Raid 0 SSD есть ли смысл?

RAID из SSD

Интегрированные RAID контроллеры сейчас присутствуют на любой уважающей себя системной плате. Это подталкивает нас к возможности по увеличению производительности дисковой системы путем сбора массива RAID 0 из пары SSD. Давайте рассмотрим масштабируемость данного решения ssd raid с использованием накопителя Kingston HyperX 3K.

Параметры и внешний вид

Распараллеливание нагрузки и дублирование устройств является достаточно популярной темой на современных компьютерных рынках. Разработчики производят создание видеоподсистем, где есть 2-е графические карты или больше. Пользователи, которым нужна непревзойденная вычислительная техника, делают ставки на многопроцессорные рабочие станции.

Данный подход можно использовать в отношении дисковой подсистемы. Достаточно простым способом по увеличению скорости ее работы будет формирование RAID массива из двух или большего числа жестких дисков.

В массивах с чередованием 0 уровня (stripe) предполагается дробление на небольшие равные части всей сохраняемой информации. Эти части распределяются по разным физическим накопителям.

Еще несколько лет назад RAID массивы, которые состояли из механических традиционных жестких дисков, являлись обязательными атрибутами в высокопроизводительном компьютере. Затем подобные многодисковые конфигурации не выдержали конкуренции с твердотельными накопителями. SSD предложили более высокую производительность без использования подобных ухищрений.

Проверенная временем технология не утратила собственного значения. Сейчас RAID массивы собираются на основе SSD. Данной возможностью пользуются те энтузиасты, которым кажется малой скорость представленных твердотельных накопителей на рынке.

Внимание к RAID массивам вернулось из-за появления непреодолимой преграды в развитии потребительских SSD – используемый ими интерфейс. В широко распространенном интерфейсе SATA3 имеется пропускная способность, которая ограничена показателем 6 Гбит/с. Потенциал этого интерфейса современными твердотельными накопителями уже почти полностью исчерпан.

Пока только в отдаленной перспективе виден выход на переход к более скоростным интерфейсам типа PCI Express или SATA Express. Поэтому оптимальным и единственным путем к получению более высокой производительности, чем конфигурация SSD с SATA 6 Гбит/с, будет применение RAID массивов.

Собирать их требуется на основе обычных твердотельных массовых накопителей. Сейчас повсеместно распространены RAID контроллеры. Их встраивают в огромнейшее количество наборов системной логики. Для сборки RAID массивов не потребуется никакое специальное оборудование, кроме нескольких SSD.

Немного про RAID 0 из SSD

Если говорить про улучшение производительности дисковой системы, то имеются в виду RAID массивы 0 уровня. Они собираются из двух накопителей, как самые распространенные и простые. Подобные массивы наиболее подходящие для работ по максимизации быстродействия.

При помощи разбиения данных на блики с фиксированной длиной и чередовании дисков для их хранения, обеспечивается получение кратного роста производительности. При этом надежность хранения данных снижается. Выход из строя одного из дисков приведет к потере всей информации.

Суммарная емкость RAID 0 массива равняется сумме объемов накопителей, которые входят в него. Для его создания можно применять 2, 3 или большее число дисков. Из-за отсутствия потерь в емкости и явного масштабирования, RAID 0 остается наиболее популярным видом RAID массива.

Большинство системных плат в ценовой категории среднего и высшего уровня поддерживают массивы RAID 0 уровня. Наиболее лучшим вариантом для создания RAID 0 из SSD будут системные платы, созданные на базе чипсетов Интел последнего поколения.

Преимущества Intel Z87, B87 и H87:

1. Поддержка более двух SATA портов 6 Гбит/с.
2. Работа с помощью драйвера Intel Rapid Storage Technology (RST).

Данный драйвер отличается специальной оптимизацией для массивов RAID 0 из SSD. Сейчас предлагаются уникальные возможности драйвера:

1. Поддержка TRIM команды.
2. Наличие прямого доступа к накопителям у обслуживающих и диагностических утилит, которые входят в массив.

Ни в каких иных контроллерах подобной функциональности нет. В остальных платформах массив RAID в системе представляется как виртуальный физический диск, где нет доступа к SSD, входящим в него.

При сборе массива RAID 0 с применением встроенных контроллеров Intel чипсетов 8-ой серии, нет надобности в беспокойстве про относительную деградацию SSD, когда они переходят из нового в использованное состояние. Здесь не теряются возможности по наблюдению за физическим состоянием накопителей, входящих в массив. Это имеет огромное практическое значение.

К наибольшей неприятной черте массива с чередованием относится более низкая надежность, чем у одиночных SSD. Если выходит из строя один накопитель, то теряется весь массив целиком.

Современные флеш-диски имеют обширные средства самодиагностики. Им сообщается набор S.M.A.R.T параметров, который обеспечивает хорошую достоверность слежки за здоровьем и жизненным циклом. Имеющаяся возможность в Intel RST по обращению к S.M.A.R.T, находящихся в массиве накопителей, будет достаточно полезной. Это сможет предотвратить сбои и потерю данных, а также будет простым способом самоуспокоения.

Выбор SSD для RAID: Kingston HyperX 3К

Если учитывать особенности массивов с чередованием, то наиболее логичным выбором для них будут стабильные и испытанные SSD. От данных накопителей не будет никаких неприятных сюрпризов. Подобных вариантом не очень много. При проведении непрерывной слежки через S.M.A.R.

T за состоянием работы флеш-памяти, не гарантируются отказы SSD, которые происходят из-за ошибок в прошивках и контроллерах. Наилучшим выбором для RAID массивов будут те твердотельные накопители, которые на рынке представлены достаточно продолжительное время.

Важно, чтобы они были проверенными на практике в надежности, а производители могут проявившиеся проблемы исправить.

Флеш-диски с SF-2281 контроллерами отличаются следующими важными преимуществами:

1. Набор S.M.A.R.T параметров у подобных моделей достаточно подробен и сильно превосходит параметры других SSD. Это помогает получить про состояние флеш-памяти доскональную картину.
2. Мощнейший набор технологий (в частности, RAISE и DuraWrite), которые ориентированы на продление долговечности флеш-памяти.

По параметрам надежности в категории потребительских SSD, они относятся к наиболее лучшим вариантам.

Важно отметить ценовой аспект. Твердотельные накопители с SandForce контроллерами сейчас подешевели, что повышает их привлекательность. Они имеют производительность, далекую от лидирующих позиций, но для массивов RAID с чередованием не столь необходимы быстродействующие SSD. В данных конфигурациях несет ответственность за высокие показатели производительности контроллер SATA.

Если выбирать из большого количества поставщиков SSD, имеющих базу на SF-2281 контроллере, то остановится необходимо на самых авторитетных и крупных. Для кого-то предпочтительными будут твердотельные Intel накопители, кому-то подойдут Kingston HyperX 3K флеш-приводы по более низкой цене. Серия накопителей Kingston HyperX 3K является отличным решением на базе SandForce контроллеров второго поколения. Флеш-приводы данной серии отличаются высокой надежностью сборки и привлекательным внешним видом.

Модель Kingston HyperX 3K с показателем емкости 480 Гб является заметно медленней, чем 240-гигабайтная модификация. SF-2281 контроллер показывает наивысшую производительность при четырехкратном чередовании NAND устройств в каждом канале.

Восьмикратное чередование, нужное для получения емкости 480 Гб, будет вносить некоторые задержки. Использование флеш-памяти с Toggle Mode интерфейсом усугубило данный момент.

Модель Kingston HyperX 3K на 240 Гб стала немного быстрее, чем предшественница с памятью Intel, но 480-гигабайтная модификация потеряла в показателях быстродействия.

Накопители, основанные на SandForce контроллерах, и не кажутся свежим решением, но они неплохо подходят для RAID массивов. Данные SSD очень надежны и всесторонне проверенные. Они имеют достаточно привлекательную цену. Показатели производительности показывают, что массив из двух приводов SandForce уровня RAID 0 даст фору любым однодисковым конфигурациям. Быстродействие последовательных операций не ограничивается 6 Гбит/с – полосой пропускания интерфейса SATA.

Источник: https://HDDiq.ru/nas-i-raid-massivy/ssd-raid

10 советов по работе с RAID-массивами. Информация к размышлению

Перед тем, как вы надумаете строить RAID вы должны знать возможности вашего оборудования

• Вам нужно найти баланс между ёмкостью массива и его производительностью
• Ваш бюджет. Сколько нужно потратить на организацию бекап-сервера
• Какой уровень RAID выбрать, учитывая операции чтения/записи.  Если у вас больше операций чтения в таком случае  уровень RAID5/RAID6 вполне вас устроит. Если предполается активное использование операций случайной записи, однозначно вам нужен RAID10
• Для быстрого расчета разных вариантов RAID воспользуйтесь RAID-калькулятором

Треугольник RAID

Основными факторами определяющими будущий уровень массива являются:

• скорость
• цена
• отказоустойчивость

 В итоге отношение этих трёх факторов даёт нам три возможных варианта нужного уровня рейд

• скорость и отказоустойчивость — RAID1+0
• скорость и небольшие затраты с потерей отказоустойчивости — RAID0
• отказоустойчивость и небольшие затраты — RAID5, RAID6

Может показаться, что для RAID5, RAID6 нужно вложить больше денег, однако итоговая ёмкость массива при том же количестве дисков, что и в RAID1+0 будет больше. А это может стать определяющим фактором

Действительно ли вам нужен RAID0?

Перед тем как строить RAID0 на шпиндельных дисках обратите внимание на диски SSD. В зависимости от ваших потребностей вам может быть выгоднее купить один диск SSD, чем пару шпиндельных дисков с 7200rpm. С другой стороны если вы планируете высокоёмкостный массив и важно, чтобы был быстрый доступ к данным, то лучше смотреть в сторону шпиндельных дисков с 10000rpm в качестве кандидатов. Разница в цене между одним SSD и парой шпиндельных дисков может быть достадочно большой

Таким образом стоимость высокоёмкостного массива RAID0 или даже RAID10 на базе шпиндельных дисков будет значительно меньше. И большинстве случаев такой RAID вполне способен удовлетворить ваши потребности. Если же вам не нужен такой большой массив, то лучше взять один SSD вместо RAID0 или два SSD в RAID1 вместо RAID10. Кроме того минимальное время доступа таких RAID не уменьшается. Именно поэтому на сегодняшний день SSD будет лучшим выбором

RAID5 или RAID6?

Если вы планируете строить RAID5 общей ёмкостью более 15Тб, то лучшим решением будет всё же RAID6

Почему?

Известно, что RAID5 остаётся работоспособным если из строя вышел один диск. Если вышло два диска — вы потеряли данные. Для того, повысить оперативность восстановления массива и минимизировать возможность двойного вылета дисков необходимо использовать диск горячей замены (hot spare).

Теперь в случае вылета одного диска, контроллер автоматически подхватит диск hot spare и начнёт восстановление массива. При этом существует возможность возникновения ошибки при считывании данных с уцелевших дисков, и вероятность возникновения такой ошибки тем больше, чем больше дисков в массиве.

RAID6 в этом смысле более надёжен

Горячая замена (hot spares)

Резервный диск hot spare является хорошим дополнением к отказоустойчивости массива повышая его надёжность. Если вылетел один из дисков в отказоустойчивом массиве (RAID1, RAID10, RAID5 или RAID6) массив стал уязвим.

В таком случае вам нужно физически вытащить сбойный диск и на его место установить новый. Только после этого начнётся перестройка массива. Наличие диска hot spare позволяет контроллеру немедленно приступить к восстановлению, без вторжения со стороны администратора.

Чем больше дисков в вашем массиве, тем больше вероятность того, что вам потребуется hot spare диск

Технология hot spare особенно эффективна, когда единственный диск hot spare доступен для нескольких массивов. Например в восьмидисковом NAS лучше построить RAID6, чем RAID5.

Потому что в случае с RAID5 диск hot spare работает вхолостую ожидая своей участи, в то время как его лучше использовать в RAID6, что сделает операции чтения эффективнее и массив более отказоустойчивым.

С другой стороны при наличии двух массивов RAID5 диск hot spare одинаково быстро доступен для любого из них, тем самым сокращая и без того немалые расходы

Программный RAID все-таки жив

Не недооценивайте реализацию RAID средствами ОС

• такой RAID обеспечивает аналогичную, а может даже лучшую надёжность, по ставнению с интегрированими контроллерами начального уровня. Он также более надёжен, чем тот же RAID построеный на базе pci-raid-контроллера за 20$
• RAID средствами ОС легче перенести с сервера на сервер. Нет риска в длительном простое, пока вы купите новый аналогичный контроллер на замену вышедшему из строя. Ему не нужны драйвера pci-raid-контроллера. Вы просто переносите диски на новое железо и всё
• в случае с RAID0, RAID1, RAID10 у pci-raid-контроллера нет особых преймуществ, потому что он не занимается вычислительними операциями. Я не умаляю возможности pci-raid-контроллера работать с кешем записи, но для этого он должен комплектоваться BBU
• потому многие современные NAS для домашнего пользования и малого бизнеса используют програмный RAID

Побочный эффект такого RAID:

• нет гарантий в надёжной загрузке системы
• значительное падение производительности сервера во время перестройки массива

Тестирование RAID

Свежепостроеный отказоустойчивый массив (RAID1, RAID10, RAID5, RAID6) нуждается в тестировании для того,  чтобы знать как поведёт себя RAID в случае отказа одного из дисков

• если ваше устройство поддерживает hot swap, вытягивайте любой диск на живой системе
• если устройство не поддерживает hot swap, вытягивайте диск только после выключения устройства

После этого вы должны убедиться, что работающая система ведёт себя ожидаемым образом, массив доступен, есть возможность записывать и считывать данные. Желательно, чтобы вы получали уведомления о нештатной ситуации на мейл или по SMS. Средствами ПО контроллера проверьте определяется ли порт контроллера со сбойным диском. После этого отключите UPS от сети, через определённый период времени система должна корректно завершить работу

Тестирование лучше проводить до ввода в устройства эксплуатацию, чтобы вы знали как реагировать если что. Да и лишняя головная боль вам ни к чему если вдруг что-то пойдет не так

Предупреждение №1 — Бекапы

Даже если у вас отказоустойчивый RAID — бекап обязателен!  Отсутствие политики резервного копирования является самой худшей, и к сожалению наиболее распостранённой ошибкой системных администраторов.

Зачастую они думают «У меня есть отказоустойчивый RAID найлучшего производителя, мы потратили на него денег столько, что можно купить небольшой автомобиль, всё просто обязано быть надёжно. Мне не нужны бекапы«.

И хотя RAID в определённой мере страхует данные от уничтожения, возможны ситуации в которых он вам уже не поможет:

• выход из строя RAID-контроллера, сопровождается как правило простоем пока купят аналогичный, а если такого нет впереди как правило бессоная ночь с восстановлением данных
• выход из строя большего числа дисков, чем это допустимо
• намеренное или случайное удаление или искажение пользователем рабочих файлов
• пожары, наводнения и прочий форс-мажор
• да мало ли что еще может быть

Бекап, бекап и еще раз бекап. В свете выше сказаного шутка «Бекап бекап-сервера» уже не выглядит смешной. Идеально, если есть возможность дополнительно делать бекапы на удалённый сервер

Предупреждение №2 — Мониторинг состояния RAID

Всегда на замену должны быть диски нужного размера, всегда! Должен быть квалифицированный человек которорый сможет выполнить замену дисков для восстановления массива. Время реакции на возникшую проблему должно быть минимальным, иначе вы рискуете не пережить следующий подобный отказ. Но всё дело в том, что вы не будете знать когда нужно предпринимать экстренные меры если у вас не будет системы мониторинга

• регулярная проверка SMART параметров дисков
• очень желательно, чтоб ваш RAID-контроллер умел scrubbing. Scrubbing работает в моменты простоя считывая и контролируя характеристики чтения, что даёт вам возможность узнать о потенциальных сбойных секторах раньше, чем они появятся реально
• любое необъяснимое падение производительности может означать проблемы с диском

Если из отказоустойчивого массива, например RAID5, вылетел диск, вы его меняете да и делу конец. А если вылетел контроллер или при операциях с RAID’ом вами допущена ошибка или повреждена конфигурация RAID? В таких случаях без специальных програм восстановления данных не обойтись, например ReclaiMe Free RAID Recovery. Важно сохранить последовательность дисков в массиве.

Восстановление желательно проводить на том же сервере. С этого момента то, что у вас осталось должно работать в режиме «только для чтения«. Это значит, что перед восстановлением вам нужно создать образ оставшегося массива и в дальнейшем работать с ним во избежание окончательной потери данных.

Эти файлы-образы являются дополнительным слоем безопасности на этом этапе, хотя на их создание нужно дополнительное время

Помните, что образы нужно сохранить на другой диск

И на десерт — ошибки raid5 не подлежащие восстановлению

Существует один известный и широко обсуждаемый вопрос относительно RAID5.

При вылете одного из дисков, во время перестройки массива есть вероятность потерять все данные, если на одном из оставшихся дисков возникнет «непоправимая ошибка чтения (URE)». Эта ошибка встречается достадочно редко, но наличие современных массивов огромного размера наводит на мысль о том, что врядли есть возможность прочитать весь массив без ошибок

В интернете есть много расчётов показывающих, что вероятность поймать такую ошибку равна 50% на массиве 12Тб (6×2Тб) RAID5. Выглядит он следующим образом:

p — вероятность того, что бит диска не будет прочитан

q = 1 — p вероятность того, что бит диска будет прочитан

Для того, чтобы восстановить массив из N дисков по C терабайт каждый, нужно считать C*(N-1) данных. Число бит которые необходимо считать определяется формулой

b = C * (N-1) * 8 * 1012

Вероятность перестройки массива с удачным исходом определяется формулой

 P = qb

Значение URE производителяВероятность краха приперестройке массива 6×2Тб

10-14	~55%
10-15	~10%
10-16	~0%

Эти расчёты выставляют проблему в худшем свете, чем это есть на самом деле и основаны они на несколько наивных утверждениях:

• сбойные биты встречаются через одинаковые промежутки времени и расположены равномерно по всем дискам массива
• единственная ошибка считывания во время перестройки массива убивает весь массив

Но оба эти утверждения не соответствуют дейтвительности, что делает рузультаты вычислений абсолютно бесполезными.  Кроме того сама идея учёта ошибоксчитывания на по-битном уровне кажется сомнительной, учитывая то, что блочные устройства не могут считывать меньше, чем 512 байт данных за одну транзакцию

Таким образом утверждение в начале этого раздела может быть переопределено в нечто более практичное

Существует 50% вероятность того, что невозможно будет перестроить массив RAID5 ёмкостью 12Тб

Тоже самое можно сказать иначе

Если у вас есть 10Тб массив уровня RAID0, то существует вероятность 50%, что вы не сможете прочитать данные даже если вы их записали мгновение тому назад1

Тем не менее никто не говорит о том, что RAID0 мёртв. Выше сказанное можно переформулировать  по-другому

Существует 50% вероятность того, что диск не сможет непрерывно, в течении 30 часов выполнять последовательно операции чтения«2

Подобные утверждения не могут быть правдой

перевод Александр Черных
системный администратор

__________________

1 Предполагается, что массивы используют диски по 2Тб и данные хранящиеся в массиве — одинаковы
2 30 часов — предположительное время чтения данных с массива 10 Тб со скоростью 100Мб/сек

Источник: https://4admin.info/10-%D1%81%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B2-%D0%BF%D0%BE-%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B5-%D1%81-raid-%D0%BC%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BC%D0%B8/

SSD в RAID 0 — ускоряем компьютер на ровном месте в несколько раз

В этой статье не будет сложных технических терминов и запутанных описаний настроек БИОС (UEFI) — просто поделюсь личным опытом объединения двух дисков SSD в RAID 0 (это волшебный скоростной дисковый массив повышенной производительности), расскажу о целесообразности такого шага, моих впечатлениях и конечно же, произведу замер итоговой скорости работы всего этого «безобразия».

Два SSD в массив RAID 0

Давно хотел провести эксперимент по подключению нескольких (хотя бы двух) ssd в дисковый массив raid 0, но всё не было повода и особой надобности в покупке «лишних» быстрых накопителей информации для компьютера. Буквально три дня назад этот повод нашёлся сам собой, наконец-то.

В одном из наших семейных компьютеров (любимой жены) скоропостижно скончался, прослуживший пять лет, шустрый концентратор фоточек, музычки, фильмов, непонятных программ и файликов — ssd-диск HyperX 3K 120 ГБ.

Ещё бы, заставить накопитель в компьютере «летать» в два раза быстрее помимо его воли и возможности — это, я Вам скажу, очень поднимает настроение и вызывает бурю эмоций. Энтузиасты-оверлокеры меня поймут, хоть для них такой способ разгона компьютера на ровном месте уже давно пройденный этап и обычное дело.

Что такое RAID 0

Для начала разберёмся, что это за массив дисков такой сказочный. Вот, что нам говорит Википедия о самой технологии RAID…

…а вот определение именно для нулевого массива дисков…

…

…

Полезная дополнительная информация на сайте:

Проще говоря, это одновременное подключение двух накопителей к материнской плате и эмуляция их в один диск. Обмен данными с таким союзом происходит в два потока (если используется пара дисков). Эти самые данные делятся «на лету» на две части и параллельно одновременно записываются в массив дисков (или считываются с него).

Как работает массив дисков

Такую связку можно сделать и из обычных жёстких дисков (тоже повысится скорость считывания/записи данных), но парочка SSD в дисковом массиве RAID 0…

…да ещё и с подключением через двойной интерфейс SATA3 (2 х 6 Гб/s)…

Ещё полезная дополнительная информация на сайте:

Это особый и не слишком дорогой кайф!

Таким образом можно добиться ускорения работы дисковой системы компьютера в несколько раз (обычно это самое слабое звено в цифровой машине у большинства пользователей), даже вопреки ограниченным физическим возможностям одного отдельного ssd-диска.

Получается невероятная вещь — купив вместо одного SSD-диска на 240 Гб (с максимальной скоростью чтения данных 550 МБ/с и записи 460 МБ/с) два точно таких же, но по 120 Гб каждый (всего на 5 $ дороже в сумме), получаем массив дисков RAID 0, который операционная система видит одним накопителем…

…и работающий гораздо быстрее своего одинокого коллеги (чтение данных — 761 МБ/с и запись — !!!986 МБ/с!!!). Не верите? Вот мой личный замер скорости этой связки в программе CrystalDiskMark…

Да, такие позитивные обои я установил жене на рабочий стол

Источник: https://OptimaKomp.ru/ssd-v-raid-0-uskoryaem-kompyuter-na-rovnom-meste-v-neskolko-raz/

RAID 0 из SSD: Два Kingston HyperX 3K 240 Гбайт против HyperX 3K 480 Гбайт

Дублирование устройств и распараллеливание нагрузки — достаточно популярная тема на современном рынке персональных компьютеров. Энтузиасты нередко прибегают к созданию видеоподсистем, в которых используется две графических карты или больше, а те пользователи, которые нуждаются в непревзойдённой вычислительной производительности, зачастую делают ставку на многопроцессорные рабочие станции.

Подобный подход можно применить и в отношении дисковой подсистемы: достаточно простой способ увеличения скорости её работы — это формирование RAID-массива из пары (или большего количества) жёстких дисков. Массивы с чередованием уровня 0 (stripe) предполагают дробление всей сохраняемой информации на небольшие равные части, которые равномерно распределяются по нескольким физическим накопителям.

И в теории, за счёт параллельного выполнения дисковых операций одновременно с несколькими накопителями, скорость работы такой системы по сравнению с одним диском может быть повышена в несколько раз.

Всего несколько лет тому назад RAID-массивы, составленные из традиционных механических жёстких дисков, были одним из обязательных атрибутов высокопроизводительного компьютера.

Впоследствии такие многодисковые конфигурации были постепенно вытеснены твердотельными накопителями, которые смогли предложить существенно более высокую производительность и без подобных ухищрений. Однако старая и проверенная временем технология своего значения не утратила.

Сегодня RAID-массивы становится принято собирать уже на основе SSD: к этой возможности прибегают те энтузиасты, которым скорости имеющихся на рынке твердотельных накопителей кажется маловато.

Внимание к RAID-массивам вернулось в первую очередь из-за того, что развитие потребительских SSD на данный момент упёрлось в непреодолимую преграду — используемый ими интерфейс.

К сожалению, широко распространённый SATA3-интерфейс обладает пропускной способностью, ограниченной величиной 6 Гбит/с, и её потенциал современные твердотельные накопители уже практически полностью исчерпали.

Напрашивающийся выход из сложившейся ситуации — переход на более скоростные интерфейсы вроде SATA Express или PCI Express — пока видится лишь в отдалённой перспективе.

Поэтому единственным путём получения более высокой, чем могут обеспечить SSD с интерфейсом SATA 6 Гбит/с, производительности является использование RAID-массивов, собранных на основе обычных массовых твердотельных накопителей. К счастью, RAID-контроллеры сегодня распространены повсеместно: они встраиваются в подавляющее большинство наборов системной логики. Поэтому для сборки RAID-массива не требуется никакого специального оборудования, кроме, естественно, нескольких SSD.

В этом материале мы посмотрим на то, какой прирост дисковой производительности можно получить сегодня, если вместо одного SSD установить в свой компьютер пару твердотельных накопителей. Компания Kingston любезно согласилась предоставить нам на тесты два 240-гигабайтных и один 480-гигабайтный SSD своей флагманской серии HyperX 3K, что и дало возможность прямого сравнения RAID 0-массива из двух дисков с одиночным накопителем.

⇡#Немного о RAID 0 из SSD

Говоря об улучшении производительности дисковой подсистемы, мы прежде всего имеем в виду RAID-массивы уровня 0, собранные из двух накопителей, как наиболее простые и распространённые. Именно такие массивы имеют наибольший смысл с точки зрения максимизации быстродействия. За счёт разбиения данных на блоки фиксированной длины и чередования дисков для их хранения достигается кратный (в теории) рост быстродействия.

Однако при этом снижается надёжность хранения информации, так как выход из строя хотя бы одного диска приводит к потере всех данных. Общая ёмкость массива RAID 0 равна сумме объёмов всех входящих в него накопителей, а для его создания можно использовать два, три диска или больше.

В силу явного масштабирования производительности и отсутствия потерь в ёмкости RAID 0 продолжает оставаться самым популярным вариантом RAID-массива.

Этот драйвер специально оптимизирован для RAID 0-массивов из SSD и предлагает уникальные на сегодняшний день возможности: поддержку команды TRIM и прямой доступ к накопителям диагностическим и обслуживающим утилитам для всех входящих в массив дисков. Никакие другие контроллеры подобной функциональности в настоящее время не предлагают.

В остальных платформах RAID-массив будет представляться в системе в виде виртуального физического диска без возможности какого-либо доступа к входящим в него SSD.

Это значит, что, собирая массив RAID 0 с использованием встроенного контроллера чипсетов Intel восьмой серии, можно не беспокоиться относительно деградации производительности SSD при их переходе из свежего в использованное состояние. Кроме того, не теряется возможность наблюдения за физическим состоянием входящих в массив накопителей, что, на самом деле, имеет большое практическое значение.

Как уже было сказано, одной из наиболее неприятных черт массива с чередованием является его более низкая, чем у одиночного SSD, надёжность: выход из строя одного из накопителей приводит к потере всего массива целиком. Современные же флеш-диски обладают обширными средствами самодиагностики: сообщаемый ими набор параметров S.M.A.R.T. позволяет с хорошей степенью достоверности следить за их жизненным циклом и здоровьем. Поэтому предоставляемая Intel RST возможность обращения к S.M.A.R.T.

входящих в массив накопителей очень полезна как для предотвращения сбоев и потерь данных, так и для простого самоуспокоения.

⇡#Выбираем SSD для RAID: Kingston HyperX 3K

Если учесть особенности массивов с чередованием, самым логичным выбором для них являются испытанные и стабильные SSD, от которых можно не ожидать никаких неприятных сюрпризов. К сожалению, таких вариантов не слишком много. Даже если за состоянием используемой флеш-памяти непрерывно следить через S.M.A.R.T.

, никто не застрахован от отказов SSD, происходящих по вине ошибок в контроллерах и прошивках.

Поэтому мы рекомендуем выбирать для RAID-массивов модели твердотельных накопителей, представленные на рынке продолжительное время, за которое пользователи могли убедиться в их надёжности на практике, а производители имели возможность исправить все выявленные проблемы.

И, как это ни удивительно, здесь неплохим вариантом могут быть накопители, построенные на контроллерах семейства SandForce. Эти модели, вне всяких сомнений, опробованы многочисленной армией их владельцев, и все свойственные им детские болезни давно и успешно излечены как на программном, так и на аппаратном уровне. Более того, флеш-диски с контроллерами SF-2281 имеют и ещё два важных преимущества.

Поэтому с точки зрения надёжности среди потребительских SSD их можно причислить к одним из лучших вариантов.

Не следует забывать и о ценовом аспекте. Твердотельные накопители на контроллерах SandForce на сегодняшний день дёшевы как никогда, что серьёзно повышает их привлекательность. Конечно, их производительность далека от лидирующего уровня, однако для RAID-массивов с чередованием быстродействующие SSD не столь необходимы. В таких конфигурациях за высокую производительность в первую очередь несёт ответственность SATA-контроллер набора системной логики и сами принципы функционирования RAID-массивов.

Выбирая же среди многочисленных поставщиков SSD на базе контроллера SF-2281, остановиться, очевидно, стоит на наиболее крупных и авторитетных. Кто-то наверняка предпочтёт твердотельные накопители Intel, но нам понравились флеш-приводы Kingston HyperX 3K, которые зачастую стоят немного дешевле. Именно с ними мы и проводили наши эксперименты.

Накопители серии Kingston HyperX 3K — это типичные решения на базе контроллеров SandForce второго поколения. С ними мы уже сталкивались более года назад, но с момента прошлого знакомства многое изменилось.

А именно, 25-нм флеш-память производства консорциума IMFT, устанавливавшаяся в них ранее, отошла к категории раритетной, поэтому Kingston использует теперь совсем другую память — 19-нм MLC NAND c интерфейсом Toggle Mode компании Toshiba.

Надо сказать, что замена флеш-памяти произошла без каких-либо анонсов, несмотря на то, что при этом несколько изменились и заявленные в спецификациях показатели производительности.

Но выглядят накопители Kingston HyperX 3K сегодня точно так же, как и полтора года назад:

Флеш-приводы этой серии сохранили свой привлекательный внешний вид и высокое качество сборки. Внутренности же обновлённых моделей Kingston HyperX 3K отличаются от применявшихся ранее плат как набором микросхем флеш-памяти, так и цветом.

Kingston HyperX 3K 240 Гбайт

Kingston HyperX 3K 480 Гбайт

Производитель	Kingston
Серия	HyperX 3K
Модельный номер	SH103S3/240G	SH103S3/480G
Форм-фактор	2,5 дюйма
Интерфейс	SATA 6 Гбит/с
Ёмкость	240 Гбайт	480 Гбайт
Конфигурация
Микросхемы памяти: тип, интерфейс, техпроцесс, производитель	MLC, Toggle Mode DDR, 19 нм, Toshiba
Микросхемы памяти: число / количество NAND-устройств в чипе	16/2	16/4
Контроллер	SandForce SF-2281
Буфер: тип, объем	Нет	Нет
Производительность
Макс. устойчивая скорость последовательного чтения	555 Мбайт/с	540 Мбайт/с
Макс. устойчивая скорость последовательной записи	510 Мбайт/с	450 Мбайт/с
Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт)	86000 IOPS	74000 IOPS
Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт)	73000 IOPS	32000 IOPS
Физические характеристики
Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись	0,455 Вт/2,11 Вт
Ударопрочность	20 g
MTBF (среднее время наработки на отказ)	1 млн час
TBW (суммарное число записываемых байтов)	192 Тбайт	384 Тбайт
AFR (annualized failure rate)	НД
Габаритные размеры: ДхВхГ	100х69,85х9,5 мм
Масса	НД
Гарантийный срок	3 года
Средняя розничная цена, руб.

Заметьте, модель Kingston HyperX 3K ёмкостью 480 Гбайт заметно медленнее 240-гигабайтной модификации.

Контроллер SF-2281 демонстрирует наивысшую производительность при четырёхкратном чередовании устройств NAND в каждом канале, необходимое же для получения 480 Гбайт ёмкости восьмикратное чередование вносит некоторые задержки.

Применение флеш-памяти с интерфейсом Toggle Mode только усугубило этот эффект. Если модель Kingston HyperX 3K на 240 Гбайт, исходя из спецификаций, стала немного быстрее предшественницы с памятью Intel, то 480-гигабайтная модификация в своём быстродействии потеряла.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Источник: https://3dnews.ru/805449

Практика использования 8 гб оперативной памяти + WD VelociRaptor в RAID 0 — Заметки Сис.Админа

Доброго времени суток, дорогие друзья, товарищи, читатели и просто посетители.

В рамках интересных личных заметок из практики, хочу поделиться впечатлениями от перехода на 8 Гб оперативной памяти, а так же связку из жестких дисков 150 Gb 10000 rpm 16Mb cache Western Digital VelociRaptor (SATA II 3Gb/s), установленных в RAID 0. Переход был осуществлен больше года назад, а посему тестирование изменений производительности за это время было везде и всюду, начиная от просто беготни по системе и заканчивая полновесными приложениями (и играми).

Заметка носит информативный характер и лаконично рассказывает об общем впечатлении изменений в производительности, а так же несет в себе вполне логичные рекомендации по переходу на более производительные дисковые подсистемы и большее количество оперативной памяти.

Решение докинуть памяти было принято несколько неожиданно. Мною двигало стремление на практике ощутить роль больших объемов памяти в современных компьютерах, тем более, что современные операционные системы, а так же приложения в оных, потребляют всё больше и больше ресурсов и эта тенденция продолжает сохранять свою устойчивость.

Выбор пал на две пары «4Gb (2x2Gb) PC2-8500 1066MHz DDR2 DIMM Kingston HyperX», т.е на данный момент в системе установлено 4 планки в сумме формирующих 8 Гб памяти.

До этого у меня стояли шустрейшие «4096Mb (2x2048Mb) PC2-6400 800MHz DDR2 DIMM OCZ Reaper Edition» и я было подумывал докинуть к ним еще две такие же, но, к сожалению, их уже все раскупили, а OCZ мигрировала на производство DDR3 и, к несчастью, толковых DDR2 планок уже не выпускает.

Чтобы эксперимент был, так сказать, чистым, новоустановленные планки я запустил на частоте 800 Mhz вместо родных 1066 Mhz и на тех же таймингах.

Впечатления, прямо скажем, вполне положительные:

• Во-первых, при переходе на такой объём памяти, наконец-то стало возможным полностью отказаться от файла подкачки, что, несомненно, положительно сказалось на производительности: дисковая подсистема вздохнула свободней и стала заниматься своими делами (не отвлекаясь на работу с файлом подкачки), а все данные приложений и системы полноценно поселились в оперативной памяти без выгрузки оных в вышеупомянутый файл и обратно.
• Во-вторых, немного ускорилось время открытия-закрытия приложений и шустрость системы вообще.
• В-третьих, большой объем памяти позволяет не закрывать постоянно ресурсоёмкие программы, а банально сворачивать их, что реально удобно, ибо не нужно по десять раз запускать что-либо: всё под рукой и открывается за пару секунд по клику мышки.
• В-четвертых, появился большой простор для «творчества» (в оперативной памяти можно создать диск и разместить там, скажем, кэш Firefox, что ускорит работу оного или же запихать туда еще что-нибудь особенно дискозависимое и посмотреть как оно «забегает») и нужд типа виртуализации (большой объем памяти позволяет разворачивать большое количество виртуальных машин без особых потерь для работы обычной системы).
• Опять же, работать с сильно зависимыми от памяти приложениями стало одно удовольствие: фотошоп счастливо откусил несколько гигов и прямо таки воспрянул духом, а в торренте я наконец-то избавил свой терабайтник от надоедливого сообщения «Диск перегружен» при большом числе закачек-раздач, попросту выделив оному в качестве кэша солидный кусок оперативки.

В общем, одни только плюсы, тем более, что как мне подсказывает чутье и банальные факты, с каждой новой версией Windows оной оперативки будет нужно всё больше и больше, так что никогда не грех запастись лишними мегабайтами.

С другой стороны, если с ресурсоёмкими приложениями Вы не работаете, скорость системы и приложений Вас всем устраивает (и больше Вам решительно не нужно и неинтересно), про виртуализацию Вы слышать не слышали, то, в общем-то накручивать объемы памяти до таких размеров не стоит, ибо зачем нетребовательному человеку средний прирост шустрости компьютера. Думайте сами.

Высокопроизводительные жесткие диски в RAID 0 или SSD. Имеет ли всё это смысл?

О да, несомненно, смысл имеет и еще какой!

Я уже давно и громко вопил, что прогресс кое-чего не учел, а точнее создал, так сказать, “бутылочное горлышко” в производительности, ведь сами посудите – за последние несколько лет развивалось всё, кроме жестких дисков.

Росли частоты, архитектура, кэш и количество ядер процессоров, вышла, так сказать, турбо-частотная DDR3 и всякие супер-навороченные карточки NVIDIA и ATI (у которых так же распухали в ширь все параметры, отвечающие за производительность) и лишь жесткие диски всего лишь наращивали свои объемы (и снижали энергопотребление), что, в общем-то, не давало выигрыша в плане скорости работы системы в комплексе.

Ситуацию ныне разрешили SSD, но на момент, когда я брал связку из двух 150 Gb WD VelociRaptor твердотельники были все еще дороги, сомнительны и посему, для меня, неоправданны (я привык брать проверенные стабильные решения). Вышеозначенные же Рапторы превзошли все мои самые смелые ожидания и напрямую подтвердили, что от дисковой подсистемы зависит очень многое в плане производительности компьютера.

Что меняется со сменой дисков на более шустрые? Да всё! Вы бы видели с какой скоростью установился полноценная Windows 7, — я чуть инфаркт не схватил 🙂 Система загружается-выключается за секунды, больше нет никаких медитативных пережевываний чего-то там, а данные в рамках рейда так и вовсе копируются со скоростью турбометлы.. Что уж говорить про приложения, ибо оные запускаются/устанавливаются/удаляются/прочее люто быстро (равно как и всякие там загрузки игр из сейвов, подключение на какой-нибудь игровой сервер и пр) и вообще.. Всё летает! Это сложно описать словами, подобное надо видеть.

Я конечно многое повидал и сервера с огромными массивами и всяко-разные толстые оверклокерские турбожелезки и чего только не было.. Но все равно как-то не ожидал подобного прироста. Точнее как, я ожидал, но поверить до конца не мог, пока не увидел своими глазами 🙂

Ходят слухи, что SSD еще быстрей за счет времени доступа (там где у меня 7.51 ms, у них 0.1-0.3 ms), ибо законы физики никто не отменял. Если это так (я не про законы физики, а про еще бОльшую скорость), то я даже не могу себе представить куда уж быстрей, если уж при выключении компьютера ты даже не успеваешь даже толком сосчитать до трёх.. 🙂

И если с памятью всё не так однозначно, прирост пусть и есть, но он не каждому нужен и виден, то в случае с жесткими дисками, я честно и настойчиво рекомендую переходить на высокопроизводительные дисковые подсистемы, т.е либо брать SSD, либо ставить что-то типа вышеозначенных WD Raptor.. И, да, в случае с обычными дисками, RAID 0 обязателен — шустрость будет ощутимо выше 😉

Послесловие

Вот такая вот заметка.
Надеюсь, что кому-то она окажется полезной и интересной.

Источник: https://sonikelf.ru/praktika-ispolzovaniya-8-gb-operativnoj-pamyati-wd-velociraptor-v-raid-0/