korzyści zapewnia macierz RAID w kontekście wysoce lokalnego wejścia/wyjścia, które dominuje w zastosowaniach innych niż serwerowe (przez pojedynczego użytkownika)?
Ponieważ testy te wykorzystują standardowe środowisko testowe SR, poświęćmy chwilę na rozważenie potencjalnych ograniczeń sprzętowych maszyny, czyli 33-MHz, 32-bitowego gniazda PCI.
Ograniczenia magistrali PCI
Limit 133 MB/s standardowej 32-bitowej magistrali PCI o taktowaniu 33 MHz może budzić obawy niektórych, zwłaszcza tych, którzy z różnych powodów dążą do maksymalizacji szybkości transferu sekwencyjnego. Praktyczny limit w warunkach rzeczywistych pozostaje nieco poniżej tego progu – testy STR powiązane z poniższymi wynikami osiągają maksymalnie 126 MB/s. Pojedynczy Raptor w swojej strefie zewnętrznej może osiągnąć prawie 72 MB/s, podczas gdy Cheetah 10K.6 może osiągnąć 69 MB/s – do nasycenia magistrali PCI wystarczą tylko dwa z nich.
Przyjrzyjmy się jednak bliżej, jak ważny jest STR w większości aplikacji. Serwer plików StorageReview DriveMark generuje średni rozmiar transferu wynoszący 22 kilobajty. Innymi słowy, średnia generowana operacja wejścia/wyjścia w pakiecie polega na przesunięciu siłownika do żądanej lokalizacji, a następnie odczycie lub zapisie 22 KB danych. Podobnie, średni rozmiar transferu w SR Office DriveMark wynosi 23 KB. SR High-End DriveMark, oparty na pakiecie aplikacji obejmującym edycję wideo i audio, jest jedynym testem, który znacznie przekracza te rozmiary, generując stosunkowo wysoki transfer 69.5 KB na wejście/wyjście.
Pojedynczy Raptor WD740GD, o maksymalnej szybkości transferu 72 MB/s, może przesłać 22 KB w:
Macierz RAID0 z ograniczeniem PCI może przesyłać 22 KB danych w następujący sposób:
Diagram po prawej stronie ilustruje zależność między pozycjonowaniem a transferami w typowych scenariuszach dla jednego i wielu użytkowników. Zauważ, jak czas poświęcony na pozycjonowanie siłownika i talerza (czerwony) przeważa nad stosunkowo niewielkim czasem poświęconym na odczyt/zapis samych danych (żółty). Nawet asymptotyczny przypadek nieskończonej szybkości transferu uwolnionej przez nieskończenie szybką magistralę wyeliminowałby jedynie żółtą część całkowitego czasu potrzebnego na obsługę jednego żądania.
Zatem, chociaż magistrala PCI może ograniczać sekwencyjne szybkości transferu, jej praktyczny wpływ na ograniczenie rzeczywistej prędkości w typowym użytkowaniu nie jest tak znaczący, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. W rezultacie skalowanie zaprezentowane w tym artykule odzwierciedla również wzrost wydajności, jaki można uzyskać dzięki macierzom działającym na szybszych magistralach.
Nasza trzecia próbka Raptor WD740GD
Próbka ewaluacyjna dostarczona firmie SR przez Western Digital do naszej recenzji opublikowanej w styczniu ubiegłego roku została wyprodukowana 4 grudnia 2003 roku. Na potrzeby tej recenzji firma WD przesłała nam cztery kolejne próbki, wszystkie datowane na 4 marca 2004 roku. Chociaż niniejszy artykuł koncentruje się głównie na macierzach wielodyskowych, w celach kontrolnych konieczne było ponowne przetestowanie jednego dysku z tej nowej partii na naszym referencyjnym kontrolerze Promise SATA150TX4. Występują pewne różnice:
 |
 |
Zwróć uwagę na różnice w ostatniej cyfrze rozszerzonego oznaczenia MDL, porównując nasze drugie i trzecie próbki. Jednostka grudniowa kończy się zerem, a jednostka marcowa jedynką. Skąd ta zmiana? Po pierwsze, należy zauważyć, że wszyscy producenci po cichu i regularnie aktualizują oprogramowanie układowe na wszystkich swoich dyskach po premierze, albo w celu poprawienia błędów, albo w celu poprawy wydajności w miarę napływu doświadczeń z konfiguracją.
Po drugie, jak boleśnie widać w ciągu ostatnich kilku miesięcy, kolejkowanie poleceń SATA okazało się celem, który stale się zmienia, podczas gdy producenci dysków i kontrolerów nieustannie udoskonalają swoje produkty. Podczas gdy producenci kontrolerów, tacy jak Pacific Digital, Silicon Image i Promise Technology, kontynuują opracowywanie przedpremierowych wersji adapterów, producenci dysków, tacy jak Western Digital, są zmuszeni do ponownej optymalizacji oprogramowania układowego, aby uzyskać najlepsze rezultaty. Podobnie sytuacja wygląda w drugą stronę. Chociaż Western Digital ogłosił model WD740GD we wrześniu 2003 roku, a urządzenia szeroko dostępne w kanale dystrybucji od grudnia ubiegłego roku oferują funkcjonalność TCQ, zespół Raptor jest mimo to zdeterminowany, aby regularnie oceniać potencjalne adaptery hosta towarzyszące dyskowi i odpowiednio dostrajać oprogramowanie układowe. Rezultatem jest wersja „00FLA1”, urządzenie lepiej dostosowane do stanu dzisiejszych adapterów hosta obsługujących TCQ, aczkolwiek z bardzo niewielkim spadkiem niektórych parametrów wydajności.
Spojrzenie na powyższe dane pokazuje, że choć istnieją różnice, są one praktycznie niezauważalne. Różnicy w szybkości po prostu nie zauważymy w subiektywnym użytkowaniu. Próby zdobycia wcześniejszej wersji 00FLA0 prawdopodobnie okazałyby się frustrujące i bezowocne. Nie będziemy się przejmować tą różnicą.
Słowo o organizacji
Przedstawienie poniższych wyników może być dość zniechęcające. Próba ujęcia „szerszego obrazu” ujawnia wiele różnych wymiarów wydajności. Jak wydajność wzrasta, gdy wszystkie inne zmienne, takie jak głębokość kolejki, pozostają stałe? Jakie korzyści wynikają z dodania większej liczby dysków do macierzy? Jak wybór lustrzanego odbicia zamiast pasmowania wpływa na wydajność? Lista pytań jest długa. W rezultacie zrezygnowaliśmy z używania naszych standardowych grafów „generowanych w HTML-u” na rzecz grafów statycznych. Mamy nadzieję, że precyzyjnie przekazują one mnogość informacji, które należy uzyskać.
Bez zbędnych ceregieli, przyjrzyjmy się niektórym wynikom!
Wydajność wielu użytkowników w miarę wzrostu głębokości kolejekNajpierw przyjrzyjmy się, jak wydajność skaluje się w przypadku testu StorageReview File Server DriveMark, charakteryzującego się dużą losowością, wraz ze wzrostem głębokości kolejki (obciążenia). Aby uzyskać informacje na temat testu FS DriveMark, zapoznaj się z tym wyjaśnieniem . Dla celów porównawczych, wyniki dla standardowego kontrolera SATA Promise SATA150TX4 w systemie Testbed3 oraz kontrolera SCSI Adaptec AHA-29160 zostały uwzględnione w scenariuszu z jednym dyskiem. Poniższe wyniki RAID0 dotyczą rozmiaru paska 64 KB. |
Gdy obciążenie osiągnie 4 zaległe wejścia/wyjścia, 29160 wysuwa się na prowadzenie, wyprzedzając AcceleRaid. FastTrak S150 TX4 i SATA150TX4 nadal działają identycznie, a TX4200, wciąż na końcu stawki, udaje się nadrobić część strat.
Głębokość 16 wprowadza znaczące zmiany. Adaptec wysuwa się na prowadzenie w stawce z imponującymi 237 operacjami wejścia/wyjścia na sekundę. Mylex nadal dobrze się skaluje, ale implementacja TCQ w parze TX4200/Raptor zaczyna dawać o sobie znać i plasuje się tuż za nią.
Po osiągnięciu obciążenia 64 oczekujących żądań, pojawia się wyraźna hierarchia. Adaptery hosta SCSI Adaptec zawsze były popularnym i niezawodnym wyborem. 29160 również okazuje się świetnym rozwiązaniem, pozostawiając inne kontrolery daleko w tyle pod dużym obciążeniem. Chociaż TX4200 i AcceleRaid nie osiągają tak wysokich wyników, zapewniają skalowalność pod obciążeniem, jakiej można oczekiwać od podsystemów z technologią TCQ. Z kolei dwa kontrolery ATA bez technologii TCQ znajdują się na końcu stawki, co stanowi wyraźny kontrast w porównaniu z ich szybką wydajnością, gdy tylko jedno oczekujące żądanie pozostaje nieobsłużone.
Przy głębokości 16 stóp nachylenie S150 TX4 wyrównuje się, co wskazuje na wolniejsze tempo skalowania niż w przypadku AcceleRaid i TX4200. Wreszcie, przy 64 wejściach/wyjściach, AcceleRaid i TX4200 mają znaczną przewagę nad S150 TX4, a TX4200 osiąga aż 385 wejść/wyjść na sekundę.
Adapter S150 TX4 (bez obsługi TCQ) pozostaje w tyle za dwoma pozostałymi adapterami, gdy kolejki osiągają 16. Gdy głębokość sięga 64 niezliczonych wejść/wyjść, adapter TX4200 po raz kolejny wyprzedza pozostałe.
Wydajność wielu użytkowników wraz ze wzrostem liczby dyskówPorównanie wydajności kontrolerów wraz ze wzrostem liczby dysków w macierzy RAID0 również daje wymowne rezultaty. Poniższe wykresy pokazują efekty dodania większej liczby dysków przy zachowaniu wszystkich pozostałych zmiennych na stałym poziomie. Poniższe wyniki dotyczą rozmiaru paska 64 KB. |
Jeśli jednak do macierzy dodamy drugi dysk, AcceleRaid będzie skalowalny nieco mniej niż kontrolery ATA; wszystkie trzy urządzenia należy umieścić bardzo blisko siebie.
Gdy liczba napędów osiągnie trzy i cztery, AcceleRaid pozostaje w tyle za kontrolerami Promise. Zwiększona liczba siłowników pozwala kontrolerowi S150 TX4 nadrobić braki w funkcjonalności TCQ i wyprzedzić AcceleRaid oraz TX4200, choć z relatywnie niewielką przewagą.
SCSI AcceleRaid oferuje lepszą wydajność niż SATA TX4200 przy użyciu tylko jednego dysku. Jednak wraz z dodawaniem kolejnych dysków do macierzy, TX4200 lepiej się skaluje; jego większe nachylenie osiąga 13% przewagę nad AcceleRaid w macierzy 4-dyskowej.
Kopiowanie wielodostępneWyniki uzyskane z macierzy RAID0 wraz ze wzrostem liczby dysków są interesujące z naukowego punktu widzenia, głównie ze względu na liniową naturę, w jakiej można dodawać niezależne urządzenia wykonawcze. Należy jednak przyznać, że praktyczne zastosowanie RAID0 w serwerach produkcyjnych jest dość ograniczone – wzrost wydajności jest z nawiązką niwelowany przez znaczny wzrost ryzyka. W przypadku awarii jednego z czterech dysków w macierzy rozproszonej, wszystkie dane zostałyby utracone. Mirroring (RAID1) jest znacznie bardziej prawdopodobnym scenariuszem. W takiej macierzy każdy element danych jest zapisywany na co najmniej dwóch dyskach. Zapisy muszą odbywać się jednocześnie, ale odczyty nie; w rezultacie inteligentnie zaprojektowane kontrolery RAID oferują wzrost wydajności poprzez implementację niezależnych odczytów przy użyciu wielu siłowników. RAID1 zapewnia korzyści wynikające z redundancji w przypadku awarii jednego dysku, oferując jednocześnie lepszą wydajność dzięki dwóm oddzielnym mechanizmom odczytu. RAID01 oferuje redundancję w dwóch zestawach macierzy RAID0 – w przypadku awarii jednej macierzy dane pozostają zachowane na drugiej. RAID10 lustrzanie kopiuje dane na dwóch dyskach, a następnie łączy powstałą macierz z inną macierzą. Zarówno RAID01, jak i RAID10 zwiększają wydajność dzięki dwóm mechanizmom zapisu i maksymalnie czterem mechanizmom odczytu. Kontroler Mylex oferuje zarówno RAID01, jak i RAID10, a urządzenia Promise zawierają RAID10. |
Jak można się spodziewać, stripowanie pary lustrzanych macierzy (RAID10) zapewnia jeszcze większe korzyści wydajnościowe. W tym przypadku skromny S150 TX4 faktycznie wysuwa się na prowadzenie już na wczesnym etapie, przy stosunkowo niewielkim obciążeniu 4 oczekujących żądań. Sytuacja wyrównuje się, gdy obciążenie osiąga 16; przy 64, łagodniejsze ulepszenia S150 TX4 sprawiają, że nieco traci on na wartości. W konfiguracji RAID10, TX4200 nie wykazuje takiego samego spadku wydajności między 16 a 64. Wręcz przeciwnie, skaluje się zgodnie z oczekiwaniami.
Wydajność pojedynczego użytkownikaChoć przedstawiono dowody temu przeczące , połączenie nadgorliwego marketingu i ogólnego braku wiedzy doprowadziło do rozpowszechnienia RAID-ów wśród zaawansowanych użytkowników korzystających ze stacji roboczych jednoosobowych. O ile można by wysunąć wiele argumentów za redundancją zapewnianą przez RAID1, o tyle wzrost szybkości transferu i wysoka wydajność losowego dostępu do danych I/O oferowana przez RAID0 po prostu nie przynoszą korzyści większości zastosowań pozaserwerowych. Podobnie, chociaż najnowszy Raptor zapewnia znakomitą wydajność w trybie pojedynczego użytkownika, firma Western Digital podjęła działania mające na celu włączenie funkcjonalności TCQ do napędu nie po to, by poszerzyć przewagę nad konkurencją w tym zakresie, ale by zapewnić, że Raptor stanie się realną alternatywą w świecie serwerów tradycyjnie opartych na SCSI. |
Mimo to zdajemy sobie sprawę, że wielu czytelników na całym świecie z niecierpliwością czekało na wyniki testów dysku Raptor w połączeniu z odpowiednim kontrolerem TCQ. Testy StorageReview Desktop DriveMarks oferują niezrównaną możliwość oceny, jak dużą różnicę robią macierze RAID w aplikacjach nieserwerowych, przeznaczonych dla pojedynczego użytkownika. Przyjrzymy się tutaj wpływowi RAID, TCQ, SCSI i SATA na wydajność. Poniższe wyniki RAID0 dotyczą paska o rozmiarze 64 KB.
W przypadku SCSI, Adaptec AHA-29160 i Mylex AcceleRaid 170 zamieniają się miejscami. Podczas gdy 29160 udowadnia swoją przewagę w scenariuszach z jednym dyskiem i wieloma użytkownikami, AcceleRaid oferuje lepsze wyniki w konfiguracji z jednym użytkownikiem. Należy jednak pamiętać, że nawet w przypadku problemów z działaniem TCQ, Raptorowi udaje się utrzymać przewagę nad Cheetah w trzech z czterech testów z jednym użytkownikiem. Doświadczenie Western Digital w projektowaniu doskonałych strategii buforowania odczytu z wyprzedzeniem i zapisu z powrotem dla jednego użytkownika nadal jest widoczne.
Przyjrzyjmy się teraz, w jaki sposób kontrolery RAID skalują się w każdym wzorcu dostępu wraz ze wzrostem liczby dysków.
Modernizacja do trzech dysków ujawnia znaczny spadek zysków. Przejście na cztery dyski faktycznie powoduje regresję wyników. Chociaż niektórzy mogą argumentować, że testowana 32-bitowa magistrala PCI o częstotliwości 33 MHz ogranicza zyski osiągane dzięki stripingowi, czytelnicy powinni pamiętać, że, szczególnie na tych poziomach wejścia/wyjścia, takie ograniczenia nie są znaczące . Niezależnie od liczby dysków, prostsza i bardziej uproszczona obsługa kontrolera S150 TX4 zapewnia mu znaczną przewagę wydajnościową nad pozostałymi dwoma kontrolerami.
Kopiowanie pojedynczego użytkownika
We wszystkich pozostałych wzorcach dostępu, trzy kontrolery wykazują bardzo niewielkie różnice, tu i ówdzie, bez wyraźnego trendu. Warto zauważyć, że po raz kolejny, skromny kontroler S150 TX4 (nie-TCQ) zapewnia najlepszą wydajność we wszystkich kombinacjach lustrzanych.
wnioskiZ mnogości danych przedstawionych powyżej możemy wyciągnąć kilka wniosków: 1. SATA TCQ i SATA RAID mają potencjał, aby przynieść rynkowi serwerów równie duże korzyści, jak SCSI TCQ i SCSI RAID. Promise FastTrak TX4200 i Mylex AcceleRaid 170 to kontrolery RAID klasy podstawowej dla interfejsów SATA i SCSI. Ten pierwszy to w rzeczywistości niewiele więcej niż obecny kontroler Promise FastTrak S150 TX4 z dodaną funkcjonalnością SATA TCQ (i NCQ). |
W przeciwieństwie do innych czołowych producentów dysków twardych, Western Digital nie posiada ugruntowanej linii produktów opartych na SCSI, którą należałoby chronić. W rezultacie firma dąży do uzyskania przewagi konkurencyjnej, oferując mechanikę i funkcjonalność w stylu SCSI w cenach kojarzonych z bardziej ekonomicznym interfejsem ATA. W momencie pisania tego tekstu, po sprawdzeniu cen dysków 73 GB Cheetah 10K.6, sponsora StorageReview, HyperMicro, ustalono, że dyski Raptor WD740GD kosztują 219 dolarów, a AcceleRaid 170 – 379 dolarów. Po premierze w sierpniu tego roku, cena karty Promise TX4200 będzie porównywalna z ceną modelu S150 TX4, który ma zastąpić. W HyperMicro będzie ona kosztować 159 dolarów.
W związku z tym obowiązują następujące ceny (bez kabli i akcesoriów):
Chociaż firma WD dostarczyła rozwiązanie, które dorównuje szybkością i skalowalnością rozwiązaniom opartym na SCSI, należy również pamiętać o kluczowych czynnikach infrastruktury i niezawodności. Podobnie jak w przypadku samej firmy TCQ, sprzęt obsługujący SATA, taki jak płyty główne, rozwiązania typu „wszystko w jednym” i tym podobne, pozostaje w powijakach w porównaniu z dojrzałością i długowiecznością sprzętu SCSI. Należy również pamiętać, że chociaż Western Digital deklaruje 1.2 miliona godzin czasu MTTF klasy korporacyjnej i obejmuje dyski Raptor 5-letnią gwarancją, linia ta jest wciąż nowa i pozostaje stosunkowo mało sprawdzona w porównaniu z uznanymi rozwiązaniami, takimi jak seria Cheetah firmy Seagate. Na koniec należy pamiętać, że powyższe ceny reprezentują koszt samego podsystemu pamięci masowej – uwzględnienie całkowitego kosztu sprzętu serwerowego, wraz z płytami głównymi, procesorem i pamięcią RAM, może znacznie zmniejszyć różnicę.
Ostatecznie potencjał SATA na podbój rynku serwerów klasy podstawowej i średniej jest ogromny. Wydajność zdecydowanie na to zasługuje. Jeśli niezawodność Raptora okaże się porównywalna z konkurencją, a infrastruktura/sprzęt pomocniczy będą się rozwijać, WD będzie miało realnego konkurenta.
2. Kolejkowanie poleceń ma na celu wspomaganie konfiguracji wielodostępnych, a nie jednoosobowych. Wraz z niedawną premierą chipsetów Intel 9xx, eksperci i entuzjaści na całym świecie ogłaszają, że kolejkowanie poleceń to kolejny przełom w komputerach stacjonarnych. Błąd. Jak pokazują różnice między modelami FastTrak S150 TX4 i TX4200 (poza tym identycznymi, z wyjątkiem dodanej funkcjonalności TCQ w tym drugim), kolejkowanie poleceń wprowadza znaczny narzut, który nie zwraca się pod względem wydajności w wysoce zlokalizowanych instancjach o niskiej głębokości, generowanych nawet przy najbardziej intensywnym wielozadaniowości pojedynczego użytkownika. Staje się coraz bardziej oczywiste, że dojrzałość i powszechna implementacja TCQ w świecie SCSI jest jednym z głównych powodów, dla których dyski SCSI, które skądinąd są lepsze mechanicznie, wypadają słabo w porównaniu z jednostkami ATA. Warto zauważyć, że spośród 24 kombinacji uzyskanych z czterech przedstawionych powyżej wzorców dostępu pojedynczego użytkownika, macierzy RAID0 od jednego do czterech dysków oraz macierzy lustrzanych RAID1/10, w każdym przypadku wygrywa , i to ze znaczną przewagą , macierz S150 TX4 inna niż TCQ . Technologia TCQ, podobnie jak wspomniana poniżej, jest przeznaczona wyłącznie do serwerów.
3. RAID znacznie bardziej wspomaga aplikacje wielodostępne niż scenariusze dla pojedynczego użytkownika. Entuzjazm społeczności zaawansowanych użytkowników w połączeniu z mechanizmami marketingowymi firm obsługujących takie grupy doprowadził do skrajnie błędnego przekonania, że striping danych na dwóch lub więcej dyskach przynosi znaczące korzyści wydajnościowe w większości zastosowań pozaserwerowych. Nic bardziej mylnego! Zastosowania pozaserwerowe, nawet w sytuacjach intensywnej wielozadaniowości, generują wzorce dostępu o mniejszej głębokości i wysokim stopniu lokalizacji, w których dominują strategie odczytu z wyprzedzeniem i zapisu z powrotem. Teoria podpowiadała tym, którzy chcieli słuchać, że striping nie przynosi znaczących korzyści wydajnościowych. Jakiś czas temu kontrolowany test empiryczny potwierdził to, co sugerowała teoria. Wciąż istniały wątpliwości – irracjonalnie wielu uważało, że wyniki będą inne, jeśli macierz będzie oparta na interfejsie SATA lub SCSI. Jak pokazano powyżej, wyniki są takie same. Oszczędzaj czas, pieniądze i dane – zostaw RAID serwerom!
To jeszcze nie koniec! Konkurencyjne produkty SATA TCQ firm Pacific Digital Corp. i Highpoint Technologies są obecnie dostępne, a Silicon Image ma jeszcze chipset, który nie został jeszcze wdrożony do sprzedaży. Będziemy kontynuować współpracę z innymi producentami kontrolerów, aby dostarczyć czytelnikom wyniki testów Raptor TCQ w połączeniu z różnymi produktami. SATA NCQ również właśnie wchodzi w okres największej popularności. Jak zawsze, StorageReview będzie tam obecny.
Amazon