Тестирование SATA RAID-контроллеров

Сергей Пахомов

Введение

Методика тестирования

Выбор редакции

Результаты тестирования

Участники тестирования

   Adaptec 1210SA

   FastTrack S150 TX2plus

   ICH5R

   RocketRAID 1520

   RocketRAID 1542

   Sil 3112

В тестовой лаборатории «КомпьютерПресс» проведено тестирование шести SATA RAID-контроллеров, выполненных в виде отдельной PCI-карты или интегрированных на материнской плате компьютера. Тестировались SATA RAID-контроллеры: Adaptec 1210SA, FastTrack S150 TX2plus, RocketRAID 1520, RocketRAID 1542, Sil 3112 SataRaid и контроллер, интегрированный в южный мост ICH5R.

Введение

бъединение жестких дисков в RAID-массивы, изначально применявшееся лишь для серверных SCSI-дисков, постепенно завоевывает все большую популярность и на рынке домашних ПК. Доказательством тому является тот факт, что подавляющее большинство производителей материнских плат интегрируют RAID-контроллеры в свои продукты. Причем зачастую на одной материнской плате может быть установлено сразу несколько (два-три) RAID-контроллеров. Кроме того, недавно корпорация Intel выпустила новое поколение чипсетов i875P (Canterwood) и i865 (семейство Springdale) с новым южным мостом ICH5R (микросхема i82801ER), содержащим интегрированный двухканальный SATA RAID-контроллер. Поэтому можно говорить о том, что для современных ПК наличие RAID-контроллера постепенно становится своеобразным стандартом де-факто.

Но кроме RAID-контроллеров, интегрированных на материнские платы, производители предлагают также широкий спектр контроллеров, выпускаемых в виде отдельных PCI-плат.

С учетом того, что в настоящее время все большую популярность приобретает новый интерфейс SATA (все производители жестких дисков уже имеют в своем ассортименте модели с этим интерфейсом), актуально рассмотрение RAID-контроллера именно с SerialATA-интерфейсом. Как раз о таких SATA RAID-контроллерах и пойдет речь далее.

SATA RAID-контроллеры в настоящее время используются как в настольных ПК, так и в серверах начального уровня. Если говорят о настольных ПК, то, как правило, имеют в виду двухканальные SATA RAID-контроллеры. Ограничение числа каналов до двух связано с тем, что объединение в RAID-массив более двух дисков при использовании 32-битной 33-мегагерцевой PCI-шины просто нецелесообразно. Действительно, пропускная способность такой PCI-шины составляет 133 Мбайт/с. А вот при объединении в RAID-массив уровня 0 двух дисков с максимальной линейной скоростью чтения порядка 50-60 Мбайт/с в идеальном случае можно удвоить линейную скорость чтения, то есть сделать ее равной порядка 100-120 Мбайт/с. В этом случае пропускная способность PCI-шины практически сравнивается с производительностью RAID-массива и добавление еще одного диска в массив не принесет ожидаемого прироста производительности, поскольку узким местом в системе окажется сама PCI-шина.

Другое дело серверы, в которых присутствует полноразмерная (64 бит) 66-мегагерцевая PCI-шина с пропускной способностью 528 Мбайт/с. В таких системах возможно использование уже четырех-, шести- и даже восьмиканальных SATA RAID-контроллеров. Однако такие многоканальные контроллеры — это удел серверов, а для рабочих станций сегодня, как уже отмечалось, оптимальным является использование именно двухканальных SATA RAID-контроллеров.

Условно все SATA RAID-контроллеры можно поделить на два класса: контроллеры первого и второго поколений. Контроллеры первого поколения были популярны в переходный период, когда SATA-диски только начали появляться и фактически использовалась комбинация традиционного контроллера PATA (Parallel ATA) и моста, выполняющего преобразование PATA — SATA и обратное. За счет такого двойного преобразования производительность контроллеров первого поколения была не очень высока, хотя и сегодня такие решения еще встречаются. Контроллеры второго поколения — это так называемые истинные (native) SATA RAID-контроллеры. Именно такие контроллеры и принимали участие в нашем тестировании.

Распространенные в настоящее время двухканальные SATA RAID-контроллеры практически идентичны по своим функциональным возможностям. Почти все они поддерживают объединение дисков в массивы уровня 0 или 1. Исключение составляет лишь контроллер, интегрированный в южный мост ICH5R чипсетов семейств i865 и i875. Сегодня эти контроллеры допускают лишь создание массивов уровня 0. Однако, по заверениям компании Intel, в ближайшем будущем будет выпущен драйвер, в котором будет реализована поддержка RAID-массива уровня 1.

Впрочем, целесообразность использования RAID-массива уровня 1 для домашних ПК довольно сомнительна. Действительно, RAID-массив уровня 1, или, попросту, зеркалирование, обеспечивает надежность хранения данных, но за счет двойной избыточности. Вряд ли среди домашних пользователей ПК найдутся люди, готовые выложить лишнюю сотню долларов лишь за обеспечение надежности хранения данных. Другое дело RAID-массив уровня 0. Не обеспечивая надежности хранения данных (если выйдет из строя один из двух дисков, объединенных в массив, то вся информация пропадет), этот массив, тем не менее, позволяет существенно повысить производительность дисковой подсистемы; кроме того, объединение в массив двух дисков одинакового размера позволяет получить один логический диск в два раза большего объема. То есть RAID-массив уровня 0 можно рассматривать как решение, ориентированное именно на домашних пользователей, поскольку при этом достигается оптимальное сочетание цены и производительности.

Говоря о реализации RAID-массива уровня 0 в современных SATA RAID-контроллерах, отметим, что единственный настраиваемый параметр в данном случае — это размер страйп-блока. По умолчанию он равен 64 или 128 Кбайт, однако допускается использование и других значений. Многие RAID-контроллеры допускают установку значения страйп-блока до 2 Мбайт, но есть и исключения, как, например, Adaptec 1210SA, где максимальное значение страйп-блока составляет 64 Кбайт. Попутно отметим, что выбор того или иного значения страйп-блока — задача отнюдь не тривиальная. Все зависит от применяемых на ПК приложений. Так, в случае если преобладают мультимедийные приложения, более актуальным будет использование большого размера страйп-блока. Впрочем, реальная разница в производительности дисковой подсистемы при различных размерах страйп-блока не столь велика, чтобы этому уделять особое внимание. Да и типы используемых на ПК приложений, как правило, различны. Поэтому, на наш взгляд, лучше всего применять размер страйп-блока по умолчанию, то есть 64 или 128 Кбайт.

Методика тестирования

Для тестирования SATA RAID-контроллеров использовался ПК в следующей конфигурации:

• процессор: Intel Pentium 4 3,3 ГГц (800 FSB);

• материнская плата: Abit IC7-G;

• чипсет: Intel 875P (Canterwood);

• память: DDR400 (2х256 Мбайт) Kingstone;

• графический контроллер: MSI GeForce 4 Ti4800-SE8X;

• жесткие диски: два диска Western Digital WD360GD Raptor по 36,7 Гбайт, диск с операционной системой HITACHI Deskstar IC35L090AVV207 емкостью 80 Гбайт.

Из дополнительного ПО и драйверов устанавливались:

• Intel Chipset Software Utility Version 5.00.1012;

• Intel Application Accelerator 3.0 RAID Edition (версия драйвера RAID-контроллера 3.0.0.2344).

Тестирование проводилось под управлением операционной системы Windows XP Professional Service Pack 1. Кроме того, дополнительно устанавливались все HotFix SP2, доступные на момент проведения тестирования. Производительность дисковой подсистемы оценивалась с помощью утилиты IOmeter.

Утилита IOmeter является синтетическим тестом, что позволяет прецизионно настраивать тест на измерение производительности жестких дисков при выполнении ими специфических задач. Утилита работает с неразбитыми на логические разделы жесткими дисками, поэтому результаты тестирования не зависят от файловой структуры, а влияние операционной системы минимально.

При анализе дисковой подсистемы задействовался еще один жесткий диск HITACHI Deskstar IC35L090AVV207 емкостью 80 Гбайт. Собственно, на этот диск устанавливалась операционная система, а сам диск подключался к первичному IDE-каналу. Анализу же подвергались RAID-массив уровня 0, состоящий из двух SATA-дисков Western Digital WD360 Raptor, подключаемых к двум SATA-каналам RAID-контроллера. При конфигурировании RAID-массива размер страйп-блока устанавливался равным 128 Кбайт для всех адаптеров, за исключением Adaptec 1210SA, для которого был выбран максимальный размер страйп-блока, равный 64 Кбайт.

Утилита IOmeter позволяет создавать разнообразные модели доступа к дисковой подсистеме, причем для создания конкретной модели доступа возможно менять следующие параметры:

• размер запроса на передачу данных (Transfer Request Size);

• процентное распределение случайных/последовательных запросов (Percent Random/Sequential Distribution);

• процентное распределение операций чтения/записи (Percent Read Write Distribution);

• процент доступа по данному запросу (Percent of Access Specification);

• очередь запросов (# of Outstanding I/Os).

Для того чтобы более детально исследовать возможности дисковых подсистем при записи и чтении, изучались их возможности в режимах 100-процентно последовательного и 100-процентно случайного доступа при 100-процентном чтении и при 100-процентной записи, то есть в моделях доступа: Random Read, Random Write, Sequential Read и Sequential Write. Модель доступа Random Read характеризуется 100-процентно случайным чтением данных; модель доступа Random Write — 100-процентно случайной записью данных; модель доступа Sequential Read — 100-процентно последовательным чтением данных, а модель доступа Sequential Write — 100-процентно последовательной записью данных.

При использовании моделей доступа последовательного и случайного чтения/записи (Random Read, Random Write, Sequential Read и Sequential Write) размер запроса меняется от 512 байт до 256 Кбайт так, что размер каждого следующего запроса в два раза больше предыдущего. Поэтому результаты тестирования при использовании моделей доступа Random Read, Random Write, Sequential Read и Sequential Write представляются в виде графика зависимости скорости выполнения дисковых операций от размера запроса.

Для всех эмулируемых моделей доступа мы устанавливали глубину очереди операций ввода-вывода (# of Outstanding I/Os) равную 1, 2, 4, 8, 16 и 32. При этом отметим, что значение Outstanding I/Os от 1 до 4 является наиболее типичным, а значения 8, 16 и 32 относятся к сильной загрузке (стрессовый режим) дисковой подсистемы. Каждый тестовый прогон для отдельного размера запроса составлял 5 мин, а при учете количества различных размеров запроса и Outstanding I/Os весь тест длился непрерывно 20 ч.

Измеряемыми параметрами во всех тестах являлись скорость выполнения дисковых операций и степень утилизации центрального процессора. Исходя из этих значений для каждого контроллера рассчитывался индекс эффективной производительности как отношение скорости выполнения дисковых операций в мегабайтах в секунду (Мбайт/с) к утилизации процессора, выражаемой в процентах. Скорость выполнения дисковых операций и индекс эффективной производительности позволяют сравнивать контроллеры между собой. Единственной проблемой, возникающей при таком сравнении, является то обстоятельство, что при тестировании используются различные режимы приема/передачи данных, а также различные размеры запроса. Поэтому для расчета скорости выполнения дисковых операций и индекса эффективной производительности прежде всего рассчитывался средний по всем размерам запросов трафик по приему/передаче данных для каждого из четырех режимов доступа (последовательное чтение, последовательная запись, выборочное чтение, выборочная запись), а после этого производилось усреднение скорости выполнения дисковых операций по всем четырем режимам доступа. Аналогично рассчитывалась и средняя степень утилизации процессора. Именно эти усредненные значения скорости выполнения дисковых операций и степень утилизации процессора использовались для расчета индекса эффективной производительности контроллера.

Прежде чем переходить к рассмотрению результатов тестирования, остановимся на новых дисках WD360GD Raptor. Эти диски имеют интерфейс SATA и скорость вращения пластин 10 тыс. об./мин, а по производительности практически не уступают жестким дискам со SCSI-интерфейсом, характеризующимся такой же скоростью вращения (табл. 1).

Отметим, что компания Western Digital позиционирует данные диски как решения для серверов уровня предприятия, высокопроизводительных рабочих станций и систем хранения данных.

На плате диска можно заметить присутствие микросхемы 88i8030 производства Marvell, представляющей собой мост PATA — SATA, а это говорит о том, что электроника построена по традиционной PATA-схеме и лишь на выходе происходит конвертация в SerialATA-интерфейс.

Выбор редакции

о результатам проведенного тестирования мы попытались выбрать лучший по производительности двухканальный SATA RAID-контроллер. Выбор оптимального по соотношению цены и качества контроллера в данном случае невозможен, поскольку некоторые из тестируемых контроллеров были интегрированы на материнской плате и отделить их стоимость от общей стоимости платы практически невозможно.

Итак, знака «Выбор редакции» в номинации «Самый производительный SATA RAID-контроллер» были удостоены контроллер, интегрированный в южный мост ICH5R чипсета i875, и контроллер, построенный на чипе Sil 3112. Оба контроллера представляют собой интегрированное на материнской плате решение. Контроллер, интегрированный в южный мост ICH5R, показал наивысший результат по скорости чтения и записи, а контроллер, построенный на чипе Sil 3112, продемонстрировал наивысший индекс эффективной производительности.

Результаты тестирования

так, прежде чем переходить к рассмотрению результатов тестирования каждого из контроллеров в отдельности, остановимся на общих результатах (табл. 2).

Прежде всего отметим, что за редким исключением производительность всех контроллеров, то есть скорость выполнения ими дисковых операций, почти одинакова. Поэтому выбор лучшего контроллера скорее напоминает подведение итогов на спортивных соревнованиях, где победитель определяется по фотофинишу. В этом смысле для конечного пользователя выбор контроллера обусловлен скорее доступностью и ценой, нежели его абсолютной производительностью. Впрочем, говоря о том, что все контроллеры примерно одинаковы по своей производительности, стоит остановиться на одном исключении. Речь идет о контроллере RocketRAID 1520, у которого наблюдаются явные проблемы с режимом как последовательного, так и выборочного чтения. Скорость последовательного чтения у этого контроллера более чем в три раза ниже, чем у всех остальных контроллеров. Думается, что дальнейшие комментарии в данном случае излишни.

Другой важный вывод, который можно сделать на основании проведенного тестирования,  — это безосновательность мифа о том, что отдельные PCI-контроллеры лучше интегрированных решений. Это подтверждает и тот факт, что оба контроллера, удостоенные знака «Выбор редакции», представляют собой интегрированное на материнской плате решение. Как показывает практика (лучший критерий истины), интегрированные контроллеры не уступают ни по производительности, ни по функциональности своим PCI-собратьям. А с учетом того, что такие решения стоят дешевле, чем отдельные PCI-карты (если сравнивать суммарную стоимость материнской платы без интегрированного контроллера и PCI-контроллера со стоимостью материнской платы с интегрированным контроллером), для пользователя именно такие интегрированные решения наиболее оптимальны по соотношению цены и производительности.

Участники тестирования

Adaptec 1210SA

SATA RAID-контроллер Adaptec 1210SA (www.adaptec.com) представляет собой двухканальный контроллер с интерфейсом PCI (32 бит/66 МГц или 32 бит/33 МГц). Отличительной особенностью этого контроллера является его BIOS. Выполнен он в лучших традициях Adaptec, в стиле, характерном для «серьезных» SCSI RAID-контроллеров.

Контроллер позволяет конфигурировать SATA-диски в RAID-массив уровней 0 или 1 и JBOD (одиночные диски, объединяемые в один логический том). Поддерживается возможность создания загрузочных массивов, инициализация созданного массива в фоновом режиме, а также 48-битная адресация жестких дисков, что позволяет использовать диски объемом более 137 Гбайт. Среди поддерживаемых операционных систем отметим Windows XP, Windows 2000, RedHat и SuSE Linux. Для перечисленных ОС в комплекте с контроллером прилагается утилита управления и мониторинга RAID-массива  — Adaptec Storage Manager.

Построен контроллер Adaptec 1210SA на чипе SATALink SiI 3112 компании Silicon Image (www.silicomimage.com), представляющем собой двухканальный PCI-SATA хост-контроллер.

Пожалуй, единственный отмеченный нами недостаток контроллера Adaptec 1210SA заключается в том, что текущая версия BIOS не позволяет использовать размер страйп-блока более 64 Kбайт, что может незначительно отразиться на операциях последовательного чтения/записи при использовании мультимедийных приложений.

В целом же по результатам тестирования контроллер Adaptec 1210SA оказался в числе лидеров. Средняя скорость выполнения дисковых операций (усредненная по всем режимам доступа и размерам запросов) составила 37,31 Мбайт/с.

В режиме последовательного чтения (рис. 1) максимальная скорость выполнения дисковых операций составляет 107,8 Мбайт/с и достигается при максимальной глубине очереди задач (Outstanding I/Os = 32).

Рис. 1. Режим последовательного чтения для контроллера Adaptec 1210SA

Однако уже при глубине очереди задач равной 8 наблюдается тенденция к насыщению скорости чтения, поэтому при стрессовых нагрузках, когда Outstanding I/Os > 32, средняя скорость последовательного чтения не превысит 77 Мбайт/с.

Отметим также, что скорость последовательного чтения возрастает пропорционально размеру запроса при любой глубине очереди, достигая насыщения при размере запроса более 32 Кбайт. А при размере запроса более 128 Кбайт наблюдается даже спад скорости чтения.

В режиме последовательной записи (рис. 2) максимальная скорость выполнения дисковых операций составляет 105,6 Мбайт/с, причем зависимость от глубины очереди задач практически отсутствует. То есть при размере запроса более 64 Кбайт скорость последовательной записи одинакова для любой глубины очереди. По всей видимости, одной из причин такого поведения является то обстоятельство, что в данном случае начинает сказываться недостаточная пропускная способность PCI-шины (32 бит/33 МГц) равная 133 Мбайт/с.

Рис. 2. Режим последовательной записи для контроллера Adaptec 1210SA

В режимах выборочного чтения и записи (рис. 3, 4) зависимость скорости выполнения дисковых операций от размера запроса практически одинакова, причем зависимость от глубины очереди задач отсутствует, то есть при любой глубине очереди задач скорость выборочного чтения или записи одинакова для одного и того же размера запроса. Максимальная скорость выборочного чтения/записи достигается при максимальном размере запроса и составляет порядка 20-25 Мбайт/с, что характерно для всех контроллеров в режиме выборочного доступа.

Рис. 3. Режим выборочного чтения для контроллера Adaptec 1210SA

Рис. 4. Режим выборочной записи для контроллера Adaptec 1210SA

FastTrack S150 TX2plus

SATA RAID-контроллер FastTrack S150 TX2plus компании Promise Technology, Inc. (www.promise.com) имеет интерфейс PCI (32 бит, 33/66 МГц). Отличительной особенностью этого контроллера является наличие трех каналов: двух каналов Serial ATA150, к которым можно подключить два SATA-диска, и канала Ultra ATA133 с возможностью подключения еще двух дисков с интерфейсом Parallel ATA. Таким образом, всего к контроллеру можно подключить четыре жестких диска. Такое количество дисков позволяет создавать не только массивы уровней 0 или 1, поэтому производитель добавил в свой контроллер еще и уровень 0+1 (не считая JBOD, конечно). Уровень 0+1 — это комбинация уровней 0 и 1, которую можно построить минимум на четырех дисках. Для этого сначала создаются два массива уровня 0, которые зеркалируются друг на друга (уровень 1). Впрочем, комбинация дисков SATA и PATA для создания массива уровня 0 весьма сомнительна. Дело в том, что при создании RAID-массивов желательно использовать одинаковые диски, а в данном случае это просто невозможно. Кроме того, возникает дилемма, какие диски объединять друг с другом в RAID-массив уровня 0 — либо два PATA-диска в один массив и два SATA-диска в другой и зеркалировать эти массивы друг на друга, либо один PATA-диск объединять с одним SATA-диском в массив уровня 0 и, создав таким образом два массива уровня 0, зеркалировать их друг на друга. Оба эти решения имеют свои минусы. В первом случае получаемые массивы уровня 0 имеют разную производительность, поэтому при их зеркалировании общая производительность массива будет ограничена наименьшей производительностью диска. Во втором случае, хотя и получаются равные по производительности массивы уровня 0, объединение в единый массив дисков PATA и SATA приведет к тому, что производительность такого массива будет ограничиваться производительностью диска с наихудшими характеристиками.

Впрочем, вряд ли имеет смысл серьезно задумываться над возможностью создания массива уровня 0+1, поскольку избыточность такого массива слишком велика для обычного пользователя.

Из других возможностей контроллера FastTrack S150 TX2plus отметим поддержку создания загрузочных массивов, инициализации созданного массива в фоновом режиме и 48-битной адресации жестких дисков, что позволяет использовать диски объемом более 137 Гбайт. Среди операционных систем, под которыми работает данный контроллер,  — Windows 98/Me/NT 4/2000/XP, RedHat Linux, SuSE Linux.

Для перечисленных ОС в комплекте с контроллером прилагается утилита управления и мониторинга RAID-массива — Promise Array Management.

Построен контроллер FastTrack S150 TX2plus на чипе Promise PDC20371. К сожалению, какой-либо технической документации на данный чип найти не удалось, но, учитывая поддержку как Ultra ATA133, так и SATA 150, мы предположили, что это не истинный SATA-контроллер, а мост PATA-to-SATA. Впрочем, как показывают тесты, это никак не отражается на его производительности.

Настройки BIOS контроллера позволяют менять размер страйп-блока вплоть до 2 Мбайт (при тестировании использовался размер 128 Кбайт). В режиме последовательного чтения (рис. 5) максимальная скорость выполнения дисковых операций составляет 105,8 Мбайт/с и достигается она при максимальной глубине очереди задач (Outstanding I/Os = 32). Однако уже при глубине очереди задач равной 8 наблюдается тенденция к насыщению скорости чтения, поэтому при стрессовых нагрузках, когда Outstanding I/Os > 32, средняя скорость последовательного чтения не превысит 75 Мбайт/с.

Рис. 5. Режим последовательного чтения для контроллера FastTrack S150 TX2plus

Отметим также, что скорость последовательного чтения возрастает пропорционально размеру запроса при любой глубине очереди, достигая насыщения при размере запроса более 32 Кбайт.

В режиме последовательного чтения скорость выполнения дисковых операций зависит от глубины очереди задач. Однако при размерах запросов более 32 Кбайт эта зависимость исчезает и скорость чтения насыщается как по размеру запроса, так и по глубине очереди. Исключение составляет только глубина очереди равная 1 при которой скорость последовательного чтения достигает максимального значения лишь при размере запроса 256 Кбайт. В целом же максимальная скорость, равная 106 Мбайт/с, является очень высокой для режима последовательного чтения и ограничивается уже пропускной способностью самой PCI-шины.

В режиме последовательной записи (рис. 6) максимальная скорость выполнения дисковых операций составляет 101,4 Мбайт/с, причем, как и для большинства контроллеров, зависимости от глубины очереди задач практически нет. То есть при размере запроса более 64 Кбайт скорость последовательной записи одинакова для любой глубины очереди, за исключением Outstanding I/Os = 1.

Рис. 6. Режим последовательной записи для контроллера FastTrack S150 TX2plus

В режимах выборочного чтения и записи (рис. 7, 8) скорости выполнения дисковых операций практически равны при любом размере запроса, а зависимость скорости от глубины очереди задач несущественна. Максимальная скорость выборочного чтения/записи достигается при максимальном размере запроса и составляет порядка 15-30 Мбайт/с, что характерно для большинства контроллеров в режиме выборочного доступа.

Рис. 7. Режим выборочного чтения для контроллера FastTrack S150 TX2plus

Рис. 8. Режим выборочной записи для контроллера FastTrack S150 TX2plus

ICH5R

SATA RAID-контроллер, условно названный нами ICH5R, представляет собой контроллер, интегрированный в южный мост ICH5R (контроллер ввода-вывода) чипсетов семейств i865 и i875. Собственно, вариантов нового южного моста существует два: ICH5 (микросхема 82801EB) и ICH5R (микросхема 82801ER). В первом варианте южного моста отсутствует интегрированный RAID-контроллер, а во втором он имеется.

Главная отличительная особенность данного RAID-контроллера заключается в том, что никакого собственного BIOS он не имеет. Все настройки осуществляются через BIOS материнской платы, а для работы в среде Windows требуется установка Intel Application Accelerator 3.0 RAID Edition (версия драйвера RAID-контроллера 3.0.0.2344).

Другой отличительной особенностью является тот факт, что на данный момент в контроллере реализована только поддержка RAID-массивов уровня 0. Но, как уже отмечалось ранее, для домашних пользователей именно этот уровень является наиболее актуальным.

По результатам тестирования двухканальный RAID-контроллер ICH5R проявил себя с наилучшей стороны, продемонстрировав рекордную производительность во всех режимах доступа, что и послужило основанием для присуждения ему знака «Выбор редакции».

В режиме последовательного чтения (рис. 9) скорость выполнения дисковых операций возрастает пропорционально размеру запроса. При этом режим насыщения для различной глубины очереди достигается при различных размерах запросов. Так, если Outstanding I/Os > 16, то насыщение на уровне 108 Мбайт/с достигается уже при размере запроса 8 Кбайт. При глубине Outstanding I/Os = 4 насыщение достигается при размере запроса 32 Кбайт. Дальнейший рост скорости последовательного чтения ограничивается пропускной способностью PCI-шины.

Рис. 9. Режим последовательного чтения для контроллера ICH5R

Режим последовательной записи (рис. 10) мало чем отличается от режима последовательного чтения как по максимальной скорости, так и по характеру зависимости скорости от глубины очереди.

Рис. 10. Режим последовательной записи для контроллера ICH5R

Режимы выборочного чтения и записи (рис. 11, 12) для контроллера ICH5R ничем особенным не примечательны. Собственно, такое поведение характерно для большинства RAID-контроллеров: скорость доступа возрастает пропорционально размеру запроса, достигая наибольшего значения при максимальном размере запроса, а зависимость скорости доступа от глубины очереди практически отсутствует. Такое поведение объясняется достаточно просто — чем больше размер запроса, тем более последовательным становится характер доступа, что и объясняет зависимость скорости от размера запроса.

Рис. 11. Режим выборочного чтения для контроллера ICH5R

Рис. 12. Режим выборочной записи для контроллера ICH5R

RocketRAID 1520

Двухканальный SATA RAID-контроллер RocketRAID 1520 производства компании HighPoint Technologies (www.highpoint-tech.com), выполненный в виде отдельной карты с интерфейсом PCI, построен по двухкристальной схеме и, в отличие от большинства других рассмотренных нами контроллеров, не является истинным (native) SATA-контроллером.

Контроллер основан на чипе HPT372A, представляющем собой двухканальный контроллер параллельного интерфейса Ultra ATA133. В качестве преобразователя в интерфейс Serial ATA на контроллере RocketRAID 1520 используется чип 88i8030 компании Marvell.

Функциональные возможности контроллера стандартны. Так, поддерживаются 48-битная адресация, возможность создания массивов уровня 0, 1 или JBOD, а также создания загрузочных массивов.

BIOS контроллера RocketRAID 1520 имеет традиционный для чипов серии HPT37x вид: интерфейс интуитивно понятен и прост. Среди поддерживаемых операционных систем  — Windows 9x/Mе/NT 4.0/2000/XP, Red Hat, SuSE, Turbo, Caldera Linux и FreeBSD.

По своим функциональным возможностям контроллер не отличается от большинства других, чего нельзя сказать о производительности. В этом плане контроллер нас откровенно разочаровал. С режимом как последовательного (рис. 14), так и выборочного (рис. 15) чтения наблюдаются явные проблемы. Фактически, в режиме последовательного доступа скорость выполнения дисковых операций даже ниже, чем просто для одного диска, то есть весь смысл использования RAID-массива теряется. Максимальная скорость последовательного чтения не превышает 30 Мбайт/с. Думается, что комментарии здесь излишни.

Рис. 13. Режим последовательного чтения для контроллера RocketRAID 1520

Рис. 14. Режим последовательной записи для контроллера RocketRAID 1520

Рис. 15. Режим выборочного чтения для контроллера RocketRAID 1520

Рис. 16. Режим выборочной записи для контроллера RocketRAID 1520

В режимах последовательной (рис. 14) и выборочной (рис. 16) записи скорость выполнения дисковых операций хотя и существенно выше, чем в режиме чтения, но тоже невысока по сравнению с остальными контроллерами.

RocketRAID 1542

Еше один контроллер компании HighPoint Technology — это контроллер RocketRAID 1542. От всех протестированных нами контроллеров он отличается тем, что является четырехканальным SATA RAID-контроллером. Кроме двух внутренних SATA-каналов для подключения внутренних дисков, в нем имеются и два внешних SATA-канала, предназначенных для подключения внешних дисков. Эти внешние каналы, разъемы которых расположены на планке контроллера, называются e.SATA (external SATA). По своему виду разъемы e.SATA как две капли воды похожи на разъемы IEEE-1394.

Для того чтобы иметь возможность подключить по интерфейсу e.SATA внешние диски, потребуется особый Rack (к сожалению, адекватного русского термина не существует)  — RocketMate 1000. Данный Rack позволяет использовать только диски с PATA-интерфейсом, а соответствующий мост производит преобразование Parallel ATA — Serial ATA.

Контроллер RocketRAID 1542 построен на основе микросхемы HPT374, являющейся четырехканальным контроллером Ultra ATA133. Кроме того, в RocketRAID 1542 используются четыре микросхемы 88i8030 компании Marvell, выполняющие функции моста PATA — SATA, и соответственно данный контроллер не может быть отнесен к истинно SATA-контроллерам. Кроме того, при использовании внешних PATA-дисков происходит двойное преобразование: первоначально происходит преобразование PATA — SATA в RocketMate 1000, после чего уже в контроллере RocketRAID 1542 — преобразование SATA — PATA. Конечно, такая длинная цепочка преобразований не может не сказаться негативно на производительности дисковой подсистемы.

Другим негативным фактором RocketMate 1000 является непродуманная система теплоотвода. Как показывает практика тестирования, вследствие того, что жесткий диск расположен внутри RocketMate 1000, его работа в условиях интенсивной нагрузки приводит к быстрому перегреву. Это одна из причин того, что нам не удалось провести до конца ни одного теста с использованием утилиты IOmeter. Примерно через 5 мин интенсивной работы диска он перегревался и вся система зависала.

Еще одним отличием контроллера RocketRAID 1542 является поддержка интерфейса PCI 32 бит/33 МГц. Казалось бы, что в данном случае особенного, ведь и все остальные контроллеры поддерживают данный интерфейс? Но все остальные контроллеры являются двухканальными, а не четырехканальными. Для двух каналов пропускной способности PCI-шины 32 бит/33 МГц вполне достаточно (133 Мбайт/с), а вот для четырех дисков, подключаемых к четырем SATA-каналам, этого явно маловато. Поэтому создание RAID-массивов из четырех дисков хотя и возможно, но крайне сомнительно.

Среди поддерживаемых уровней RAID-массива реализованы уровни 0, 1, 0+1 и JBOD. Впрочем, целесообразность использования уровня 0+1 в подобных системах уже комментировалась нами при обсуждении контроллера FastTrack TX2plus.

Как и для всех RAID-контроллеров, в RocketRAID 1542 реализованы 48-битная адресация (то есть возможность использования дисков размером более 137 Гбайт), создание загрузочных RAID-массивов, фоновая инициализация массивов.

Среди поддерживаемых ОС традиционно широкий спектр Windows-систем: Windows 9x/Mе/NT 4.0/2000/XP. Также поддерживаются другие ОС: RedHat, SuSE, Turbo, Caldera Linux и FreeBSD.

По результатам тестирования (рис. 17, 18, 19, 20) в различных режимах доступа контроллер RocketRAID 1542 проявил достаточно среднюю производительность. Интересно отметить, что по сравнению с контроллером RocketRAID 1520 скорость выполнения дисковых операций в режиме последовательного чтения оказалась почти в три раза выше. Во всех остальных режимах скорость выполнения дисковых операций практически такая же, что и для контроллера RocketRAID 1520.

Рис. 17. Режим последовательного чтения для контроллера RocketRAID 1542

Рис. 18. Режим последовательной записи для контроллера RocketRAID 1542

Рис. 19. Режим выборочного чтения для контроллера RocketRAID 1542

Рис. 20. Режим выборочной записи для контроллера RocketRAID 1542

Sil 3112

SATA RAID-контроллер, который мы условно назвали Sil 3112, — это двухканальный контроллер, интегрированный на материнской плате ABIT IC7-G.

Подобно контроллеру Adaptec 1210SA, интегрированный контроллер построен на чипе SATALink SiI 3112 компании Silicon Image (www.silicomimage.com), представляющем собой двухканальный PCI-SATA хост-контроллер.

Как и следовало ожидать, производительности обоих контроллеров (интегрированного и выполненного в виде PCI-карты) близки друг к другу. Впрочем, в них используются различные драйверы и BIOS. Так, в случае интегрированного контроллера возможна установка страйп-блока до 2 Мбайт. В остальном возможности обоих контроллеров схожи. Контроллер Sil 3112 позволяет конфигурировать SATA-диски в RAID-массив уровней 0 или 1 и JBOD, поддерживается возможность создания загрузочных массивов, инициализация созданного массива в фоновом режиме, а также 48-битная адресация жестких дисков, что позволяет использовать диски объемом более 137 Гбайт.

Режимы последовательного и выборочного доступа (рис. 21, 22, 23, 24) вполне типичны. Собственно, трудно что-либо добавить к тому, что уже было сказано в отношении других контроллеров. Единственное, что выделяет этот контроллер из общего ряда, — это то, что при высокой скорости выполнения дисковых операций наблюдается низкая степень утилизации процессора. Поэтому данный контроллер имеет наивысший индекс эффективной производительности, что и позволило ему выйти в число рекордсменов и получить знак «Выбор редакции».

Рис. 21. Режим последовательного чтения для контроллера Sil 3112

Рис. 22. Режим последовательной записи для контроллера Sil 3112

Рис. 23. Режим выборочного чтения для контроллера Sil 3112

Рис. 24. Режим выборочной записи для контроллера Sil 3112

КомпьютерПресс 8'2003