Përshëndetje Habr! Në këtë material do të flasim nëse ia vlen të organizoni RAID nga zgjidhjet SSD SATA dhe NVMe, dhe nëse ka ndonjë përfitim të konsiderueshëm nga kjo. Ne vendosëm të hetojmë këtë çështje, duke shqyrtuar llojet dhe format e kontrolluesve që e mundësojnë këtë, si dhe fushat e përdorimit të këtyre konfigurimeve.
KĂ«shtu ose tjetra, secili prej nesh ka dĂ«gjuar ndonjĂ«herĂ« pĂ«r pĂ«rkufizime si âRAIDâ, âRAID-masivâ, âRAID-kontrolluesâ, por me siguri nuk i ka kushtuar rĂ«ndĂ«si serioze, sepse njĂ« pĂ«rdorues i zakonshĂ«m i kompjuterĂ«ve nuk Ă«shtĂ« shumĂ« i interesuar pĂ«r kĂ«to. MegjithatĂ«, tĂ« gjithĂ« dĂ«shirojnĂ« shpejtĂ«si tĂ« lartĂ« nga pajisjet e brendshme dhe njĂ« funksionim pa ndalesa. Sepse, pavarĂ«sisht se sa e fuqishme Ă«shtĂ« e gjithĂ« ndihmesa e kompjuterit, shpejtĂ«sia e punĂ«s sĂ« njĂ«sisĂ« pĂ«rbĂ«n ngushticĂ«n, kur flasim pĂ«r performancĂ«n e pĂ«rgjithshme tĂ« kompjuterit dhe serverit.
Kjo ishte e vĂ«rtetĂ« deri nĂ« momentin kur HDD tradicionale u zĂ«vendĂ«suan nga SSD moderne NVMe me kapacitet krahasues prej 1 TB e mĂ« shumĂ«. NĂ«se mĂ« parĂ« kompjuterĂ«t personalĂ« shpesh kishin kombinime SSD SATA me disa HDD me kapacitet tĂ« lartĂ«, sot po zĂ«vendĂ«sohen me njĂ« tjetĂ«r zgjidhje â SSD NVMe me disa SSD SATA me kapacitet tĂ« lartĂ«. NĂ«se flasim pĂ«r serverĂ«t korporativĂ« dhe "rethet" e mjeteve, shumĂ« tashmĂ« janĂ« kaluar me sukses nĂ« SSD SATA, thjesht sepse ato janĂ« mĂ« tĂ« shpejta se "kutitĂ« e ndjeshme" dhe janĂ« nĂ« gjendje tĂ« pĂ«rpunojnĂ« mĂ« shumĂ« operacione hyrje/dalite njĂ«kohĂ«sisht.
Megjithatë, qëndresa e sistemit është ende në një nivel mjaft të ulët: nuk mund të parashikojmë me saktësi, as kujt, për një javë, kur një ose tjetër mbajtës solid do të ndalojë së funksionuari. Ndërsa HDD "vdesin" gradualisht, duke lejuar të kapen simptomat dhe të merren masa, SSD "vdesin" menjëherë dhe pa paralajmërim. Dhe tani është koha e duhur për të kuptuar, pse është e nevojshme gjithë kjo? A duhet të organizojmë RAIDs të bazuara në zgjidhjet e mbajtësve të ngurtë SSD SATA dhe NVMe, dhe a do të ketë ndonjë profit të rëndësishëm nga kjo?
Pse na nevojitet një RAID?
Fjala "masiv" nĂ«nkupton se pĂ«r krijimin e tij pĂ«rdoren disa ruajtĂ«s (HDD dhe SSD), tĂ« cilat bashkohen me anĂ« tĂ« njĂ« kontrolluesi RAID dhe njihen nga OS si njĂ« depo e vetme tĂ« tĂ« dhĂ«nave. Problemi kryesor qĂ« lejojnĂ« tĂ« zgjidhin array-t RAID Ă«shtĂ« minimizimi i kohĂ«s sĂ« aksesit nĂ« tĂ« dhĂ«na, rritja e shpejtĂ«sisĂ« sĂ« leximit/shkrimit dhe besueshmĂ«risĂ«, e cila arrihet falĂ« mundĂ«sisĂ« sĂ« riparimit tĂ« shpejtĂ« nĂ« rast dĂ«shtimi. PĂ«r ta thĂ«nĂ« ndryshe, pĂ«r backup-at nĂ« shtĂ«pi nuk Ă«shtĂ« aspak e nevojshme tĂ« pĂ«rdoret RAID. Por nĂ«se keni njĂ« server shtĂ«piak, pĂ«r tĂ« cilin nevojitet qasje e vazhdueshme 24/7 â kjo Ă«shtĂ« njĂ« tjetĂ«r gjĂ«.
Ekzistojnë më shumë se dhjetë në nivelin e RAID-it, çdo një prej të cilave dallon për numrin e pajisjeve të përdorura brenda tij dhe ka avantazhe dhe disavantazhe: për shembull, RAID 0 ofron një performancë të lartë pa qëndrueshmëri, RAID 1 mundëson reflektimin automatike të të dhënave pa rritje të shpejtësisë, ndërsa RAID 10 kombinon mundësitë e të dyve të përmendura më parë. RAID 0 dhe 1 janë më të thjeshtit (pasi nuk kërkojnë llogaritje programore) dhe, si pasojë, janë më të popullarizuarit. Në fund, zgjedhja për një nivel të caktuar RAID varet nga detyrat që i është ngarkuar grumbullit të diskëve dhe mundësitë e kontrolluesit RAID.
RAID-i shtëpiak dhe korporativ: çfarë ndryshimi ka?
Baza e çdo biznesi modern janĂ« volumet e mĂ«dha tĂ« tĂ« dhĂ«nave, tĂ« cilat duhet tĂ« ruhen me siguri nĂ« serverĂ«t e kompanive. PĂ«r mĂ« tepĂ«r, siç e theksuam edhe mĂ« lart, duhet tĂ« sigurohet qasje e vazhdueshme 24/7. ĂshtĂ« e qartĂ« se, sĂ« bashku me 'harduerin', pjesa e softuerit ka rĂ«ndĂ«si, por nĂ« kĂ«tĂ« rast ne po flasim pĂ«r pajisjet qĂ« sigurojnĂ« ruajtjen dhe pĂ«rpunimin e informacionit. AsnjĂ« soft nuk do tĂ« shpĂ«tojĂ« kompaninĂ« nga falimentimi nĂ«se pajisjet 'harduerike' nuk pĂ«rmbushin detyrat qĂ« i janĂ« ngarkuar.
Për këto detyra, çdo prodhues 'hardueri' ofron ashtu siç quhen pajisje korporative. Te Kingston, këto janë zgjidhjet e fuqishme SSD në formën e modeleve SATA dhe , si dhe modelet NVMe DC1000M U.2 NVMe, DCU1000 U.2 NVMe dhe DCP-1000 PCI-e, të destinuara për t'u përdorur në QENDRA (qendrat e përpunimit të të dhënave) dhe superkompjuterë. Ndarjet e tilla me këto ruajtëse zakonisht përdoren në bashkëpunim me kontrolerët harduerikë.
Ndërsa për tregun e konsumatorëve (dmth. për PC-të e shtëpisë dhe serverët NAS) janë të disponueshme ruajtëse si NVMe PCIe, por çfarë në këtë rast nuk është e nevojshme të blini një kontrollues harduerik. Mjafton të kufizoheni në atë të integruar në pllakën nënës të PC-së ose serverin NAS, nëse natyrisht nuk planifikoni të ndërtoni vetë një server shtëpiak për detyra të pazakonta (për shembull, të krijoni një hostim të vogël shtëpiak për miqtë). Për më tepër, RAID-ët shtëpiakë, si rregull, nuk parashikojnë një numër të madh të disqeve, por përqendrohen në dy, katër ose tetë pajisje (më shpesh SATA).
Llojet dhe kategoritë e kontrolluesve RAID
Ekzistojnë tre lloje kontrolluesish RAID, të bazuar në principet e zbatimit të grupeve RAID:
1. Programorët, ku menaxhimi i grupit bie mbi CPU dhe DRAM (pra, ekzekutimi i kodit ndodh në procesor).
2. Të integruar, që do të thotë të ndërtuar në pllakat nënës të PC-së ose serverëve NAS.
3. Harduerikë (modularë), që përbëhen nga karta të veçanta zgjerimi për lidhjet PCI/PCIe të pllakave sistemike.
Cili është dallimi kryesor midis tyre? Kontrolluesit RAID programatik janë më të dobët në performancë dhe qëndrueshmëri në krahasim me ata të integruar dhe ata harduerikë, por nuk kërkojnë pajisje speciale për të funksionuar. Megjithatë, është e rëndësishme të sigurohet që procesori i sistemit host është mjaft i fuqishëm për të drejtuar softuerin RAID, pa e ndikuar negativisht performancën e aplikacioneve që po punojnë gjithashtu në host. Kontrolluesit e integruar zakonisht kanë memorie të tyre cache dhe përdorin disa burime të CPU-së.
Ndërsa ata harduerikë kanë si memorjen e tyre cache ashtu edhe një procesor të integruar për të realizuar algoritmet programatike. Zakonisht, ata lejojnë implementimin e të gjitha llojeve të niveleve RAID dhe mbështesin direkt disa lloje drives. Për shembull, me kontrolluesit harduerikë modernë të kompanisë Broadcom, mund të lidhni njëkohësisht pajisje SATA, SAS dhe NVMe, çka lejon që kontrolluesi të mos ndryshojë gjatë përmirësimeve të serverëve: sidomos kur kaloni nga SSD SATA në SSD NVMe, nuk do të nevojitet ndryshimi i kontrolluesve.
Pikërisht, në këtë notë arritëm në tipizimin e vetë kontrollorëve. Nëse ka kontrollorë me tre moda, a duhet të ketë edhe disa të tjerë? Në këtë rast, përgjigjja do të jetë pozitive. Sipas funksioneve dhe mundësive, kontrollorët RAID mund të ndahen në disa tipe:
1. Kontrollorë të zakonshëm me funksion RAID
Në të gjithë hierarkinë, ky është kontrollori më i thjeshtë, i cili lejon bashkimin e HDD dhe SSD në grupe RAID të niveleve "0", "1" ose "0+1". Kjo realizohet programatikisht në nivelin e firmware-it. Megjithatë, këto pajisje vështirë se mund të rekomandohen për përdorim në segmentin e korporatave, pasi u mungon memorie dhe nuk mbështeten nivelet e grupeve "5", "3", etj. Por për një server shtëpiak të nivelit fillestar, ato janë plotësisht të përshtatshme.
2. Kontrollorët që punojnë në çift me kontrollorë të tjerë RAID
Kyçi i kĂ«tij tipi mund tĂ« punojĂ« nĂ« çift me kontrolluesit e integruar tĂ« pllakave kryesore. Kjo Ă«shtĂ« realizuar nĂ« parimin e mĂ«poshtĂ«m: kontrolluesi i RAID-it disket merr pĂ«rsipĂ«r zgjidhjen e detyrave 'logjike', ndĂ«rsa ai i integruar â funksionet e shkĂ«mbimit tĂ« tĂ« dhĂ«nave midis magazinave. Por ka njĂ« nuancĂ«: puna paralele e kĂ«tyre kontrolluesve Ă«shtĂ« e mundur vetĂ«m nĂ« pllakat sistemore tĂ« pĂ«rputhshme, dhe kjo do tĂ« thotĂ« qĂ« fusha e tyre e pĂ«rdorimit ngushtohet seriozisht.
3. Kontrolluesit e RAID-it të pavarur
Këto zgjidhje disket përmbajnë të gjitha çipat e nevojshëm për të punuar me serverët e klasës korporative, duke pasur BIOS të vet, memorie të keqes dhe një procesor për korrigjimin e shpejtë të gabimeve dhe llogaritjen e kontrollit të shumave. Për më tepër, ato përmbushin standardet e larta të besueshmërisë në aspektin e prodhimit dhe kanë module të cilësisë së lartë të memories.
4. Kontrolluesit e jashtëm të RAID-it
Nuk Ă«shtĂ« e vĂ«shtirĂ« tĂ« kuptohet se tĂ« gjithĂ« kontrollet e pĂ«rmendura mĂ« sipĂ«r janĂ« tĂ« brendshme dhe marrin energji pĂ«rmes portit PCIe tĂ« pllakĂ«s amĂ«. ĂfarĂ« do tĂ« thotĂ« kjo? Kjo do tĂ« thotĂ« se njĂ« dĂ«shtim i pllakĂ«s amĂ« mund tĂ« sjellĂ« gabime nĂ« funksionimin e RAID-it dhe humbjen e tĂ« dhĂ«nave. NdĂ«rsa kontrollet e jashtme janĂ« tĂ« liruar nga kjo keqkuptim, pasi ato vendosen nĂ« njĂ« karikim tĂ« veçantĂ« me njĂ« blok tĂ« pavarur energjie. NĂ« aspektin e besueshmĂ«risĂ«, kĂ«to kontrolle ofrojnĂ« nivelin mĂ« tĂ« lartĂ« tĂ« ruajtjes sĂ« tĂ« dhĂ«nave.
, Microsemi Adaptec, Intel, IBM, Dell dhe Cisco janë disa nga kompanitë që ofrojnë kontrolle RAID harduerike në ditët e sotme.
Modet e funksionimit të kontrolleve RAID SAS/SATA/NVMe
Qëllimi kryesor i kontrolleve HBA- dhe RAID me tre modulet (ose kontrollet me funksionin Tri-Mode) është të krijojnë RAID harduerik mbi NVMe. Kompania Broadcom e ka këtë mundësi me kontrollet e serisë 9400: për shembull, . Ai kategoria një tip të pavarur RAID-kontrolluesve, i pajisur me katër lidhje SFF-8643 dhe, falë mbështetjes Tri-Mode, lejon lidhjen e disqeve SATA/SAS dhe NVMe njëkohësisht. Për më tepër, është një nga kontrolluesit më efikas në treg (konsumon vetëm 17 vat energji, duke ofruar më pak se 1,1 vat për secilën nga 16 portet).
Interfaci i lidhjes Ă«shtĂ« PCI Express x8 versioni 3.1, i cili mundĂ«son njĂ« kapacitet kalimi deri nĂ« 64 Gbit/s (nĂ« vitin 2020 pritet tĂ« shfaqen kontrollues tĂ« PCI Express 4.0). NĂ« thelb tĂ« kontrolluesit me 16 porte Ă«shtĂ« njĂ« çip dy-bĂ«rthamor dhe 72-bit DDR4-2133 SDRAM (4 GB), si dhe ofrohet mundĂ«sia e lidhjes deri nĂ« 240 disqe SATA/SAS-, ose deri nĂ« 24 pajisje NVMe. Sa i pĂ«rket organizimit tĂ« grupeve RAID, mbĂ«shteten nivelet â0â, â1â, â5â dhe â6â, si dhe â10â, â50â dhe â60â. SĂ« fundi, memorie e caches dhe kontrolluesve tĂ« tjerĂ« nĂ« serinĂ« 9400 Ă«shtĂ« e mbrojtur nga çrregullimet e tensionit me njĂ« modul shtesĂ« CacheVault CVPM05.
Në thelb të teknologjisë me tri mënyra qëndron funksioni i konvertimit të të dhënave SerDes: konvertimi i përfaqësimit sekondar të të dhënave në interfesat SAS/SATA në një formë paralel në PCIe NVMe dhe anasjelltas. Kjo do të thotë se kontrolluesi harmonizon shpejtësitë dhe protokollet për të punuar pa probleme me çdo lloj të treja pajisjeve të ruajtjes. Kjo siguron një mënyrë të pandërprerë për të zgjeruar infrastrukturat e qendrave të të dhënave: përdoruesit mund të përdorin NVMe pa ndryshime të dukshme në konfigurimet e tjera të sistemit.
Megjithatë, kur planifikoni konfigurimet me disqe NVMe, është e rëndësishme të keni parasysh se zgjidhjet NVMe përdorin 4 linja PCIe për lidhje, çka do të thotë se çdo disk angazhon të gjitha linjat e porteve SFF-8643. Kështu, vetëm katër pajisje NVMe mund të lidhen direkt me kontrolluesin MegaRAID 9460-16i. Ose mund të kufizoheni në dy zgjidhje NVMe ndërsa lidhni në të njëjtën kohë tetë disqe SAS (shih skemën e lidhjes më poshtë).
Në figurë tregohet përdorimi i konektorit «0» (C0 / Connector 0) dhe konektorit «1» për lidhjet NVMe, si dhe konektorët «2» dhe «3» për lidhjet SAS. Ky vendosje mund të ndryshohet në mënyrë të kundërt, por çdo disk x4 NVMe duhet të lidhet duke përdorur linjat gjashtëshe. Modet e funksionimit të kontrollorit përcaktohen përmes mjeteve të konfigurimit StorCLI ose Infrastrukturës së Ndërfaqes Njerëzore (HII), e cila funksionon në mjedisin UEFI.
Rekimi i paracaktuar Ă«shtĂ« profili «PD64» (mbĂ«shtetje vetĂ«m SAS / SATA). Siç thamĂ« mĂ« lart, ka gjithsej tre profile: moda «SAS/SATA only mode» (PD240 / PD64 / PD 16), moda «NVMe only mode» (PCIe4) dhe moda pĂ«rzierĂ«, nĂ« tĂ« cilĂ«n mund tĂ« punojnĂ« tĂ« gjitha llojet e disqeve: «PD64-PCIe4» (mbĂ«shtetje pĂ«r 64 disqe fizike dhe virtuale me 4 disqe NVMe). NĂ« modĂ«n e pĂ«rzierĂ«, vlera e profilit tĂ« caktuar duhet tĂ« jetĂ« kĂ«shtu â «ProfileID=13». PĂ«r ta thĂ«nĂ«, profili i zgjedhur ruhet si kryesor dhe nuk restaurohet madje as kur ktheheni nĂ« cilĂ«simet e fabrikĂ«s pĂ«rmes komandĂ«s Set Factory Defaults. Mund tĂ« ndryshohet vetĂ«m manualisht.
A duhet të krijoni një RAID në SSD?
Pra qartësojmë, se RAID-array është çelësi për një performancë të shkëlqyer. Por, a ia vlen të krijoni një RAID nga disqet SSD për përdorim shtëpiak dhe korporativ? Shumë skeptikë thonë se rritja në shpejtësi nuk është aq e rëndësishme sa për të investuar në disqet NVMe. Por, a është vërtet kështu? Me siguri, jo. Kufizimi më i madh për përdorimin e SSD-ve në RAID (si në kushte shtëpiake ashtu edhe në nivel korporativ) mund të jetë vetëm çmimi. Siç është, kostoja për gigabajt hapësirë me HDD është ndjeshëm më e lirë.
Lidhja e disa SSD-ve me kontrollorin RAID për të krijuar një array SSD në konfigurime të caktuara mund të ketë një ndikim të madh në performancën. Megjithatë, nuk duhet harruar se performanca maksimale është e kufizuar nga kapaciteti i kontrollorit RAID. Niveli RAID që ofron shpejtësinë më të mirë është RAID 0.
Organizimi i një RAID 0 tradicional me dy SSD, ku përdoret metoda e ndarjes së të dhënave në blloqe fikse dhe alternimi mes depozita të ngurta, do të çojë në dyfishimin e performancës (në krahasim me shpejtësitë që ofron një SSD). Në këtë rast, një grup RAID 0 me katër SSD do të jetë katër herë më i shpejtë se SSD më i ngadalshëm në grup (në varësi të kufizimit të kapacitetit në nivelin e kontrolluesit RAID SSD).
Duke nxjerrim nga aritmetika e thjeshtĂ«, SATA SSD Ă«shtĂ« rreth 3 herĂ« mĂ« i shpejtĂ« se tradicionalja SATA HDD. Zgjidhjet NVMe janĂ« edhe mĂ« efikase â deri nĂ« 10 herĂ« e mĂ« shumĂ«. NĂ«se dy hard disqe nĂ« RAID-niveli zero do tĂ« tregojnĂ« njĂ« performancĂ« tĂ« dyfishuar, duke e rritur atĂ« me 50%, dy SATA SSD do tĂ« ishin 6 herĂ« mĂ« tĂ« shpejtĂ«, ndĂ«rsa dy NVMe SSD do tĂ« ishin 20 herĂ« mĂ« tĂ« shpejtĂ«. NĂ« veçanti, njĂ« drive Kingston KC2000 NVMe PCIe mund tĂ« arrijĂ« shpejtĂ«si leximi dhe shkrimi rendor deri nĂ« 3200 MB/s, qĂ« nĂ« formatin RAID 0 arrin nĂ« 6 GB/s tĂ« konsiderueshme. Po ashtu, shpejtĂ«sia e leximit/shkrimit tĂ« blloqeve tĂ« rastit me pĂ«rmasa 4 KB do tĂ« kthehet nga 350,000 IOPS nĂ« 700,000 IOPS. Por⊠nĂ« tĂ« njĂ«jtĂ«n kohĂ«, RAID-i âzeroâ nuk na ofron mbivendosje.
Mund ta themi se nĂ« kushte shtĂ«piake, tepĂ«rsi e ruajtjes zakonisht nuk kĂ«rkohet, prandaj konfigurimi mĂ« i pĂ«rshtatshĂ«m RAID pĂ«r SSD me tĂ« vĂ«rtetĂ« bĂ«het RAID 0. Kjo Ă«shtĂ« njĂ« mĂ«nyrĂ« e sigurt pĂ«r tĂ« marrĂ« njĂ« rritje tĂ« konsiderueshme tĂ« performancĂ«s si njĂ« alternativĂ« ndaj pĂ«rdorimit tĂ« teknologjive tĂ« tilla si disqet e ngurta tĂ« bazuara nĂ« Intel Optane. NdĂ«rsa do tĂ« flasim pĂ«r si do tĂ« veprojnĂ« zgjidhjet SSD nĂ« llojet mĂ« tĂ« njohura tĂ« RAID (â1â, â5â, â10â, â50â) â do tĂ« flasim nĂ« materialin tonĂ« tĂ« ardhshĂ«m.
Ky artikull është përgatitur me mbështetje nga kolegët tanë nga Broadcom, të cilët ofrojnë kontrolluesit e tyre për inxhinierët e Kingston për testim me disqet SATA/SAS/NVMe të klasës korporative. Falë këtij simbioze miqësore, klientët nuk kanë arsye të dyshojnë në besueshmërinë dhe stabilitetin e funksionimit të disqeve Kingston me kontrollues HBA dhe RAID të prodhuar. .
Informacione të mëtejshme rreth produkteve Kingston mund të gjenden të kompanisë.
Burimi: habr.com
