RAID งบประมาณ เราทดสอบประสิทธิภาพ Single Disk Raid 0 ประสิทธิภาพ

หากคุณสนใจบทความนี้ แสดงว่าคุณได้พบหรือคาดว่าจะพบปัญหาต่อไปนี้ในคอมพิวเตอร์ของคุณในไม่ช้า:

- ชัดเจนว่าฮาร์ดไดรฟ์มีฟิสิคัลวอลุ่มไม่เพียงพอเป็นโลจิคัลดิสก์เดียว ปัญหานี้มักเกิดขึ้นเมื่อทำงานกับไฟล์ขนาดใหญ่ (วิดีโอ กราฟิก ฐานข้อมูล)
- ขาดประสิทธิภาพของฮาร์ดไดรฟ์อย่างชัดเจน ปัญหานี้มักเกิดขึ้นเมื่อทำงานกับระบบตัดต่อวิดีโอที่ไม่ใช่เชิงเส้น หรือเมื่อผู้ใช้จำนวนมากเข้าถึงไฟล์บนฮาร์ดไดรฟ์พร้อมกัน
- ความน่าเชื่อถือของฮาร์ดไดรฟ์ไม่เพียงพออย่างชัดเจน ปัญหานี้มักเกิดขึ้นเมื่อคุณต้องการทำงานกับข้อมูลที่ไม่มีวันสูญหายหรือผู้ใช้ควรมีอยู่เสมอ ประสบการณ์ที่น่าเศร้าแสดงให้เห็นว่าบางครั้งอุปกรณ์ที่น่าเชื่อถือที่สุดก็พังและตามกฎแล้วในช่วงเวลาที่ไม่เหมาะสมที่สุด

การสร้างระบบ RAID บนคอมพิวเตอร์ของคุณสามารถแก้ปัญหาเหล่านี้และปัญหาอื่นๆ ได้

"RAID" คืออะไร?

ในปี 1987 Patterson, Gibson และ Katz จาก University of California, Berkeley ได้ตีพิมพ์ A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID) บทความนี้อธิบายถึงประเภทของดิสก์อาร์เรย์ที่เรียกว่า RAID - Redundant Array ของดิสก์อิสระ (หรือราคาถูก) RAID มีพื้นฐานมาจากแนวคิดต่อไปนี้: ด้วยการรวมไดรฟ์ขนาดเล็กและ/หรือราคาถูกหลายตัวเข้าในอาร์เรย์ คุณจะได้รับระบบที่แซงหน้าไดรฟ์ที่แพงที่สุดในแง่ของปริมาณ ความเร็ว และความน่าเชื่อถือ ยิ่งไปกว่านั้น ระบบดังกล่าวจากมุมมองของคอมพิวเตอร์จะดูเหมือนฟลอปปีไดรฟ์เพียงไดรฟ์เดียว
เวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลวของอาร์เรย์ดิสก์เป็นที่ทราบกันว่าเป็นเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลวของไดรฟ์เดียวหารด้วยจำนวนไดรฟ์ในอาร์เรย์ ด้วยเหตุนี้ MTBF ของอาร์เรย์จึงสั้นเกินไปสำหรับการใช้งานจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ดิสก์อาเรย์สามารถยืดหยุ่นต่อความล้มเหลวของไดรฟ์ตัวเดียวได้หลายวิธี

ในบทความข้างต้น มีการกำหนดดิสก์อาร์เรย์ห้าประเภท (ระดับ): RAID-1, RAID-2, ..., RAID-5 แต่ละประเภทมีความทนทานต่อข้อผิดพลาดตลอดจนข้อดีที่แตกต่างกันในไดรฟ์เดียว นอกเหนือจากห้าประเภทนี้แล้ว ดิสก์อาเรย์ RAID-0 ซึ่งไม่มีการซ้ำซ้อน ยังได้รับความนิยมอีกด้วย

ระดับ RAID คืออะไรและฉันควรเลือกระดับใด

RAID-0... โดยทั่วไปกำหนดว่าไม่ใช่กลุ่มไดรฟ์ที่ไม่ซ้ำซ้อน RAID-0 บางครั้งเรียกว่า "การสตริป" ในแง่ของวิธีการวางข้อมูลระหว่างไดรฟ์ที่รวมอยู่ในอาร์เรย์:

เนื่องจาก RAID-0 ไม่ซ้ำซ้อน ความล้มเหลวของไดรฟ์เดียวจะส่งผลให้อาร์เรย์ทั้งหมดล้มเหลว ในทางกลับกัน RAID-0 ให้อัตราแลกเปลี่ยนสูงสุดและประสิทธิภาพพื้นที่ดิสก์ เนื่องจาก RAID-0 ไม่ต้องการการคำนวณทางคณิตศาสตร์หรือเชิงตรรกะที่ซับซ้อน ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการจึงน้อยมาก

แอปพลิเคชั่น: แอปพลิเคชั่นเสียงและวิดีโอที่ต้องการอัตราการถ่ายโอนข้อมูลอย่างต่อเนื่องสูงซึ่งไดรฟ์เดียวไม่สามารถให้ได้ ตัวอย่างเช่น การวิจัยที่ดำเนินการโดย Mylex เพื่อกำหนดการกำหนดค่าระบบดิสก์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสถานีตัดต่อวิดีโอที่ไม่ใช่เชิงเส้น แสดงให้เห็นว่า อาร์เรย์ RAID-0 ของสองไดรฟ์ช่วยเพิ่มความเร็วในการเขียน/อ่านจากไดรฟ์เดี่ยว 96% สามไดรฟ์ - โดย 143% (ตามการทดสอบเกณฑ์มาตรฐานของ Miro VIDEO EXPERT)
จำนวนไดรฟ์ขั้นต่ำในอาร์เรย์ "RAID-0" คือ 2 ชิ้น

RAID-1... ที่เรียกกันทั่วไปว่า "Mirroring" เป็นไดรฟ์คู่หนึ่งที่มีข้อมูลเดียวกันและประกอบขึ้นเป็นไดรฟ์แบบลอจิคัลหนึ่งไดรฟ์:

การเขียนจะทำทั้งสองไดรฟ์ในแต่ละคู่ อย่างไรก็ตาม ไดรฟ์ที่จับคู่สามารถดำเนินการอ่านพร้อมกันได้ ดังนั้น "การสะท้อน" สามารถเพิ่มความเร็วในการอ่านเป็นสองเท่า แต่ความเร็วในการเขียนยังคงไม่เปลี่ยนแปลง RAID-1 นั้นซ้ำซ้อน 100% และความล้มเหลวของไดรฟ์เดียวไม่ได้นำไปสู่ความล้มเหลวของอาร์เรย์ทั้งหมด - คอนโทรลเลอร์เพียงแค่สลับการดำเนินการอ่าน / เขียนไปยังไดรฟ์ที่เหลือ
RAID-1 ให้ประสิทธิภาพที่เร็วที่สุดสำหรับอาร์เรย์สำรองทุกประเภท (RAID-1 ถึง RAID-5) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีผู้ใช้หลายคน แต่มีการใช้พื้นที่ดิสก์ที่แย่ที่สุด เนื่องจาก RAID-1 ไม่ต้องการการคำนวณทางคณิตศาสตร์หรือเชิงตรรกะที่ซับซ้อน ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการจึงน้อยมาก
จำนวนไดรฟ์ขั้นต่ำในอาร์เรย์ "RAID-1" คือ 2 ชิ้น
อาร์เรย์ RAID-1 หลายชุดสามารถรวมกันเป็น RAID-0 เพื่อเพิ่มความเร็วในการเขียนและรับรองความน่าเชื่อถือในการจัดเก็บข้อมูล การกำหนดค่านี้เรียกว่า RAID "สองระดับ" หรือ RAID-10 (RAID 0 + 1):

จำนวนไดรฟ์ขั้นต่ำในอาร์เรย์ "RAID 0 + 1" คือ 4 ชิ้น
ขอบเขต: อาร์เรย์ราคาถูกซึ่งสิ่งสำคัญคือความน่าเชื่อถือในการจัดเก็บข้อมูล

RAID-2... กระจายข้อมูลข้ามแถบขนาดเซกเตอร์ทั่วทั้งกลุ่มไดรฟ์ ไดรฟ์บางตัวมีไว้สำหรับการจัดเก็บ ECC (รหัสแก้ไขข้อผิดพลาด) เนื่องจากไดรฟ์ส่วนใหญ่จัดเก็บรหัส ECC สำหรับแต่ละเซกเตอร์ตามค่าเริ่มต้น RAID-2 จึงไม่ให้ข้อได้เปรียบเหนือ RAID-3 มากนัก ดังนั้นจึงแทบไม่ได้ใช้งานจริง

RAID-3... เช่นเดียวกับในกรณีของ RAID-2 ข้อมูลจะถูกสไทรพ์ข้ามแถบของเซกเตอร์หนึ่ง และหนึ่งในไดรฟ์ในอาร์เรย์นั้นสงวนไว้สำหรับการจัดเก็บข้อมูลพาริตี:

RAID-3 อาศัยรหัส ECC ที่จัดเก็บไว้ในแต่ละเซกเตอร์เพื่อตรวจหาข้อผิดพลาด ในกรณีที่ไดรฟ์ตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลว การกู้คืนข้อมูลที่จัดเก็บไว้สามารถทำได้โดยการคำนวณ OR (XOR) แบบเอกสิทธิ์เฉพาะบุคคลตามข้อมูลในไดรฟ์ที่เหลือ โดยปกติการเขียนแต่ละครั้งจะกระจายไปทั่วทุกไดรฟ์ ดังนั้นอาร์เรย์ประเภทนี้จึงเหมาะสำหรับการทำงานในแอปพลิเคชันที่มีการรับส่งข้อมูลจำนวนมากด้วยระบบย่อยของดิสก์ เนื่องจากการทำงานของ I/O แต่ละครั้งจะอ้างอิงถึงไดรฟ์ทั้งหมดในอาร์เรย์ RAID-3 จึงไม่สามารถดำเนินการหลายอย่างพร้อมกันได้ ดังนั้น RAID-3 จึงดีสำหรับผู้ใช้คนเดียว สภาพแวดล้อมแบบงานเดียวที่มีการเขียนยาว ในการทำงานกับเร็กคอร์ดแบบสั้นจำเป็นต้องมีการซิงโครไนซ์การหมุนของไดรฟ์เนื่องจากไม่เช่นนั้นอัตราแลกเปลี่ยนจะลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ไม่ค่อยได้ใช้เพราะ สูญเสียไปยัง RAID-5 ในแง่ของการใช้พื้นที่ดิสก์ การดำเนินการมีค่าใช้จ่ายสูง
จำนวนไดรฟ์ขั้นต่ำในอาร์เรย์ "RAID-3" คือ 3 ชิ้น

RAID-4... RAID-4 เหมือนกันกับ RAID-3 ยกเว้นว่าขนาดแถบจะใหญ่กว่าหนึ่งเซกเตอร์มาก ในกรณีนี้ การอ่านจะดำเนินการจากไดรฟ์เดียว (ไม่นับไดรฟ์ที่เก็บข้อมูลพาริตี) ดังนั้นจึงสามารถดำเนินการอ่านหลายรายการพร้อมกันได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเขียนแต่ละครั้งต้องอัปเดตเนื้อหาของไดรฟ์พาริตี การเขียนหลายรายการจึงไม่สามารถทำได้พร้อมกัน อาร์เรย์ประเภทนี้ไม่มีข้อได้เปรียบเหนืออาร์เรย์ RAID-5 ที่เห็นได้ชัดเจน
RAID-5 อาร์เรย์ประเภทนี้บางครั้งเรียกว่า "อาร์เรย์พาริตีแบบหมุน" อาร์เรย์ประเภทนี้สามารถเอาชนะข้อเสียโดยธรรมชาติของ RAID-4 ได้สำเร็จ - ไม่สามารถทำการเขียนหลายรายการพร้อมกันได้ อาร์เรย์นี้ เช่น RAID-4 ใช้ ลาย ขนาดใหญ่แต่ต่างจาก RAID-4 ตรงที่ข้อมูลพาริตีจะไม่ถูกจัดเก็บในไดรฟ์เดียว แต่ในทางกลับกัน ทุกไดรฟ์:

การดำเนินการเขียนหมายถึงไดรฟ์ข้อมูลหนึ่งไดรฟ์และอีกไดรฟ์หนึ่งที่มีข้อมูลพาริตี เนื่องจากข้อมูลพาริตีสำหรับแถบที่แตกต่างกันถูกเก็บไว้ในไดรฟ์ที่แตกต่างกัน การเขียนหลายรายการพร้อมกันจึงไม่สามารถทำได้เฉพาะในกรณีที่หายากเหล่านั้นเมื่อแถบข้อมูลหรือแถบพาริตีอยู่ในไดรฟ์เดียวกัน ยิ่งมีไดรฟ์ในอาร์เรย์มากเท่าใด ตำแหน่งของข้อมูลและแถบพาริตีก็จะยิ่งตรงกันน้อยลงเท่านั้น
พื้นที่ใช้งาน: อาร์เรย์ที่เชื่อถือได้ของปริมาณมาก การดำเนินการมีค่าใช้จ่ายสูง
จำนวนไดรฟ์ขั้นต่ำในอาร์เรย์ "RAID-5" คือ 3 ชิ้น

RAID-1 หรือ RAID-5?
เมื่อเทียบกับ RAID-1 แล้ว RAID-5 ใช้พื้นที่ดิสก์อย่างประหยัดกว่า เนื่องจากไม่ได้จัดเก็บ "สำเนา" ของข้อมูล แต่เป็นการตรวจสอบความซ้ำซ้อน เป็นผลให้สามารถรวมไดรฟ์จำนวนเท่าใดก็ได้ใน RAID-5 โดยจะมีเพียงไดรฟ์เดียวเท่านั้นที่มีข้อมูลซ้ำซ้อน
แต่การใช้ประโยชน์พื้นที่ดิสก์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงขึ้นโดยต้องแลกมาด้วยความเร็วที่ต่ำกว่าในการแลกเปลี่ยนข้อมูล เมื่อเขียนข้อมูลไปยัง RAID-5 คุณต้องอัปเดตข้อมูลพาริตีในแต่ละครั้ง ในการดำเนินการนี้ คุณต้องพิจารณาว่าบิตพาริตีใดที่เปลี่ยนแปลงไป ขั้นแรกให้อ่านข้อมูลเก่าที่จะอัปเดต ข้อมูลนี้จะถูก XORed ด้วย ข้อมูลใหม่... ผลลัพธ์ของการดำเนินการนี้เป็นบิตมาสก์ ซึ่งแต่ละบิต = 1 หมายความว่าต้องเปลี่ยนค่าในข้อมูลพาริตีในตำแหน่งที่สอดคล้องกัน ข้อมูลพาริตี้ที่อัปเดตแล้วจะถูกเขียนไปยังตำแหน่งที่เหมาะสม ดังนั้น สำหรับทุกคำขอโปรแกรมเพื่อเขียนข้อมูล RAID-5 จะทำการอ่านสองครั้ง การเขียนสองครั้ง และ XOR สองครั้ง
คุณต้องจ่ายสำหรับการใช้พื้นที่ดิสก์อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น (แทนที่จะเก็บสำเนาข้อมูล บล็อกพาริตีจะถูกเก็บไว้): ต้องใช้เวลาเพิ่มเติมในการสร้างและเขียนข้อมูลพาริตี ซึ่งหมายความว่าความเร็วในการเขียนของ RAID-5 ต่ำกว่า RAID-1 ในอัตราส่วน 3: 5 หรือแม้แต่ 1: 3 (กล่าวคือ ความเร็วในการเขียนของ RAID-5 คือ 3/5 ถึง 1/3 ของ ความเร็วในการเขียน RAID-1) ด้วยเหตุนี้ จึงไม่สมเหตุสมผลที่จะสร้าง RAID-5 ในซอฟต์แวร์ นอกจากนี้ยังไม่สามารถแนะนำสำหรับแอปพลิเคชันที่ความเร็วในการเขียนมีความสำคัญ

คุณควรเลือกวิธีการปรับใช้ RAID - ซอฟต์แวร์หรือฮาร์ดแวร์หรือไม่

หลังจากอ่านคำอธิบายของระดับ RAID ต่างๆ แล้ว คุณจะสังเกตเห็นว่าไม่มีข้อกำหนดเฉพาะของฮาร์ดแวร์ที่กล่าวถึง ซึ่งจำเป็นต่อการนำ RAID ไปใช้ จากที่เราสามารถสรุปได้ว่าทั้งหมดที่จำเป็นในการใช้ RAID คือการเชื่อมต่อไดรฟ์ตามจำนวนที่ต้องการกับคอนโทรลเลอร์ที่มีอยู่ในคอมพิวเตอร์และติดตั้งซอฟต์แวร์พิเศษบนคอมพิวเตอร์ นี่เป็นเรื่องจริง แต่ไม่มาก!
ที่จริงแล้วมีความเป็นไปได้ของการนำซอฟต์แวร์ไปใช้ RAID ตัวอย่างจะเป็นOS Microsoft Windowsเซิร์ฟเวอร์ NT 4.0 ซึ่งใช้งานซอฟต์แวร์ของ RAID-0, -1 และแม้แต่ RAID-5 ได้ (เวิร์กสเตชัน Microsoft Windows NT 4.0 มีเฉพาะ RAID-0 และ RAID-1) อย่างไรก็ตาม โซลูชันนี้ควรได้รับการพิจารณาว่าเรียบง่ายอย่างยิ่ง ไม่อนุญาตให้ใช้ความสามารถของอาร์เรย์ RAID อย่างเต็มที่ พอเพียงที่จะทราบว่าด้วยการใช้งานซอฟต์แวร์ของ RAID ภาระทั้งหมดในการวางข้อมูลบนไดรฟ์ การคำนวณรหัสควบคุม ฯลฯ ตกบน ซีพียูซึ่งแน่นอนว่าไม่ได้เพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบ ด้วยเหตุผลเดียวกันนี้ ในทางปฏิบัติแทบไม่มีฟังก์ชันการบริการ และการดำเนินการทั้งหมดเพื่อเปลี่ยนไดรฟ์ที่ผิดพลาด เพิ่มไดรฟ์ใหม่ เปลี่ยนระดับ RAID ฯลฯ จะดำเนินการโดยสูญเสียข้อมูลทั้งหมดและห้ามดำเนินการอื่นใดโดยสมบูรณ์ . ข้อได้เปรียบเพียงอย่างเดียวของการใช้งานซอฟต์แวร์ RAID คือต้นทุนที่ต่ำที่สุด

- ตัวควบคุมเฉพาะทางทำให้โปรเซสเซอร์กลางเป็นอิสระจากการทำงานพื้นฐานด้วย RAID และประสิทธิภาพของคอนโทรลเลอร์ยิ่งชัดเจนมากขึ้น ระดับความซับซ้อนของ RAID ก็ยิ่งสูงขึ้น
- ตามกฎแล้วคอนโทรลเลอร์จะติดตั้งไดรเวอร์ที่ให้คุณสร้าง RAID สำหรับระบบปฏิบัติการยอดนิยมเกือบทุกชนิด
- ไบออสในตัวของคอนโทรลเลอร์และโปรแกรมการจัดการที่แนบมาช่วยให้ผู้ดูแลระบบสามารถเชื่อมต่อ ถอดหรือเปลี่ยนไดรฟ์ที่รวมอยู่ใน RAID ได้อย่างง่ายดาย สร้างอาร์เรย์ RAID หลายชุด แม้กระทั่งในระดับต่างๆ กัน ตรวจสอบสถานะของดิสก์อาร์เรย์ ฯลฯ สำหรับตัวควบคุม "ขั้นสูง" การดำเนินการเหล่านี้สามารถทำได้ "ทันที" โดยไม่ต้องปิดเครื่อง หน่วยระบบ... การดำเนินการหลายอย่างสามารถทำได้ใน " พื้นหลัง", เช่น. โดยไม่ขัดจังหวะงานปัจจุบันและแม้กระทั่งจากระยะไกล กล่าวคือ จากสถานที่ทำงานใดๆ (แน่นอน ถ้าคุณมีสิทธิ์เข้าถึง)
- ตัวควบคุมสามารถติดตั้งหน่วยความจำบัฟเฟอร์ ("แคช") ซึ่งเก็บบล็อกข้อมูลสองสามช่วงสุดท้าย ซึ่งด้วยการเข้าถึงไฟล์เดียวกันบ่อยครั้ง สามารถเพิ่มความเร็วของระบบดิสก์ได้อย่างมาก

ข้อเสียของฮาร์ดแวร์ RAID คือต้นทุนที่ค่อนข้างสูงของคอนโทรลเลอร์ RAID อย่างไรก็ตาม ในอีกด้านหนึ่ง คุณต้องจ่ายสำหรับทุกอย่าง (ความน่าเชื่อถือ ประสิทธิภาพ การบริการ) ในทางกลับกัน เมื่อเร็ว ๆ นี้ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ ราคาของคอนโทรลเลอร์ RAID (โดยเฉพาะรุ่นจูเนียร์) เริ่มลดลงอย่างรวดเร็วและเทียบได้กับต้นทุนของดิสก์คอนโทรลเลอร์ทั่วไป ซึ่งช่วยให้สามารถติดตั้งระบบ RAID ไม่เพียงแต่ในเมนเฟรมราคาแพงเท่านั้น แต่ยังอยู่ในเซิร์ฟเวอร์ ระดับเริ่มต้นและแม้กระทั่งในเวิร์กสเตชัน

จะเลือกรุ่นคอนโทรลเลอร์ RAID ได้อย่างไร?

คอนโทรลเลอร์ RAID มีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับการทำงาน การออกแบบ และราคา:
1. ไดรฟ์คอนโทรลเลอร์พร้อมฟังก์ชัน RAID
อันที่จริงนี่คือดิสก์คอนโทรลเลอร์ธรรมดาซึ่งต้องขอบคุณเฟิร์มแวร์ BIOS พิเศษที่ให้คุณรวมไดรฟ์เข้ากับอาร์เรย์ RAID ตามกฎที่ระดับ 0, 1 หรือ 0 + 1

คอนโทรลเลอร์ SCSI แบบ Ultra (กว้างพิเศษ) จาก Mylex KT930RF (KT950RF)
ภายนอกคอนโทรลเลอร์นี้ไม่แตกต่างจากคอนโทรลเลอร์ SCSI ทั่วไป "ความเชี่ยวชาญพิเศษ" ทั้งหมดอยู่ใน BIOS ซึ่งถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน - "SCSI Configuration" / "RAID Configuration" แม้จะมีต้นทุนต่ำ (น้อยกว่า $ 200) แต่คอนโทรลเลอร์นี้มีฟังก์ชั่นที่ดี:

- รวมไดรฟ์ได้ถึง 8 ตัวใน RAID 0, 1 หรือ 0 + 1;
- สนับสนุน ร้อนอะไหล่เพื่อแทนที่ไดรฟ์ที่ล้มเหลว "ทันที"
- ความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนไดรฟ์ที่ผิดพลาดโดยอัตโนมัติ (โดยไม่มีการแทรกแซงของผู้ปฏิบัติงาน)
- ควบคุมข้อมูลความสมบูรณ์และเอกลักษณ์โดยอัตโนมัติ (สำหรับ RAID-1)
- การมีรหัสผ่านสำหรับเข้าถึง BIOS
- โปรแกรม RAIDPlus ซึ่งให้ข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของไดรฟ์ใน RAID
- ไดรเวอร์สำหรับ DOS, Windows 95, NT 3.5x, 4.0

ตอนนี้เรามาดูกันว่ามีประเภทใดบ้างและแตกต่างกันอย่างไร

University of California at Berkeley ได้แนะนำระดับต่อไปนี้ของข้อกำหนด RAID ซึ่งได้รับการรับรองเป็นมาตรฐานโดยพฤตินัย:

• RAID 0- อาร์เรย์ดิสก์ที่เพิ่มประสิทธิภาพด้วยการสตริปโดยไม่มีความทนทานต่อข้อผิดพลาด
• - มิเรอร์ดิสก์อาร์เรย์;
• RAID2สงวนไว้สำหรับอาร์เรย์ที่ใช้โค้ด Hamming
• RAID 3 และ 4- ดิสก์อาร์เรย์ที่มีการสตริปและดิสก์พาริตีเฉพาะ
• - ดิสก์อาร์เรย์พร้อมสตริปและ "ดิสก์พาริตีที่ไม่ได้ปันส่วน";
• - อาร์เรย์ดิสก์แบบสไทรพ์โดยใช้เช็คซัมสองเช็คคำนวณในสองวิธีอิสระ
• - อาร์เรย์ RAID 0 ที่สร้างจากอาร์เรย์ RAID 1;
• - อาร์เรย์ RAID 0 ที่สร้างจากอาร์เรย์ RAID 5;
• - อาร์เรย์ RAID 0 ที่สร้างจากอาร์เรย์ RAID 6

ฮาร์ดแวร์คอนโทรลเลอร์ RAID สามารถรองรับอาร์เรย์ RAID ต่างๆ ได้พร้อมกัน โดยจำนวนฮาร์ดไดรฟ์ทั้งหมดไม่เกินจำนวนขั้วต่อ ในกรณีนี้ คอนโทรลเลอร์ที่ติดตั้งมากับเมนบอร์ดคือ การตั้งค่าไบออสมีเพียงสองสถานะ (เปิดใช้งานหรือปิดใช้งาน) ดังนั้นฮาร์ดไดรฟ์ใหม่ที่เชื่อมต่อกับสล็อตคอนโทรลเลอร์ที่ไม่ได้ใช้เมื่อ โหมดเปิดใช้งานระบบสามารถละเว้น RAID ได้จนกว่าจะเชื่อมโยงกับอาร์เรย์ RAID JBOD (แบบขยาย) อื่นที่ประกอบด้วยดิสก์หนึ่งแผ่น

RAID 0 (สตริป - "สตริป")

โหมดที่ให้ประสิทธิภาพสูงสุด ข้อมูลมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันบนดิสก์ของอาร์เรย์ ดิสก์จะถูกรวมเป็นหนึ่งเดียว ซึ่งสามารถแบ่งพาร์ติชั่นออกเป็นหลายส่วนได้ การดำเนินการอ่านและเขียนแบบกระจายสามารถเพิ่มความเร็วของงานได้อย่างมาก เนื่องจากดิสก์หลายตัวอ่าน/เขียนข้อมูลในส่วนของตนพร้อมกัน ผู้ใช้สามารถใช้ดิสก์โวลุ่มทั้งหมดได้ แต่สิ่งนี้จะลดความน่าเชื่อถือของการจัดเก็บข้อมูล เนื่องจากหากดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลว อาร์เรย์มักจะถูกทำลายและการกู้คืนข้อมูลแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ขอบเขต - แอปพลิเคชันที่ต้องการความเร็วสูงในการแลกเปลี่ยนกับดิสก์ เช่น การจับภาพวิดีโอ การตัดต่อวิดีโอ แนะนำให้ใช้กับไดรฟ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง

(มิเรอร์ - "มิเรอร์")

อาร์เรย์ของดิสก์สองแผ่นที่มีสำเนาเต็มของกันและกัน อย่าสับสนกับ RAID 1 + 0, RAID 0 + 1 และ RAID 10 ซึ่งใช้ไดรฟ์มากกว่า 2 ตัวและกลไกการมิเรอร์ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น

ให้ความเร็วในการเขียนที่ยอมรับได้และความเร็วในการอ่านที่เพิ่มขึ้นเมื่อทำการสืบค้นข้อมูลแบบขนาน

มีความน่าเชื่อถือสูง - ใช้งานได้ตราบใดที่ดิสก์ในอาร์เรย์ทำงานอย่างน้อยหนึ่งตัว ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวของดิสก์สองแผ่นในคราวเดียว เท่ากับผลคูณของความน่าจะเป็นของความล้มเหลวของแต่ละดิสก์ นั่นคือ ลดโอกาสที่ดิสก์แต่ละแผ่นจะล้มเหลวลงอย่างมาก ในทางปฏิบัติ หากดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลว ควรดำเนินการอย่างเร่งด่วน - เพื่อกู้คืนความซ้ำซ้อนอีกครั้ง ในการทำเช่นนี้ ด้วยระดับ RAID ใดๆ (ยกเว้นศูนย์) ขอแนะนำให้ใช้ hot spares

คล้ายกับ RAID10 ของการกระจายข้อมูลข้ามดิสก์ ทำให้สามารถใช้ดิสก์จำนวนคี่ได้ (จำนวนขั้นต่ำ - 3)

RAID 2, 3, 4

ตัวเลือกต่างๆ สำหรับการจัดเก็บข้อมูลแบบกระจายพร้อมดิสก์สำหรับรหัสพาริตีโดยเฉพาะและขนาดบล็อกต่างๆ ปัจจุบัน สิ่งเหล่านี้ไม่ได้ใช้งานจริงเนื่องจากประสิทธิภาพต่ำและจำเป็นต้องจัดสรรความจุดิสก์จำนวนมากสำหรับการจัดเก็บ ECC และ / หรือรหัสพาริตี

ข้อเสียเปรียบหลักของ RAID ระดับ 2 ถึง 4 คือการไม่สามารถดำเนินการเขียนแบบขนานได้ เนื่องจากมีการใช้ดิสก์ควบคุมแยกต่างหากเพื่อเก็บข้อมูลพาริตี RAID 5 ไม่มีข้อเสียนี้ บล็อกข้อมูลและเช็คซัมจะถูกเขียนแบบวนซ้ำไปยังดิสก์ทั้งหมดในอาร์เรย์ ไม่มีการกำหนดค่าดิสก์แบบอสมมาตร Checksums หมายถึงผลลัพธ์ของการดำเนินการ XOR (ไม่รวมหรือ) Xorมีคุณสมบัติที่ทำให้สามารถแทนที่ตัวถูกดำเนินการใดๆ ด้วยผลลัพธ์ และใช้อัลกอริธึม xor, รับตัวถูกดำเนินการที่หายไปเป็นผล ตัวอย่างเช่น: a xor b = c(ที่ไหน เอ, ข, ค- สามดิสก์ของอาร์เรย์การจู่โจม) if เอจะปฎิเสธเราหามาใส่แทนได้ คและการใช้จ่าย xorระหว่าง คและ ข: c xor b = ก.สิ่งนี้ใช้โดยไม่คำนึงถึงจำนวนของตัวถูกดำเนินการ: a xor b xor c xor d = e... ถ้าปฏิเสธ คแล้ว อีเกิดขึ้นและหลังจากนั้น xorเป็นผลให้เราได้รับ ค: a xor b xor e xor d = c... วิธีนี้ให้การเฟลโอเวอร์เวอร์ชัน 5 เป็นหลัก ใช้เวลาเพียง 1 ดิสก์ในการจัดเก็บผลลัพธ์ xor ซึ่งมีขนาดเท่ากับขนาดของดิสก์อื่นๆ ใน raid

ศักดิ์ศรี

RAID5 แพร่หลายขึ้นเนื่องจากความคุ้มค่า ขนาดของอาร์เรย์ดิสก์ RAID5 คำนวณโดยใช้สูตร (n-1) * hddsize โดยที่ n คือจำนวนดิสก์ในอาร์เรย์ และ hddsize คือขนาดของดิสก์ที่เล็กที่สุด ตัวอย่างเช่น สำหรับอาร์เรย์ของดิสก์ 80 กิกะไบต์สี่ดิสก์ โวลุ่มทั้งหมดจะเป็น (4 - 1) * 80 = 240 กิกะไบต์ การเขียนข้อมูลไปยังโวลุ่ม RAID 5 จะใช้ทรัพยากรเพิ่มเติมและลดประสิทธิภาพ เนื่องจากจำเป็นต้องมีการคำนวณและเขียนเพิ่มเติม แต่เมื่ออ่าน (เทียบกับฮาร์ดไดรฟ์แยกต่างหาก) จะได้รับ เนื่องจากสามารถประมวลผลสตรีมข้อมูลจากดิสก์หลายตัวในอาร์เรย์ได้ ในแบบคู่ขนาน.

ข้อบกพร่อง

ประสิทธิภาพของ RAID 5 ลดลงอย่างเห็นได้ชัด โดยเฉพาะในการดำเนินการเช่น Random Write (การเขียนแบบสุ่ม) ซึ่งประสิทธิภาพลดลง 10-25% ของประสิทธิภาพการทำงานของ RAID 0 (หรือ RAID 10) เนื่องจากต้องใช้การทำงานของดิสก์มากขึ้น (แต่ละตัว การเขียนการดำเนินการ ยกเว้นการเขียนที่เรียกว่า full-stripe เซิร์ฟเวอร์จะถูกแทนที่บนคอนโทรลเลอร์ RAID โดยการอ่านสี่ครั้งสองครั้งและการเขียนสองครั้ง) ข้อเสียของ RAID 5 ปรากฏขึ้นเมื่อหนึ่งในดิสก์ล้มเหลว - โวลุ่มทั้งหมดเข้าสู่โหมดวิกฤติ (ลดระดับ) การดำเนินการอ่านและเขียนทั้งหมดมาพร้อมกับการปรับแต่งเพิ่มเติม และประสิทธิภาพลดลงอย่างรวดเร็ว ในเวลาเดียวกัน ระดับความน่าเชื่อถือจะลดลงเหลือความน่าเชื่อถือของ RAID-0 ด้วยจำนวนดิสก์ที่สอดคล้องกัน (นั่นคือ n ครั้งต่ำกว่าความน่าเชื่อถือของดิสก์เดียว) หากเกิดความล้มเหลวก่อนที่จะกู้คืนอาร์เรย์ทั้งหมด หรือเกิดข้อผิดพลาดในการอ่านที่ไม่สามารถกู้คืนได้บนดิสก์อีกอย่างน้อยหนึ่งดิสก์ อาร์เรย์จะถูกทำลาย และข้อมูลในอาร์เรย์จะไม่สามารถกู้คืนได้ด้วยวิธีการทั่วไป นอกจากนี้ คุณควรคำนึงด้วยว่ากระบวนการสร้าง RAID ใหม่หลังจากความล้มเหลวของดิสก์ทำให้เกิดการโหลดการอ่านอย่างเข้มข้นจากดิสก์เป็นเวลาหลายชั่วโมงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งอาจทำให้ดิสก์ที่เหลืออยู่ล้มเหลวในช่วงเวลาที่มีการป้องกันน้อยที่สุดของการดำเนินการ RAID เช่น รวมทั้งระบุความล้มเหลวในการอ่านที่ตรวจไม่พบก่อนหน้านี้ในอาร์เรย์ข้อมูลแบบเย็น (ข้อมูลที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ระหว่างการทำงานปกติของอาร์เรย์ ข้อมูลที่เก็บถาวรและไม่ได้ใช้งาน) ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงของความล้มเหลวระหว่างการกู้คืนข้อมูล

จำนวนดิสก์ขั้นต่ำที่จะใช้คือสาม

RAID 6 - คล้ายกับ RAID 5 แต่มีระดับความน่าเชื่อถือสูงกว่า - จัดสรรความจุของดิสก์ 2 แผ่นสำหรับเช็คซัม ผลรวม 2 ผลคำนวณโดยใช้อัลกอริธึมที่แตกต่างกัน ต้องใช้คอนโทรลเลอร์ RAID ที่ทรงพลังกว่า รับรองความสามารถในการทำงานหลังจากเกิดความล้มเหลวพร้อมกันของดิสก์สองตัว - ป้องกันความล้มเหลวหลายครั้ง ต้องมีดิสก์อย่างน้อย 4 แผ่นในการจัดระเบียบอาร์เรย์ โดยปกติ การใช้ RAID-6 จะทำให้ประสิทธิภาพของกลุ่มดิสก์ลดลงประมาณ 10-15% เมื่อเทียบกับ RAID 5 ซึ่งเกิดจากการประมวลผลจำนวนมากสำหรับคอนโทรลเลอร์ (ความจำเป็นในการคำนวณเช็คซัมที่สอง ตลอดจนอ่านและเขียนเพิ่มเติม ดิสก์บล็อกเมื่อเขียนแต่ละบล็อก)

RAID 0 + 1

โดยทั่วไปแล้ว RAID 0 + 1 อาจหมายถึงสองตัวเลือก:

• RAID 0 สองตัวรวมกันเป็น RAID 1;
• ดิสก์ตั้งแต่สามตัวขึ้นไปรวมกันเป็นอาร์เรย์ และแต่ละบล็อกข้อมูลจะถูกเขียนลงในดิสก์สองดิสก์ของอาร์เรย์นี้ ดังนั้น ด้วยวิธีการนี้ เช่นเดียวกับใน RAID 1 ที่ "บริสุทธิ์" โวลุ่มที่ใช้งานได้ของอาร์เรย์จะเป็นครึ่งหนึ่งของโวลุ่มทั้งหมดของดิสก์ทั้งหมด (หากเป็นดิสก์ที่มีความจุเท่ากัน)

RAID 10 (1 + 0)

RAID 10 คืออาร์เรย์ที่ทำมิเรอร์ซึ่งข้อมูลจะถูกเขียนตามลำดับไปยังดิสก์หลายตัว เช่นเดียวกับใน RAID 0 สถาปัตยกรรมนี้คืออาร์เรย์ RAID 0 ซึ่งเซ็กเมนต์เป็นอาร์เรย์ RAID 1 แทนที่จะเป็นดิสก์แยกกัน ดังนั้น อาร์เรย์ของระดับนี้จึงต้อง มีดิสก์อย่างน้อย 4 แผ่น (และเป็นเลขคู่เสมอ) RAID 10 ผสมผสานความทนทานต่อข้อผิดพลาดและประสิทธิภาพการทำงานสูง

การอ้างว่า RAID 10 เป็นตัวเลือกที่น่าเชื่อถือที่สุดสำหรับการจัดเก็บข้อมูลนั้นมีเหตุผลว่าอาร์เรย์จะถูกทำลายหลังจากความล้มเหลวของไดรฟ์ทั้งหมดในอาร์เรย์เดียวกัน ด้วยไดรฟ์ที่ล้มเหลว โอกาสของความล้มเหลวของตัวที่สองในอาร์เรย์เดียวกันคือ 1/3 * 100 = 33% RAID 0 + 1 จะล้มเหลวหากไดรฟ์สองตัวล้มเหลวในอาร์เรย์ที่ต่างกัน โอกาสของความล้มเหลวของไดรฟ์ในอาร์เรย์ที่อยู่ใกล้เคียงคือ 2/3 * 100 = 66% อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไดรฟ์ในอาร์เรย์ที่มีไดรฟ์ที่ล้มเหลวจะไม่ถูกใช้อีกต่อไป โอกาสที่ไดรฟ์ถัดไปจะปิดใช้งานอาร์เรย์ทั้งหมดคือ 2/2 * 100 = 100%

อาร์เรย์ที่คล้ายกับ RAID5 อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากการจัดเก็บแบบกระจายของรหัสพาริตีแล้ว ยังใช้การกระจายพื้นที่สำรอง - อันที่จริงแล้วยังใช้อยู่ HDDซึ่งสามารถเพิ่มลงในอาร์เรย์ RAID5 เป็นแบบสำรองได้ (อาร์เรย์ดังกล่าวเรียกว่า 5+ หรือ 5 + สำรอง) ในอาเรย์ RAID 5 ดิสก์สำรองจะไม่ได้ใช้งานจนกระทั่งตัวใดตัวหนึ่งเป็น main ฮาร์ดไดรฟ์ขณะอยู่ในอาร์เรย์ RAID 5EE ดิสก์นี้จะถูกแชร์กับ HDD อื่นตลอดเวลา ซึ่งมีผลในเชิงบวกต่อประสิทธิภาพของอาร์เรย์ ตัวอย่างเช่น อาร์เรย์ RAID5EE ที่มี HDD 5 ตัวสามารถดำเนินการ I/O ได้มากกว่า 25% ต่อวินาที เมื่อเทียบกับอาร์เรย์ RAID5 ที่มี 4 ตัวหลักและ HDD สำรองหนึ่งตัว จำนวนดิสก์ขั้นต่ำสำหรับอาร์เรย์ดังกล่าวคือ 4

รวมอาร์เรย์ RAID5 สองชุด (หรือมากกว่านั้น แต่ใช้น้อยมาก) ลงในแถบนั่นคือ การรวมกันของ RAID5 และ RAID0 การแก้ไขข้อเสียเปรียบหลักของ RAID5 บางส่วน - ความเร็วต่ำการบันทึกข้อมูลเนื่องจากการใช้อาร์เรย์หลายชุดพร้อมกัน ความจุทั้งหมดของอาร์เรย์จะลดลงตามความจุของดิสก์สองแผ่น แต่ไม่เหมือนกับ RAID6 อาร์เรย์ดังกล่าวได้รับความเสียหายจากดิสก์เพียงดิสก์เดียวโดยไม่มีข้อมูลสูญหาย และจำนวนดิสก์ขั้นต่ำที่จำเป็นในการสร้างอาร์เรย์ RAID50 คือ 6 ตลอด เมื่อใช้ RAID10 ซึ่งเป็นระดับ RAID ที่แนะนำมากที่สุดสำหรับการใช้งานในแอปพลิเคชันที่ต้องการประสิทธิภาพสูงรวมกับความน่าเชื่อถือที่ยอมรับได้

รวมอาร์เรย์ RAID6 สองชุดเข้าด้วยกันเป็นแถบ ความเร็วในการเขียนเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับความเร็วในการเขียนแบบ RAID6 จำนวนดิสก์ขั้นต่ำในการสร้างอาร์เรย์ดังกล่าวคือ 8 ข้อมูลจะไม่สูญหายหากดิสก์สองแผ่นจากแต่ละอาร์เรย์ RAID 6 ล้มเหลว

RAID 00

RAID 00 นั้นหายากมาก ฉันได้รู้จักมันบนคอนโทรลเลอร์ LSI กลุ่มดิสก์ RAID 00 คือกลุ่มดิสก์แบบขยายที่สร้างชุดสไทรพ์จากชุดข้อมูล
ดิสก์อาร์เรย์ RAID 0 RAID 00 ไม่ได้ให้ข้อมูลซ้ำซ้อนแต่หากใช้ร่วมกับ RAID 0 ก็ให้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดของ RAID ทุกระดับ RAID 00 แบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนย่อยๆ แล้วแยกส่วนข้อมูลในแต่ละดิสก์ในสแต็ก ขนาดของแต่ละส่วนข้อมูลจะถูกกำหนดโดยขนาดของแถบ RAID 00 ให้แบนด์วิดธ์สูง RAID 00 ไม่ทนต่อข้อผิดพลาด หากดิสก์ในกลุ่มดิสก์ RAID 0 ล้มเหลว ทั้งหมด
ดิสก์เสมือน (ดิสก์ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับ ดิสก์เสมือน) จะล้มเหลว การแบ่งไฟล์ขนาดใหญ่ออกเป็นเซ็กเมนต์ที่เล็กลง คอนโทรลเลอร์ RAID สามารถใช้ทั้ง SAS . ได้
ตัวควบคุมเพื่ออ่านหรือเขียนไฟล์ได้เร็วขึ้น RAID 00 ไม่ได้หมายความถึงการคำนวณพาริตีทำให้การดำเนินการเขียนซับซ้อน สิ่งนี้ทำให้ RAID 00 เหมาะสำหรับ
แอปพลิเคชันที่ต้องการแบนด์วิดธ์สูงแต่ไม่ต้องการความทนทานต่อข้อผิดพลาด สามารถมีได้ตั้งแต่ 2 ถึง 256 ดิสก์

อันไหนเร็วกว่า RAID 0 หรือ RAID 00?

ฉันทำการทดสอบตามที่อธิบายไว้ในบทความเกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพความเร็วของไดรฟ์โซลิดสเทตบนคอนโทรลเลอร์ LSI และรับตัวเลขเหล่านี้ในอาร์เรย์ของ 6 SSD

เปรียบเทียบประสิทธิภาพของโซลูชั่นระดับราคาเดียวกัน

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ: ดัชนีประสบการณ์ที่เรียกว่าใน Windows 7 ซึ่งประเมินประสิทธิภาพของระบบย่อยพีซีหลักสำหรับดิสก์โซลิดสเตตทั่วไป (SSD) และไม่ใช่ระบบที่ช้าที่สุด (ประมาณ 200 MB / s สำหรับการอ่านและการเขียน , เข้าถึงโดยสุ่ม - 0.1 ms) แสดงค่า 7.0 ในขณะที่ดัชนีของระบบย่อยอื่นๆ ทั้งหมด (โปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ กราฟิก เกมกราฟิก) ในระบบเดสก์ท็อปเดียวกันซึ่งใช้ CPU ที่สูงกว่า (โดยมีหน่วยความจำ DDR3-1333 เฉลี่ยอยู่ที่ 4 GB และค่าเฉลี่ยของการ์ดแสดงผลเกมเดียวกันเช่น AMD Radeon HD 5770) มีค่าประมาณที่สูงกว่า 7.0 อย่างมีนัยสำคัญ (กล่าวคือ 7.4-7.8 เกณฑ์นี้ใน Windows 7 มีมาตราส่วนลอการิทึมดังนั้นความแตกต่างในสิบส่งผลให้มีสิบ ร้อยละของค่าสัมบูรณ์) นั่นคือ SSD "ในครัวเรือน" ที่รวดเร็วบนบัส SATA ตาม Windows 7 เป็นคอขวดแม้ว่าจะไม่ใช่เดสก์ท็อปพีซีระดับบนส่วนใหญ่ในปัจจุบัน สิ่งที่ควรเป็น (อุกอาจ?) ประสิทธิภาพของดิสก์ระบบสำหรับ "เซเว่น" ที่ "ยิ่งใหญ่และทรงพลัง" เพื่อพิจารณาว่าคู่ควรกับส่วนประกอบอื่นๆ ของพีซีดังกล่าวหรือไม่ .. :)

เห็นได้ชัดว่าคำถามนี้เป็นเชิงโวหาร เนื่องจากทุกวันนี้มีคนเพียงไม่กี่คนที่ได้รับคำแนะนำจาก "ดัชนี ixpiriens" ของ Windows 7 เมื่อเลือกการกำหนดค่าสำหรับเดสก์ท็อป และ SSD นั้นได้รับการหยั่งรากอย่างแน่นหนาในใจของผู้ใช้แล้วในฐานะตัวเลือกที่ไม่มีใครโต้แย้ง หากคุณต้องการบีบระบบย่อยของดิสก์ให้เต็มประสิทธิภาพและทำงาน "ไม่มีเบรก" ที่สะดวกสบาย แต่มันเป็นเช่นนั้นจริงหรือ? Windows 7 โดดเดี่ยวในการประมาณประโยชน์ที่แท้จริงของ SSD หรือไม่? และมีทางเลือกอื่นสำหรับ SSD ในเดสก์ท็อปที่ทรงพลังหรือไม่? โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าคุณไม่ต้องการที่จะเห็นความว่างเปล่าที่สิ้นหวังในกระเป๋าเงินของคุณ ... เราจะกล้าเสนอหนึ่งในนั้น ทางเลือกที่เป็นไปได้ทดแทน

ข้อเสียเปรียบหลักของ SSD สมัยใหม่คืออะไร? หากคุณไม่คำนึงถึงข้อพิพาทที่ "เล่นมายาวนาน" เกี่ยวกับความน่าเชื่อถือ ความทนทาน และความเสื่อมโทรมตามช่วงเวลา แสดงว่ามีข้อบกพร่องสองประการในภาพรวม นั่นคือ ความจุขนาดเล็กและราคาค่อนข้างสูง ที่จริงแล้ว MLC SSD ขนาด 128 GB โดยเฉลี่ยตอนนี้มีราคาประมาณ 8,000 รูเบิล (ราคา ณ เวลาที่เขียนนี้ แน่นอนมันขึ้นอยู่กับรุ่นอย่างมาก แต่ลำดับของราคาจนถึงตอนนี้นั่นแหละ) แน่นอนว่านี่ไม่ใช่ 600 รูเบิลต่อ 1 GB สำหรับหน่วยความจำ DDR3 แต่มีลำดับความสำคัญน้อยกว่า แต่ก็ยังไม่น้อยสำหรับฮาร์ดไดรฟ์แม่เหล็กแบบดั้งเดิม อันที่จริงรุ่น 1,000 GB 7000 ที่มีประสิทธิผลมากพร้อมความเร็วในการอ่าน / เขียนสูงสุดประมาณ 150 MB / s (ซึ่งแน่นอนว่าไม่น้อยกว่า SSD สำหรับ 8,000 rubles!) ตอนนี้สามารถซื้อได้น้อยกว่า 2,000 รูเบิล (เช่น Hitachi 7K1000.C หรือภาษาเกาหลี) ในกรณีนี้ค่าใช้จ่ายเฉพาะของพื้นที่กิกะไบต์จะเท่ากับ 2 (สอง) รูเบิลเท่านั้น! คุณรู้สึกแตกต่างกับ SSD ที่มี 60 รูเบิลต่อกิกะไบต์หรือไม่? ;) และมีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างพวกเขาในแอปพลิเคชันเดสก์ท็อปทั่วไปที่มีการโทรติดต่อกันเป็นจำนวนมากหรือไม่? ตัวอย่างเช่น เมื่อทำงานกับวิดีโอ เสียง กราฟิก ฯลฯ ท้ายที่สุดแล้ว ความเร็วในการอ่านตามลำดับทั่วไปของ MLC SSD (160-240 MB / s) นั้นไม่สูงกว่าความเร็ว 120 กิกะไบต์แรกของพื้นที่เท่ากัน 7K เทราไบต์ (150 MB / s) ด้วย) และในแง่ของความเร็วในการเขียนตามลำดับ พวกเขาโดยทั่วไปมีความเท่าเทียมกันโดยประมาณ (เหมือนกัน 150 MB / s เทียบกับ 70-190 สำหรับ SSD) ใช่ มันหาที่เปรียบมิได้โดยสิ้นเชิงในแง่ของเวลาในการเข้าถึงโดยสุ่ม แต่ท้ายที่สุด เราไม่ได้ประกอบเซิร์ฟเวอร์สำหรับตัวเราเองบนเดสก์ท็อป

ยิ่งกว่านั้นสำหรับเดสก์ท็อป 128 GB ในปัจจุบันก็เหมือนกัน - โวลุ่มนั้นน้อยมาก (โดยทั่วไป 80 GB นั้นไร้สาระ) มันแทบจะไม่สามารถรองรับพาร์ติชั่นระบบหนึ่งหรือสองพาร์ติชั่นกับระบบปฏิบัติการและแอพพลิเคชั่นหลัก จะเก็บไฟล์มัลติมีเดียจำนวนมากไว้ที่ไหน? จะวางของเล่นที่ไหนซึ่งตอนนี้แต่ละอันจะแกะออกมา 5-20 GB? ในระยะสั้นไม่มี "สกรู" ที่มีความจุปกติเหมือนกันหมด คำถามเดียวคือมันจะเป็นระบบหรือเพิ่มเติมในคอมพิวเตอร์

แต่ถ้าคุณเข้าใกล้จากอีกด้านหนึ่งล่ะ? เนื่องจากไม่มีฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ (จำตัวย่อเก่าที่ดี - ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ หรือเพียงแค่ "ฮาร์ดไดรฟ์") ที่ไม่มีพีซี เป็นไปได้ไหมที่จะรวมสิ่งเหล่านี้เป็นอาร์เรย์ RAID ยิ่งกว่านั้น พวกเราหลายคนมีคอนโทรลเลอร์ RAID แบบง่าย อันที่จริง "ฟรี" - ในสะพานทางใต้ของมาเธอร์บอร์ดที่ใช้ชิปเซ็ต AMD, Intel หรือ Nvidia ตัวอย่างเช่น 8,000 rubles เดียวกันนั้นไม่สามารถใช้กับ SSD ได้ แต่เป็น 4 เทราไบต์ รวมไว้ในอาร์เรย์ - แล้วคุณจะไม่ต้องซื้อฮาร์ดไดรฟ์ขนาดใหญ่เพื่อจัดเก็บข้อมูล นั่นคือ เรายังประหยัดเงินได้อีกด้วย หรือเป็นทางเลือกที่สอง - เมื่อซื้อ SSD หนึ่งตัวและดิสก์หนึ่งตัวสำหรับ 2-3 TB คุณสามารถซื้อดิสก์ได้ 4 แผ่นสำหรับ 1.5-2 TB ...

ยิ่งกว่านั้น สมมติว่า RAID 0 ของดิสก์สี่ตัวไม่เพียงมีความจุสี่เท่า แต่ยังเพิ่มความเร็วในการอ่าน/เขียนเชิงเส้นสูงขึ้น 4 เท่าด้วย และนี่คือ 400-600 MB / s แล้วซึ่งสำหรับ SSD ตัวเดียว ราคาเท่ากันฉันไม่ได้ฝันไป! ดังนั้นอาร์เรย์ดังกล่าวจะทำงานได้เร็วกว่า SSD ตาม อย่างน้อย, พร้อมสตรีมมิ่งข้อมูล (อ่าน / เขียน / แก้ไขวิดีโอ, คัดลอกไฟล์ขนาดใหญ่ ฯลฯ ) เป็นไปได้ว่าในงานทั่วไปอื่น ๆ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลอาร์เรย์ดังกล่าวจะทำงานไม่เลวร้ายไปกว่า SSD - ท้ายที่สุดแล้วเปอร์เซ็นต์ของการดำเนินการตามลำดับในงานดังกล่าวนั้นสูงมากและการเข้าถึงแบบสุ่มตามกฎจะดำเนินการในส่วนที่ค่อนข้างกะทัดรัดของไดรฟ์ที่มีความจุ (ไฟล์สลับ ไฟล์แก้ไขรูปภาพชั่วคราว ฯลฯ ) นั่นคือการย้ายหัวภายในพื้นที่นี้จะเกิดขึ้นเร็วกว่าค่าเฉลี่ยสำหรับดิสก์มาก - ในสองสามมิลลิวินาที) ซึ่งจะส่งผลดีต่อประสิทธิภาพอย่างแน่นอน หากอาเรย์ RAID แบบหลายดิสก์ถูกแคชในระบบปฏิบัติการด้วย คุณก็จะได้รับความเร็วที่น่าประทับใจจากอาร์เรย์ RAID แบบหลายดิสก์ในการดำเนินการกับบล็อกข้อมูลขนาดเล็ก

เพื่อทดสอบสมมติฐานของเรา เราได้ทดสอบอาร์เรย์ RAID 0 และ RAID 5 สี่ดิสก์จากดิสก์ Hitachi Deskstar E7K1000 เทราไบต์ที่มีการหมุน 7200 RPM และบัฟเฟอร์ 32 MB ใช่ มันค่อนข้างช้าในแง่ของความเร็วของเพลตมากกว่าของใหม่ที่ขายวันนี้ที่ 1,800-1900 รูเบิล / ชิ้น ไดรฟ์ Hitachi 7K1000.C ที่มีความจุเท่ากัน อย่างไรก็ตามเฟิร์มแวร์ของพวกเขาได้รับการปรับให้เหมาะสมกว่าสำหรับการทำงานของดิสก์ในอาร์เรย์ดังนั้นค่อนข้างสั้นจาก 600 MB / s ที่เป็นเจ้าข้าวเจ้าของในความเร็วในการอ่านสูงสุดของ RAID 4 ดิสก์ 0 เราจะได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดในงานที่มีจำนวนมาก จำนวนการเข้าถึงแบบสุ่ม และรูปแบบที่เราพบสามารถขยายไปยังอาร์เรย์ของโมเดลดิสก์ที่เร็วขึ้น (และมีความจุมากขึ้น) จากผู้ผลิตหลายราย

การใช้มาเธอร์บอร์ดที่ใช้ชิปเซ็ต Intel กับสะพานใต้ ICH8R / ICH9R / ICH10R (และใหม่กว่า) ดิสก์สี่เทราไบต์สามารถจัดระเบียบอย่างเหมาะสมที่สุดในความคิดของเราดังต่อไปนี้ ด้วยเทคโนโลยี Intel Matrix RAID จากครึ่งแรกของโวลุ่มของแต่ละดิสก์ เราจึงสร้างอาร์เรย์ RAID 0 ที่มีความจุ 2 TB (เพื่อให้เข้าใจได้โดย "ระบบปฏิบัติการ" ด้านล่าง Vista โดยไม่ต้องปรับแต่งพิเศษ) ซึ่ง จะให้ประสิทธิภาพสูงสุดของพาร์ติชันระบบแก่เรา เริ่มต้นอย่างรวดเร็วแอปพลิเคชันและเกม ตลอดจนการทำงานด้วยความเร็วสูงกับมัลติมีเดียและเนื้อหาอื่นๆ และเพื่อการจัดเก็บข้อมูลที่สำคัญที่เชื่อถือได้มากขึ้น เราจะรวมโวลุ่มครึ่งหลังของดิสก์เหล่านี้เข้าในอาร์เรย์ RAID 5 (อย่างไรก็ตาม มันยังห่างไกลจากประสิทธิภาพที่แย่ที่สุด ดังที่เราเห็นด้านล่าง) ดังนั้นเพียง 8,000 rubles เราได้รับทั้งดิสก์ระบบ 2 TB ที่เร็วเป็นพิเศษและโวลุ่ม "เก็บถาวร" 1.5 TB ที่เชื่อถือได้และมีความจุ มันอยู่ในการกำหนดค่าของสองอาร์เรย์นี้ที่เราสร้างขึ้นด้วยค่าเริ่มต้นซึ่งเราจะทำการทดสอบเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่ไม่ชอบ RAID5 ที่น่าสงสัยบนคอนโทรลเลอร์ของ Intel สามารถสร้าง RAID10 ที่เล็กกว่าได้หนึ่งเท่าครึ่งแทนที่จะสร้าง - ประสิทธิภาพการอ่านข้อมูลจะต่ำกว่า RAID5 เมื่อเขียน (พร้อมแคช) พวกมันจะเท่ากันโดยประมาณ แต่ความน่าเชื่อถือและ การดึงข้อมูลเมื่ออาร์เรย์ยุบจะดีกว่า (ในครึ่งกรณี สามารถฟื้นฟู RAID10 ได้หากดิสก์สองแผ่นล้มเหลว)

ยูทิลิตี Intel Matrix Storage Manager ช่วยให้คุณสามารถเปิดหรือปิดใช้งานการแคชการเขียนไปยังดิสก์อาร์เรย์ดังกล่าวได้โดยใช้ระบบปฏิบัติการ (นั่นคือ การใช้ แกะ PC) ดูบรรทัดที่สามจากด้านบนในช่องข้อมูลด้านขวาในภาพหน้าจอ:

การแคชสามารถเร่งการทำงานของอาร์เรย์ด้วยไฟล์ขนาดเล็กและบล็อกข้อมูลได้อย่างมาก เช่นเดียวกับความเร็วในการเขียนไปยังอาร์เรย์ RAID 5 (ซึ่งบางครั้งก็สำคัญมาก) ดังนั้น เพื่อความชัดเจน เราได้ทำการทดสอบด้วยการเปิดใช้และปิดใช้งานการแคช เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง เราจะพูดถึงการโหลดของ CPU เมื่อเปิดใช้งานการแคชด้านล่าง

เราดำเนินการทดสอบบนระบบทดสอบ ซึ่งเป็นเรื่องปกติ ไม่ใช่เดสก์ท็อปที่ทรงพลังที่สุดในปัจจุบัน:

• โปรเซสเซอร์ Intel Core 2 Duo E8400 (3 GHz);
• หน่วยความจำระบบ 2GB DDR2-800;
• บอร์ด ASUS P5Q-E บนชิปเซ็ต Intel P45 Express พร้อม ICH10R;
• ตัวเร่งวิดีโอ AMD Radeon HD 5770

ดิสก์ระบบ Seagate ST950042AS มี Windows 7 x64 Ultimate และ Windows XP SP3 Pro (อาร์เรย์และไดรฟ์ที่ทดสอบได้รับการทดสอบในสถานะ "สะอาด") เราใช้ ATTO Disk Benchmark 2.41, Futuremark PCMark05, Futuremark PCMark Vantage x86, Intel NAS Performance Toolkit 1.7 และอื่น ๆ เป็นเกณฑ์มาตรฐานตามผลที่เราจะตัดสินการแข่งขันของ SSD ด้วย RAID แบบเดิม การทดสอบดำเนินการห้าครั้งและ ผลลัพธ์ถูกเฉลี่ย สำหรับการวางแนวที่ด้านล่างของไดอะแกรมพร้อมผลการทดสอบจะได้รับข้อมูลสำหรับไดรฟ์เดี่ยวที่รวดเร็ว Seagate Barracuda XT ST32000641AS ที่มีความจุ 2 TB นั่นคือเหมือนกับใน "ระบบ" RAID 0 ของ Hitachi Deskstar สี่ตัว E7K1000 HDE721010SLA330 เราทดสอบแล้ว

ให้เกียรติ SSD ราคาไม่แพง แต่มีประสิทธิผลมากด้วยความจุ 128 GB และราคา (ณ เวลาที่เขียนนี้) ในภูมิภาค 8,000 รูเบิล ป้องกัน PNY Optima SSD รุ่น 128GB MLC มาดูรายละเอียดกันก่อนดีกว่า

SSD PNY Optima 128GB Gen 2

หมายเลขรุ่น P-SSD2S128GM-CT01 (เฟิร์มแวร์ 0309) เป็น SATA SSD ขนาด 2.5 นิ้วทั่วไปในเคสโลหะสีดำหนา 9.5 มม. ที่มีสไตล์ ผู้ผลิตเป็นบริษัทที่มีชื่อเสียงในด้านแฟลชไดรฟ์และโมดูลหน่วยความจำ

PNYOptimaSSD 128GBMLC

ไดรฟ์นั้นใช้หน่วยความจำแฟลช Intel 29F64G08CAMDB ที่มีเซลล์ MLC และตัวควบคุม JMicron JMF612 ซึ่งช่วยให้ SSD นี้ทำงานไม่เพียงผ่าน Serial ATA แต่ยังผ่าน USB 2.0 (ขั้วต่อขนาดเล็กของตัวหลังนั้นอยู่ถัดจากพอร์ต SATA ที่ส่วนท้ายของเคสใส่ดิสก์) ...

กล่าวคือ ไดรฟ์โซลิดสเทตนี้ยังสามารถใช้เป็นที่เก็บข้อมูลแบบพกพาที่ทนทานต่อแรงกระแทกได้อีกด้วย ทรู สาย USB ไม่รวมอยู่ในแพ็คเกจ แต่ราคาของผลิตภัณฑ์ไม่สามารถเรียกว่าเกินราคาได้เช่นกัน

ไดรฟ์บอร์ดPNYOptimaSSD 128GBMLC

ผู้ผลิตสัญญาว่าความเร็วในการอ่าน 235 MB / s และความเร็วในการเขียน 150 MB / s สำหรับรุ่นนี้ (ในทางปฏิบัติมันกลับกลายเป็นว่าสูงขึ้นเล็กน้อย) หน่วยความจำแคชของดิสก์คือ 64 MB รองรับ TRIM ในตัว ประกาศการต้านทานการกระแทกที่ 1500g และช่วงอุณหภูมิการทำงานตั้งแต่ -10 ถึง +70 ° C ผู้ผลิตให้การรับประกัน 3 ปีสำหรับรุ่นนี้ด้วย MTBF 1.5 ล้านชั่วโมง

อย่างไรก็ตาม ไม่ควรเข้าใจผิดคิดว่า MLC SSD ยอดนิยมที่ใช้คอนโทรลเลอร์ JMicron JMB612 เป็นโซลูชันที่ "ด้อยกว่า" ดังที่แสดงไว้ ไดรฟ์บนคอนโทรลเลอร์นี้ดูโดยเฉลี่ยแล้วไม่ได้แย่ไปกว่า SSD ที่มีความจุและราคาใกล้เคียงกันสำหรับคอนโทรลเลอร์จาก Indilinx (IDX110), Intel, SandForce (SF1222) และ Samsung แม้จะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าในการวัดประสิทธิภาพดิสก์จำนวนหนึ่งก็ตาม

ผลการทดสอบ

ความเร็วในการอ่านและเขียนตามลำดับสูงสุดของข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับ PNY Optima 128GB SSD ตามการทดสอบ ATTO Disk Benchmark 2.41 (การเขียนและอ่านไฟล์ 256 MB ในบล็อกจาก 64 KB ถึง 8 MB) คือ 238 และ 155 MB / s ตามลำดับ ซึ่งสูงกว่าค่าที่ผู้ผลิตระบุไว้เล็กน้อย (ดูแผนภาพ)

น่าแปลกที่การทดสอบระดับต่ำ HD Tach RW 3.0 ซึ่งใช้การเข้าถึงไดรฟ์ข้ามระบบไฟล์ แสดงค่า 217 และ 165 MB / s สำหรับพารามิเตอร์สองตัวนี้ตามลำดับ (ดูกราฟ) สำหรับคู่ของอาร์เรย์ RAID สี่ดิสก์ที่เราทดสอบนั้น RAID 0 แสดงความเร็วในการอ่าน/เขียนสูงสุดของไฟล์ขนาดใหญ่ที่ต่ำกว่า 450 MB / s (สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยกราฟ HD Tach RW 3.0 ด้วย) ซึ่งเป็นสองหรือสามครั้ง มากกว่า SSD ตัวนี้! True เปิดใช้งานการเขียนแคช (WC = ใช่ในไดอะแกรม) เครื่องมือ Windowsลดความเร็วในการเขียนตามลำดับลงเล็กน้อย เช่นเดียวกับการอ่าน แต่ไม่สำคัญจนถือว่าไม่เป็นที่ยอมรับ

สำหรับ RAID 5 ที่จัดในครึ่งหลังของหัวข้อ HDD ของเรานั้น ความเร็วสูงสุดการอ่านอาเรย์นี้ต่อเนื่องกันเกิน 270 MB / s (ซึ่งสูงกว่าฮาร์ดไดรฟ์แม่เหล็กสมัยใหม่อย่างเห็นได้ชัด!) และความเร็วในการเขียนตามลำดับนั้นขึ้นอยู่กับการแคชใน Windows โดยพื้นฐานแล้ว หากปราศจากมัน แทบจะไม่ถึงระดับที่ยอมรับไม่ได้ 40-50 เลย MB / s แล้วมันมากกว่าสามเท่าได้อย่างไร (ดูกราฟ HD Tach RW 3.0 ด้วย) แม้ว่าจะยังไม่ถึงนั้นเมื่ออ่าน RAID 5 เช่นเดียวกับ RAID 0 แต่ในกรณีใด ๆ ที่นี่ RAID ของเรา 5 เร็วกว่าตัวเดียว " เจ็ดพัน" Seagate Barracuda XT อย่างเห็นได้ชัด

ประโยชน์ที่สำคัญอีกประการของการแคชดิสก์อาร์เรย์ของ Windows คือการเร่งความเร็วอย่างมากในการทำงานกับไฟล์และบล็อกข้อมูลขนาดเล็ก (น้อยกว่า 64 KB) เห็นได้ชัดเจนจากผลการทดสอบ ATTO Disk Benchmark 2.41 (แนวตั้งด้านซ้ายแสดงขนาดของบล็อกข้อมูลเป็น KB คอลัมน์ทางด้านขวา - ค่าความเร็วเป็น KB / s)

RAID 0 โดยไม่ต้องแคช

RAID 0 พร้อมแคช

RAID 5 โดยไม่ต้องแคช

RAID 5 พร้อมแคช

อย่างที่คุณเห็น สิ่งนี้ช่วยเร่งการทำงานไม่เพียงแต่เมื่อเขียนแต่ยังเมื่ออ่านด้วย โดยทั่วไปแล้ว การใช้อาร์เรย์การแคชใน OS นั้นเป็นเงื่อนไขแบบไซน์ควอนอน ถ้าคุณต้องการได้รับประสิทธิภาพที่ดี ไม่ใช่แค่กับการสตรีมข้อมูลเท่านั้น แต่ในทุกสิ่งทุกอย่าง (เช่น เป็นดิสก์ระบบ)

การทำงานของการดำเนินการแคชด้วย RAID ผ่าน RAM ของคอมพิวเตอร์ (ทั้งขณะอ่านและเขียน) นั้นแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนโดยไดอะแกรมต่อไปนี้ ซึ่งเรามักจะอ้างถึงเป็นภาพประกอบของความเร็วของอินเทอร์เฟซดิสก์ (SATA, SAS เป็นต้น)

ความเร็วในการอ่านบัฟเฟอร์ 3-5 GB / s อยู่ในลำดับความสำคัญเดียวกันกับแบนด์วิดท์หน่วยความจำระบบในพีซีเช่นการทดสอบของเรา บัส DMI ซึ่งบริดจ์ใต้ของชิปเซ็ต Intel สื่อสารกับระบบมีศักยภาพที่ต่ำกว่ามากซึ่งอันที่จริงแล้วเท่ากับบัส PCI Express x4 รุ่นแรก (เช่น 1 GB / s ในทิศทางเดียว) ข้อสรุปที่มีประโยชน์ประการที่สองจากแผนภาพนี้คือ สำหรับอาร์เรย์ RAID (แม้จะไม่มีการแคช) อัตราการถ่ายโอนข้อมูลบนบัส (บัส SATA หลายตัว) จากโฮสต์ไปยังไดรฟ์จะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของจำนวนดิสก์ในอาร์เรย์ และสำหรับ RAID 0 ตัวอย่างเช่น เร็วกว่าความเร็วของการแลกเปลี่ยนข้อมูลด้วย SSD ตัวเดียวบนบัส SATA หลายเท่า สรุปคือโดยทั่วไปค่อนข้างชัดเจน

อย่างไรก็ตาม เวลาเฉลี่ยของการเข้าถึงอาร์เรย์แบบสุ่ม (บล็อกขนาดเล็ก) ในระหว่างการอ่านไม่ได้ขึ้นอยู่กับการแคชของ Windows แต่ระหว่างการเขียนจะเปลี่ยนไปอย่างมาก (ดูแผนภาพ) ยิ่งไปกว่านั้น สำหรับ RAID 5 ที่ง่ายที่สุด (ซอฟต์แวร์) โดยไม่ต้องแคช ก็มีขนาดใหญ่อย่างไม่เหมาะสม

สำหรับปัญหาของการโหลด CPU เพิ่มเติมจากการแคช มันมีอยู่อย่างแน่นอน แต่สำหรับเดสก์ท็อปที่ทันสมัยไม่มากก็น้อย เรียกได้ว่าเป็นภาระหนักเกินไปไม่ได้ มาดูกราฟการใช้งาน CPU เมื่อรันเกณฑ์มาตรฐาน ATTO เดียวกัน:

RAID 0
RAID 5
กราฟ CPU ที่ไม่มีการแคช RAID

สำหรับทั้ง RAID 0 และ RAID 5 การอ่าน/เขียนการใช้งาน CPU โดยไม่มีการแคช Windows RAID จะเป็นเปอร์เซ็นต์ หากเปิดใช้งานการแคช โหลด CPU ในบล็อกขนาดเล็กจะเพิ่มขึ้นเป็นสิบเปอร์เซ็นต์ บางครั้งเกิน 50% (ส่วนด้านซ้ายของกราฟอยู่ด้านล่าง)

RAID 0

RAID 5
กราฟ CPU พร้อมการแคช RAID

ที่น่าสนใจคือโหลดบนโปรเซสเซอร์สำหรับ RAID 5 นั้นต่ำกว่า RAID 0 เล็กน้อย - เห็นได้ชัดว่านี่เป็นเพราะความเร็วในการอ่าน / เขียนที่สูงขึ้นสำหรับกรณีที่สอง นอกจากนี้ เมื่อขนาดของบล็อกข้อมูลเพิ่มขึ้น การโหลดของโปรเซสเซอร์จะลดลง ซึ่งใกล้เคียงกับการปิดใช้งานแคชสำหรับบล็อกขนาด 64 KB ขึ้นไป แน่นอนว่านี่เป็นเพียงการประมาณการ ซึ่งเป็นภาพประกอบของคำถาม ด้านนี้สามารถตรวจสอบได้อย่างละเอียดยิ่งขึ้นใน "รูปแบบที่บริสุทธิ์" แต่ในกรณีนี้สำหรับเรา นี่ไม่ใช่จุดประสงค์ของบทความ เนื่องจากคำถามที่เราสนใจที่นี่คือประสิทธิภาพของไดรฟ์

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราประเมินส่วนหลังในการทดสอบที่ซับซ้อนซึ่งจำลองการทำงานของงานต่างๆ ภายใต้ Windows - PCMark Vantage, PCMark05 และ Intel NAS Performance Toolkit ผลลัพธ์โดยละเอียดสำหรับแต่ละรูปแบบของการทดสอบเหล่านี้แสดงอยู่ในตารางทั่วไป และในเนื้อหาของบทความ เราจะนำเสนอเฉพาะไดอะแกรมสรุปที่ให้แนวคิดเกี่ยวกับประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยของไดรฟ์ภายใต้ Windows

ในการทดสอบ PCMark05 รุ่น SSD นี้มีประสิทธิภาพเหนือกว่า 4-drive RAID 0 น้อยกว่าครึ่งหนึ่ง ใช่ นี่เป็นข้อได้เปรียบที่เห็นได้ชัดเจน แต่ไม่ร้ายแรงเท่าเมื่อเปรียบเทียบกับฮาร์ดไดรฟ์ตัวเดียว เป็นที่น่าแปลกใจว่าข้อได้เปรียบนี้เกิดขึ้นได้ในรูปแบบ PCMark05 สามในห้าเท่านั้น (ส่วนใหญ่มี การเริ่มต้นระบบ Windowsและแอปพลิเคชัน) ในขณะที่อยู่ในรูปแบบการสแกนไวรัส RAID 0 ของเรานั้นเร็วกว่า SSD ถึง 10% และในรูปแบบการเขียนไฟล์โดยทั่วไปจะเร็วกว่า SSD มากกว่าสามเท่า!

การแคชอาร์เรย์เพิ่มประสิทธิภาพในการวัดประสิทธิภาพนี้ประมาณ 1.5 เท่า แม้ว่า Seagate Barracuda XT ตัวเดียวจะยังคงเร็วกว่า RAID 5 ที่ทดสอบที่นี่เล็กน้อย อย่างไรก็ตาม เราไม่แนะนำให้ใช้ RAID 5 นี้สำหรับพาร์ติชันระบบหลักและการเปิดแอปพลิเคชัน ;) แต่เมื่อเขียนไฟล์ไปยังโวลุ่ม "เก็บถาวร" นี้ (รูปแบบการเขียนไฟล์) ความเร็วจะสูงกว่าดิสก์เดียวอย่างชัดเจน

ในการทดสอบ PCMark Vantage ล่าสุดใน Windows 7 ข้อดีของ SSD เหนืออาร์เรย์ของเรานั้นล้นหลาม (โดยเฉลี่ยอย่างน้อยสามครั้ง) เห็นได้ชัดว่า รูปแบบของการวัดประสิทธิภาพนี้มีการใช้งานอย่างมากในการทำงานกับการเข้าถึงไดรฟ์แบบสุ่มหลอก ซึ่ง SSD นั้นไม่สามารถแข่งขันได้

อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ผลลัพธ์ตามรูปแบบ (ดูตาราง) แสดงให้เห็นว่า "ไม่ใช่ทุกสิ่งสำหรับแมวที่จะเป็น Shrovetide" - ในหลาย ๆ งาน RAID 0 ของเราไม่เพียงมีความเร็วใกล้เคียงกับ SSD (Movie Maker นั่นคือ การตัดต่อวิดีโอ) แต่ยังสามารถทำงานได้ดีกว่าอย่างมาก (Media Center) ดังนั้น อย่างน้อยสำหรับศูนย์สื่อ อาร์เรย์จะทำกำไรได้มากกว่า SSD (สิ่งนี้ใช้กับความจุที่ใหญ่กว่าด้วย) การแคชที่นี่ยังเพิ่มประสิทธิภาพเฉลี่ยของอาร์เรย์ 20-30% ทำให้แม้แต่ซอฟต์แวร์ RAID 5 ค่อนข้างสามารถแข่งขันกับ "สองเทราไบต์" ระดับบนสุดเพียงตัวเดียว

ในความเห็นล่าสุดและในความเห็นของเรา การทดสอบที่สมจริงยิ่งขึ้น Intel NAS Performance Toolkit ซึ่งใช้ปรัชญาการเปรียบเทียบที่แตกต่างกันเล็กน้อยกว่า PCMark แบบ "ติดตาม" กล่าวคือ ทำงานโดยตรงกับ ระบบไฟล์ไดรฟ์ที่ทดสอบแล้ว แทนที่จะเล่นคำสั่งการเข้าถึงดิสก์ที่บันทึกไว้ล่วงหน้า (ในระบบอื่น) ภายในไฟล์ชั่วคราวที่สร้างไว้ล่วงหน้า - สถานการณ์สนับสนุน RAID แบบหลายดิสก์มากยิ่งขึ้น โดยเฉลี่ยแล้ว RAID 0 ของเรามีประสิทธิภาพเหนือกว่า SSD ที่นี่ ไม่เพียงแต่กับการแคช (1.5 เท่า!) แต่ยังขาดมันด้วย! และ RAID 5 แบบ "เก็บถาวร" ที่ใช้ซอฟต์แวร์พร้อมแคชนั้นเร็วกว่าไดรฟ์ Barracuda XT ตัวเดียว

เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิด (ดูตาราง) ปรากฎว่าในรูปแบบ 10 จาก 12 แคช RAID 0 นั้นเร็วกว่า SSD! สิ่งนี้ใช้กับการทำงานกับวิดีโอ และการสร้างเนื้อหา (การสร้างเนื้อหา) และงานในสำนักงาน และการประมวลผลภาพ (Photo Album) และการคัดลอกไฟล์ เฉพาะในการเล่นวิดีโอ 4 สตรีมและการคัดลอกไดเร็กทอรีที่มีไฟล์จำนวนมากจากดิสก์เท่านั้นที่ทำให้ SSD เอาชนะ RAID 0 ของฮาร์ดไดรฟ์แบบเดิมได้ ในบันทึกในแง่ดีนี้ เราไปยังข้อสรุป

บทสรุป

อันที่จริงทุกอย่างได้รับการกล่าวข้างต้นแล้ว ด้วยตัวเลือกที่เหมาะสมของฮาร์ดไดรฟ์แบบดั้งเดิมบนแผ่นแม่เหล็ก อาร์เรย์ของไดรฟ์ 4 ตัวจึงมีความสามารถในการแข่งขันในด้านประสิทธิภาพในงานทั่วไปของเดสก์ท็อปพีซีที่มี SSD ตัวเดียว ค่าใช้จ่ายเท่ากัน! ยิ่งไปกว่านั้น ในราคากิกะไบต์ของพื้นที่และในแง่ของความจุ อาร์เรย์ดังกล่าวมีผลกำไรมากกว่าไดรฟ์โซลิดสเตตอย่างหาที่เปรียบมิได้ และความสามารถ (ในกรณีของชิปเซ็ต Intel) พร้อมกันด้วย RAID 0 ที่รวดเร็วในการสร้างในส่วนของพื้นที่ฮาร์ดไดรฟ์ยังรองรับ "archive" RAID 5 ที่มีความจุสูงสำหรับการจัดเก็บข้อมูลที่สำคัญที่สุดไม่มีความเท่าเทียมกันในแง่ของราคา ระหว่าง SSD ดังนั้นทางเลือกจึงเป็นของคุณ อย่าลืมเปิดใช้งานการแคชอาร์เรย์RAID โดยใช้ยูทิลิตี้ที่เหมาะสมภายใต้ Windows หากปราศจากสิ่งนี้ ความสุขในการใช้โซลูชันที่มีประสิทธิภาพ กว้างขวาง และประหยัดบนเดสก์ท็อปของคุณจะไม่สมบูรณ์

และข้อสังเกตอีกสองสามข้อ - เกี่ยวกับการใช้พลังงานและความน่าเชื่อถือของโซลูชันเหล่านี้ แน่นอนว่าการใช้พลังงาน 0.5-3 W ของหนึ่ง SSD ไม่สามารถเปรียบเทียบกับการใช้พลังงาน 20-40 W ของอาร์เรย์ของ HDD สี่ตัว อย่างไรก็ตาม เราไม่ได้พิจารณาแล็ปท็อป / เน็ตท็อป แต่เป็นเดสก์ท็อปที่มีคุณสมบัติครบถ้วน (ไม่เช่นนั้น ไม่จำเป็นต้องป้องกัน RAID ดังกล่าว) จึงต้องประมาณการบริโภคโดยรวม และเมื่อเทียบกับพื้นหลังของความตะกละที่มากขึ้นของโปรเซสเซอร์เดสก์ท็อปทั่วไป (100-200 W ร่วมกับเมนบอร์ด) และการ์ดวิดีโอ (50-300 W) อีกสองสามสิบวัตต์สำหรับไดรฟ์นั้นดูไม่สิ้นเปลืองเลย (เท่านั้น คนหวาดระแวงจะนับกิโลวัตต์ชั่วโมงพิเศษจากพวกเขาด้วยมิเตอร์ไฟฟ้าที่บ้านของเขา :)) ยิ่งกว่านั้น หากคุณพิจารณาว่าคุณยังคงต้องซื้อ HDD หนึ่งหรือสองตัวสำหรับ SSD (โดยประมาณ: 20W · 8 ชั่วโมง · 30 วัน = 4.8 kW · h นั่นคือสูงสุด 15-20 rubles สำหรับ ค่าไฟต่อเดือน) สำหรับความน่าเชื่อถือของโซลูชันทั้งสอง คุณสามารถพบข้อร้องเรียนมากมายเกี่ยวกับ SSD, RAID บนตัวควบคุมชิปเซ็ต และแม้แต่ HDD บนเว็บ แม้ว่าผู้ผลิตจะสัญญา MTBF ล้านชั่วโมงสำหรับพวกเขา อย่างไรก็ตาม, การป้องกันที่ดีขึ้นจากการสูญหายของข้อมูลคือการสำรองข้อมูลปกติบนสื่ออิสระ และสิ่งนี้ไม่ควรลืม

สำหรับของว่าง - ไดอะแกรมที่เฉลี่ยประสิทธิภาพทางเรขาคณิต (เป็น MB / s) ของไดรฟ์ที่ทดสอบแล้วสำหรับรูปแบบการทดสอบทั้ง 26 รูปแบบของ PCMark05 (5 รูปแบบ), PCMark Vantage x86 (7 รูปแบบ), Intel NAS Performance Toolkit (12 รูปแบบ) และ การอ่าน/เขียนไฟล์ขนาดใหญ่ใน ATTO Disk Benchmark (2 รูปแบบ) ดูและไตร่ตรอง ;)

มาเธอร์บอร์ดที่ทันสมัยทั้งหมดมีคอนโทรลเลอร์ RAID ในตัว และรุ่นยอดนิยมยังมีคอนโทรลเลอร์ RAID ในตัวหลายตัว ผู้ใช้ตามบ้านต้องการตัวควบคุม RAID แบบบูรณาการมากแค่ไหนเป็นคำถามแยกต่างหาก ไม่ว่าในกรณีใด มาเธอร์บอร์ดที่ทันสมัยช่วยให้ผู้ใช้สามารถสร้างอาร์เรย์ RAID จากดิสก์หลายตัวได้ อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ผู้ใช้ตามบ้านทุกคนที่รู้วิธีสร้างอาร์เรย์ RAID ซึ่งสามารถเลือกระดับของอาร์เรย์ได้ และโดยทั่วไปมีแนวคิดที่ไม่ดีเกี่ยวกับข้อดีและข้อเสียของการใช้อาร์เรย์ RAID
ในบทความนี้ เราจะให้คำแนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับวิธีการสร้างอาร์เรย์ RAID บนพีซีที่บ้าน และเราจะสาธิตวิธีทดสอบประสิทธิภาพของอาร์เรย์ RAID อย่างอิสระโดยใช้ตัวอย่างเฉพาะ

ประวัติความเป็นมาของการสร้าง

คำว่า "RAID array" ปรากฏขึ้นครั้งแรกในปี 1987 เมื่อนักวิจัยชาวอเมริกัน Patterson, Gibson และ Katz จาก University of California, Berkeley ในบทความเรื่อง "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Discs, RAID" อธิบายว่า ด้วยวิธีนี้หลาย สามารถรวมฮาร์ดไดรฟ์ราคาประหยัดไว้ในอุปกรณ์ลอจิคัลเครื่องเดียวได้ ดังนั้นผลลัพธ์ที่ได้คือความจุและประสิทธิภาพของระบบที่เพิ่มขึ้น และความล้มเหลวของไดรฟ์แต่ละตัวไม่ได้นำไปสู่ความล้มเหลวของระบบทั้งหมด

กว่า 20 ปีผ่านไปตั้งแต่การเผยแพร่บทความนี้ แต่เทคโนโลยีการสร้างอาร์เรย์ RAID ยังไม่สูญเสียความเกี่ยวข้องในปัจจุบัน สิ่งเดียวที่เปลี่ยนไปตั้งแต่นั้นมาคือการถอดรหัสตัวย่อของ RAID ความจริงก็คือว่าในตอนแรกอาร์เรย์RAID ไม่ได้สร้างขึ้นบนดิสก์ราคาถูก ดังนั้นคำว่าราคาไม่แพงจึงเปลี่ยนเป็นอิสระซึ่งสอดคล้องกับความเป็นจริงมากกว่า

หลักการทำงาน

ดังนั้น RAID จึงเป็นอาร์เรย์สำรองของดิสก์อิสระ (Redundant Arrays of Independent Discs) ซึ่งได้รับความไว้วางใจให้มีหน้าที่ในการให้ความทนทานต่อข้อผิดพลาดและปรับปรุงประสิทธิภาพ ความทนทานต่อข้อผิดพลาดเกิดขึ้นได้จากการทำซ้ำ นั่นคือส่วนหนึ่งของพื้นที่ดิสก์ถูกจัดสรรเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้บริการทำให้ผู้ใช้ไม่สามารถเข้าถึงได้

การเพิ่มประสิทธิภาพของระบบย่อยของดิสก์นั้นมาจากการทำงานพร้อมกันของดิสก์หลายตัว และในแง่นี้ ยิ่งดิสก์ในอาเรย์มาก (ถึงขีดจำกัดที่แน่นอน) ก็ยิ่งดี

การแชร์ดิสก์ในอาร์เรย์สามารถทำได้โดยใช้การเข้าถึงแบบขนานหรือแบบอิสระ ด้วยการเข้าถึงแบบขนาน พื้นที่ดิสก์จะถูกแบ่งออกเป็นบล็อค (แถบ) สำหรับบันทึกข้อมูล ในทำนองเดียวกัน ข้อมูลที่จะเขียนลงดิสก์จะถูกแบ่งออกเป็นบล็อคเดียวกัน เมื่อเขียน แต่ละบล็อกจะถูกเขียนไปยังดิสก์ที่แตกต่างกัน และหลายบล็อกจะถูกเขียนไปยังดิสก์ที่แตกต่างกันไปพร้อม ๆ กัน ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพการเขียนเพิ่มขึ้น ข้อมูลที่จำเป็นจะถูกอ่านในบล็อคที่แยกจากกันพร้อม ๆ กันจากดิสก์หลาย ๆ ตัว ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของจำนวนดิสก์ในอาเรย์

ควรสังเกตว่ารูปแบบการเข้าถึงแบบขนานนั้นใช้งานได้ก็ต่อเมื่อขนาดของคำขอเขียนข้อมูลใหญ่กว่าขนาดของบล็อกเอง มิฉะนั้น แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำการบันทึกหลายบล็อกแบบคู่ขนานกัน ลองนึกภาพสถานการณ์ที่ขนาดของบล็อกแต่ละบล็อกคือ 8 KB และขนาดของคำขอเขียนคือ 64 KB ในกรณีนี้ ข้อมูลเดิมจะถูกตัดออกเป็นแปดช่วงตึกๆละ 8 KB หากคุณมีอาร์เรย์สี่ดิสก์ คุณสามารถเขียนได้ครั้งละสี่บล็อกหรือ 32KB ต่อครั้ง ในตัวอย่างที่พิจารณา ความเร็วในการเขียนและความเร็วในการอ่านจะสูงกว่าเมื่อใช้แผ่นดิสก์แผ่นเดียวถึงสี่เท่า สิ่งนี้เป็นจริงสำหรับสถานการณ์ในอุดมคติเท่านั้น แต่ขนาดคำขอไม่ใช่หลายขนาดบล็อกและจำนวนดิสก์ในอาร์เรย์เสมอไป

หากขนาดของข้อมูลที่เขียนน้อยกว่าขนาดบล็อก จะมีการปรับใช้โมเดลที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน - การเข้าถึงโดยอิสระ นอกจากนี้ โมเดลนี้ยังสามารถใช้เมื่อขนาดของข้อมูลที่บันทึกไว้มากกว่าขนาดของบล็อกเดียว ด้วยการเข้าถึงที่เป็นอิสระ ข้อมูลทั้งหมดจากคำขอเดียวจะถูกเขียนไปยังดิสก์แยกต่างหาก กล่าวคือ สถานการณ์จะเหมือนกับการทำงานกับดิสก์เดียว ข้อดีของรูปแบบการเข้าถึงอิสระคือ หากได้รับคำขอเขียน (อ่าน) หลายครั้งพร้อมกัน คำขอทั้งหมดจะถูกดำเนินการบนดิสก์ที่แยกจากกันโดยอิสระจากกัน สถานการณ์นี้เป็นเรื่องปกติ ตัวอย่างเช่น สำหรับเซิร์ฟเวอร์

ตามประเภทการเข้าถึงที่แตกต่างกัน ยังมีอาร์เรย์ RAID ประเภทต่างๆ ซึ่งโดยปกติแล้วจะมีลักษณะเฉพาะตามระดับของ RAID นอกจากประเภทของการเข้าถึงแล้ว ระดับของ RAID จะแตกต่างกันไปตามลักษณะที่ตั้งและมีการสร้างข้อมูลซ้ำซ้อน ข้อมูลซ้ำซ้อนสามารถวางไว้บนดิสก์เฉพาะหรือแชร์กับดิสก์ทั้งหมดได้ มีหลายวิธีในการสร้างข้อมูลนี้ สิ่งที่ง่ายที่สุดคือการทำซ้ำแบบเต็ม (ความซ้ำซ้อน 100 เปอร์เซ็นต์) หรือการมิเรอร์ นอกจากนี้ยังมีการใช้รหัสแก้ไขข้อผิดพลาดและการคำนวณความเท่าเทียมกัน

ระดับ RAID

ในปัจจุบัน มีระดับ RAID หลายระดับที่สามารถพิจารณาว่าเป็นมาตรฐานได้ ได้แก่ RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 และ RAID 6

นอกจากนี้ยังใช้การรวมกันของระดับ RAID ที่หลากหลายเพื่อรวมข้อดีของพวกเขา โดยทั่วไป นี่คือการรวมกันของระดับความทนทานต่อข้อผิดพลาดและระดับ 0 ที่ใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ (RAID 1 + 0, RAID 0 + 1, RAID 50)

โปรดทราบว่าตัวควบคุม RAID ที่ทันสมัยทั้งหมดรองรับฟังก์ชัน JBOD (Just a Bench Of Disks) ซึ่งไม่ได้มีไว้สำหรับการสร้างอาร์เรย์ แต่ให้ความสามารถในการเชื่อมต่อดิสก์แต่ละตัวกับคอนโทรลเลอร์ RAID

ควรสังเกตว่าคอนโทรลเลอร์ RAID ที่รวมอยู่ในเมนบอร์ดสำหรับพีซีที่บ้านไม่รองรับ RAID ทุกระดับ คอนโทรลเลอร์ RAID แบบพอร์ตคู่รองรับเฉพาะระดับ 0 และ 1 ในขณะที่คอนโทรลเลอร์ RAID ที่มีพอร์ตจำนวนมาก (เช่น คอนโทรลเลอร์ RAID 6 พอร์ตที่รวมอยู่ในบริดจ์ทางใต้ของชิปเซ็ต ICH9R / ICH10R) ยังรองรับระดับ 10 และ 5

นอกจากนี้หากเราพูดถึงมาเธอร์บอร์ดที่ใช้ชิปเซ็ต Intel พวกเขายังใช้ฟังก์ชั่น Intel Matrix RAID ซึ่งช่วยให้คุณสามารถสร้างได้หลายแบบ ฮาร์ดดิสก์ x เมทริกซ์ RAID หลายระดับพร้อมกัน โดยจัดสรรพื้นที่ดิสก์ส่วนหนึ่งสำหรับแต่ละระดับ

RAID 0

พูดอย่างเคร่งครัด RAID ระดับ 0 ไม่ใช่อาร์เรย์ที่ซ้ำซ้อน ดังนั้นจึงไม่มีความน่าเชื่อถือในการจัดเก็บข้อมูล อย่างไรก็ตาม ระดับนี้ถูกใช้อย่างแข็งขันในกรณีที่จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบบย่อยของดิสก์มีประสิทธิภาพสูง เมื่อสร้างอาร์เรย์ RAID 0 ข้อมูลจะถูกแบ่งออกเป็นบล็อก (บางครั้งบล็อกเหล่านี้เรียกว่าแถบ) ซึ่งเขียนลงในดิสก์แยกจากกัน นั่นคือระบบที่มีการเข้าถึงแบบขนานจะถูกสร้างขึ้น (ถ้าแน่นอนว่าขนาดของบล็อกอนุญาต มัน). ด้วยความสามารถในการ I / O พร้อมกันจากหลายไดรฟ์ RAID 0 ให้อัตราการถ่ายโอนที่เร็วที่สุดและการใช้พื้นที่ดิสก์สูงสุด เนื่องจากไม่ต้องการพื้นที่จัดเก็บสำหรับเช็คซัม การใช้งานระดับนี้ง่ายมาก RAID 0 ส่วนใหญ่จะใช้ในพื้นที่ที่ต้องการถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมากอย่างรวดเร็ว

RAID 1 (ดิสก์มิเรอร์)

RAID ระดับ 1 คืออาร์เรย์ที่ซ้ำซ้อน 100 เปอร์เซ็นต์ของไดรฟ์สองตัว นั่นคือข้อมูลถูกทำซ้ำอย่างสมบูรณ์ (มิเรอร์) เนื่องจาก a very ระดับสูงความน่าเชื่อถือ (เช่นเดียวกับต้นทุน) โปรดทราบว่าการนำระดับ 1 ไปใช้ไม่จำเป็นต้องมีการแบ่งพาร์ติชั่นดิสก์และข้อมูลล่วงหน้าลงในบล็อก ในกรณีที่ง่ายที่สุด สองไดรฟ์มีข้อมูลเดียวกันและเป็นหนึ่งไดรฟ์แบบลอจิคัล หากดิสก์ตัวหนึ่งล้มเหลว อีกตัวก็ทำหน้าที่ของดิสก์นั้น (ซึ่งผู้ใช้จะโปร่งใสโดยสิ้นเชิง) การกู้คืนอาร์เรย์ทำได้โดยการคัดลอกอย่างง่าย นอกจากนี้ ระดับนี้จะเพิ่มความเร็วในการอ่านข้อมูลเป็นสองเท่า เนื่องจากการดำเนินการนี้สามารถทำได้พร้อมกันจากสองดิสก์ แผนการจัดเก็บข้อมูลนี้ใช้เป็นหลักในกรณีที่ต้นทุนการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลสูงกว่าค่าใช้จ่ายในการติดตั้งระบบจัดเก็บข้อมูลเป็นอย่างมาก

RAID 5

RAID 5 เป็นอาร์เรย์ดิสก์ที่ทนทานต่อข้อผิดพลาดพร้อมพื้นที่จัดเก็บเช็คซัมแบบกระจาย เมื่อเขียน สตรีมข้อมูลจะถูกแบ่งออกเป็นบล็อก (แถบ) ที่ระดับไบต์และเขียนไปยังดิสก์ทั้งหมดในอาร์เรย์ในลำดับแบบวงกลมพร้อมกัน

สมมติว่าอาร์เรย์มี นดิสก์และขนาดแถบ d... สำหรับแต่ละส่วนของ น – 1คำนวณเช็คซัมลาย พี.

ลาย d 1เขียนลงดิสก์แรก แถบ ง2- ในวินาทีและอื่น ๆ จนถึงแถบ d n – 1ซึ่งเขียนถึง ( น–1) แผ่นที่. ต่อไป น- การตรวจสอบดิสก์ที่เขียนขึ้น พีนและกระบวนการจะทำซ้ำแบบวนซ้ำจากดิสก์แรกที่เขียนแถบ d n.

กระบวนการบันทึก (n – 1)ลายทางและเช็คซัมผลิตพร้อมกันสำหรับทุกคน นดิสก์

เช็คซัมคำนวณโดยใช้การดำเนินการ OR (XOR) พิเศษระดับบิตบนบล็อกข้อมูลที่กำลังเขียน ดังนั้นหากมี นฮาร์ดไดรฟ์, d- บล็อกข้อมูล (แถบ) เช็คซัมคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

p n = d 1 ง2 ... ง 1-1

ในกรณีที่ดิสก์ใด ๆ ล้มเหลว ข้อมูลในดิสก์สามารถกู้คืนได้จากข้อมูลควบคุมและจากข้อมูลที่เหลืออยู่บนดิสก์ที่มีสถานะปกติ

ดังตัวอย่าง ให้พิจารณากลุ่มที่มีสี่บิต สมมติว่ามีเพียงห้าดิสก์สำหรับจัดเก็บข้อมูลและเขียนเช็คซัม หากมีลำดับของบิต 1101 0011 1100 1011 แบ่งออกเป็นบล็อกสี่บิต จากนั้นในการคำนวณผลรวมตรวจสอบ คุณต้องดำเนินการระดับบิตต่อไปนี้:

1101 0011 1100 1011 = 1001.

ดังนั้น เช็คซัมที่เขียนลงในแผ่นดิสก์ที่ห้าคือ 1001

หากดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งเช่นตัวที่สี่ไม่เป็นระเบียบแสดงว่า block d 4= 1100 จะใช้ไม่ได้เมื่ออ่าน อย่างไรก็ตาม ค่าของมันสามารถกู้คืนได้อย่างง่ายดายจากเช็คซัมและจากค่าของบล็อกที่เหลือโดยใช้การดำเนินการ "exclusive OR" เดียวกัน:

d 4 = d 1 ง2d 4หน้า 5.

ในตัวอย่างของเรา เราได้รับ:

ง 4 = (1101) (0011) (1100) (1011) = 1001.

ในกรณีของ RAID 5 ดิสก์ทั้งหมดในอาร์เรย์จะมีขนาดเท่ากัน แต่ความจุรวมของระบบย่อยของดิสก์ที่พร้อมใช้งานสำหรับการเขียนจะน้อยกว่าหนึ่งดิสก์ ตัวอย่างเช่น ถ้าดิสก์ห้าแผ่นมีขนาด 100 GB ดังนั้นขนาดที่แท้จริงของอาร์เรย์คือ 400 GB เนื่องจาก 100 GB สงวนไว้สำหรับข้อมูลการตรวจสอบ

RAID 5 สามารถสร้างได้บนฮาร์ดไดรฟ์ตั้งแต่สามตัวขึ้นไป เมื่อจำนวนฮาร์ดไดรฟ์ในอาร์เรย์เพิ่มขึ้น ความซ้ำซ้อนจะลดลง

RAID 5 มีสถาปัตยกรรมการเข้าถึงอิสระที่อนุญาตให้อ่านหรือเขียนหลายรายการพร้อมกันได้

RAID 10

RAID 10 คือการรวมกันของระดับ 0 และ 1 อย่างน้อยสี่ไดรฟ์ที่จำเป็นสำหรับระดับนี้ ในอาร์เรย์ RAID 10 ของดิสก์สี่ตัว จะถูกจับคู่เข้าด้วยกันเป็นอาร์เรย์ระดับ 0 และอาร์เรย์ทั้งสองนี้มีลักษณะดังนี้ ไดรฟ์ตรรกะรวมเป็นอาร์เรย์ระดับ 1 วิธีอื่นยังเป็นไปได้: ในขั้นต้น ดิสก์จะรวมกันเป็นอาร์เรย์ที่มิเรอร์ของระดับ 1 จากนั้นดิสก์แบบลอจิคัลตามอาร์เรย์เหล่านี้จะรวมกันเป็นอาร์เรย์ระดับ 0

Intel Matrix RAID

RAID-array ระดับ 5 และ 1 ที่พิจารณาแล้วมักไม่ค่อยใช้ที่บ้าน ซึ่งสาเหตุหลักมาจากต้นทุนที่สูงของโซลูชันดังกล่าว ที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับพีซีที่บ้านคืออาร์เรย์ระดับ 0 บนดิสก์สองแผ่น ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วว่า RAID ระดับ 0 ไม่ได้ให้การรักษาความปลอดภัยในการจัดเก็บข้อมูล ดังนั้นผู้ใช้ปลายทางจึงต้องเผชิญกับทางเลือก: เพื่อสร้างความรวดเร็วแต่ไม่ให้ความเชื่อถือได้ในการจัดเก็บข้อมูล, RAID ระดับ 0 หรือการเพิ่มต้นทุนของพื้นที่ดิสก์ , - RAID- อาร์เรย์ระดับ 1 ที่ให้ความน่าเชื่อถือของข้อมูลโดยไม่เพิ่มประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญ

เพื่อแก้ไขปัญหาที่ยากลำบากนี้ Intel ได้พัฒนา Intel Matrix Storage Technology ซึ่งรวมเอาประโยชน์ของอาร์เรย์ Tier 0 และ Tier 1 บนดิสก์ทางกายภาพเพียงสองดิสก์ และเพื่อเน้นว่าในกรณีนี้ เราไม่ได้พูดถึงแค่อาร์เรย์ RAID แต่เกี่ยวกับอาร์เรย์ที่รวมทั้งฟิสิคัลดิสก์และโลจิคัลดิสก์ ชื่อเทคโนโลยีใช้คำว่า "เมทริกซ์" แทนคำว่า "อาร์เรย์"

ดังนั้นอาร์เรย์ RAID แบบดูอัลไดรฟ์ที่มี Intel Matrix Storage Technology คืออะไร? แนวคิดหลักคือหากมีฮาร์ดไดรฟ์หลายตัวในระบบและมาเธอร์บอร์ดที่มีชิปเซ็ต Intel ที่รองรับเทคโนโลยี Intel Matrix Storage ก็สามารถแบ่งพื้นที่ดิสก์ออกเป็นหลายส่วนได้ โดยแต่ละส่วนจะทำหน้าที่เป็นอาร์เรย์ RAID แยกกัน .

มาดูตัวอย่างง่ายๆ ของเมทริกซ์ RAID ที่ประกอบด้วยไดรฟ์ 120 GB สองตัว ดิสก์ใดๆ สามารถแบ่งออกเป็นสองโลจิคัลดิสก์ เช่น ดิสก์ละ 40 และ 80 GB จากนั้น โลจิคัลไดรฟ์สองตัวที่มีขนาดเท่ากัน (เช่น แต่ละ 40 GB) สามารถรวมกันเป็นเมทริกซ์ RAID ระดับ 1 และดิสก์ลอจิคัลที่เหลือสามารถรวมกันเป็นเมทริกซ์ RAID ระดับ 0

ตามหลักการแล้ว การใช้ฟิสิคัลดิสก์สองแผ่น ยังสามารถสร้างเมทริกซ์ RAID-0 ได้เพียงหนึ่งหรือสองเมทริกซ์ แต่เป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับเมทริกซ์ระดับ 1 เท่านั้น นั่นคือหากระบบมีเพียงสองดิสก์ เทคโนโลยี Intel Matrix Storage จะช่วยให้คุณสร้างเมทริกซ์ RAID ประเภทต่อไปนี้:

• หนึ่งเมทริกซ์ระดับ 0;
• เมทริกซ์สองตัวของระดับ 0;
• เมทริกซ์ระดับ 0 และเมทริกซ์ระดับ 1

หากระบบมีฮาร์ดดิสก์สามตัว สามารถสร้างเมทริกซ์ RAID ประเภทต่อไปนี้ได้:

• หนึ่งเมทริกซ์ระดับ 0;
• เมทริกซ์หนึ่งระดับ 5;
• เมทริกซ์สองตัวของระดับ 0;
• สองเมทริกซ์ระดับ 5;
• เมทริกซ์ระดับ 0 และเมทริกซ์ระดับ 5

หากระบบมีฮาร์ดดิสก์สี่ตัว ก็สามารถสร้าง RAID-matrix ระดับ 10 เพิ่มเติมได้ เช่นเดียวกับการรวมระดับ 10 และระดับ 0 หรือ 5

จากทฤษฎีสู่การปฏิบัติ

หากเราพูดถึงคอมพิวเตอร์ที่บ้าน อาร์เรย์ RAID ที่มีความต้องการและเป็นที่นิยมมากที่สุดคือระดับ 0 และ 1 การใช้อาร์เรย์RAID ที่มีดิสก์ตั้งแต่ 3 แผ่นขึ้นไปในพีซีที่บ้านถือเป็นข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในอีกด้านหนึ่งราคาของอาร์เรย์ RAID เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของจำนวนดิสก์ที่ใช้ในนั้นและในทางกลับกันสำหรับคอมพิวเตอร์ที่บ้านความจุของอาร์เรย์ดิสก์มีความสำคัญหลัก มากกว่าประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ

ดังนั้น ต่อไปนี้ เราจะพิจารณาอาร์เรย์ RAID ระดับ 0 และ 1 โดยอิงจากดิสก์เพียงสองดิสก์เท่านั้น งานวิจัยของเราคือการเปรียบเทียบประสิทธิภาพและการทำงานของอาร์เรย์ RAID ระดับ 0 และ 1 ที่สร้างขึ้นจากตัวควบคุม RAID แบบรวมหลายตัว ตลอดจนศึกษาการพึ่งพาคุณลักษณะความเร็วของอาร์เรย์ RAID บนแถบ ขนาด.

ความจริงก็คือ แม้ว่าในทางทฤษฎีแล้ว เมื่อใช้อาร์เรย์ RAID 0 ความเร็วในการอ่านและเขียนควรเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ในทางปฏิบัติ คุณลักษณะความเร็วที่เพิ่มขึ้นนั้นค่อนข้างเจียมเนื้อเจียมตัว และแตกต่างกันสำหรับคอนโทรลเลอร์ RAID ที่แตกต่างกัน ในทำนองเดียวกัน สำหรับอาร์เรย์ RAID ระดับ 1 แม้ว่าในทางทฤษฎีแล้ว ความเร็วในการอ่านควรเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า แต่ในทางปฏิบัติทุกอย่างไม่ราบรื่นนัก

สำหรับพวกเรา การทดสอบเปรียบเทียบสำหรับคอนโทรลเลอร์ RAID เราใช้เมนบอร์ด Gigabyte GA-EX58A-UD7 บอร์ดนี้ใช้ชิปเซ็ต Intel X58 Express กับ ICH10R Southbridge ซึ่งมีคอนโทรลเลอร์ RAID ในตัวสำหรับพอร์ต SATA II หกพอร์ตที่รองรับ RAID 0, 1, 10 และ 5 พร้อมฟังก์ชัน Intel Matrix RAID นอกจากนี้ Gigabyte GA-EX58A-UD7 ยังรวมคอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2 RAID ไว้ด้วยกัน โดยใช้พอร์ต SATA II สองพอร์ตที่มีความสามารถในการจัดระเบียบอาร์เรย์ RAID ระดับ 0, 1 และ JBOD

GA-EX58A-UD7 ยังรวมคอนโทรลเลอร์ Marvell 9128 SATA III ไว้ด้วยกัน โดยใช้พอร์ต SATA III สองพอร์ตที่มีความสามารถในการจัดระเบียบอาร์เรย์ RAID ระดับ 0, 1 และ JBOD

ดังนั้น Gigabyte GA-EX58A-UD7 จึงมีตัวควบคุม RAID สามตัวแยกจากกัน ซึ่งคุณสามารถสร้างอาร์เรย์ RAID ระดับ 0 และ 1 และเปรียบเทียบกันได้ โปรดจำไว้ว่ามาตรฐาน SATA III นั้นเข้ากันได้กับมาตรฐาน SATA II รุ่นเก่า ดังนั้น จากคอนโทรลเลอร์ Marvell 9128 ที่รองรับไดรฟ์ SATA III คุณสามารถสร้างอาร์เรย์ RAID โดยใช้ไดรฟ์ SATA II ได้

ม้านั่งทดสอบมีการกำหนดค่าต่อไปนี้:

• โปรเซสเซอร์ - Intel Core i7-965 Extreme Edition;
• เมนบอร์ด - Gigabyte GA-EX58A-UD7;
• เวอร์ชั่น BIOS - F2a;
• ฮาร์ดไดรฟ์- ไดรฟ์ Western Digital WD1002FBYS สองไดรฟ์ ไดรฟ์ Western Digital WD3200AAKS หนึ่งไดรฟ์
• คอนโทรลเลอร์ RAID ในตัว:
• ไอซีเอช10อาร์,
• GIGABYTE SATA2,
• มาร์เวล 9128;
• หน่วยความจำ - DDR3-1066;
• ขนาดหน่วยความจำ - 3 GB (สามโมดูล แต่ละ 1024 MB);
• โหมดการทำงานของหน่วยความจำ - DDR3-1333, โหมดการทำงานสามช่องสัญญาณ;
• การ์ดแสดงผล - Gigabyte GeForce GTS295;
• แหล่งจ่ายไฟ - Tagan 1300W.

การทดสอบดำเนินการภายใต้การควบคุมห้องผ่าตัด ระบบไมโครซอฟต์ Windows 7 Ultimate (32 บิต) ระบบปฏิบัติการได้รับการติดตั้งบนดิสก์ Western Digital WD3200AAKS ซึ่งเชื่อมต่อกับพอร์ตของคอนโทรลเลอร์ SATA II ที่รวมอยู่ในบริดจ์ใต้ ICH10R อาร์เรย์ RAID ถูกประกอบบนไดรฟ์ WD1002FBYS สองตัวที่มีอินเทอร์เฟซ SATA II

ในการวัดคุณลักษณะความเร็วของอาร์เรย์ RAID ที่สร้างขึ้น เราใช้ยูทิลิตี้ IOmeter ซึ่งเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการวัดประสิทธิภาพของระบบดิสก์

ยูทิลิตี้ IOmeter

เนื่องจากเรามองว่าบทความนี้เป็นคู่มือผู้ใช้ประเภทหนึ่งสำหรับการสร้างและทดสอบอาร์เรย์ RAID จึงควรเริ่มต้นด้วยคำอธิบายของยูทิลิตี้ IOmeter (Input / Output meter) ซึ่งดังที่เราได้กล่าวไปแล้วว่าเป็น มาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการวัดประสิทธิภาพของระบบดิสก์ ยูทิลิตี้นี้ฟรีและสามารถดาวน์โหลดได้จาก http://www.iometer.org

ยูทิลิตี IOmeter เป็นเบนช์มาร์กสังเคราะห์ที่ให้คุณทำงานกับฮาร์ดดิสก์ที่ไม่ได้แบ่งพาร์ติชั่น ดังนั้นคุณจึงสามารถทดสอบดิสก์โดยไม่คำนึงถึงโครงสร้างไฟล์ และลดผลกระทบของระบบปฏิบัติการ

ในระหว่างการทดสอบ คุณสามารถสร้างรูปแบบการเข้าถึงเฉพาะหรือ "รูปแบบ" ได้ ซึ่งช่วยให้คุณสามารถสรุปประสิทธิภาพของการดำเนินการเฉพาะด้วยฮาร์ดดิสก์ได้ หากมีการสร้างโมเดลการเข้าถึงเฉพาะ จะได้รับอนุญาตให้เปลี่ยนพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

• ขนาดของคำขอโอนข้อมูล
• การกระจายแบบสุ่ม / ตามลำดับ (เป็น%);
• การกระจายการดำเนินการอ่าน / เขียน (เป็น%);
• จำนวนการดำเนินการ I / O แยกกันที่ทำงานแบบขนาน

ยูทิลิตี้ IOmeter ไม่ต้องการการติดตั้งบนคอมพิวเตอร์ และประกอบด้วยสองส่วน: IOmeter เองและไดนาโม

IOmeter เป็นส่วนควบคุมของโปรแกรมที่มีส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้ที่ให้คุณทำทุกอย่าง การตั้งค่าที่จำเป็น... ไดนาโมเป็นเครื่องกำเนิดโหลดที่ไม่มีส่วนต่อประสาน ทุกครั้งที่คุณเรียกใช้ไฟล์ IOmeter.exe ตัวสร้างโหลด Dynamo.exe จะเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ

ในการเริ่มทำงานกับโปรแกรม IOmeter เพียงแค่เรียกใช้ไฟล์ IOmeter.exe ซึ่งจะเปิดหน้าต่างหลักของโปรแกรม IOmeter (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. หน้าต่างหลักของโปรแกรม IOmeter

ควรสังเกตว่ายูทิลิตี้ IOmeter ไม่เพียงแต่อนุญาตให้ทำการทดสอบระบบดิสก์ในเครื่อง (DAS) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเครือข่าย (NAS) ด้วย ตัวอย่างเช่น สามารถใช้เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของระบบย่อยดิสก์ของเซิร์ฟเวอร์ (ไฟล์เซิร์ฟเวอร์) โดยใช้ไคลเอนต์เครือข่ายหลายตัว ดังนั้นบุ๊กมาร์กและเครื่องมือบางอย่างในหน้าต่างยูทิลิตี้ IOmeter จึงอ้างถึง .โดยเฉพาะ การตั้งค่าเครือข่ายโปรแกรม เป็นที่ชัดเจนว่าเมื่อทำการทดสอบดิสก์และอาร์เรย์RAID เราจะไม่ต้องการคุณลักษณะเหล่านี้ของโปรแกรม ดังนั้นเราจะไม่อธิบายวัตถุประสงค์ของแท็บและเครื่องมือทั้งหมด

ดังนั้น เมื่อคุณเริ่มโปรแกรม IOmeter โครงสร้างแบบต้นไม้ของตัวสร้างโหลดที่ทำงานอยู่ทั้งหมด (อินสแตนซ์ไดนาโม) จะแสดงที่ด้านซ้ายของหน้าต่างหลัก (ในหน้าต่างโทโพโลยี) อินสแตนซ์ Dynamo Load Generator ที่ทำงานอยู่แต่ละรายการจะเรียกว่าตัวจัดการ นอกจากนี้ โปรแกรม IOmeter เป็นแบบมัลติเธรด และแต่ละเธรดที่ทำงานอยู่ของอินสแตนซ์ Dynamo Load Generator จะเรียกว่า Worker จำนวนผู้ปฏิบัติงานที่รันอยู่เสมอจะสอดคล้องกับจำนวนคอร์ตัวประมวลผลเชิงตรรกะเสมอ

ในตัวอย่างของเรา มีเพียงคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวที่มีโปรเซสเซอร์ Quad-core ที่รองรับเทคโนโลยี Hyper-Threading ดังนั้นจึงเปิดตัวผู้ปฏิบัติงานเพียงคนเดียว (อินสแตนซ์ Dynamo หนึ่งรายการ) และคนงานแปดคน (ตามจำนวนแกนประมวลผลเชิงตรรกะ)

อันที่จริง ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงหรือเพิ่มสิ่งใดในการทดสอบดิสก์ในหน้าต่างนี้

หากคุณเลือกชื่อคอมพิวเตอร์ในโครงสร้างแบบต้นไม้ของการเรียกใช้อินสแตนซ์ Dynamo ด้วยเมาส์ จากนั้นในหน้าต่าง เป้าในแท็บ เป้าหมายของดิสก์ดิสก์ทั้งหมด ดิสก์อาร์เรย์ และไดรฟ์อื่นๆ (รวมถึงไดรฟ์เครือข่าย) ที่ติดตั้งในคอมพิวเตอร์จะปรากฏขึ้น นี่คือไดรฟ์ที่ IOmeter สามารถจัดการได้ สื่อสามารถทำเครื่องหมายด้วยสีเหลืองหรือสีน้ำเงิน โลจิคัลพาร์ติชันของสื่อบันทึกถูกทำเครื่องหมายด้วยสีเหลือง และอุปกรณ์ฟิสิคัลที่ไม่มีโลจิคัลพาร์ติชันที่สร้างขึ้นจะเป็นสีน้ำเงิน ส่วนตรรกะอาจถูกขีดฆ่าหรือไม่ก็ได้ ความจริงก็คือสำหรับโปรแกรมที่จะทำงานกับโลจิคัลพาร์ติชัน อันดับแรกต้องเตรียมโดยการสร้างไฟล์พิเศษบนไฟล์นั้น ซึ่งมีขนาดเท่ากับความจุของโลจิคัลพาร์ติชันทั้งหมด หากข้ามส่วนตรรกะ แสดงว่ายังไม่ได้เตรียมส่วนสำหรับการทดสอบ (จะถูกเตรียมโดยอัตโนมัติในขั้นตอนแรกของการทดสอบ) แต่ถ้าส่วนไม่ถูกขีดฆ่า แสดงว่าไฟล์มีอยู่แล้ว ถูกสร้างขึ้นในส่วนตรรกะที่พร้อมสำหรับการทดสอบอย่างสมบูรณ์ ...

โปรดทราบว่าถึงแม้ความสามารถในการทำงานกับโลจิคัลพาร์ติชันที่ได้รับการสนับสนุน จะเป็นการดีที่สุดที่จะทดสอบดิสก์ที่ไม่ได้แบ่งพาร์ติชั่นเป็นโลจิคัลพาร์ติชัน การลบพาร์ติชันดิสก์แบบลอจิคัลทำได้ง่ายมาก - ผ่านสแน็ปอิน การจัดการดิสก์... หากต้องการเข้าถึงเพียงคลิก คลิกขวาเมาส์บนไอคอน คอมพิวเตอร์บนเดสก์ท็อปและในเมนูที่เปิดขึ้น ให้เลือกรายการ จัดการ... ในหน้าต่างที่เปิดอยู่ การจัดการคอมพิวเตอร์ทางด้านซ้าย เลือกรายการ พื้นที่จัดเก็บและในนั้น - การจัดการดิสก์... หลังจากนั้น ทางด้านขวาของหน้าต่าง การจัดการคอมพิวเตอร์ไดรฟ์ที่แมปทั้งหมดจะปรากฏขึ้น โดยคลิกขวาที่ ดิสก์ที่ต้องการและเลือกในเมนูที่เปิดขึ้น ลบปริมาณ... คุณสามารถลบโลจิคัลพาร์ติชันบนฟิสิคัลดิสก์ได้ โปรดจำไว้ว่าเมื่อโลจิคัลพาร์ติชันถูกลบออกจากดิสก์ ข้อมูลทั้งหมดในนั้นจะถูกลบออกอย่างถาวร

โดยทั่วไป การใช้ยูทิลิตี้ IOmeter คุณสามารถทดสอบได้เท่านั้น ดิสก์เปล่าหรือดิสก์อาร์เรย์ นั่นคือ คุณไม่สามารถทดสอบดิสก์หรือดิสก์อาเรย์ที่ติดตั้งระบบปฏิบัติการได้

กลับไปที่คำอธิบายของยูทิลิตี้ IOmeter ในหน้าต่าง เป้าในแท็บ เป้าหมายของดิสก์จำเป็นต้องเลือกดิสก์ (หรือดิสก์อาเรย์) ที่จะทำการทดสอบ ถัดไป คุณต้องเปิดแท็บ เข้าถึงข้อมูลจำเพาะ(รูปที่ 2) ซึ่งจะสามารถกำหนดสถานการณ์การทดสอบได้

ข้าว. 2. เข้าถึงแท็บข้อมูลจำเพาะของ IOmeter Utility

ในหน้าต่าง ข้อกำหนดการเข้าถึงทั่วโลกมีรายการของสคริปต์ทดสอบที่กำหนดไว้ล่วงหน้าที่สามารถกำหนดให้กับตัวจัดการการบูตได้ อย่างไรก็ตาม เราไม่ต้องการสคริปต์เหล่านี้ ดังนั้นจึงสามารถเลือกและลบสคริปต์ทั้งหมดได้ (สำหรับสิ่งนี้จะมีปุ่ม ลบ). หลังจากนั้นคลิกที่ปุ่ม ใหม่เพื่อสร้างสคริปต์ทดสอบใหม่ ในหน้าต่างที่เปิดอยู่ แก้ไขข้อกำหนดการเข้าถึงคุณสามารถกำหนดบูตสคริปต์สำหรับดิสก์หรืออาร์เรย์RAID

สมมติว่าเราต้องการค้นหาการขึ้นต่อกันของความเร็วในการอ่านและเขียนแบบต่อเนื่อง (เชิงเส้น) กับขนาดของบล็อกคำขอถ่ายโอนข้อมูล ในการทำเช่นนี้ เราจำเป็นต้องสร้างลำดับของการอ่านสคริปต์บูตตามลำดับที่มีขนาดบล็อกต่างกัน จากนั้นจึงสร้างลำดับของสคริปต์การบูตการเขียนตามลำดับที่มีขนาดบล็อกต่างกัน โดยทั่วไป ขนาดบล็อกจะถูกเลือกในรูปแบบของแถว โดยสมาชิกแต่ละคนมีขนาดสองเท่าของขนาดก่อนหน้า และสมาชิกแรกของแถวนี้คือ 512 ไบต์ นั่นคือขนาดบล็อกมีดังนี้: 512 ไบต์, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB ไม่ควรทำให้ขนาดบล็อกใหญ่กว่า 1 MB สำหรับการดำเนินการตามลำดับ เนื่องจากขนาดบล็อกข้อมูลขนาดใหญ่เช่นนี้ ความเร็วในการดำเนินการตามลำดับจึงไม่เปลี่ยนแปลง

เรามาสร้างสคริปต์บูตการอ่านตามลำดับสำหรับบล็อกขนาด 512 ไบต์กัน

ในสนาม ชื่อหน้าต่าง แก้ไขข้อกำหนดการเข้าถึงป้อนชื่อของสคริปต์การบูต ตัวอย่างเช่น Sequential_Read_512 ต่อไปในสนาม ขนาดคำขอโอนกำหนดขนาดบล็อกข้อมูลเป็น 512 ไบต์ ตัวเลื่อน เปอร์เซ็นต์การสุ่ม / การกระจายตามลำดับ(อัตราส่วนร้อยละระหว่างการดำเนินการตามลำดับและแบบเลือก) เราเลื่อนไปทางซ้ายจนสุดเพื่อให้การดำเนินการทั้งหมดของเราเป็นแบบลำดับเท่านั้น ก็ตัวเลื่อน ซึ่งกำหนดเปอร์เซ็นต์ระหว่างการดำเนินการอ่านและเขียน เราเลื่อนไปทางขวาจนสุดเพื่อให้การดำเนินการทั้งหมดเป็นแบบอ่านอย่างเดียว พารามิเตอร์อื่นๆ ในหน้าต่าง แก้ไขข้อกำหนดการเข้าถึงไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลง (รูปที่ 3)

ข้าว. 3. แก้ไขหน้าต่างข้อกำหนดการเข้าถึงสำหรับการสร้างสคริปต์บูตการอ่านตามลำดับ
ด้วยขนาดบล็อกข้อมูล 512 ไบต์

คลิกที่ปุ่ม ตกลงและสคริปต์แรกที่เราสร้างจะปรากฏในหน้าต่าง ข้อกำหนดการเข้าถึงทั่วโลกในแท็บ เข้าถึงข้อมูลจำเพาะยูทิลิตี้ IOmeter

ในทำนองเดียวกัน คุณต้องสร้างสคริปต์สำหรับบล็อกข้อมูลที่เหลือ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้การทำงานของคุณง่ายขึ้น ง่ายกว่าที่จะไม่สร้างสคริปต์อีกครั้งทุกครั้งโดยคลิกปุ่ม ใหม่และเมื่อเลือกสถานการณ์ที่สร้างขึ้นล่าสุดแล้วให้กดปุ่ม แก้ไข คัดลอก(แก้ไขสำเนา). หลังจากนั้น หน้าต่างจะเปิดขึ้นอีกครั้ง แก้ไขข้อกำหนดการเข้าถึงด้วยการตั้งค่าของสคริปต์ที่เราสร้างขึ้นล่าสุด มันจะเพียงพอที่จะเปลี่ยนชื่อและขนาดของบล็อกเท่านั้น เมื่อทำตามขั้นตอนที่คล้ายคลึงกันสำหรับขนาดบล็อกอื่นๆ ทั้งหมด คุณสามารถเริ่มสร้างสคริปต์สำหรับการบันทึกแบบต่อเนื่อง ซึ่งทำในลักษณะเดียวกันทุกประการ ยกเว้นว่าตัวเลื่อน เปอร์เซ็นต์การกระจายการอ่าน/เขียนซึ่งกำหนดเปอร์เซ็นต์ระหว่างการดำเนินการอ่านและเขียนต้องเลื่อนไปทางซ้ายจนสุด

ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถสร้างสคริปต์สำหรับการเขียนและการอ่านแบบคัดเลือกได้

หลังจากที่สคริปต์ทั้งหมดพร้อมแล้ว จะต้องกำหนดให้กับตัวจัดการการดาวน์โหลด กล่าวคือ ระบุว่าสคริปต์ใดที่จะใช้งานได้ ไดนาโม.

ให้ตรวจสอบอีกครั้งว่าในหน้าต่าง โทโพโลยีชื่อคอมพิวเตอร์ถูกเน้น (นั่นคือตัวจัดการโหลดบนพีซีในพื้นที่) ไม่ใช่ผู้ปฏิบัติงานแยกต่างหาก สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าสถานการณ์การโหลดถูกกำหนดให้กับผู้ปฏิบัติงานทุกคนในคราวเดียว ถัดไปในหน้าต่าง ข้อกำหนดการเข้าถึงทั่วโลกเลือกสถานการณ์การโหลดทั้งหมดที่เราสร้างและกดปุ่ม เพิ่ม... สถานการณ์การโหลดที่เลือกทั้งหมดจะถูกเพิ่มลงในหน้าต่าง (รูปที่ 4).

ข้าว. 4. กำหนดสถานการณ์การโหลดที่สร้างขึ้นให้กับตัวจัดการโหลด

หลังจากนั้นคุณต้องไปที่แท็บ ตั้งค่าการทดสอบ(รูปที่ 5) ซึ่งคุณสามารถตั้งเวลาดำเนินการของแต่ละสคริปต์ที่เราสร้างขึ้นได้ สำหรับสิ่งนี้ในกลุ่ม รันไทม์เรากำหนดเวลาดำเนินการของสถานการณ์การโหลด ตั้งเวลาให้เท่ากับ 3 นาทีก็พอ

ข้าว. 5. การตั้งค่าเวลาดำเนินการของสถานการณ์การโหลด

ในสนามด้วย คำอธิบายการทดสอบคุณต้องระบุชื่อของการทดสอบทั้งหมด โดยหลักการแล้ว แท็บนี้มีการตั้งค่าอื่นๆ มากมาย แต่ไม่จำเป็นสำหรับงานของเรา

หลังจากทำการตั้งค่าที่จำเป็นทั้งหมดแล้ว ขอแนะนำให้บันทึกการทดสอบที่สร้างขึ้นโดยคลิกที่ปุ่มที่มีฟลอปปีดิสก์บนแถบเครื่องมือ การทดสอบจะถูกบันทึกด้วยนามสกุล * .icf ต่อจากนั้น จะสามารถใช้สคริปต์โหลดที่สร้างขึ้นได้โดยไม่เรียกใช้ไฟล์ IOmeter.exe แต่ใช้ไฟล์ที่บันทึกไว้ซึ่งมีนามสกุล * .icf

ตอนนี้คุณสามารถเริ่มการทดสอบได้โดยตรงโดยคลิกที่ปุ่มที่มีแฟล็ก คุณจะได้รับแจ้งให้ระบุชื่อไฟล์พร้อมผลการทดสอบและเลือกตำแหน่ง ผลการทดสอบจะถูกบันทึกไว้ในไฟล์ CSV ซึ่งสามารถส่งออกไปยัง Excel ได้อย่างง่ายดาย และเมื่อตั้งค่าตัวกรองตามคอลัมน์แรกแล้ว ให้เลือกข้อมูลที่ต้องการพร้อมผลการทดสอบ

ในระหว่างการทดสอบ สามารถสังเกตผลลัพธ์ขั้นกลางบนแท็บ แสดงผลและคุณสามารถกำหนดได้ว่าสถานการณ์การโหลดใดที่เกี่ยวข้องกับแท็บ เข้าถึงข้อมูลจำเพาะ... ในหน้าต่าง ข้อกำหนดการเข้าถึงที่ได้รับมอบหมายสคริปต์ปฏิบัติการจะแสดงเป็นสีเขียว สคริปต์ที่เสร็จสิ้นแล้วเป็นสีแดง และสคริปต์ที่ยังไม่ได้ดำเนินการเป็นสีน้ำเงิน

ดังนั้นเราจึงครอบคลุมเทคนิค IOmeter พื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการทดสอบแต่ละดิสก์หรืออาร์เรย์ RAID โปรดทราบว่าเราไม่ได้ครอบคลุมคุณสมบัติทั้งหมดของยูทิลิตี้ IOmeter แต่คำอธิบายของคุณสมบัติทั้งหมดนั้นอยู่นอกเหนือขอบเขตของบทความนี้

การสร้างอาร์เรย์RAID ตามคอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2

ดังนั้นเราจึงเริ่มสร้างอาร์เรย์ RAID แบบดูอัลไดรฟ์โดยใช้คอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2 RAID แบบออนบอร์ด แน่นอนว่า Gigabyte เองไม่ได้ผลิตชิป ดังนั้นชิปที่ติดฉลากใหม่จากบริษัทอื่นจึงซ่อนอยู่ภายใต้ชิป GIGABYTE SATA2 ดังที่คุณเห็นจากไฟล์ INF ของไดรเวอร์ นี่คือคอนโทรลเลอร์ซีรีส์ JMicron JMB36x

สามารถเข้าถึงเมนูการกำหนดค่าคอนโทรลเลอร์ได้ในขั้นตอนของการบู๊ตระบบ ซึ่งคุณต้องกดคีย์ผสม Ctrl + G เมื่อข้อความที่เกี่ยวข้องปรากฏขึ้นบนหน้าจอ ก่อนอื่น ในการตั้งค่า BIOS คุณต้องกำหนดโหมดการทำงานของพอร์ต SATA สองพอร์ตที่เกี่ยวข้องกับคอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2 เป็น RAID (มิฉะนั้น การเข้าถึงเมนูตัวกำหนดค่า RAID จะไม่สามารถทำได้)

เมนูการกำหนดค่าสำหรับ GIGABYTE SATA2 RAID Controller ค่อนข้างตรงไปตรงมา ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว คอนโทรลเลอร์เป็นแบบพอร์ตคู่ และอนุญาตให้คุณสร้างอาร์เรย์ RAID ระดับ 0 หรือ 1 คุณสามารถลบหรือสร้างอาร์เรย์ RAID ผ่านเมนูการตั้งค่าคอนโทรลเลอร์ เมื่อสร้างอาร์เรย์ RAID คุณสามารถระบุชื่อ เลือกระดับของอาร์เรย์ (0 หรือ 1) กำหนดขนาดแถบสำหรับ RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 หรือ 4K) และยังกำหนดขนาด ของอาร์เรย์

หากอาร์เรย์ถูกสร้างขึ้น การเปลี่ยนแปลงใดๆ ในอาร์เรย์นั้นจะไม่สามารถทำได้อีกต่อไป กล่าวคือ คุณไม่สามารถเปลี่ยนอาร์เรย์ที่สร้างขึ้นในภายหลังได้ เช่น ระดับหรือขนาดแถบ ในการทำเช่นนี้ ก่อนอื่นคุณต้องลบอาร์เรย์ (โดยที่ข้อมูลสูญหาย) แล้วสร้างใหม่อีกครั้ง อันที่จริง นี่ไม่ได้เป็นเพียงคุณลักษณะเฉพาะของคอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2 เท่านั้น ความเป็นไปไม่ได้ในการเปลี่ยนพารามิเตอร์ของอาร์เรย์ RAID ที่สร้างขึ้นนั้นเป็นคุณสมบัติของคอนโทรลเลอร์ทั้งหมด ซึ่งเป็นไปตามหลักการของการนำอาร์เรย์ RAID ไปใช้

เมื่อสร้าง GIGABYTE SATA2 Controller Array แล้ว คุณสามารถดูข้อมูลปัจจุบันได้โดยใช้ GIGABYTE RAID Configurer Utility ซึ่งติดตั้งโดยอัตโนมัติพร้อมกับไดรเวอร์

การสร้างอาร์เรย์ RAID ตามคอนโทรลเลอร์ Marvell 9128

การกำหนดค่าคอนโทรลเลอร์ Marvell 9128 RAID ทำได้ผ่านการตั้งค่าเท่านั้น บอร์ดไบออสกิกะไบต์ GA-EX58A-UD7 โดยทั่วไปต้องบอกว่าเมนูของตัวกำหนดค่าของตัวควบคุม Marvell 9128 ค่อนข้างชื้นและอาจทำให้ผู้ใช้ที่ไม่มีประสบการณ์เข้าใจผิด อย่างไรก็ตาม เราจะพูดถึงข้อบกพร่องเล็กน้อยเหล่านี้ในภายหลัง แต่สำหรับตอนนี้ เราจะพิจารณาข้อบกพร่องหลัก ฟังก์ชั่นตัวควบคุม Marvell 9128

ดังนั้น แม้ว่าคอนโทรลเลอร์นี้รองรับไดรฟ์ SATA III แต่ก็สามารถใช้งานร่วมกับไดรฟ์ SATA II ได้อย่างสมบูรณ์

คอนโทรลเลอร์ Marvell 9128 ช่วยให้คุณสร้างอาร์เรย์ RAID 0 และ 1 โดยใช้ไดรฟ์สองตัว สำหรับอาร์เรย์ระดับ 0 คุณสามารถระบุขนาดแถบเป็น 32 KB หรือ 64 KB และระบุชื่อของอาร์เรย์ได้ นอกจากนี้ยังมีตัวเลือกเช่น Gigabyte Rounding ซึ่งจำเป็นต้องอธิบาย แม้จะมีชื่อซึ่งสอดคล้องกับชื่อของผู้ผลิต แต่ฟังก์ชัน Gigabyte Rounding ก็ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับชื่อนี้ นอกจากนี้ มันไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับ RAID ระดับ 0 แม้ว่าในการตั้งค่าคอนโทรลเลอร์ จะสามารถกำหนดได้เฉพาะสำหรับอาร์เรย์ของระดับนี้ อันที่จริง นี่เป็นข้อบกพร่องแรกในเครื่องมือกำหนดค่าของตัวควบคุม Marvell 9128 ที่เรากล่าวถึง Gigabyte Rounding ถูกกำหนดไว้สำหรับ RAID ระดับ 1 เท่านั้น โดยอนุญาตให้คุณใช้สองไดรฟ์ (เช่น ผู้ผลิตหรือรุ่นที่แตกต่างกัน) ที่มีความจุต่างกันเล็กน้อยเพื่อสร้างอาร์เรย์ RAID 1 ฟังก์ชัน Gigabyte Rounding กำหนดความแตกต่างในขนาดของไดรฟ์สองตัวที่ใช้ในการสร้างอาร์เรย์ RAID 1 ในตัวควบคุม Marvell 9128 ฟังก์ชัน Gigabyte Rounding ช่วยให้คุณกำหนดความแตกต่างในขนาดของไดรฟ์ 1 GB หรือ 10 GB .

ข้อบกพร่องอีกประการหนึ่งในตัวกำหนดค่าของคอนโทรลเลอร์ Marvell 9128 คือเมื่อสร้างอาร์เรย์ RAID 1 ผู้ใช้มีโอกาสเลือกขนาดแถบ (32 หรือ 64 KB) อย่างไรก็ตาม แนวคิดของแถบไม่ได้กำหนดไว้สำหรับอาร์เรย์ RAID ระดับ 1 เลย

การสร้างอาร์เรย์ RAID ตามคอนโทรลเลอร์ที่รวมอยู่ใน ICH10R

คอนโทรลเลอร์ RAID ที่รวมเข้ากับบริดจ์ใต้ ICH10R เป็นตัวควบคุมทั่วไป ตามที่ระบุไว้ นี่คือคอนโทรลเลอร์ RAID 6 พอร์ต และไม่เพียงแต่รองรับ RAID 0 และ RAID 1 เท่านั้น แต่ยังรวมถึง RAID 5 และ RAID 10 ด้วย

สามารถเข้าถึงเมนูการกำหนดค่าคอนโทรลเลอร์ได้ในขั้นตอนของการบู๊ตระบบ ซึ่งคุณต้องกดคีย์ผสม Ctrl + I เมื่อข้อความที่เกี่ยวข้องปรากฏขึ้นบนหน้าจอ ก่อนอื่น ในการตั้งค่า BIOS คุณควรกำหนดโหมดการทำงานของคอนโทรลเลอร์นี้เป็น RAID (ไม่เช่นนั้น การเข้าถึงเมนูของตัวกำหนดค่าอาร์เรย์ RAID จะไม่สามารถทำได้)

เมนูการตั้งค่าสำหรับคอนโทรลเลอร์ RAID ค่อนข้างตรงไปตรงมา คุณสามารถลบหรือสร้างอาร์เรย์ RAID ผ่านเมนูการกำหนดค่าคอนโทรลเลอร์ได้ เมื่อสร้างอาร์เรย์RAID คุณสามารถระบุชื่อ เลือกระดับอาร์เรย์ (0, 1, 5 หรือ 10) ตั้งค่าขนาดแถบสำหรับ RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 หรือ 4K) และ กำหนดขนาดของอาร์เรย์

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของอาร์เรย์RAID

ในการทดสอบอาร์เรย์ RAID โดยใช้ยูทิลิตี้ IOmeter เราได้สร้างสถานการณ์การอ่านตามลำดับ การเขียนตามลำดับ การอ่านแบบเลือก และการเขียนแบบเลือก ขนาดของบล็อคข้อมูลในแต่ละสถานการณ์การโหลดมีดังนี้: 512 ไบต์, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB

ในคอนโทรลเลอร์ RAID แต่ละตัว จะมีการสร้างอาร์เรย์ RAID 0 ที่มีขนาดสตริปที่อนุญาตทั้งหมดและอาร์เรย์ RAID 1 ขึ้น นอกจากนี้ เพื่อให้สามารถประเมินประสิทธิภาพที่ได้รับจากการใช้อาร์เรย์ RAID เรายังได้ทดสอบดิสก์แผ่นเดียว บนคอนโทรลเลอร์ RAID แต่ละตัว

มาดูผลการทดสอบของเรากัน

คอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2

ก่อนอื่น มาดูผลการทดสอบอาร์เรย์RAID บนพื้นฐานของคอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2 (ภาพที่ 6-13) โดยทั่วไปแล้วตัวควบคุมกลายเป็นเรื่องลึกลับอย่างแท้จริงและประสิทธิภาพของมันก็น่าผิดหวัง

ข้าว. 6. ความเร็วต่อเนื่อง และการดำเนินการคัดเลือกสำหรับดิสก์ Western Digital WD1002FBYS	ข้าว. 7. ความเร็วต่อเนื่อง ด้วยขนาดแถบ 128 KB (คอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2)
ข้าว. 12. ความเร็วต่อเนื่อง และการเลือกปฏิบัติการสำหรับ RAID 0 ด้วยขนาดแถบ 4 KB (คอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2)	ข้าว. 13. ความเร็วต่อเนื่อง และการดำเนินการคัดเลือก สำหรับ RAID 1 (คอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2)

เมื่อดูลักษณะความเร็วของดิสก์เดียว (ไม่มีอาร์เรย์ RAID) ความเร็วในการอ่านแบบต่อเนื่องสูงสุดคือ 102 MB / s และความเร็วในการเขียนแบบต่อเนื่องสูงสุดคือ 107 MB / s

เมื่อสร้างอาร์เรย์ RAID 0 ด้วยแถบขนาด 128 KB ความเร็วในการอ่านและเขียนแบบต่อเนื่องสูงสุดจะเพิ่มขึ้นเป็น 125 MB / s เพิ่มขึ้นประมาณ 22%

ด้วยขนาดแถบ 64, 32 หรือ 16 KB ความเร็วในการอ่านตามลำดับสูงสุดคือ 130 MB / s และความเร็วในการเขียนตามลำดับสูงสุดคือ 141 MB / s นั่นคือด้วยขนาดแถบที่ระบุ ความเร็วในการอ่านแบบต่อเนื่องสูงสุดจะเพิ่มขึ้น 27% และความเร็วในการเขียนแบบต่อเนื่องสูงสุด - 31%

อันที่จริง นี่ไม่เพียงพอสำหรับอาร์เรย์ระดับ 0 และฉันต้องการให้ความเร็วสูงสุดของการดำเนินการตามลำดับสูงขึ้น

ด้วยขนาดแถบ 8 KB การดำเนินการตามลำดับสูงสุด (อ่านและเขียน) ยังคงเท่าเดิมกับขนาดแถบ 64, 32 หรือ 16 KB แต่มีปัญหาที่ชัดเจนกับการอ่านแบบเลือก เมื่อขนาดบล็อกข้อมูลเติบโตขึ้นถึง 128 KB ความเร็วในการอ่านที่เลือก (ตามที่ควรจะเป็น) จะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของขนาดบล็อกข้อมูล อย่างไรก็ตาม ด้วยขนาดบล็อกข้อมูลมากกว่า 128 KB ความเร็วในการอ่านที่เลือกจะลดลงเหลือเกือบเป็นศูนย์ (ถึงประมาณ 0.1 MB / s)

ด้วยขนาดแถบ 4 KB ไม่เพียงแต่ความเร็วในการอ่านที่เลือกลดลงด้วยขนาดบล็อกมากกว่า 128 KB แต่ยังรวมถึงความเร็วในการอ่านแบบต่อเนื่องที่มีขนาดบล็อกมากกว่า 16 KB ด้วย

การใช้อาร์เรย์ RAID 1 บนคอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2 แทบจะไม่เปลี่ยนแปลง (เมื่อเทียบกับไดรฟ์เดียว) ความเร็วในการอ่านแบบเรียงลำดับ แต่ความเร็วในการเขียนแบบต่อเนื่องสูงสุดจะลดลงเหลือ 75 MB / s โปรดจำไว้ว่าสำหรับอาร์เรย์ RAID 1 ความเร็วในการอ่านควรเพิ่มขึ้น และความเร็วในการเขียนไม่ควรลดลงเมื่อเทียบกับความเร็วในการอ่านและเขียนของดิสก์เดียว

มีเพียงข้อสรุปเดียวเท่านั้นที่สามารถดึงออกมาจากผลการทดสอบ GIGABYTE SATA2 Controller ควรใช้คอนโทรลเลอร์นี้เพื่อสร้างอาร์เรย์ RAID 0 และ RAID 1 เฉพาะเมื่อมีการใช้งานตัวควบคุม RAID อื่นๆ ทั้งหมด (Marvell 9128, ICH10R) แล้ว แม้ว่าจะค่อนข้างยากที่จะจินตนาการถึงสถานการณ์ดังกล่าว

คอนโทรลเลอร์ Marvell 9128

คอนโทรลเลอร์ Marvell 9128 ทำงานเร็วกว่าคอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2 มาก (รูปที่ 14-17) อันที่จริง ความแตกต่างปรากฏขึ้นแม้ว่าคอนโทรลเลอร์จะทำงานกับดิสก์เพียงแผ่นเดียว แม้ว่าคอนโทรลเลอร์ GIGABYTE SATA2 จะมีความเร็วในการอ่านต่อเนื่องสูงสุด 102 MB / s ด้วยบล็อกข้อมูล 128 KB แต่ตัวควบคุม Marvell 9128 จะได้รับความเร็วในการอ่านต่อเนื่องสูงสุด 107 MB / s พร้อมบล็อกข้อมูล 16 KB

เมื่อสร้างอาร์เรย์ RAID 0 ที่มีขนาดแถบ 64K และ 32K ความเร็วในการอ่านตามลำดับสูงสุดจะเพิ่มขึ้นเป็น 211 MB / s และความเร็วในการเขียนตามลำดับจะเพิ่มขึ้นเป็น 185 MB / s นั่นคือ ด้วยขนาดแถบที่ระบุ ความเร็วในการอ่านตามลำดับสูงสุดจะเพิ่มขึ้น 97% และความเร็วในการเขียนตามลำดับสูงสุด - 73%

ประสิทธิภาพความเร็วไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญของอาร์เรย์ RAID 0 ที่มีขนาดแถบ 32KB และ 64KB แต่แถบขนาด 32KB จะดีกว่า เนื่องจากในกรณีนี้ความเร็วในการดำเนินการตามลำดับที่มีขนาดบล็อกน้อยกว่า 128KB จะสูงขึ้นเล็กน้อย

เมื่อสร้างอาร์เรย์ RAID 1 บนคอนโทรลเลอร์ Marvell 9128 ความเร็วในการทำงานตามลำดับสูงสุดแทบไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเทียบกับดิสก์เดียว ดังนั้นหากสำหรับดิสก์เดียวความเร็วในการทำงานตามลำดับสูงสุดคือ 107 MB / s ดังนั้นสำหรับ RAID 1 จะเป็น 105 MB / s โปรดทราบว่าสำหรับ RAID 1 ความเร็วในการอ่านที่เลือกจะลดลงเล็กน้อย

โดยทั่วไป ควรสังเกตว่าคอนโทรลเลอร์ Marvell 9128 มีคุณสมบัติความเร็วที่ดีและสามารถใช้ได้ทั้งสำหรับการสร้างอาร์เรย์ RAID และสำหรับการเชื่อมต่อดิสก์เดี่ยวเข้ากับคอนโทรลเลอร์

ตัวควบคุม ICH10R

ตัวควบคุม RAID ในตัวของ ICH10R มีประสิทธิภาพสูงสุดที่เราได้ทดสอบ (รูปที่ 18-25) เมื่อทำงานกับดิสก์แผ่นเดียว (โดยไม่สร้างอาร์เรย์ RAID) ประสิทธิภาพของดิสก์จะเหมือนกับของคอนโทรลเลอร์ Marvell 9128 ความเร็วในการอ่านและเขียนแบบต่อเนื่องสูงสุดคือ 107 MB และทำได้ด้วยขนาดบล็อกข้อมูล 16 KB

ข้าว. 18. ความเร็วต่อเนื่อง และการดำเนินการคัดเลือก สำหรับดิสก์ Western Digital WD1002FBYS (ตัวควบคุม ICH10R) หากเราพูดถึงอาร์เรย์ RAID 0 บนคอนโทรลเลอร์ ICH10R ความเร็วในการอ่านและเขียนแบบต่อเนื่องสูงสุดจะไม่ขึ้นอยู่กับขนาดแถบและคือ 212 MB / s เฉพาะขนาดของบล็อกข้อมูลเท่านั้นที่ขึ้นอยู่กับขนาดแถบ ซึ่งถึงค่าสูงสุดของความเร็วในการอ่านและเขียนตามลำดับ จากผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าสำหรับ RAID 0 ที่ใช้คอนโทรลเลอร์ ICH10R จะเป็นการดีที่สุดที่จะใช้แถบขนาด 64 KB ในกรณีนี้ ความเร็วในการอ่านและเขียนแบบต่อเนื่องสูงสุดนั้นทำได้ด้วยขนาดบล็อกข้อมูลเพียง 16 KB เพื่อสรุป ให้เราเน้นอีกครั้งว่าคอนโทรลเลอร์ RAID ที่ติดตั้งใน ICH10R นั้นมีประสิทธิภาพเหนือกว่าคอนโทรลเลอร์ RAID แบบรวมอื่นๆ ทั้งหมดอย่างมาก และเนื่องจากมันยังมีฟังก์ชันการทำงานที่มากกว่า จึงเป็นการดีที่สุดที่จะใช้คอนโทรลเลอร์นี้โดยเฉพาะ และเพียงแค่ลืมเกี่ยวกับการมีอยู่ของตัวควบคุมอื่นๆ ทั้งหมด (เว้นแต่ระบบจะไม่ใช้ดิสก์ SATA III)

อาร์เรย์ RAID ได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุงความเชื่อถือได้ของการจัดเก็บ เพิ่มความเร็วในการทำงาน และให้ความสามารถในการรวมไดรฟ์หลายตัวเป็นไดรฟ์ขนาดใหญ่เพียงตัวเดียว ประเภทต่างๆ RAID แก้ปัญหาต่างๆ ได้ ในที่นี้ เราจะมาดูการกำหนดค่าทั่วไปหลายอย่างของอาร์เรย์ RAID ที่มีขนาดเท่ากัน

RAID 0

RAID 0(ลาย). โหมดที่ให้ประสิทธิภาพสูงสุด ข้อมูลมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันทั่วทั้งดิสก์อาร์เรย์ รวมกันเป็นหนึ่งเดียว ซึ่งสามารถแบ่งพาร์ติชั่นออกเป็นหลายส่วนได้ การดำเนินการอ่านและเขียนแบบกระจายสามารถเพิ่มความเร็วของงานได้อย่างมาก เนื่องจากมีการอ่าน/เขียนข้อมูลในส่วนของตนเองพร้อมกันหลายครั้ง ผู้ใช้สามารถใช้โวลุ่มทั้งหมดได้ แต่สิ่งนี้จะลดความน่าเชื่อถือของการจัดเก็บข้อมูล เนื่องจากหากดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลว อาร์เรย์มักจะถูกทำลายและการกู้คืนข้อมูลแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ขอบเขต - แอปพลิเคชันที่ต้องการความเร็วสูงในการแลกเปลี่ยนกับดิสก์ เช่น การจับภาพวิดีโอ การตัดต่อวิดีโอ แนะนำให้ใช้กับไดรฟ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง

RAID 1

RAID 1(กระจก). ดิสก์หลายตัว (โดยปกติคือ 2) ซึ่งทำงานพร้อมกันสำหรับการบันทึก นั่นคือ ทำซ้ำกันโดยสิ้นเชิง การปรับปรุงประสิทธิภาพเกิดขึ้นเมื่ออ่านเท่านั้น วิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดในการปกป้องข้อมูลจากความล้มเหลวของไดรฟ์ เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายสูง จึงมักใช้ในการจัดเก็บข้อมูลที่สำคัญมาก ค่าใช้จ่ายสูงเกิดจากการที่ผู้ใช้ใช้ความจุทั้งหมดเพียงครึ่งเดียว

RAID 10

RAID 10หรือบางครั้งเรียกว่า RAID 1 + 0- การรวมกันของสองตัวเลือกแรก (อาร์เรย์ RAID0 จากอาร์เรย์ RAID1) มันมีข้อดีด้านความเร็วทั้งหมดของ RAID0 และข้อดีของความน่าเชื่อถือของ RAID1 ในขณะที่ยังคงข้อเสีย - ค่าใช้จ่ายสูงของอาร์เรย์ดิสก์ เนื่องจากความจุที่มีประสิทธิภาพของอาร์เรย์นั้นเท่ากับครึ่งหนึ่งของความจุของดิสก์ที่ใช้ในนั้น ต้องมีดิสก์อย่างน้อย 4 แผ่นเพื่อสร้างอาร์เรย์ดังกล่าว (ยิ่งไปกว่านั้น จำนวนของพวกมันต้องเป็นเลขคู่)

RAID 0 + 1- อาร์เรย์ RAID1 ของอาร์เรย์ RAID0 อันที่จริง มันไม่ได้ถูกใช้เนื่องจากขาดข้อได้เปรียบเหนือ RAID10 และความทนทานต่อความผิดพลาดน้อยลง

RAID 1E

RAID 1E- คล้ายกับ RAID10 การกระจายข้อมูลข้ามดิสก์ ทำให้สามารถใช้เลขคี่ได้ (จำนวนขั้นต่ำ - 3)

RAID 2, 3, 4- ตัวเลือกต่างๆ สำหรับการจัดเก็บข้อมูลแบบกระจายพร้อมดิสก์ที่ทุ่มเทให้กับรหัสพาริตีและขนาดบล็อกต่างๆ ปัจจุบัน สิ่งเหล่านี้ไม่ได้ใช้งานจริงเนื่องจากประสิทธิภาพต่ำและจำเป็นต้องจัดสรรความจุดิสก์จำนวนมากสำหรับการจัดเก็บ ECC และ / หรือรหัสพาริตี


RAID 5

RAID 5- อาร์เรย์ที่ใช้การจัดเก็บข้อมูลแบบกระจายที่คล้ายกับ RAID 0 (และรวมกันเป็นหนึ่งตรรกะขนาดใหญ่) + การจัดเก็บรหัสพาริตีแบบกระจายสำหรับการกู้คืนข้อมูลในกรณีที่เกิดความล้มเหลว เมื่อเทียบกับการกำหนดค่าก่อนหน้านี้ ขนาดบล็อก Stripe ได้เพิ่มขึ้นอีกมาก สามารถอ่านและเขียนพร้อมกันได้ ข้อดีของตัวเลือกนี้คือความจุที่ผู้ใช้เข้าถึงได้ของอาร์เรย์จะลดลงตามความจุของดิสก์เพียงแผ่นเดียว แม้ว่าความน่าเชื่อถือในการจัดเก็บข้อมูลจะต่ำกว่าของ RAID 1 ที่จริงแล้ว การประนีประนอมระหว่าง RAID0 และ RAID1 ถือเป็นการประนีประนอม ให้ความเร็วในการทำงานค่อนข้างสูงพร้อมความน่าเชื่อถือในการจัดเก็บข้อมูลที่ดี ... หากดิสก์หนึ่งจากอาร์เรย์ล้มเหลว ข้อมูลสามารถกู้คืนได้โดยไม่สูญเสียในโหมดอัตโนมัติ จำนวนดิสก์ขั้นต่ำสำหรับอาร์เรย์ดังกล่าวคือ 3
การใช้งาน RAID5 ของ "ซอฟต์แวร์" ที่สร้างขึ้นในบริดจ์ใต้ของมาเธอร์บอร์ดไม่มีความเร็วในการเขียนสูง ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับทุกแอพพลิเคชั่น


RAID 5EE

RAID 5EE- อาร์เรย์ที่คล้ายกับ RAID5 อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากการจัดเก็บแบบกระจายของรหัสพาริตีแล้ว ยังมีการใช้การจัดสรรพื้นที่สำรอง - อันที่จริงแล้ว มันถูกใช้งานซึ่งสามารถเพิ่มลงในอาร์เรย์ RAID5 เป็นแบบสำรองได้ (อาร์เรย์ดังกล่าวเรียกว่าอาร์เรย์) 5+ หรือ 5+ สำรอง). ในอาร์เรย์ RAID 5 ดิสก์สำรองจะไม่ได้ใช้งานจนกว่าหนึ่งในดิสก์หลักจะล้มเหลว ในขณะที่ในอาร์เรย์ RAID 5EE ดิสก์นี้จะถูกแชร์กับ HDD อื่นตลอดเวลา ซึ่งส่งผลดีต่อประสิทธิภาพของอาร์เรย์ ตัวอย่างเช่น อาร์เรย์ RAID5EE ที่มี HDD 5 ตัวสามารถดำเนินการ I/O ได้มากกว่า 25% ต่อวินาที เมื่อเทียบกับอาร์เรย์ RAID5 ที่มี 4 ตัวหลักและ HDD สำรองหนึ่งตัว จำนวนดิสก์ขั้นต่ำสำหรับอาร์เรย์ดังกล่าวคือ 4


RAID6

RAID6- อะนาล็อกของ RAID5 ที่มีความซ้ำซ้อนในระดับสูง - ข้อมูลจะไม่สูญหายในกรณีที่ดิสก์สองแผ่นล้มเหลวตามลำดับ ความจุรวมของอาร์เรย์จะลดลงตามความจุของดิสก์สองแผ่น จำนวนดิสก์ขั้นต่ำที่จำเป็นในการสร้างอาร์เรย์ของระดับนี้คือ 4 โดยทั่วไปความเร็วในการทำงานจะใกล้เคียงกับของ RAID5 แนะนำสำหรับการใช้งานที่มีความเชื่อถือได้สูงสุดเป็นสิ่งสำคัญ


RAID 50

RAID 50- รวมอาร์เรย์ RAID5 สองชุด (หรือมากกว่านั้น แต่ใช้น้อยมาก) ให้เป็นแถบนั่นคือ การรวมกันของ RAID5 และ RAID0 ซึ่งแก้ไขข้อเสียเปรียบหลักของ RAID5 บางส่วน - ความเร็วในการเขียนข้อมูลต่ำเนื่องจากการใช้อาร์เรย์หลายชุดพร้อมกัน ความจุรวมของอาร์เรย์จะลดลงตามความจุของสอง แต่ไม่เหมือน RAID6 อาร์เรย์ดังกล่าวประสบความล้มเหลวของดิสก์เดียวโดยไม่มีการสูญเสียข้อมูล และจำนวนขั้นต่ำของดิสก์ที่จำเป็นในการสร้างอาร์เรย์ RAID50 คือ 6 พร้อมกับ RAID10 ซึ่งเป็นระดับ RAID ที่แนะนำมากที่สุดสำหรับการใช้งานในแอปพลิเคชันที่ต้องการประสิทธิภาพสูงรวมกับความน่าเชื่อถือที่ยอมรับได้


RAID 60

RAID 60- การรวมอาร์เรย์ RAID6 สองชุดเข้าด้วยกันเป็นแถบ ความเร็วในการเขียนเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับความเร็วในการเขียนแบบ RAID6 จำนวนดิสก์ขั้นต่ำในการสร้างอาร์เรย์ดังกล่าวคือ 8 ข้อมูลจะไม่สูญหายหากดิสก์สองแผ่นจากอาร์เรย์ RAID 6 แต่ละอันล้มเหลว

เมทริกซ์ RAIDเป็นเทคโนโลยีที่ Intel นำไปใช้ใน South Bridge ของบริษัท โดยเริ่มด้วย ICH6R ซึ่งช่วยให้สามารถจัดระเบียบอาร์เรย์ RAID0 และ RAID1 หลายตัวบนดิสก์เพียง 2 ดิสก์ได้พร้อมๆ กัน สร้างพาร์ติชั่นด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นและความน่าเชื่อถือในการจัดเก็บข้อมูลที่เพิ่มขึ้น

JBOD(จากภาษาอังกฤษ "Just a Bunch Of Disks") - การรวมตัวทางกายภาพหลายตัวเข้าด้วยกันเป็นตรรกะเดียวซึ่งไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพ (ความน่าเชื่อถือในกรณีนี้ลดลงคล้ายกับ RAID0) ในขณะที่สามารถมีขนาดต่างกันได้ ปัจจุบันมันใช้งานไม่ได้จริง