Сайн уу Хабр! Энэ нийтлэлд бид SATA SSD ба NVMe SSD хатуу төлөвт шийдэл дээр суурилсан RAID массивуудыг зохион байгуулах нь зүйтэй эсэхийг танд хэлэх болно, үүнээс ноцтой ашиг гарах уу? Үүнийг хийх боломжтой хянагчийн төрөл, төрлүүд, мөн ийм тохиргооны хэрэглээний хамрах хүрээг авч үзэх замаар бид энэ асуудлыг авч үзэхээр шийдсэн.
Ямар нэг байдлаар бидний хүн нэг бүр амьдралдаа дор хаяж нэг удаа "RAID", "RAID-массив", "RAID-хянагч" гэх мэт тодорхойлолтуудыг сонссон боловч бид үүнд нухацтай ач холбогдол өгсөн байх магадлал багатай, учир нь энэ бүхэн энгийн PC boyar хувьд магадлал багатай Сонирхолтой. Гэхдээ хүн бүр дотоод хөтчүүдээс өндөр хурдтай, асуудалгүй ажиллахыг хүсдэг. Эцсийн эцэст, компьютерийн техник хангамж хичнээн хүчирхэг байсан ч компьютер болон серверийн хосолсон гүйцэтгэлийн хувьд хөтчийн хурд нь саад болдог.
Уламжлалт HDD-г 1 TB ба түүнээс дээш харьцуулах хүчин чадалтай орчин үеийн NVMe SSD-ээр солих хүртэл яг ийм байсан. Хэрэв өмнө нь компьютеруудад SATA SSD + хэд хэдэн багтаамжтай HDD-ийн хослолууд ихэвчлэн байдаг байсан бол өнөөдөр тэдгээрийг өөр шийдэл болох NVMe SSD + хэд хэдэн багтаамжтай SATA SSD-ээр сольж эхэлж байна. Хэрэв бид корпорацийн серверүүд болон "үүл"-ийн талаар ярих юм бол олонхи нь ердийн "цагаан лааз"-аас хурдан бөгөөд олон тооны I/O үйлдлийг нэгэн зэрэг боловсруулах чадвартай учраас SATA SSD-д амжилттай шилжсэн.
Гэсэн хэдий ч системийн эвдрэлийг тэсвэрлэх чадвар нэлээд доогуур түвшинд хэвээр байна: "Сэтгэцийн тулаан"-ын нэгэн адил хатуу төлөвт диск хэзээ үхэхийг бид долоо хоног хүртэлх нарийвчлалтайгаар урьдчилан таамаглах боломжгүй. Хэрэв HDD нь аажмаар "үхэж", шинж тэмдгийг анзаарч, арга хэмжээ авах боломжийг олгодог бол SSD нь анхааруулгагүйгээр шууд "үхдэг". Энэ бүхэн яагаад хэрэгтэй байгааг ойлгох цаг нь болсон уу? SATA SSD ба NVMe SSD хатуу төлөвт шийдэл дээр суурилсан RAID массивуудыг зохион байгуулах нь үнэ цэнэтэй юу, үүнээс ноцтой ашиг гарах уу?
Яагаад танд RAID массив хэрэгтэй байна вэ?
"Массив" гэдэг үг нь үүнийг үүсгэхэд хэд хэдэн хөтчүүдийг (HDD ба SSD) ашигладаг бөгөөд тэдгээрийг RAID хянагч ашиглан нэгтгэж, үйлдлийн систем нь нэг өгөгдөл хадгалах газар гэж хүлээн зөвшөөрдөг гэсэн үг юм. RAID массивуудын шийдэж чадах дэлхийн зорилт бол өгөгдөлд нэвтрэх хугацааг багасгах, унших/бичих хурд, найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэх явдал бөгөөд алдаа гарсан тохиолдолд хурдан сэргээх чадварын ачаар хийгддэг. Дашрамд хэлэхэд, гэрийн нөөцлөлтөд RAID ашиглах шаардлагагүй. Гэхдээ хэрэв танд 24/7 байнгын нэвтрэх шаардлагатай өөрийн гэрийн сервер байгаа бол энэ нь өөр асуудал юм.
RAID массивын арав гаруй түвшин байдаг бөгөөд тэдгээр нь тус бүрдээ ашигласан хөтчүүдийн тоогоор ялгаатай бөгөөд өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай байдаг: жишээлбэл, RAID 0 нь алдааг тэсвэрлэхгүйгээр өндөр гүйцэтгэлийг авах боломжийг олгодог, RAID 1 нь танд хурдыг нэмэгдүүлэхгүйгээр автоматаар өгөгдлийг толин тусгал болгодог бөгөөд RAID 10 нь дээр дурдсан боломжуудыг агуулдаг. RAID 0 ба 1 нь хамгийн энгийн (програм хангамжийн тооцоолол шаарддаггүй тул) бөгөөд үр дүнд нь хамгийн алдартай. Эцсийн эцэст, нэг буюу өөр RAID түвшний сонголт нь дискний массивын даалгавар болон RAID хянагчийн чадвараас хамаарна.
Гэрийн болон корпорацийн RAID: ялгаа нь юу вэ?
Орчин үеийн аливаа бизнесийн үндэс нь компанийн сервер дээр найдвартай хадгалагдах ёстой их хэмжээний өгөгдөл юм. Дээр дурдсанчлан тэд 24/7 байнгын хандалттай байх ёстой. Техник хангамжаас гадна програм хангамжийн хэсэг нь чухал ач холбогдолтой нь тодорхой боловч энэ тохиолдолд бид мэдээллийг найдвартай хадгалах, боловсруулах боломжийг олгодог тоног төхөөрөмжийн талаар ярьж байна. Техник хангамж нь түүнд өгсөн үүрэг даалгаврыг хангахгүй бол ямар ч програм хангамж компанийг сүйрлээс аврахгүй.
Эдгээр ажлуудын хувьд аливаа техник хангамж үйлдвэрлэгч аж ахуйн нэгж гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжүүдийг санал болгодог. Кингстон нь SATA загвар хэлбэрээр хатуу төлөвт хүчирхэг шийдлүүдтэй и , түүнчлэн NVMe загварууд DC1000M U.2 NVMe, DCU1000 U.2 NVMe болон DCP-1000 PCI-e, дата төв болон супер компьютерт ашиглах зориулалттай. Ийм хөтчүүдийн массивыг ихэвчлэн техник хангамжийн хянагчтай хамт ашигладаг.
Хэрэглээний зах зээлийн хувьд (өөрөөр хэлбэл гэрийн компьютер болон NAS серверийн хувьд) гэх мэт хөтчүүд NVMe PCIe, гэхдээ энэ тохиолдолд тоног төхөөрөмжийн хянагч худалдаж авах шаардлагагүй. Хэрэв та ердийн бус ажлуудад зориулж гэрийн сервер угсрахаар төлөвлөөгүй бол (жишээ нь найз нөхөддөө зориулсан жижиг гэрийн хостинг эхлүүлэх) эх хавтан дээр суурилуулсан PC эсвэл NAS серверээр өөрийгөө хязгаарлаж болно. Нэмж дурдахад, гэрийн RAID массив нь дүрмээр бол хоёр, дөрөв, найман төхөөрөмжөөр хязгаарлагддаг (ихэвчлэн SATA) хэдэн зуу, мянган хөтөч шаарддаггүй.
RAID хянагчийн төрөл ба төрөл
RAID массивыг хэрэгжүүлэх зарчимд суурилсан гурван төрлийн RAID хянагч байдаг.
1. Програм хангамж, массивын удирдлага нь CPU болон DRAM дээр унадаг (өөрөөр хэлбэл програмын кодыг процессор дээр гүйцэтгэдэг).
2. Нэгдсэн, өөрөөр хэлбэл PC эсвэл NAS серверийн эх хавтанд суурилуулсан.
3. Эх хавтан дээрх PCI/PCIe холбогчдод зориулсан салангид өргөтгөлийн картууд болох техник хангамж (модульчлагдсан).
Тэдний бие биенээсээ үндсэн ялгаа нь юу вэ? Програм хангамжийн RAID хянагч нь гүйцэтгэл, алдааг тэсвэрлэх чадвараараа нэгдсэн болон техник хангамжаас доогуур боловч ажиллахад тусгай тоног төхөөрөмж шаарддаггүй. Гэсэн хэдий ч хост системийн процессор нь RAID програм хангамжийг ажиллуулахад хангалттай хүчтэй байх нь хост дээр ажиллаж байгаа програмуудын гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлөхгүй байх нь чухал юм. Нэгдсэн контроллерууд нь ихэвчлэн өөрийн кэш санах ойгоор тоноглогдсон байдаг бөгөөд CPU-ийн тодорхой нөөцийг ашигладаг.
Гэхдээ техник хангамжид өөрсдийн кэш санах ой, програм хангамжийн алгоритмыг гүйцэтгэх суулгасан процессор хоёулаа байдаг. Ерөнхийдөө эдгээр нь бүх төрлийн RAID түвшинг хэрэгжүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд хэд хэдэн төрлийн хөтчүүдийг нэгэн зэрэг дэмждэг. Жишээлбэл, Broadcom-ийн орчин үеийн техник хангамжийн хянагчууд нь SATA, SAS болон NVMe төхөөрөмжүүдийг нэгэн зэрэг холбож чаддаг бөгөөд энэ нь серверүүдийг шинэчлэх үед хянагчийг өөрчлөхгүй байх боломжийг олгодог: ялангуяа SATA SSD-ээс NVMe SSD руу шилжих үед хянагчийг өөрчлөх шаардлагагүй.
Үнэн хэрэгтээ, энэ тэмдэглэл дээр бид хянагч нарын өөрсдийнх нь хэв маягийн талаар ирдэг. Гурван горим байгаа бол бусад нь байх ёстой юу? Энэ тохиолдолд энэ асуултын хариулт эерэг байх болно. Функц, чадвараас хамааран RAID хянагчдыг хэд хэдэн төрөлд хувааж болно.
1. RAID функцтэй энгийн контроллерууд
Бүх шатлалын хувьд энэ нь HDD болон SSD-ийг "0", "1" эсвэл "0+1" түвшний RAID массив болгон нэгтгэх боломжийг олгодог хамгийн энгийн хянагч юм. Үүнийг программ хангамжийн түвшинд программчлан хэрэгжүүлдэг. Гэсэн хэдий ч ийм төхөөрөмжийг корпорацийн сегментэд ашиглахыг зөвлөдөггүй, учир нь тэдгээр нь кэшгүй бөгөөд "5", "3" гэх мэт түвшний массивуудыг дэмждэггүй. Гэхдээ эхний түвшний гэрийн серверийн хувьд тэдгээр нь маш тохиромжтой.
2. Бусад RAID хянагчтай хамт ажилладаг хянагчууд
Энэ төрлийн хянагчийг нэгдсэн эх хавтангийн хянагчтай хослуулж болно. Энэ нь дараах зарчмын дагуу хэрэгждэг: дискрет RAID хянагч нь "логик" асуудлыг шийдвэрлэхэд анхаардаг бөгөөд суурилуулсан нь хөтчүүдийн хооронд өгөгдөл солилцох үүргийг гүйцэтгэдэг. Гэхдээ нэг нюанс бий: ийм хянагчдыг зэрэгцээ ажиллуулах нь зөвхөн тохирох эх хавтан дээр боломжтой бөгөөд энэ нь тэдний хэрэглээний хамрах хүрээ ноцтой хязгаарлагдмал гэсэн үг юм.
3. Бие даасан RAID хянагчууд
Эдгээр салангид шийдлүүд нь өөрийн BIOS, кэш санах ой, алдааг хурдан засах, шалгах нийлбэрийг тооцоолох процессортой, аж ахуйн нэгжийн зэрэглэлийн серверүүдтэй ажиллахад шаардлагатай бүх чипийг агуулдаг. Үүнээс гадна тэдгээр нь үйлдвэрлэлийн хувьд найдвартай байдлын өндөр стандартыг хангаж, өндөр чанартай санах ойн модулиудтай байдаг.
4. Гадаад RAID хянагчууд
Дээр дурдсан бүх хянагч нь дотоод бөгөөд эх хавтангийн PCIe холбогчоор дамжуулан тэжээл авдаг гэдгийг таахад хэцүү биш юм. Энэ юу гэсэн үг вэ? Мөн эх хавтангийн эвдрэл нь RAID массивын үйл ажиллагаанд алдаа гаргаж, өгөгдөл алдагдахад хүргэдэг. Гадны хянагчууд бие даасан цахилгаан хангамжтай тусдаа хайрцагт байрладаг тул энэ үл ойлголцлоос ангижирдаг. Найдвартай байдлын хувьд ийм хянагч нь хамгийн дээд түвшний өгөгдөл хадгалах боломжийг олгодог.
, Microsemi Adaptec, Intel, IBM, Dell болон Cisco нь одоогоор техник хангамжийн RAID хянагчийг санал болгож буй цөөн хэдэн компаниуд юм.
SAS/SATA/NVMe RAID хянагчуудын ажиллах горимууд
Гурван горимын HBA болон RAID хянагч (эсвэл Tri-Mode функцтэй хянагч)-ын гол зорилго нь NVMe-д суурилсан техник хангамжийн RAID үүсгэх явдал юм. Broadcom-ийн 9400 цуврал хянагчууд үүнийг хийж чадна: жишээлбэл, . Энэ нь RAID хянагчийн бие даасан төрөлд хамаарах бөгөөд дөрвөн SFF-8643 холбогчоор тоноглогдсон бөгөөд Tri-Mode дэмжлэгийн ачаар SATA/SAS болон NVMe хөтчүүдийг нэгэн зэрэг холбох боломжийг олгодог. Нэмж дурдахад энэ нь зах зээл дээрх хамгийн эрчим хүчний хэмнэлттэй хянагчуудын нэг юм (ердөө 17 ватт эрчим хүч хэрэглэдэг, 1,1 порт тус бүр нь 16 ваттаас бага).
Холболтын интерфэйс нь PCI Express x8 хувилбар 3.1 бөгөөд энэ нь 64 Гбит/с дамжуулах боломжийг олгодог (PCI Express 2020-ийн хянагчууд 4.0 онд гарч ирэх төлөвтэй байна). 16 порттой хянагч нь 2 цөмт чип дээр суурилдаг болон 72 битийн DDR4-2133 SDRAM (4 ГБ), түүнчлэн 240 хүртэлх SATA/SAS хөтчүүд эсвэл 24 хүртэлх NVMe төхөөрөмжийг холбох чадвартай. RAID массивуудыг зохион байгуулахын тулд "0", "1", "5" ба "6", мөн "10", "50", "60" түвшинг дэмждэг. Дашрамд хэлэхэд кэш санах ой болон 9400 цувралын бусад хянагчдыг нэмэлт CacheVault CVPM05 модулийн тусламжтайгаар хүчдэлийн уналтаас хамгаалдаг.
Гурван горимын технологи нь SerDes өгөгдөл хувиргах функц дээр суурилдаг: SAS/SATA интерфэйс дэх өгөгдлийн цуваа дүрслэлийг PCIe NVMe дээр зэрэгцээ хэлбэрт хөрвүүлэх ба эсрэгээр. Өөрөөр хэлбэл, хянагч нь гурван төрлийн хадгалах төхөөрөмжийн аль нэгтэй нь саадгүй ажиллахын тулд хурд, протоколын талаар тохиролцдог. Энэ нь өгөгдлийн төвийн дэд бүтцийг өргөжүүлэх саадгүй арга замыг олгодог: хэрэглэгчид бусад системийн тохиргоонд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт хийхгүйгээр NVMe-г ашиглах боломжтой.
Гэсэн хэдий ч NVMe хөтчүүдийн тохиргоог төлөвлөхдөө NVMe шийдлүүд холбогдохын тулд 4 PCIe эгнээ ашигладаг бөгөөд энэ нь диск бүр SFF-8643 портын бүх шугамыг ашигладаг гэсэн үг юм. Зөвхөн дөрвөн NVMe хөтчийг MegaRAID 9460-16i хянагчтай шууд холбож болох нь харагдаж байна. Эсвэл найман SAS хөтчийг нэгэн зэрэг холбохын зэрэгцээ хоёр NVMe шийдлээр өөрийгөө хязгаарлаарай (доорх холболтын диаграмыг үзнэ үү).
Зураг дээр NVMe холболтод "0" (C0 / Холбогч 0) холбогч ба "1" холбогч, мөн SAS холболтод "2" ба "3" холбогчийг ашиглахыг харуулав. Энэ зохицуулалтыг эргүүлж болно, гэхдээ x4 NVMe хөтөч бүрийг зэргэлдээх эгнээ ашиглан холбох ёстой. Хянагчийн ажиллах горимыг UEFI орчинд ажилладаг StorCLI эсвэл Хүний Интерфейсийн Дэд Бүтцийн (HII) тохиргооны хэрэгслүүдээр дамжуулан тохируулдаг.
Өгөгдмөл горим нь "PD64" профайл (зөвхөн SAS/SATA дэмждэг). Дээр дурдсанчлан нийт гурван профайл байдаг: "Зөвхөн SAS / SATA горим" горим (PD240 / PD64 / PD 16), "Зөвхөн NVMe горим" (PCIe4) горим ба бүх төрлийн хөтчүүд байдаг холимог горим ажиллах боломжтой: "PD64 -PCIe4" (64 NVMe хөтөч бүхий 4 физик болон виртуал дискийг дэмждэг). Холимог горимд заасан профайлын утга нь “ProfileID=13” байх ёстой. Дашрамд хэлэхэд сонгосон профайлыг мастер болгон хадгалах бөгөөд "Үйлдвэрийн өгөгдмөл тохиргоог тохируулах" командыг ашиглан үйлдвэрийн тохиргоо руу буцах үед ч дахин тохируулагдахгүй. Үүнийг зөвхөн гараар өөрчлөх боломжтой.
SSD дээр RAID массив үүсгэх нь үнэ цэнэтэй юу?
Тиймээс RAID массив нь өндөр гүйцэтгэлийн түлхүүр гэдгийг бид аль хэдийн ойлгосон. Гэхдээ гэрийн болон байгууллагын хэрэглээнд зориулж SSD-ээс RAID бүтээх нь үнэ цэнэтэй юу? Олон эргэлзэгчид хурдны өсөлт нь NVMe хөтчүүдийг үрэх шиг тийм ч чухал биш гэж хэлдэг. Гэхдээ энэ үнэхээр тийм гэж үү? Бараг. RAID-д (гэртээ болон байгууллагын түвшинд) SSD ашиглах хамгийн том хязгаарлалт нь үнэ байж магадгүй юм. Ямар ч байсан HDD дээрх гигабайт зайны үнэ хамаагүй хямд байна.
SSD массив үүсгэхийн тулд олон хатуу төлөвт "драйвуудыг" RAID хянагчтай холбох нь тодорхой тохиргооны гүйцэтгэлд асар их нөлөө үзүүлдэг. Гэсэн хэдий ч хамгийн их гүйцэтгэл нь RAID хянагчийн дамжуулалтаар хязгаарлагддаг гэдгийг бүү мартаарай. Хамгийн сайн гүйцэтгэлийг санал болгодог RAID түвшин нь RAID 0 юм.
Хоёр SSD-тэй ердийн RAID 0 нь өгөгдлийг тогтмол блок болгон хувааж, хатуу төлөвт хадгалалтад шилжүүлэх аргыг ашигладаг бөгөөд нэг SSD-тэй харьцуулахад гүйцэтгэлийг хоёр дахин нэмэгдүүлнэ. Гэсэн хэдий ч дөрвөн SSD бүхий RAID 0 массив нь массив дахь хамгийн удаан SSD-ээс дөрөв дахин хурдан байх болно (RAID SSD хянагчийн түвшний зурвасын өргөний хязгаарлалтаас хамаарна).
Энгийн арифметик дээр үндэслэн SATA SSD нь уламжлалт SATA HDD-ээс 3 дахин хурдан байдаг. NVMe шийдэл нь илүү үр дүнтэй байдаг - 10 дахин эсвэл түүнээс дээш. Тэг түвшний RAID дахь хоёр хатуу диск нь гүйцэтгэлийг хоёр дахин нэмэгдүүлж, 50% -иар нэмэгдүүлбэл хоёр SATA SSD нь 6 дахин, хоёр NVMe SSD нь 20 дахин хурдан байх болно. Ялангуяа нэг Kingston KC2000 NVMe PCIe драйв нь 3200 МБ/с хүртэлх унших, бичих хурдыг RAID 0 форматаар 6 ГБ/с хүртэл хурдасгах боломжтой. Мөн 4 КБ хэмжээтэй санамсаргүй блокуудын унших/бичих хурд нь 350 IOPS-аас 000 IOPS болж хувирна. Гэхдээ ... үүнтэй зэрэгцэн "тэг" RAID нь бидэнд илүүдлийг өгдөггүй.
Гэрийн орчинд хадгалалтын нөөцийг нэмэгдүүлэх шаардлагагүй гэж хэлж болно, тиймээс SSD-д хамгийн тохиромжтой RAID тохиргоо нь RAID 0 болж хувирдаг. Энэ нь Intel Optane-д суурилсан технологиудыг ашиглахын оронд гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц сайжруулах найдвартай арга юм. SSDs. Гэхдээ бид SSD шийдлүүд нь хамгийн алдартай RAID төрлийн ("1", "5", "10", "50") хэрхэн ажилладаг талаар дараагийн нийтлэлдээ ярих болно.
Энэхүү нийтлэлийг Кингстоны инженерүүдэд аж ахуйн нэгжийн түвшний SATA/SAS/NVMe хөтчүүдийг туршихын тулд хянагчуудаа хангадаг Broadcom дахь манай хамтрагчдын дэмжлэгтэйгээр бэлтгэв. Энэхүү найрсаг симбиозын ачаар үйлчлүүлэгчид үйлдвэрлэсэн HBA болон RAID хянагчтай Kingston хөтчүүдийн найдвартай, тогтвортой байдалд эргэлзэх шаардлагагүй болно. .
Kingston-ийн бүтээгдэхүүний талаарх дэлгэрэнгүй мэдээллийг авах боломжтой компани.
Эх сурвалж: www.habr.com