В avemu digià cunsideratu a quistione di "Applicaremu RAID in SSD" cù l'esempiu di unità Kingston, ma avemu fattu solu in u nivellu zero. In l'articulu attuale, analizzeremu l'opzioni per utilizà soluzioni NVMe prufessiunale è domestiche in i tipi più populari di arrays RAID è parlemu di cumpatibilità di u controller. cù unità Kingston.
Perchè avete bisognu di RAID in un SSD?
I vantaghji di e matrici di almacenamiento basate in SSD nantu à e matrici di almacenamiento HDD includenu tempi d'accessu più rapidi à e dati nantu à l'unità è prestazioni di lettura / scrittura superiore. Tuttavia, una prestazione RAID ideale basata in SSD richiede una combinazione ottima di processore, cache, software è hardware. Quandu tutti questi fattori funzionanu inseme perfettamente, un SSD RAID pò superà assai una cunfigurazione cumparabile cù HDD tradiziunali.
Un SSD tipicu cunsuma menu putenza cà i HDD, cusì quandu combina un gran numaru di SSD in un array RAID, u risparmiu d'energia cumparatu cù un array RAID HDD pò ancu traduce in costi più bassi in fattura energetica corporativa.
Tuttavia, SSD RAID hà limitazioni è disadvantages, in particulare u prezzu più altu per gigabyte di spaziu cumparatu cù i discu duru di capacità paragunabili. È u tempu trà fallimenti di memoria flash hè limitatu à un certu nùmeru di cicli di riscrittura. Questu hè, l'unità SSD anu una certa vita di serviziu, chì dipende di l'operazione: più infurmazione hè soprascritta, più veloce l'unità falla. Per d 'altra banda, i SSD di l'impresa anu una vita decente paragunabile à i discu duru meccanichi.
Cume i SSD Kingston vivenu in modu RAID cù i controller Broadcom
In i primi tempi di SSD, i disinni RAID avianu parechje sfumature. Inclusu per via di l'usu di HDD menu tolleranti à i difetti. L'unità di stati solidi sò assai più affidabili chì i so omologhi basati in dischi magnetichi. Comu sapemu, ùn ci sò micca parti in muvimentu in suluzioni SSD, cusì u dannu meccanicu hè ridutta à zero. U fallimentu di l'unità di u solidu per via di surge di putenza hè ancu improbabile, datu chì à u livellu di un PC di casa è qualsiasi servitore, UPS, protettori di surge, è ancu un suminatu d'energia vi pruteghja.
À u listessu tempu, l'unità di u solidu sò un altru più significativu: ancu s'è e cellule di memoria sò sguassate per a scrittura, i dati ponu sempre esse leghjite da elli, ma se u discu magneticu hè dannatu, alas.
Oghje, hè una pratica abbastanza normale di utilizà soluzioni SSD in arrays RAID di diversi livelli. A cosa principal hè di sceglie i SSD ghjusti, chì a latenza hè minima. E idealmente, aduprate SSD di u stessu fabricatore è u stessu mudellu per ùn finisce micca cun un puzzicheghju di unità chì supportanu diversi tipi di carichi è sò custruiti nantu à a basa di diversi tipi di memoria, cuntrolli è altre tecnulugia. Vale à dì, se decidemu di cumprà quattru o 16 SSD NVMe da Kingston per creà un array RAID, saria megliu s'ellu venenu tutti da a listessa serie è gamma di mudelli.
Per via, in avemu citatu i controller Broadcom per una ragione quandu avemu parlatu di NVMe SSD da Kingston. U fattu hè chì i manuali per questi dispositi prescrivonu immediatamente unità cumpatibili (cumprese e soluzioni di u fabricatore SSD americanu sopra citatu), cù quale u controller hà da travaglià perfettamente. Questa informazione deve esse affidata quandu sceglite un pacchettu di controller-SSD per RAID.
Analizemu u travagliu di SSD Kingston in i tipi più populari di RAID - "1", "5", "10", "50"
Dunque, u nivellu RAID "zero" ùn furnisce micca a redundanza di dati, ma solu aumenta u rendiment. RAID 0 ùn furnisce micca una prutezzione di dati in tuttu, cusì ùn a cunsideremu micca in u segmentu corporativu. RAID 1, invece, furnisce una redundanza cumpleta, ma solu modesti guadagni di rendiment, è dunque deve esse cunsideratu se i guadagni di rendiment ùn sò micca una considerazione primaria quandu custruisce un array SSD RAID.
RAID 1 basatu nantu à SSD Kingston è controller Broadcom
Dunque, u primu livellu RAID array basatu annantu à u controller Broadcom MegaRAID 9460-16i combina da dui à 32 unità Kingston, chì sò copie l'una di l'altru, è furnisce una redundanza cumpleta. Se quandu si usanu HDD tradiziunali, a velocità di scrittura è lettura di e dati restava à u livellu di questu HDD, allora utilizendu soluzioni NVMe SSD avemu un aumentu di deci volte in u rendiment. In particulare in quantu à u tempu di accessu à e dati. Per esempiu, cù dui Kingston DC1000M U.2 NVMe SSD in u servitore RAID 1, avemu 350 000 IOPS di lettura aleatoria è 75 000 IOPS di scrittura.
In quantu à a velocità di lettura sequenziale, i risultati currispondenu à e caratteristiche di l'unità - 3200 MB / s. Ma postu chì i dui SSD NVMe sò in ordine di funziunamentu, i dati ponu esse letti da elli à u stessu tempu, chì rende l'operazioni di lettura abbastanza veloce. Ma a velocità di scrittura (pretende esse 2000 MB / s) serà più lenta, perchè ogni operazione di scrittura hè realizata duie volte.
RAID 1 hè ideale per e basa di dati chjuche o qualsiasi altru ambiente chì richiede tolleranza à i difetti ma capacità bassa. U mirroring di l'unità hè particularmente utile in scenarii di ricuperazione di disastru (a prestazione hè ligeramente degradata) perchè furnisce "resuscitazione" istantanea di dati impurtanti se unu di i drive in u array falla. Ma perchè stu livellu di prutezzione richiede duppià a capacità di almacenamentu di i dati specchi (100 TB avaristi bisognu di 200 TB di almacenamiento), parechji sistemi di l'impresa utilizanu opzioni di almacenamiento più economiche: RAID 5 è RAID 6.
RAID 5 basatu nantu à SSD Kingston è controller Broadcom
Per urganizà un array RAID di quintu livellu, avemu bisognu di almenu trè unità, i dati nantu à quale hè interleaved (scrittu in modu ciclicu à tutti i drive in l'array), ma micca duplicati. Quandu l'urganizza, deve piglià in contu a so struttura più cumplessa, postu chì quì hè un cuncettu cum'è "checksum" (o "parità"). Stu cuncettu significa a funzione XOR algebrica logica (aka esclusiva "OR"), chì impone l'usu di un minimu di trè unità in l'array (massimu - 32). In questu casu, l'infurmazione di parità hè scritta à tutti i "dischi" in l'array.
Per un array di quattru SSD Kingston DC500R SATA cù una capacità di 3,84 TB ognunu, avemu 11,52 TB di spaziu è 3,84 per checksums. È se combina 16 unità Kingston DC1000M U.2 NVMe cù una capacità di 7,68 TB in un RAID di Livellu 115,2, imparemu 7,68 TB cù una perdita di 5 TB. Comu pudete vede, più unità, u megliu à a fine. Hè ancu megliu perchè più unità in RAID 0, più altu hè u rendiment generale di scrittura. È a lettura lineare ghjunghjerà à u livellu di RAID XNUMX.
Un gruppu di discu RAID 5 furnisce un altu throughput (in particulare per i schedarii grandi) è redundanza cù una perdita di energia minima. Stu tipu d'urganizazione array hè più adattatu per e rete chì facenu parechje operazioni di input / output (I / O) à u stessu tempu. Ma ùn deve micca aduprà per i travaglii chì necessitanu un gran numaru di operazioni di scrittura per i blocchi chjuchi o chjuchi.
Ci hè una sfumatura più: se almenu una di e unità NVMe falla, RAID 5 entra in modu di degradazione è u fallimentu di un altru dispositivu di almacenamiento pò diventà criticu per tutti i dati. Se una unità in l'array falla, u controller RAID usa l'infurmazioni di parità per ricreà qualsiasi dati mancanti.
RAID 10 basatu nantu à SSD Kingston è controller Broadcom
Allora, RAID 0 ci furnisce un aumentu duppiu in a velocità è u tempu d'accessu, è RAID 1 furnisce affidabilità. Ideale, seranu cumminati, è quì RAID 10 (o 1 + 0) vene in salvezza. "Ten" hè assemblatu da quattru unità SATA SSD o NVMe (massimu - 32) è implica una serie di "specchi", u numeru di unità in quale deve esse sempre un multiplu di quattru. I dati in questa matrice sò scritti utilizendu partizioni di blocchi fissi (cum'è in u casu di RAID 0) è strisce trà e unità, sparghjendu e copie à traversu i "dischi" in un array RAID 1. È cù a capacità di accede à parechji gruppi di unità à u listessu tempu, RAID 10 mostra un altu rendiment.
Siccomu RAID 10 hè capace di strisciare i dati in parechje coppie mirrored, questu significa chì pò tollerà u fallimentu di una unità in una coppia. In ogni casu, se e duie coppie di specchi (vale à dì, tutti i quattru unità) fallenu, ci sarà a perdita di dati inevitabbile. In u risultatu, avemu ancu una bona toleranza di difetti è affidabilità. Ma tenite in mente chì, cum'è RAID 1, l'array di u decimu livellu usa solu a mità di a capacità tutale, è per quessa hè una suluzione caru. È ancu difficiule di stallà.
RAID 10 hè adattatu per l'usu cù i magazzini di dati chì necessitanu 100% di redundanza di gruppi di discu specchi, è ancu l'aumentu di u rendiment I / O di RAID 0. Hè a megliu suluzione per basa di dati di medie dimensioni o qualsiasi ambiente chì richiede una toleranza di difetti più altu. chè RAID 5.
RAID 50 basatu nantu à SSD Kingston è controller Broadcom
Un array cumminatu simile à u nivellu 5 RAID, chì hè un array di livellu 50 custruitu da u nivellu 5 array. Cum'è prima, l'obiettivu principale di sta matrice hè di ottene u doppiu di u rendiment mentre mantene a fiducia di e dati in RAID XNUMX. À u stessu tempu, RAID XNUMX furnisce un rendimentu di scrittura megliu è una prutezzione di dati megliu cà RAID XNUMX standard in casu di fallimentu di l'unità. , è hè ancu capace di ricuperazione più veloce in casu di fallimentu di una di e unità.
U gruppu di unità RAID 50 divide i dati in blocchi più chjuchi è poi striscia in ogni array RAID 5. U gruppu di unità RAID 5 à u turnu divide ancu e dati in blocchi più chjuchi, calcula a parità, eseguisce una operazione logica OR nantu à i blocchi, è dopu. esegue operazioni di scrittura di blocchi di dati è parità per ogni discu in u gruppu di discu.
E mentre chì u rendiment hè inevitabbilmente degradatu se unu di i drive falla, ùn hè micca cusì significativu cum'è in un array RAID 5, postu chì un fallimentu afecta solu unu di i arrays, lascendu l'altru cumplettamente funziunale. In fattu, RAID 50 pò sopravvive à ottu fallimenti di unità HDD / SSD / NVMe se ogni "discu" fallutu hè in un array RAID 5 separatu.
RAID 50 hè megliu utilizatu per l'applicazioni chì necessitanu una alta affidabilità è deve processà un gran numaru di richieste mentre mantene un altu tassi di trasferimentu di dati è i costi di unità più bassi di RAID 10. Tuttavia, postu chì un minimu di sei unità hè necessariu per stabilisce un RAID 50 array. , u costu ùn hè micca cumplettamente esclusu cum'è un fattore. Un svantaghju di RAID 50 hè chì, cum'è RAID 5, hà bisognu di un controller cumplessu: cum'è in l'ultimu articulu da Broadcom.
Hè vale a pena nutà ancu chì RAID 50 hà un usu di spaziu di discu menu menu di RAID 5 per via di l'attribuzione di capacità per mantene i registri di parità. Tuttavia, hà sempre più spaziu utilizable cà l'altri livelli RAID, in particulare quelli chì utilizanu mirroring. Cù un requisitu minimu di sei unità, RAID 50 pò esse una opzione costosa, ma u spaziu di discu extra ghjustifica u costu per prutezzione di e dati corporativi. Stu tipu di array hè cunsigliatu per e dati chì necessitanu una alta affidabilità di almacenamento, tassi di richieste elevate, tassi di trasferimentu elevati è capacità di almacenamento elevate.
RAID 6 è RAID 60 : ùn avemu micca scurdatu ancu di elli
Siccomu avemu parlatu di array di u quintu è u cinquantesimu livellu, saria un peccatu per ùn parlà di tali tipi di urganizazione array cum'è RAID 6 è RAID 60.
U rendiment di RAID 6 hè simile à RAID 5, ma quì almenu duie unità sò datu parità, chì permette à l'array per sopravvive à u fallimentu di dui unità senza perde dati (in RAID 5, sta situazione hè assai indesevule). Questu risultatu in una affidabilità più altu. Altrimenti, tuttu hè u listessu cum'è in u quintu livellu: in casu di fallimentu di unu o dui dischetti, u controller RAID usa blocchi di parità per ricreà tutte l'infurmazioni mancanti. Se duie unità fallenu, a ricuperazione ùn hè micca simultaneamente: prima, a prima unità hè rianimata, dopu a seconda. Cusì, duie operazioni di ricuperazione di dati sò realizate.
Hè faciule indovinà chì se RAID 50 hè un array di livellu 60 di arrays di livellu 6, allora RAID 50 hè un array di livellu 8 di array di livellu 16 chì avemu parlatu solu. Questu hè, sta urganizazione di almacenamiento RAID permette di sopravvive à a perdita di dui SSD in ogni gruppu di unità RAID XNUMX. U principiu di funziunamentu hè simile à quellu chì avemu parlatu in a sezione RAID XNUMX, ma u numeru di fallimenti chì un L'array di livellu XNUMX pò sustene cresce da XNUMX à XNUMX unità. Di genere, tali arrays sò aduprati per u serviziu di u cliente in linea, chì esige una alta toleranza di difetti.
Riassuntu:
Ancu s'è u mirroring furnisce più tolleranza di difetti chè RAID 50/60, hè ancu bisognu di più spaziu. Siccomu a quantità di dati hè radduppiata, in realtà uttene solu u 50% di a capacità tutale di e unità installate in u servitore per arregistrà è almacenà l'infurmazioni. A scelta trà RAID 50/60 è RAID 10 dipenderà assai probabilmente da i bilanci dispunibili, a capacità di u servitore è i vostri bisogni di prutezzione di dati. Inoltre, u costu vene à u primu puntu quandu parlemu di suluzioni SSD (sia a classe corporativa sia di u cunsumadore).
Cum'è impurtante, avà sapemu di sicuru chì RAID basatu in SSD hè una suluzione cumplettamente sicura è una pratica normale per l'affari d'oghje. Cum'è parte di l'usu di casa, ci hè ancu un mutivu per cambià à NVMe, se i budget permettenu. È se avete sempre una quistione, perchè tuttu questu hè necessariu, torna à u principiu di l'articulu - avemu digià rispostu in dettu.
Questu articulu hè statu preparatu cù u sustegnu di i nostri culleghi di Broadcom, chì furnisce i so cuntrolli à l'ingegneri di Kingston per pruvà cù unità SATA / SAS / NVMe di classe enterprise. Grazie à questa simbiosi amichevule, i clienti ùn anu micca dubbitu di l'affidabilità è a stabilità di i drive Kingston cù i controller HBA è RAID da a produzzione. .
Più infurmazione nantu à i prudutti Kingston pò esse truvata à sucietà.
Source: www.habr.com