Влияет ли процессор на скорость райд массива
В первых персональных компьютерах винчестеров вообще не было. Чуть позднее они стали штатным оборудованием. Еще позднее в основном были решены проблемы совместимости, мешающие использованию одновременно и поддерживаемой в теории пары устройств, а к концу 90-х годов прошлого века конфигурация среднестатистического компьютера потенциально могла включать в себя уже и четыре винчестера. С этого момента многие пользователи заинтересовались уже использованием накопителей не по-отдельности, а в составе единого массива — как во «взрослых системах». В последних, впрочем, чаще всего применялся SCSI-интерфейс, доступный и владельцу обычной «персоналки», но излишне дорогой — требовались дешевые решения. И они появились в виде контроллеров IDE RAID.
Заметим, что наиболее часто используемым вариантом был RAID0, строго говоря, к «RAID-массивам» не относящийся, поскольку избыточность данных он не обеспечивает. Надежность хранения сравнительно с одиночным диском даже снижает. Но иногда было просто некуда деваться, поскольку винчестеры тех лет были слишком медленными для некоторых сфер применения, а альтернативных решений с более высокой производительностью не было вовсе. Использование же чередования позволяло их заметно «пришпорить». Но применялись (да и сейчас применяются) и «зеркала» (RAID1) — для повышения надежности. А наиболее обеспеченные граждане могли объединить достоинства обоих подходов посредством создания массива RAID10, что позволяло повысить и скорость, и надежность. Других режимов в те времена в массовых контроллерах «не водилось»: слишком сложными были для программной реализации — с учетом вычислительных возможностей систем того времени.
Через некоторое время дискретные RAID-контроллеры начали устанавливать и на топовые системные платы — надо же было чем-то выделяться их производителям. В итоге к массивам стали приглядываться и пользователи, ранее о них не задумывавшиеся — раз уж возможность есть. В итоге идею подхватили сами производители чипсетов, так что возможность создания RAID-массивов стала стандартной для последних. Как минимум — для старших модификаций. Причем к числу возможных вариантов добавился и RAID5, на первый взгляд выглядящий очень привлекательно: более экономным расходованием дискового пространства, чем у RAID10, но при обеспечении необходимой для надежности хранения избыточности.
А позднее начались новые времена — винчестеры перестали быть основным и единственным типом накопителей, применяющихся в компьютере. Внедрение твердотельных накопителей прервало эволюцию, оказавшись революционным шагом с точки зрения производительности. Правда было оно достаточно медленным — просто потому, что и стоимость хранения информации первое время была очень высокой. Довольно быстро снижалась, но и сейчас до паритета с винчестерами еще далеко — особенно если рассматривать «настольные» модели. Да и с абсолютной емкостью тоже пока все не просто: теоретически флэш-памяти в стандартный корпус «напихать» можно очень много, а практически это будет слишком уж дорого. Собственно, поэтому до сих пор подавляющее большинство компьютеров продается лишь с одним-единственным винчестером в качестве накопителя «для всего»: и для программ, и для данных. В принципе, даже устройств этого класса минимальной на сегодня емкости достаточно для того, чтобы полностью закрыть все потребности среднестатистического пользователя, поэтому в бюджетном сегменте такой вариант долго еще будет преобладающим, несмотря на низкую производительность. А вот чуть выше решений минимальной стоимости у покупателя есть выбор, часто приводящий его к одному из гибридных вариантов системы хранения данных. Самым дешевым (но пока до конца не изученным и освоенным) способом является кэширование посредством технологии Optane Memory. Более дорогим, но предсказуемым и совместимым со старыми системами — использование SSD невысокой емкости для операционной системы и приложений в паре с тихоходным, но очень емким винчестером для хранения данных. В итоге про RAID-массивы в бытовых персоналках все как-то и забыли. Хотя некоторые пользователи считают, что зря — все-таки и емкость самая большая (в пределах фиксированного бюджета), и производительность должна быть более высокой, чем у одиночного накопителя. Пусть, даже, и не на столько, как обеспечивают твердотельные накопители, но ведь дешево же — а вдруг и этого хватит на практике. Поэтому мы сегодня решили немного отклониться от основной линейки тестов и посмотреть — как ведут себя лучшие винчестеры в т. ч. и в массивах из двух-трех дисков, сравнительно с разными твердотельными накопителями.
Участники тестирования
Поскольку в наших руках оказалось одновременно три не совсем идентичных, но почти идентичных винчестера Seagate, они и выступили в роли «подопытных кроликов». Было бы сразу четыре — можно было бы и RAID10 организовать, а так пришлось ограничиться RAID0 из двух и RAID5 из трех дисков (три-четыре диска в RAID0 это уже за границей добра и зла, которую без необходимости мы стараемся не переступать), имеющие одинаковый объем в 20 ТБ. Собственно, чем RAID5 многим и кажется привлекательным — «пропадает» всего один накопитель в массиве, а не половина, как в «зеркалах» (RAID1, 10 и подобных). RAID0 еще «гуманнее», но ценой потенциальных проблем с надежностью. Сами же винчестеры — одни из лучших на сегодняшний день: модели на 10 ТБ со скоростью вращения 7200 об/мин, использующие заполнение гермоблока гелием. Понятно, что в роли системного и единственного накопителя даже один такой винчестер выглядит странно (мягко говоря), однако дает оценку сверху того, что вообще можно получить от массивов. Недорогие устройства малой емкости просто медленнее, в чем мы уже не раз убеждались.
С кем будем сравнивать? Во-первых, интересна разница в пределах группы. Во-вторых, для части тестов мы отобрали следующую четверку твердотельных накопителей:
-
— медленный бюджетный SATA — чуть более «серьезный» накопитель, но тоже недорогой и тоже SATA — бюджетная реализация NVMe-устройства — похоже, но не бюджетно
Можно было бы ограничиться и меньшим количеством, но мы решили пойти навстречу читателям, жалующимся на то, что в статьях сайта редко сравниваются твердотельные накопители разных классов или, тем более, твердотельные с механическими. Просили? Сами виноваты :)
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением. Для данной статьи нам ее пришлось, немного доработать, поскольку участие в тестировании сегодня принимают и винчестеры, и твердотельные накопители, но касается это в основном использования результатов (благо тестовые программы в основном пересекаются) и их группировки.
Последовательные операции
Для начала начнем с «чисто винчестерных» тестов, в которых твердотельные накопители по понятным причинам не участвуют — для них нет зависимости скорости от конкретной области данных.
Как и предполагается априори, скорость чтения удваивается. Точнее, для RAID0 из двух дисков это очевидно. Для RAID5 на трех дисках — в общем-то тоже: для данных используется то же самое чередование. В итоге даже минимальная скорость чтения оказалась выше средней одиночного диска, а средняя — выше максимальной. Идеальный случай.
Потому что при записи все уже не так просто. Точнее, для RAID0 — по-прежнему просто и быстро, на что любят упирать «любители» этого типа массивов (который, строго говоря, RAID-массивом и не является, как уже было сказано выше). Все также работает чередование блоков с данными, так что два винчестера (или большее их количество) работают, по сути параллельно.
А вот ситуация с RAID5 печальна. Однако легко объяснима: специфика организации этого типа массивов такова, что практически любая операция записи превращается в две операции чтения и две записи, которые должны «отработать» практически одновременно. Итоговая производительность в случае «чипсетного» контроллера, фактически лишенного собственных «мозгов», так что реализующего всю необходимую функциональность на базе программного драйвера, оказывается удручающе низкой. «Нормальный аппаратный» контроллер способен ослабить проблему, но не решить ее полностью — RAID5 все равно остается одним из самых медленных типов массивов в любых условиях. Радикальным способом решения проблемы (да и практически единственно-возможным для программной реализации) является использование RAID10, сочетающего в себе и производительность, и отказоустойчивость, но. Но ценой потери уже половины потенциального пространства, т. е. для создания массива в те же 20 ТБ потребуется уже не три, а четыре диска по 10 ТБ, о чем было сказано в начале статьи. Впрочем, можно «выжать» и из чипсетного RAID5 немного больше: подбором размера блока чередования и кластера файловой системы, чем мы не занимались, оставив значения по-умолчанию. Однако повысить скорость записи до уровня хотя бы одиночного винчестера и это не позволяет — в отличие от RAID10, обеспечивающего ее удвоение (пусть и высокой ценой). В лучшем случае получается повысить скорость примерно до 100 МБ/с, т. е. RAID5 на практике даже при тонкой настройке снижает производительность операций записи. Где-нибудь в NAS это не важно: данные записываются редко, а читаются часто, да и лимитирует производительность сам по себе сетевой интерфейс (как раз значениями в районе сотни мегабайт в секунду, а то и меньше), так что высокая емкость и отказоустойчивость выходят на первый план. А вот в персональном компьютере или рабочей станции массивы такого типа просто не интересны. Точнее, интересны еще меньше, чем RAID0 или RAID1. А ведь и у первых уже появились серьезные конкуренты, но об этом чуть ниже.
Время доступа
Если при чтении данных латентность практически неизменна, то при записи в массиве RAID0 она резко снижается. В чем, впрочем, заслуга, скорее, не его, а алгоритмов кэширования, применяемых контроллером для массивов. Но, как видим, RAID5 и это никак не помогает. Даже наоборот, что вполне согласуется с логикой его работы.
Последовательные операции (Crystal Disk Mark)
Поскольку HD Tune Pro при тестировании твердотельных накопителей мы не используем, а вот Crystal Disk Mark «прогоняется» везде, посмотрим на его результаты.
Как и положено, производительность при чтении данных примерно удваивается. Забавный результат в многопоточном режиме связан с тем, что при использовании ограниченной области данных (в программе, напомним, мы используем лишь 2 ГБ) и современных алгоритмов внутреннего кэширования винчестеров, вкупе с нынешними емкостями кэш-памяти, данные зачастую в ней и будут оказываться еще до соответствующего запроса. Остается только передать нужный блок по интерфейсу, что происходит очень быстро. Это позволяет с легкостью опережать SATA SSD (поскольку их сдерживает именно интерфейс), да и в однопоточном режиме от них практически не отставать. Но только в «тепличных условиях» — внешние дорожки (на внутренних скорость вдвое ниже, что уже было показано выше), небольшие объемы данных. Что бывает в более сложных случаях — посмотрим чуть позже.
С записью же все намного хуже: чем-то подстегнуть многопоточный режим не получается, так что он не только медленнее однопоточного, но и удвоения скорости сравнительно с одиночным накопителем уже не наблюдается. Но в один поток потягаться с SATA SSD хотя бы можно. Во всяком случае, при использовании RAID0 из двух дисков. Если бы мы объединили в такой массив три имеющихся винчестера — было бы еще быстрее, хотя и слишком перпендикулярно здравому смыслу. А с RAID5 все традиционно плохо. Поэтому в последующих тестах мы его использовать не будем — и без того картина ясна.
Работа с большими файлами
Как и следовало ожидать на основании низкоуровневых тестов, в однопоточном режиме хотя бы на внешних дорожках скорость чтения сравнима с SATA SSD. Но если нужно считать 32 ГБ в 32-х файлах по 1 ГБ, производительность резко падает почти до уровня одиночного винчестера (кэширование же при таких объемах ничем помочь уже не может). Для твердотельных же накопителей, напротив, это идеальный случай. А если они не ограничены интерфейсом — тем более.
Чем, все-таки, до сих пор привлекательны механические накопители — симметричностью производительности при записи и чтении, чего для флэш-памяти и близко нет. Соответственно, на операциях записи даже некоторые NVMe-накопители могут оказаться медленнее одиночного современного винчестера. Двух — тем более. Но если не рассматривать самые медленные из устройств, то опять ничего похожего на «честную конкуренцию» не наблюдается.
А запись одновременно с чтением — хороший случай для большинства SSD и плохой для винчестеров. Причем твердотельным накопителям и (псевдо)случайный режим «жизнь не портит», в отличие от. Таким образом, быстро прочитать или записать большой объем данных современные винчестеры могут — если есть куда или откуда. Объединенными в массив RAID0 сделают это быстрее. Но поскольку обработка данных предполагает обычно и запись, и чтение, и далеко не всегда последовательные — для этой цели уже лучше использовать твердотельные накопители. Если, конечно, объемы позволяют. А вот хранить данные лучше там, где это обходится дешевле.
Производительность в приложениях
Но основной темой сегодняшней статьи было вовсе не исследование вопросов хранения и обработки больших массивов данных, хотя и это тоже интересно. Еще важнее — оценить перспективность использования RAID0 для ускорения обычной работы за компьютером. Когда-то это позволяло что-то выиграть сравнительно с одиночным винчестером, но тогда и программы были другими, да и операционные системы тоже. Да и сравнивать сейчас уже нужно не только «механику с механикой». Вот и сравним :)
Тестируя SSD, мы временами жаловались на то, что с точки зрения тестов высокого уровня они слишком похожи. Тестируя винчестеры — аналогично. Но они «по-разному похожи»: это два непересекающихся мира. А одиночный винчестер и RAID0 из винчестеров — один мир. Совсем один. Потенциальное ускорение от чередования к настоящему моменту по сути рассосалось: современные операционные системы и с одиночным винчестером работают настолько эффективно, насколько он позволяет (чему сильно помогает развитое кэширование данных в оперативной памяти, радикально улучшившееся в современных версиях Windows — пусть это и вызывает жалобы некоторых пользователей, привыкших к примитивной Windows XP и более ранним, на «расход памяти»). Снижение задержек пригодилось бы, но его при чтении данных (что важно для тестов высокого уровня) как раз и нет.
И даже по низкоуровневому баллу появляются различия между разными моделями твердотельных накопителей, но не более того. Винчестеры (что с ними не делай) намного медленнее. Причем в этом случае и порядки-то величин разные, что «замаскировать» получается лишь потому, что реальная работа приложений «упирается» и в другие компоненты компьютера. А иногда и в самого пользователя, что и не всегда позволяет реализовать потенциальные возможности накопителей. Твердотельных. У «механики» таковых и не водится.
Кстати, и предыдущая версия тестового пакета ведет себя аналогично. Когда-то, кстати, PCMark на массивы реагировал хорошо — но это было под управлением других ОС и на трассах, имитирующих другие приложения. А сейчас уже так. Подробные результаты, думаем, уже не нужны.
Рейтинги
Как видим, с точки зрения тестов низкого уровня, ориентированных в первую очередь на SSD (так что изобилующими операциями со случайным доступом) сравнивать «механику» (что с ней не делай) и SSD большого смысла нет. Но и ничего удивительного в этом тоже уже нет — для винчестеров лучший сценарий это однопоточный последовательный, однако, как уже было показано выше, и в этом случае о прямой конкуренции говорить не всегда приходится. Иногда при записи, разве что, но и при этом «потолок» винчестеров (и массивов из них) сопоставим лишь с «полом» твердотельных накопителей с SATA-интерфейсом (eMMC-модули — отдельная история; но они и используются чаще всего там, куда никакие другие накопители просто «не лезут»).
Да и «подмешивание» к оценке результатов тестов высокого уровня не слишком меняет картину. По совокупности разные SSD при этом отличаются друг от друга примерно вдвое, поскольку мы взяли один из самых медленных и один из самых быстрых из протестированных накопителей, радикально различающихся конструктивно. Однако при этом и «самый медленный» быстрее массива RAID0 из пары топовых винчестеров даже не в два, а в два с половиной раза. Комментарии излишни.
Итого
В общем и целом, картина понятная. Равно как понятно и то, почему тема RAID-массивов в персональных компьютерах практически сошла на нет. Во всяком случае, в их «винчестерной» ипостаси — с массивами из SSD некоторые энтузиасты продолжают баловаться, чему способствуют производители, реализовав, в частности, возможность создания RAID из NVMe-устройств. Да и в топовых ноутбуках нет-нет да и встречаются RAID0 из пары твердотельных накопителей — в основном, конечно, чтобы блистать в обзорах. На этом всё. В тех сферах, где технология RAID-массивов зарождалась, она по-прежнему является нужной и полезной, но в ПК ей делать особо нечего. С одной стороны, современные ОС способны и из одиночного винчестера «выжимать» все, на что он способен, так что улучшением части характеристик «подстегнуть» производительность не получится. С другой — доступными стали более быстрые накопители. В том числе, существенно более быстрые в тех сценариях, ради которых до сих пор имеет смысл использовать RAID-массивы с увеличением производительности (благодаря чередованию). А «настоящие» RAID (т. е. с избыточностью хранения данных) по-прежнему полезны, но в бюджетном исполнении силами программного обеспечения они могут заметно понизить производительность. Кроме того, RAID в любом случае не заменяет резервного копирования данных, так что начинать надо с него, а не наоборот.
При создании файлового сервера или производительной рабочей станции часто приходится сталкиваться с проблемой выбора конфигурации дисковой подсистемы. Современные материнские платы, даже бюджетного уровня, предлагают возможность создания RAID массивов всех популярных уровней, не стоит также забывать и о программной реализации RAID. Какой из вариантов будет надежнее и производительнее? Мы решили провести свое тестирование.
Научиться настраивать MikroTik с нуля или систематизировать уже имеющиеся знания можно на углубленном курсе по администрированию MikroTik. Автор курса, сертифицированный тренер MikroTik Дмитрий Скоромнов, лично проверяет лабораторные работы и контролирует прогресс каждого своего студента. В три раза больше информации, чем в вендорской программе MTCNA, более 20 часов практики и доступ навсегда.
Тестовый стенд
Как правило в организациях малого и среднего бизнеса на роль файловых серверов, серверов уровня отдела и т.п. используется обычный ПК, собранный из обычных, бюджетных, комплектующих. Целью нашего тестирования было изучение производительности дисковой подсистемы собранной с помощью RAID контроллера чипсета и его сравнение с программными реализациями RAID массивов (средствами ОС). Поводом для проведения тестирования стало отсутствие в широком доступе объективных тестов бюджетных RAID, а также большое количество "мифов и легенд" по этому вопросу. Мы специально не подбирали железо, а воспользовались тем, что было под рукой. А под рукой оказались несколько обычных ПК для очередного внедрения, один из которых был использован в качестве тестового стенда.
Конфигурация ПК:
- Материнская плата: ASUS M4N68T-M SocketAM3
- Процессор: CPU AMD ATHLON II X2 245 (ADX245O) 2.9 ГГц/ 2Мб/ 4000МГц Socket AM3
- Оперативная память: 2 х Kingston ValueRAM DDR-III DIMM 1Gb
- Жесткие диски: HDD 320 Gb SATA-II 300 Western Digital Caviar Blue 7200rpm 16Mb
- Операционная система: Windows Server 2008 SP2 (32-bit)
- Файловая система: NTFS
Дисковая подсистема была сконфигурирована следующим образом: на один диск была установлена операционная система, из двух или трех других собирался RAID массив.
Методика тестирования
В качестве тестового ПО нами был выбран Intel NAS Performance Toolkit, данный пакет представляет набор тестов, позволяющий оценить производительность дисковой подсистемы на основных характерных задачах. Каждый тест выполнялся пять раз, конечный результат представляет среднее значение. За эталон мы взяли производительность одиночного жесткого диска.
Нами были протестированы массивы RAID0, RAID1 и RAID5, причем RAID5 был протестирован как в нормальном режиме, так и в аварийном, с одним изъятым диском. Почему в аварийном режиме мы протестировали только этот массив? Ответ прост: для RAID0 такого режима не существует, при отказе любого из дисков массив разрушается, а единственный оставшийся диск RAID1 ничем ни будет отличатся от одиночного диска.
Тестировались как аппаратные, так и программные реализации, первоначально мы еще замеряли среднюю загрузку ЦПУ, так как бытует мнение, что программный RAID сильно грузит процессор. Однако от включения данного замера в результаты тестов мы отказались, нагрузка на процессор оказалась приблизительно равна и составила около 37-40% для одиночного диска, RAID0, RAID1 и 40-45% для RAID5.
Файловые операции
Классическими операциями для любого накопителя являются операции чтения и записи. В Intel NASPT эти параметры оцениваются в четырех тестах: копирование на накопитель и обратно файла размером 247 Мб и 44 папок содержащих 2833 файла общим объемом 1,2 Гб.
Чтение / запись файлов
Если обратить внимание на результаты эталонного диска, то увидим, что скорость записи почти вдвое (на 89%) выше скорости чтения. Это связано с особенностями работы файловой системы и этот факт также следует учитывать. RAID0 (чередующийся массив), вне зависимости от способа реализации показал на 70% более высокую производительность, чем одиночный диск, в то время как скоростные параметры RAID1 (зеркало) полностью ему идентичны.
Отдельного разговора заслуживает RAID5, скорость записи на него неприемлемо низкая, замедление составляет до 70%, в то время как скорость чтения не уступает быстрому RAID0. Возможно это связано с недостатком вычислительных ресурсов и несовершенством алгоритмов, ведь при записи тратятся дополнительные ресурсы для вычисление контрольной суммы. При отказе одного из дисков скорость записи падает, у аппаратного решения спад менее выражен (15%), чем у программного (40%). Скорость чтения при этом падает значительно и соответствует скорости одиночного диска.
Чтение / запись папок
Каждый, кто пробовал скопировать россыпь мелких файлов, знает - лучше предварительно запаковать их в архив, так будет значительно быстрее. Наши тесты только подтверждают это эмпирическое правило, чтение россыпи мелких файлов и папок почти на 60% медленнее, чтения крупного файла, скорость записи также незначительно (10%) ниже.
RAID0 дает гораздо меньшее преимущество на операциях записи (30-40%), а на операциях чтения разницей вообще можно пренебречь. RAID1 ожидаемо не подносит нам никаких сюрпризов, идя один в один с одиночным диском.
RAID5 на мелких файлах показывает гораздо более лучший результат, но все равно продолжает уступать одиночному диску в среднем 35%. Скорость чтения ничем не отличается от остальных конфигураций, мы склонны считать, что в данном случае сдерживающим фактором является время произвольного доступа винчестера. А вот при изъятии из массива одного диска мы получили весьма неожиданный результат, который заставил нас его несколько раз перепроверить, в том числе и на другой модели винчестеров (500 Gb Seagate/Maxtor Barracuda 7200.12/DiamondMax 23 7200rpm 16Mb). Дело в том, что скорость записи аппаратного массива резко упала (почти в три раза), а скорость записи программного RAID5 наоборот выросла, возможно это связано с алгоритмом программной реализации массива. И все же мы предпочитаем оставить данный "феномен" без комментариев.
Работа с приложениями
Следующие тесты отражают производительность дисковой подсистемы при работе с различного рода приложениями, прежде всего офисными. Первый тест (Content Creation) отражает использование диска для хранения и работы с данными, пользователь создает, открывает, сохраняет документы не проявляя особой активности. Наиболее мощный тест - Office Productivity, он моделирует активную работу с документами, поиск информации в интернете (на накопитель сбрасывается кэш браузера), в общей сложности 616 файлов в 45 каталогах объемом 572 Мб. Последний тест - работа с фотоальбомом (преимущественно просмотр), более характерен для домашнего применения, включает в себя 1,2 Гб фото (169 файлов, 11 каталогов).
Работа с документами
При работе с одиночными файлами RAID0 вполне предсказуемо почти в два раза опережает RAID1 и одиночный жесткий диск (тест Content Creation), однако при активной работе теряет все свои преимущества, в тесте Office Productivity RAID0, RAID1 и одиночный диск показывают одинаковые результаты.
RAID5 в данных тестах явный аутсайдер, на одиночных файлах производительность массива крайне низка, причем аппаратная реализация показывает гораздо более лучший (но все равно крайне низкий) результат. При активной офисной работе результаты гораздо лучше, но все равно ниже чем у одиночного диска и более простых массивов.
Работа с фотографиями
В данном режиме все массивы показали примерно одинаковый результат, сравнимый с производительностью одиночного диска. Хотя RAID5 показал несколько более низкий результат, хотя в данном случае отставание вряд ли удастся заметить "невооруженным глазом".
Мультимедиа
Ну и напоследок мультимедийные тесты, которые мы разбили на две части: воспроизведение и запись. В первом случае с накопителя воспроизводится HD видео в один, два и четыре потока одновременно. Во втором производится запись и одновременная запись - воспроизведение двух файлов. Данный тест применим не только к видео, так как характеризует общие процессы линейной записи / чтения с дискового массива.
Воспроизведение
Исходя из результатов предыдущих резульатов можно сделать предположение, что RAID0 будет фаворитом данного теста. Так оно и есть, чередующийся массив показывает отличную производительность и нагрузочную способность, плавно снижая производительность при увеличении количества параллельных операций чтения. RAID1 и одиночный жесткий диск уже на втором потоке снижал скорость до своего минимума, повторяя данный результат и для 4 потоков. Кроме того, следует отметить, что программные реализации RAID показали себя в этом тесте как более производительные, особенно RAID0.
RAID5 на одном потоке показал себя довольно неплохо, идя практически вровень с RAID0, однако при увеличении одновременных процессов чтения его производительность падает гораздо более быстро. В аварийном режиме аппаратная реализация дала относительно стабильные и относительно не зависящие от нагрузки результаты (в тоже время выше RAID1 и одиночного диска), а программный массив начал ощутимо снижать скорость при увеличении одновременных потоков.
Запись
Для большей наглядности мы добавили на этот график скорость воспроизведения из предыдущего теста. RAID0, RAID1 и одиночный диск показывают на запись просто замечательные результаты. Безусловный лидер - RAID0, причем его софтверная версия опять заметно вырывается вперед. При одновременной записи /чтении скорость падает и примерно соответствует скорости воспроизведения.
Операции записи не оставляют RAID5 никаких шансов в этом тесте, скорость гораздо более низкая, чем у одиночного диска, не говоря уже о RAID0 (разница где-то в 6 раз). Причем это единственный тест, где программный RAID5 показал более высокий результат, чем аппаратный. В аварийном режиме скорость падает еще более значительно до абсолютно неприемлемых значений.
Выводы
Тесты проведены, результаты разобраны, пора делать выводы. Для удобства мы объединили результаты в одну сводную диаграмму.
RAID0
Данный вид дискового массива уверенно лидирует при работе с крупными файлами и мультимедиа. В большинстве случаев позволяет достичь значительного преимущества (около 70%) по сравнению с одиночным диском, однако имеет один существенный недостаток - крайне низкую отказоустойчивость. При выходе из строя одного диска разрушается весь массив. При работе с офисными приложениями и фотографиями особых преимуществ не имеет.
Где можно применять RAID0? В первую очередь на рабочих станциях, которым по роду задач приходится работать с большими файлами, например, видеомонтаж. Если требуется отказоустойчивость можно применить RAID10 или RAID0+1 которые представляют чередующийся массив из двух зеркал или зеркало из чередующихся массивов, данные уровни RAID сочетают скоростные параметры RAID0 и надежность RAID1, из недостатков можно назвать существенные накладные расходы - для хранения используется только половина емкости дисков входящих в массив.
RAID1
Никаких скоростных преимуществ перед одиночным диском "зеркало" не имеет, основная задача этого массива - обеспечение отказоустойчивости. Рекомендуется к применению при работе с офисными файлами и мелкими файлами, т.е. на тех задачах где разница между более скоростными массивами не столь велика. Неплохо подойдет для работы с 1С:Предприятие 7.7 в файловом режиме, который по характеру работы с диском представляет нечто среднее между Office Productivity и Dir copy from / to NAS. Для более производительных задач не рекомендуется, здесь стоит обратить внимание на RAID10 и RAID0+1.
RAID5
Мы бы не рекомендовали применять этот вид массива в бюджетных системах, на операциях записи RAID5 значительно проигрывает даже одиночному жесткому диску. Единственная сфера, где его применение будет оправдано, это создание медиасерверов для хранения мультимедийных данных, основной режим которых - чтение. Здесь на первый план выходят такие параметры как высокая скорость чтения (на уровне RAID0) и меньшие накладные расходы на обеспечение отказоустойчивости (1/3 емкости массива), что дает неплохой выигрыш при создании хранилищ значительного объема. Однако следует помнить, что попытка записи на массив приводит к резкому снижению производительности, поэтому заливку новых данных на подобные медиасервера следует производить в часы наименьшей загруженности.
Аппаратный или программный?
Результаты тестов не выявили каких либо заметных достоинств или недостатков для обоих вариантов реализации, разве что RAID5, аппаратный вариант которого показывал в ряде случаев более высокий результат. Поэтому следует исходить из других особенностей. Таких как совместимость и переносимость.
Аппаратные RAID реализуются силами южного моста чипсета (либо отдельным контроллером) и требуют поддержки со стороны ОС, либо подгрузки драйверов на стадии установки. Этот же факт делает зачастую невозможным использование ряда дисковых и системных утилит использующих собственные загрузочные диски, если их загрузчик не имеет поддержки RAID контроллера, то ПО просто не увидит вашего массива.
Второй недостаток - привязка к конкретному производителю, если вы решитесь сменить платформу или выберете материнскую плату с другим чипсетом вам придется скопировать свои данные на внешний носитель (что само по себе бывает проблемно) и собирать массив заново. Главная неприятность заключается в том, что при неожиданном выходе материнской платы из строя вам придется искать аналогичную модель для получения доступа к своим данным.
Программный RAID поддерживается на уровне OC, поэтому во многом лишен этих недостатков, массив легко собирается и легко переносится между аппаратными платформами, в случае выхода из строя оборудования доступ к данным можно легко получить на другом ПК, имеющем совместимую версию Windows (младшие редакции не поддерживают динамических дисков).
Из недостатков следует отметить невозможность установки Windows на тома RAID0 и RAID5, по той причине, что установка Windows на динамический том возможна только тогда, когда этот том был преобразован из базового загрузочного или системного тома. Подробнее о динамических томах можно прочитать здесь.
Научиться настраивать MikroTik с нуля или систематизировать уже имеющиеся знания можно на углубленном курсе по администрированию MikroTik. Автор курса, сертифицированный тренер MikroTik Дмитрий Скоромнов, лично проверяет лабораторные работы и контролирует прогресс каждого своего студента. В три раза больше информации, чем в вендорской программе MTCNA, более 20 часов практики и доступ навсегда.
Предисловие.
Собрав осенью 2008 новый "системник", я добился удовлетворившего меня уровня производительности и сбалансированности компонентов, но вот незадача, из всего этого явно выбивался мой "жесткий" 500GB Seagate 7200.11(тогда про проблемы с прошивкой было мало чего известно и меня это естественно не беспокоило). У меня постоянно создавалось ощущение, что система то и дело упирается в его скорость. Появилось желание его "разогнать" тем или иным способом, разумеется затратив наименьшее количество дензнаков. Собственно поэтому я и решил заняться этим "исследованием".
Сейчас в моде всеразличные "технологии удвоения" и даже "учетверения": многоядерные процессоры, связки из нескольких видеокарт, многок.
Тестовый стенд и методика тестирования
Вообще, тестов HDD в сети море, но все они содержат в себе в основном синтетику того или иного рода. А реальные приложения пролетают мимо по причине того, что как измерить производительность там, неясно. Я с этим тоже столкнулся. Я решил, что из обычных задач наиболее зависят от HDD операции установки программ и их загрузки. Вот время осуществления этих операций я и замерил. Почему я не включил операции копирования? Ну как по мне, было бы довольно странно в домашних условиях(что абсолютно не исключает того, что в каких-то профессиональных задачах это может понадобиться), что-то копировать или перемещать с диска на диск, а копирование с/на внешних носителей всегда ограничено скоростью этих внешних носителей. Такое дело как "бэкап" я не затронул просто потому, что с ним никак не вяжется RAID0 на встроенном контроллере. Без синтетики не обошлось разумеется, т.к. надо было проверить, для начала, что всё функционирует как надо.
Моя система:
Процессор: Intel Core 2 Quad Q6600 @ 3,7GHz
Материнская плата: ASUS P5Q Pro FSB@412MHz BIOS 1613
Оперативная память: 2*2GB DDR2-825 Kingston 5-5-5-15 PL11 2T
Видеосистема: Gainward Radeon HD 4850 и CrossFire HD 4850 Частоты: 625/1990MHz
Контроллеры SATA HDD:
Intel ICH10R
Marvell 88SE6111+ SiliconImage 5723*
Silicon Image 3132. BIOS: 7.4.05
*данное решение сделанное инженерами ASUS на этой плате называется DriveXpert(далее я буду называть его Marvell т.к. именно он является дополнительным PCI-E x1 SATA контроллером и чтобы не перепутать его с отдельным SiliconImage) и представляет собой вот такую хитрую систему:
Жесткий диск:
Пара Seagate Barracuda 7200.10 320GB 3.AAE SATA AHCI
Seagate Barracuda 7200.11 500GB SD1A SATA AHCI
Я протестировал одиночные диски, создал массивы 0 уровня из 2х дисков на 320GB на 3х разных контроллерах, а также добавил свой 500Гб диск и посмотрел что из этого выйдет. Также я проверил влияние размера stripe на скорость массива.
Для измерения скорости дисковой подсистемы я использовал следующие тесты:
Время установки ОС Windows Vista, точнее время копирования файлов на диск на начальном этапе установки.
Время загрузки этой же системы: в банальном количестве пробежавших за это время полосок, и полное время от выбора ОС до загрузки рабочего стола в секундах.
Время установки игры GTA4. Источником служил мой терабайтный WD Black.
Время установки игры Crysis.
Время загрузки 1го уровня игры Crysis.
Время установки игры FarCry 2.
Уровень производительности при первом прогоне бенчмарка игры Crysis. (проверялось 3 раза, каждый следующий после перезагрузки, чтобы исключить влияние ОЗУ).
Уровень производительности при первом прогоне бенчмарка игры FarCry 2. (проверялось 3 раза, каждый следующий после перезагрузки, чтобы исключить влияние ОЗУ)
Результаты тестов:
• Установка Windows Vista
Скорость судя по всему ограничивающим фактором послужил DVD+RW привод с которого и шла установка.
*на 500Гб диск система устанавливалась только один раз при подключении к контроллеру ICH10, и другие тесты проводились после банального переподключения этого диска с "южника" на Marvell.
• Загрузка Windows Vista
В лидерах массив из двух 320Gb дисков на ICH10R с размером "страйпа" - 128Кб. Улучшение по сравнению с одним диском почти 2х кратное. За ним замедлившийся, после добавления отличающегося 500Гб диска, массив из 3х дисков. И почти на уровне с ним одиночный 500Гб, учитывая, что при чтении кэш играет значительно меньшую роль нежели при записи, можно отнести значительное повышение скорости загрузки на увеличение плотности записи в 1.5 раза. Дополнительные контроллеры снижают скорость загрузки. Особенно плохо получилось с Marvell'ом (кто бы мог подумать ) - во время загрузки система начинала вдруг опрашивать DVD+RW привод и на это уходило порядочное количество времени и само время загрузки и так была значительно хуже чем в других случаях.
• Тестирование с помощью HDTune
Прирост минимальной скорости близок к двукратному, но только когда RAID организован силами "южника", при этом он уверенно обходит одиночный 500Гб. Заметно вперед вырвался массив из 3х дисков. Теория не врет .
Дополнительные контроллеры судя по всему ограничивают максимальную скорость и при использовании более быстрых дисков от них будет больше вреда чем пользы.
как и ожидалось разница минимальна т.к. серьёзно зависит только от скорости вращения шпинделя, а она везде одна - 7200о/м
• Установка GTA4
RAID0 из 2х дисков не впечатлил, зато впечатлил 500Gb - сыграли свою роль и плотность записи и кэш. Видимо он же и вытянул массив из 3х дисков. Среди контроллеров предпочтительнее оказался SiliconImage, но разница невелика.
• Установка Crysis
Хм. либо всё уперлось в источник(WD Black1TB) либо в разархивирование которое зависит от процессора. В любом случае разница минимальна.
• Установка FarCry2
Здесь оказалась важна линейная скорость и на высоте оказались RAID0 массивы, а одиночный 500Гб подотстал. В любом случае установка заняла около 2х минут и значительную часть(до половины всего времени) её составляли операции по установке дополнительных компонентов типа directX, visual c++ redistr.и прочих.
• Загрузка Crysis
Наиболее важный для меня тест оказался очень привередлив к контроллеру и его задержкам, так что "южник" собственной персоной "на коне". Впрочем разница не очень велика.
Также я хотел попробовать оценить влияние на собственно скорость игры, мы ведь когда играем "3х кратных прогонов с целью минимизации влияния жесткого диска" не делаем. Однако ничего толком не вышло
• Crysis (Direct3D 10) – версия игры 1.2.1, профиль настроек “VeryHigh”, тест видеокарты gpu_bench с помощью утилиты Crysis BenchmarkTool v1.0.0.5
Какой-то логичной зависимости нет - все в пределах погрешности. Странно повел себя 500Гб подключенный к Marvell'у, с ним бенч выдавал строго на пару кадров больше, причём и в последующих прогонах когда от него ничего не должно было зависеть.
• FarCry 2(Direct3D 10) – версия игры 1.0.2.0. Настройки качества Ultra High. Демо Ranch Small.
Здесь уже что-то проглядывается. Игра всё время "шуршит" дисками и ускорение дисковой подсистемы позволило увеличить минимальный FPS. Но важна латентность, скорость доступа и хвалёный ASUS'ом DriveXpert(он же Marvell) с треском проваливается.
Теперь пришло время обобщить все вышеприведенные результаты. С установкой всё предельно ясно: я устанавливал игры с отдельного WD Black 1Tb, а ОС с обычного DVD+RW привода. Если бы устанавливалось с USB flash например то наверняка разницы не было бы вообще - упор в скорость носителя с которого происходит чтение.
А вот с загрузкой интереснее: явно свою роль играет плотность записи т.к. "новый" Seagate явно быстрее "старого", также для записи критичен объём кэша и разумеется качество firmware(которое к слову у Seagate в последнее время сильно хромает). Поэтому и RAID0 из 2х одинаковых HDD ускорил загрузку. Но только когда он подключен к "нормальному" ICH10R, Marvell-DriveXpert пострадал из-за своей мудрёности, а Silicon Image видимо ничем не лучше чем встроенный контроллер, но из-за задержек шины PCI-E x1 его результаты хуже.. а может просто драйвера.
Заключение
Несмотря на некоторую противоречивость, "разгон" дисковой подсистемы прошел успешно и мне удалось зафиксировать ускорение множества обыденных задач таких как загрузка программ и игр, а также их установка (при которой происходит и копирование и разархивирование). Приятно удивило ускорение этих же задач при переходе на HDD с более "плотными" пластинами и увеличенным кэшем(именно в этом направлении сейчас бытовые HDD и развиваются).
Должен впрочем сказать, что по ощущениям разницы между самым быстрым из получившихся массивов и одиночным 320Гб диском не было. Виной тому одинаковое время случайного доступа.
Однозначно рекомендовать построение RAID0 на обычных дисках я не могу, т.к. стоимость такого решения всё-равно будет чуть-ли не втрое превышать стоимость одного диска(два для массива и один для хранения ценных данных). К тому, же быстрый диск нужен для ОС и программ/игр, но они вряд-ли у кого-то занимают объём более 500-600Гб.. обычно куда как меньше. А как мы видели RAID0 на дисках с меньшей плотностью записи совсем немного выигрывает у одиночного но более "плотного" диска. Который к тому-же не потребует покупки дополнительного диска для ценных данных.
Недавно вышли диски с плотностью записи 500Гб на пластину - т.е. втрое и вдвое выше чем у протестированных мною дисков, с большой долей вероятности можно сказать что такие диски превзойдут любую из протестированных конфигураций. А стоят они смехотворно мало по сравнению с 10к дисками и даже RAID'ом из менее емких 320Гб(однопластинных) дисков. Ну а 1ТБ под программы это на мой взгляд немного странно..
Впрочем во время написания этой статьи я наткнулся вот на такой материал где описывается методика уменьшения времени доступа на обычных 7200 дисках.
http://www.thg.ru/storage/short_stroking/index.html
Ну и конечно нельзя не упомянуть о пресловутых SSD дисках, дешевеющих не по дням, а по часам, у которых латентность практически нулевая, скорость чтения достигает 250МБ/с (OCZ Vertex 120Гб и более), правда с записью есть некоторые проблемы, так же как и с ресурсом (MLC), но думаю скоро всё это будет преодолено, а цены за ГБ упадут хотя-бы до уровня WD VelociRaptor.
На такой приятной ноте я и закончу свое "повествование".
п.с. забыл про stripe size.
судя по всему правильно сказано - от добра, добра не ищут и надо использовать тот размер который сам производитель контроллера счел наилучшим (хотя поэксперементировать никто не запрещает)
Достаточно много компьютерных энтузиастов доросли до такого уровня, когда стопка разнокалиберных жестких дисков уже не устраивает и хочется построить правильный RAID массив на много терабайт. Но тратить кучу денег на первое попавшееся железо никто не будет, а узнать всё заранее не очень-то просто: в официальных обзорах обычно сравнивают количественные, но не качественные характеристики, на форумах информации мизер, т.к. далеко не у каждой домохозяйки есть такие игрушки, а профессионалы попросту молчат. Цель моей статьи не завалить графиками из IOMeter, а понаступать на все возможные грабли при работе с разными типами систем: аппаратным RAID, сборкой на основе чипсетного контроллера и программным массивом. Надеюсь, кому-нибудь она поможет определиться в выборе и подготовит к решению возможн.
Достаточно много компьютерных энтузиастов доросли до такого уровня, когда стопка разнокалиберных жестких дисков уже не устраивает и хочется построить правильный RAID массив на много терабайт. Но тратить кучу денег на первое попавшееся железо никто не будет, а узнать всё заранее не очень-то просто: в официальных обзорах обычно сравнивают количественные, но не качественные характеристики, на форумах информации мизер, т.к. далеко не у каждой домохозяйки есть такие игрушки, а профессионалы попросту молчат. Цель моей статьи не завалить графиками из IOMeter, а понаступать на все возможные грабли при работе с разными типами систем: аппаратным RAID, сборкой на основе чипсетного контроллера и программным массивом. Надеюсь, кому-нибудь она поможет определиться в выборе и подготовит к решению возможных проблем.
Тестовая система.
CPU: E8200 2,66GHz
Cooler: Scythe Ninja Plus Rev.B
Motherboard: ASUS P5E-V HDMI
RAM: 2x Corsair TWIN2X4096-6400C4DHX 8GB
Video: Integrated
HDD: Seagate Momentus 7200.2 ST980813AS 80GB
Case: Thermaltake Armor
PSU: Enermax PRO 82+ 525W
А вот краса и гордость:
Жесткие диски: 3х WD1000FYPS 3000GB
Аппаратный RAID: Adaptec ASR-31605 + BBU
Чипсетный контроллер: Intel ICH9R
Программный массив на базе Windows 2008 Server x64 Datacenter edition Eng. Диски подключены к ICH9R в режиме AHCI.
Исследуемые ситуации.
- Особенности систем.
- Отложенный запуск дисков.
- Работа с массивом >2ТБ.
- Миграция уровня RAID.
- Горячая замена диска.
- Добавление нового диска в массив.
- Миграция платформы.
- Выпадение диска из массива RAID-0.
- Выпадение одного и двух дисков из массива RAID-5.
цитата:
Пожалуйста, обновите еще раз BIOS, используя утилиту AFUDOS.
После обновления обязательно сбросьте настройки BIOS с помощью перемычки CLRTC.
Отключите максимальное количество интегрированных устройств на плате.
Отключите контроллер Jmicron и включите int 19 capture.
Выключите legacy USB support.
Попробуйте проверить работу материнской платы с другим рейд контроллером.
Возможно, есть внешние контроллеры с меньшим размером ROM, с которыми не возникает подобная проблема.
цитата:
RAID-контроллер не поддерживает создание тома размером более 2Тб (именно одного тома, суммарный объем дисков или томов может быть больше без каких–либо последствий) либо некорректно работает с ним. На момент написания FAQ (март 2008) это касалось, например, всех встроенных в чипсеты контроллеров с BIOS от производителя (т.е. в первую очередь - Intel Matrix RAID (ICH9R и более ранние), nVidia RAID и т.п.), а также PCI-контроллеров вроде Promise FastTrack4310
Update
После публикации оригинала статьи прошло 3 месяца, за это время мой массив разросся до 6 дисков. Контроллер успешно справлялся с миграцией 3->4 диска и 4->5, но поиграть с секстетом было не суждено. Один из первых терабайтников умер в процессе миграции массива и снова дурацкой смертью в виде сгоревшей электроники. На этот раз я не дергал никаких разъемов. Тут уж либо WD виноват, либо БП (что вряд ли), либо карма.
Самой большой моей ошибкой было использование RAID0, но это не просто крик души о терабайте потерянных данных - самое интересное в том, что я купил еще один диск (седьмой), свинтил с него плату электроники и запустил сгоревший экземпляр. Да, я знаю, что так делать не стоит, ибо прошивка калибруется под конкретную механику + был велик шанс спалить электронику и от нового харда тоже, но такие приемы иногда выручали. в общем, у меня на руках были все диски с данными, причем в рабочем состоянии. но контроллер отказался их принимать - все они выглядели как чистые.
Полную переписку с Adaptec желающие могут почитать тут, но самая главная мысль достаточно простая: Adaptec официально сообщил, что любой сбой в процессе миграции массива может быть фатален, даже если уровень RAID подразумевает отказоутойчивость.
Удачи всем в битве за терабайты.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Одиночный экземпляр — наиболее типичный сценарий эксплуатации SSD-накопителя. Некоторые пользователи собирают RAID-массивы нулевого уровня из двух SSD в целях получения большей производительности. Пусть хотя бы и только в линейных операциях. Но на этом практический опыт, как правило, и заканчивается.
А ведь на самом деле массив RAID0 может состоять и из большего числа накопителей, нежели два.
Так случилось, что у меня в руках оказалось сразу пять одинаковых SSD KingFast F8 объёмом 240 Гбайт каждый.
Грех не воспользоваться таким случаем и не посмотреть на то, как будет масштабироваться уровень производительности от количества накопителей в массиве на современных материнских платах «десктопного» класса. Да и будет ли вообще прирост этой самой производительности?
Одиночный экземпляр — наиболее типичный сценарий эксплуатации SSD-накопителя. Некоторые пользователи собирают RAID-массивы нулевого уровня из двух SSD в целях получения большей производительности. Пусть хотя бы и только в линейных операциях. Но на этом практический опыт, как правило, и заканчивается.
А ведь на самом деле массив RAID0 может состоять и из большего числа накопителей, нежели два.
Так случилось, что у меня в руках оказалось сразу пять одинаковых SSD KingFast F8 объёмом 240 Гбайт каждый.
Грех не воспользоваться таким случаем и не посмотреть на то, как будет масштабироваться уровень производительности от количества накопителей в массиве на современных материнских платах «десктопного» класса. Да и будет ли вообще прирост этой самой производительности?
О накопителях KingFast F8 ещё выйдет отдельная статья в Лаборатории Оверов за моим авторством, поэтому подробно останавливаться на них я не стану, отмечу лишь, что в их основе лежит контроллер JMicron JMF667H и асинхронная память Micron.
А в качестве тестовых стендов я буду использовать ASUS A78M-A (AMD A78, Socket FM2+) с процессором APU A10-6800K, работающим на частоте 4.8 ГГц, и ASUS Maximus VI Impact (Intel Z97, LGA1150) с процессором Pentium G3258 (ES), работающим на частоте 4.2 ГГц
Выбор материнских плат, на первый взгляд, может показаться довольно странным, однако на самом деле ничего странного нет.
Платформу AMD представляет хоть и плата в формате mATX бюджетного класса, но уровень быстродействия SATA-контроллера на ней находится на высоком уровне и вполне достойно покажет платформу в целом (протестировав не один десяток материнских плат, я могу говорить это со всей уверенностью).
Платформу Intel представляет плата формата MiniITX, однако плата эта отнюдь не урезанная — перед нами продукт имиджевого класса серии ASUS ROG. Обзор этой платы написал мой коллега Ivan_FCB. Кстати, обзор ASUS A78M-A тоже написан, но уже мною, и сейчас находится в очереди на публикацию.
Причём для большей чистоты тестов на ASUS A78M-A системный накопитель с операционной системой (кстати, Windows 7 x64 SP1) подключался к стороннему контроллеру на Silicon Image SiL3132, который, в свою очередь, устанавливался в PCI-E x1.
На ASUS Maximus VI Impact, к сожалению, PCI-E x1 нет, поэтому я воспользовался имеющимся слотом M.2, установив в него Kingston SM2280S3 M.2 120 Гбайт.
К сожалению, Maximus VI Impact не допускает включение в массив пятого SSD — подключенный к eSATA накопитель хоть и виден в настройках контроллера Intel, но задействовать его нельзя.
Можно произвести сборку массива силами самой Windows, что я и сделал для пяти накопителей, однако далеко не все бенчмарки способны подружиться с подобным массивом — зависают, либо выдают весьма некорректные результаты. Мало того, работает такой массив весьма нестабильно — попросту разваливается. Поэтому результаты приведены лишь для Crystal Disk Mark, ATTO и AS SSD. Причём с последним это даже не с первой попытки удалось — Windows-массив разваливается на этом тесте.
Для RAID-массивов на платформе Intel использовался драйвер версии 12.9.0.1001, для AMD — 6.1.2.00005.
Futuremark PCMark7
AMD A78
Intel Z97
Отмечу, что с RAID0, собранным из пяти накопителей силами самой Windows, данный бенчмарк не «подружился».
Crystal Disk Mark
AMD A78
Intel Z97
Примечательно, но этом полностью синтетическом бенчмарке AMD на линейном чтении оказывается даже быстрее Intel.
А в случае массива из пяти SSD на Intel Z97, возможно, ограничителем стал способ создания массива.
ATTO
Для удобства сравнения я разобью скриншоты на две группы
AMD A78 5*SSD | 4*SSD
Intel Z97 5*SSD | 4*SSD
AMD A78 3*SSD | 2*SSD
Intel Z97 3*SSD | 2*SSD
В этой синтетике AMD на наиболее простых операциях также кое-где быстрее Intel.
AS SSD Benchmark
AMD A78
Intel Z97
Однако в тесте, более приближённом к реальности, расстановка сил меняется не в пользу AMD. Кстати, обратите внимание на объём массива, собранного силами Windows из пяти SSD, который определила AS SSD как равный объёму одного накопителя.
В заключении — тест RAID10 из четырёх накопителей на Intel Z97:
Ну и просто отмечу факт: драйвера AMD до сих пор не научились пропускать команду TRIM, тогда как у Intel как с двумя, так и с четырьмя SSD в массиве RAID0, нет никаких проблем с передачей этой команды от операционной системы к контроллеру накопителя.
Один KingFast F8 на линейном чтении спокойно выдаёт больше 500 Мбайт/с. Так почему прирост от построения RAID-массива нелинеен?
На самом деле ответ лежит на поверхности: на всех материнских платах обычного пользовательского класса RAID-массив является полу-программным (причём даже существует пренебрежительно-уничижительное название — FakeRAID) — значительная часть операций выполняется драйвером на центральном процессоре (что уже само по себе — ограничивающий фактор), поэтому, помимо передачи пакетов данных по интерфейсу, в случае организации RAID-массива возрастает объём служебного трафика. И, в какой-то момент интерфейс, связывающий чипсет с процессором, который и без того весьма «узкий» (об этом ниже), окончательно превращается в «бутылочное горлышко» системы. А ведь мы и так имеем и дополнительные задержки за счёт полупрограммного решения: система не пишет данные «вслепую» — ей нужно получать ответы от дисковой подсистемы, записаны ли данные, обрабатывать их и лишь после этого отправлять на запись новую «порцию» (а в случае массива — драйверу надо ещё дробить их на блоки). Это микродоли секунд, но они вносят свою лепту. А «толкотня» у ограниченного по пропускной способности интерфейса дополнительно увеличивает задержки.
Небольшое пояснение относительно AMD.
Многие слышали по HyperTransport, связывающую процессоры AMD и чипсеты. Всё верно, это действительно очень широкая по пропускной способности шина, однако связывает она северный мост (который на APU теперь просто находится под крышкой процессора) и сам процессор, а южный мост — связан с северным, а не с процессором напрямую, своей шиной и он ограничен именно ею, а не HT.
Роль интерфейса играют шины DMI2.0 у Intel и UMI 2.0 (либо Alink Express III) у AMD. Пиковая пропускная способность у обоих заявлена равной 2 Гбайт/с (маркетологи предпочитают суммировать «в обе стороны» и пишут 4 Гбайт/с, а иногда, для пущей красоты, пишут циферку в гигабитах, что дополнительно может запутать). Но это — именно пиковая пропускная способность, а реальная ниже — с учётом служебного «трафика». А добавить сюда USB, гигабитный сетевой контроллер и прочий «обвес»… В итоге на контроллер SATA остаётся 1.5-1.7 Гбайт/с. Это ещё в лучшем случае…
Кстати, физически DMI2.0 и UMI 2.0 являют собой слегка модифицированный интерфейс PCI-Express 2.0 x4.
Самое смешное, что топовый Intel X79 точно также связан с процессором DMI2.0. Вот вам и «элитарность» LGA2011…
Блок-диаграмма материнской платы Gigabyte GA-X79S-UP5-WIF на наборе системной логики Intel C606 Express (близок к Intel X79, фактически это он же, но с «легальными» SAS, у X79 оные отключены): восемь SATA, восемнадцать USB, два гигабитных сетевых контроллера, один PCI-E, один PCI, два 2 IEEE 1394a. В реальной жизни оно, конечно, будет работать — обычному пользователю этого, пока что, хватает с головой, но фактически, при желании, на полную мощность мы не сможем нагрузить одновременно даже десятую часть этих интерфейсов. К счастью, вроде как восемь SAS вынесены и работают отдельно на PCI-E x4 (хотя на блок-диаграмме Gigabyte не отражено).
И именно поэтому те шесть SATA3, которые поддерживают Z97, а также современные чипсеты AMD (A88X, A85X, A78, SB950), это лишь удобство сборки — пользователю нет нужды разбираться, в какой именно разъём SATA ему нужно подключать свежеприобретённый SSD. В остальном — голый маркетинг.
Ровно также окажется ограниченной эксплуатация PCI-E SSD в слотах, подключенных к чипсету материнской платы (и порты новомодного SATA-Express это также касается в полной мере — они тоже завязаны на чипсет), ведь с процессором связь всё также идёт через DMI2.0/UMI 2.0. Если для современных SSD в виде карт расширения, вроде используемого в этой статье Kingston или Plextor M6e это не так критично, потому что они физически являются устройствами PCI-E x2, то в последующем поколении, которое уже будет полноценным PCI-E x4, для получения полной скорости (а иначе за что деньги-то уплачены?) нужно будет внимательно относиться как к прочтению инструкции, так и к подбору материнской платы. Во всяком случае, современные матплаты LGA 1150/1155 FM2/FM2+/AM3/AM3+ попросту отпадают в большинстве своём (либо придётся использовать встроенное видео, а накопитель вставлять в слоты PCI-E, предназначенные виидеокартам). Исключением будут лишь некоторые весьма дорогие модели, где задействован специальный мост PLX для увеличения количества линий PCI-E от процессора, вроде ASUS Sabertooth 990FX/GEN3 R2.0 или ASRock Z87 Extreme11/ac — видеокартам 16-ти линий PCI-E 3.0, зачастую просто «за глаза» (если речь не идёт про SLI/CF-конфигурации из 3-4 топовых видеокарт), поэтому они могут «поделиться» частью пропускной способности этого интерфейса.
Однако нужно понимать один очень важный момент: подобные скорости попросту не нужны в современном компьютере.
Простой пример.
Микширование (не перекодирование, а просто пересборка) контейнера mkv (ролик Sintel разрешением 4k и объёмом 5.11 Гбайт) занимает:
— одиночный KingFast F8 — 41 секунда.
— RAID0 из двух SSD — 17 секунд
— RAID0 из трёх SSD — 13 секунд
— RAID0 из четырёх SSD — 12 секунд
Т.е. рост скорости дисковой подсистемы отнюдь не прямо пропорционален результату. А если к этому добавить кодирование видео? Нужен очень мощный процессор, чтобы раскрыть мощь RAID0 уже из трёх SSD, не говоря уже про четыре и больше…
А как дела обстоят с играми?
Я взял для теста всего одну игру, но весьма ресурсоёмкую — Train Simulator 2014 (Steam-версия). На обычном HDD порой приходится ждать порядка минуты для загрузки сценария игры.
— одиночный KingFast F8: первый запуск — 22 секунды, повторные запуски сценария — 17 секунд.
— RAID0 из двух SSD: 20 и 15 секунд соответственно;
Дальнейшее увеличение количества накопителей в массиве не даёт никакого ускорения загрузки вообще.
Общий итог будет довольно краток: к подобным скоростям не готова ни аппаратная инфраструктура (материнские платы, наборы системной логики), ни уровень производительности современных процессоров. Собственно, скорости современных SSD, даже работающих по-одиночке, уже не всегда есть, на что утилизировать, разве что для соревнований в бенчмарках.
И SATA-Express в нынешних условиях — это уже практически потолок нынешних систем, поэтому установка больше одного, максимум двух разъёмов этого (весьма бездарного по своим габаритам, кстати) интерфейса на материнских платах просто бессмысленна.
Intel и AMD придётся заняться куда более тяжким трудом, нежели нынешней переклейкой этикеток и объявлении старых продуктов новыми — модернизацией наборов системной логики, тем более учитывая то, что первая компания сейчас особенно сильно проявляет заинтересованность в продвижении M.2 и SATAe.
Хотя, я так думаю, скорее всего, модернизируют не чипсеты, а процессоры, добавив туда дополнительные линки PCIe специально для них — это и быстрее, и дешевле. А заодно — очередная замена процессорного сокета со всеми вытекающими полезностями, разумеется, для Intel и AMD. Готовьте кошельки ;)
Кстати, продаваемые в магазинах контроллеры, вроде этого
Являются точно такими же полу-программными решениями. Полноценные SATA-RAID-контроллеры, где на плате присутствует свой кэш, свой процессор и прочие необходимые «мелочи», стоят совсем иных денег, нежели те 300-700 рублей, что просят в магазинах за различные платы на контроллерах Silicon Image Sil3132, ORIENT J363SIR, Marvell 88SE9172 и тому подобных.
Контроллер SATA от Intel предлагает разный размер блоков при создании массива: от 4 до 128 Кбайт.
Размер блока по возрастанию слева направо: 4, 8, 16, 32, 64 и 128 Кбайт.
И размер этот — заметно влияет на уровень производительности: наилучшим, по крайней мере, в моём случае, является самый большой размер — 128 Кбайт. Результаты, кстати, повторяемы: действительно, размер блока в 64 Кбайт нарушает «линию» роста от меньшего к большему и оказывается хуже блока в 32 Кбайт.
Замечания можно высказать в специально созданной ветке Конференции, либо здесь же.
Спасибо.
P.S.
Написано практически на одном дыхании, поэтому просьба сильно не обижаться на грамматику и фразеологию.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Читайте также: