Hello Habr! Dina artikel ieu kami baris ngabejaan Anjeun naha éta patut ngatur razia arrays dumasar kana solusi solid-state SATA SSD na NVMe SSD, sarta bakal aya untung serius ti ieu? Kami mutuskeun pikeun ningali masalah ieu ku mertimbangkeun jinis sareng jinis pangendali anu ngamungkinkeun ieu dilakukeun, ogé ruang lingkup aplikasi konfigurasi sapertos kitu.
Hiji cara atawa sejen, unggal urang sahenteuna sakali dina kahirupan urang ngadéngé definisi kayaning "RAID", "RAID-Asép Sunandar Sunarya", "RAID-controller", tapi masih aya kacangcayaan urang napel pentingna serius ieu, sabab kabeh ieu téh. saperti teu mirip hiji PC boyar biasa metot. Tapi sadayana hoyong kecepatan anu luhur tina drive internal sareng operasi anu teu aya masalah. Barina ogé, euweuh urusan sabaraha kuat hardware komputer urang, speed drive jadi bottleneck lamun datang ka kinerja digabungkeun tina PC na server.
Ieu persis kajadian dugi ka HDD tradisional diganti ku SSD NVMe modern kalayan kapasitas anu sabanding tina 1 TB atanapi langkung. Sareng upami sateuacana dina PC sering aya kombinasi SATA SSD + sababaraha HDD anu ageung, ayeuna aranjeunna mimiti diganti ku solusi anu sanés - NVMe SSD + sababaraha SSD SATA anu ageung. Upami urang nyarioskeun ngeunaan server perusahaan sareng "awan," seueur anu parantos suksés ngalih ka SSD SATA, ngan kusabab aranjeunna langkung gancang tibatan "kaléng timah" konvensional sareng sanggup ngolah sajumlah ageung I / O operasi sakaligus.
Sanajan kitu, kasabaran lepat sistem masih dina tingkat anu cukup low: urang teu bisa, sakumaha dina "Battle of Psychics," prediksi kalawan akurasi malah nepi ka saminggu lamun solid-state drive tinangtu bakal maot. Sareng upami HDD "maot" laun-laun, ngamungkinkeun anjeun nangkep gejala sareng nyandak tindakan, teras SSDs "maot" langsung sareng tanpa peringatan. Sareng ayeuna waktosna pikeun terang naha sadayana ieu diperyogikeun? Éta patut ngatur arrays RAID dumasar kana solusi solid-state SATA SSD na NVMe SSD, sarta bakal aya untung serius ti ieu?
Naha anjeun peryogi Asép Sunandar Sunarya RAID?
Kecap "array" parantos nunjukkeun yén sababaraha drive (HDD sareng SSD) dianggo pikeun nyiptakeunana, anu digabungkeun nganggo pengontrol RAID sareng diakui ku OS salaku panyimpen data tunggal. Tugas global anu tiasa direngsekeun ku RAID arrays nyaéta ngaminimalkeun waktos aksés data, ningkatkeun kagancangan maca / nyerat sareng reliabilitas, anu kahontal berkat kamampuan gancang pulih upami aya gagal. Ku jalan kitu, teu perlu ngagunakeun RAID pikeun cadangan imah. Tapi lamun boga server imah sorangan, nu peryogi aksés konstan 24/7, éta masalah béda.
Aya leuwih ti belasan tingkat arrays RAID, nu masing-masing béda dina jumlah drive dipaké di dinya sarta ngabogaan pro jeung kontra sorangan: contona, RAID 0 ngidinan Anjeun pikeun meunangkeun kinerja tinggi tanpa toleransi sesar, RAID 1 ngidinan Anjeun pikeun otomatis eunteung data tanpa ngaronjatna speed, sarta razia 10 ngagabungkeun ngandung kemungkinan di luhur. RAID 0 sareng 1 mangrupikeun pangbasajanna (sabab henteu ngabutuhkeun itungan parangkat lunak) sareng, salaku hasilna, anu pang populerna. Pamustunganana, pilihan dina kahadean hiji atawa tingkat RAID séjén gumantung kana tugas ditugaskeun ka Asép Sunandar Sunarya disk jeung kamampuhan tina RAID controller.
Imah sareng perusahaan RAID: naon bédana?
Dasar tina sagala bisnis modern nyaeta volume badag data nu kudu aman disimpen dina server parusahaan. Sareng ogé, sakumaha anu kami parantos nyarios di luhur, aranjeunna kedah disayogikeun aksés konstan 24/7. Éta jelas yén, sareng hardware, bagian parangkat lunak ogé penting, tapi dina hal ieu urang masih ngobrol ngeunaan alat anu ngajamin neundeun sareng ngolah inpormasi anu dipercaya. Taya software bakal nyalametkeun hiji parusahaan ti uing lamun hardware teu minuhan tugas ditugaskeun ka dinya.
Pikeun tugas-tugas ieu, produsén hardware naon waé nawiskeun anu disebut alat perusahaan. Kingston gaduh solusi solid-state anu kuat dina bentuk model SATA и , kitu ogé modél NVMe DC1000M U.2 NVMe, DCU1000 U.2 NVMe na DCP-1000 PCI-e, dimaksudkeun pikeun pamakéan di puseur data jeung supercomputers. Asép Sunandar Sunarya drive sapertos biasana dipaké ditéang jeung controller hardware.
Pikeun pasar konsumen (nyaéta, pikeun PC bumi sareng server NAS), drive sapertos NVMe PCIe, tapi dina hal ieu teu perlu meuli controller hardware. Anjeun tiasa ngawatesan diri ka PC atanapi NAS server diwangun kana motherboard nu, iwal tangtu rencana pikeun ngumpul server imah sorangan pikeun tugas atypical (ngamimitian imah leutik hosting pikeun babaturan, contona). Sajaba ti éta, imah RAID arrays, sakumaha aturan, teu merlukeun ratusan atawa rébuan drive, keur dugi ka dua, opat jeung dalapan alat (biasana SATA).
Jinis sareng jinis pangendali RAID
Aya tilu jinis pangendali RAID dumasar kana prinsip-prinsip ngalaksanakeun susunan RAID:
1. Parangkat lunak, dimana manajemén Asép Sunandar Sunarya dina CPU sareng DRAM (nyaéta, kode program dieksekusi dina prosésor).
2. terpadu, nyaeta, diwangun kana motherboards of a PC atawa server Nas.
3. hardware (modular), nu kartu ékspansi diskrit pikeun PCI / konektor PCIe on motherboards.
Naon bédana dasarna masing-masing? Software RAID Controllers inferior mun terpadu jeung hardware dina hal kinerja sarta kasabaran sesar, tapi teu merlukeun parabot husus pikeun beroperasi. Nanging, penting pikeun mastikeun yén prosésor sistem host cukup kuat pikeun ngajalankeun parangkat lunak RAID tanpa mangaruhan négatip kana kinerja aplikasi anu ogé dijalankeun dina host. Controllers terpadu biasana dilengkepan memori cache sorangan sarta ngagunakeun jumlah nu tangtu sumberdaya CPU.
Tapi hardware boga duanana memori cache sorangan sarta diwangun-di processor pikeun executing algoritma software. Biasana, aranjeunna ngamungkinkeun anjeun pikeun nerapkeun sagala jinis tingkat RAID sareng ngadukung sababaraha jinis drive sakaligus. Contona, Controllers hardware modern ti Broadcom sakaligus bisa nyambungkeun alat Kang Tata, Sas na NVMe, nu ngidinan Anjeun pikeun teu ngarobah controller nalika ngaronjatkeun server: utamana lamun pindah ti SATA SSD ka NVMe SSD, controller teu kudu dirobah.
Sabenerna, dina catetan ieu urang datang ka tipologi controller sorangan. Upami aya tilu mode, naha kedah aya anu sanés? Dina hal ieu, jawaban kana patarosan ieu bakal di satuju. Gumantung kana fungsi sareng kamampuan, pangontrol RAID tiasa dibagi kana sababaraha jinis:
1. Controllers biasa kalawan fungsi razia
Dina sakabéh hirarki, ieu teh controller pangbasajanna nu ngidinan Anjeun pikeun ngagabungkeun HDD jeung SSD kana arrays RAID tingkat "0", "1" atawa "0 + 1". Ieu dilaksanakeun sacara program dina tingkat firmware. Nanging, alat sapertos kitu boro disarankeun pikeun dianggo dina bagean perusahaan, sabab henteu ngagaduhan cache sareng henteu ngadukung susunan tingkat "5", "3", jsb. Tapi pikeun server home entry-level aranjeunna cukup cocog.
2. Controllers anu dianggo dina tandem kalawan Controllers razia séjén
Jenis controller ieu bisa dipasangkeun jeung controller motherboard terpadu. Ieu dilaksanakeun nurutkeun prinsip di handap: a razia controller diskrit ngurus ngarengsekeun "logis" masalah, sarta diwangun-di hiji nyokot alih fungsi bursa data antara drive. Tapi aya nuansa: operasi paralel controller misalna ngan mungkin dina motherboards cocog, nu hartina ruang lingkup aplikasi maranéhanana serius dugi.
3. Controllers RAID mandiri
Ieu solusi diskrit ngandung on dewan sagala chip diperlukeun pikeun gawé bareng server kelas perusahaan, ngabogaan mios sorangan, memori cache sarta processor pikeun koreksi kasalahan gancang sarta itungan checksum. Salaku tambahan, aranjeunna nyumponan standar réliabilitas anu luhur dina hal manufaktur sareng gaduh modul mémori kualitas luhur.
4. Controllers razia éksternal
Teu hésé nebak yén sakabéh controller nu didaptarkeun di luhur téh internal tur nampa kakuatan ngaliwatan konektor PCIe of motherboard nu. Naon ieu hartosna? Sareng gagalna motherboard tiasa nyababkeun kasalahan dina operasi RAID Asép Sunandar Sunarya sareng leungitna data. Controllers éksternal dibébaskeun tina salah paham ieu, sabab disimpen dina kasus misah kalawan catu daya mandiri. Dina watesan reliabilitas, controller sapertos nyadiakeun tingkat pangluhurna gudang data.
, Microsemi Adaptec, Intel, IBM, Dell na Cisco téh ngan sababaraha pausahaan nu ayeuna nawiskeun controller razia hardware.
Modeu operasi pangendali RAID SAS / SATA / NVMe
Tujuan utama tri-mode HBA jeung RAID Controllers (atawa controller jeung fungsionalitas Tri-Mode) nyaéta pikeun nyieun hardware RAID basis NVMe. Controllers séri 9400 Broadcom tiasa ngalakukeun ieu: contona, . Ieu milik hiji tipe bebas razia controller, dilengkepan opat panyambungna SFF-8643 na, berkat rojongan Tri-Mode, ngidinan Anjeun pikeun nyambungkeun Kang Tata / Sas jeung NVMe drive sakaligus. Sajaba ti éta, éta ogé salah sahiji controller paling hémat énergi dina pasaran (consuming ngan 17 Watts énergi, kalawan kirang ti 1,1 Watts pikeun tiap tina 16 palabuhan).
Antarbeungeut sambungan anu PCI Express x8 Vérsi 3.1, nu ngamungkinkeun pikeun throughput 64 Gbit / s (controllers pikeun PCI Express 2020 diperkirakeun muncul dina 4.0). 16-port controller dumasar kana chip 2-inti jeung 72-bit DDR4-2133 SDRAM (4 GB), kitu ogé kamampuhan pikeun nyambungkeun nepi ka 240 SATA / SAS drive, atawa nepi ka 24 alat NVMe. Dina hal ngatur arrays RAID, tingkat "0", "1", "5" jeung "6", kitu ogé "10", "50" jeung "60" dirojong. Ku jalan kitu, mémori cache sarta Controllers séjén dina runtuyan 9400 ditangtayungan tina gagal tegangan ku modul CacheVault CVPM05 pilihan.
Téknologi tilu-mode dumasar kana fungsi konversi data SerDes: ngarobah representasi serial data dina SAS / interfaces Kang Tata kana formulir paralel dina PCIe NVMe sarta sabalikna. Hartina, controller negotiates speeds sarta protokol pikeun digawé seamlessly kalawan salah sahiji tilu jenis alat panyimpen. Ieu nyadiakeun cara seamless mun skala infrastruktur puseur data: pamaké bisa make NVMe tanpa nyieun parobahan signifikan kana konfigurasi sistem lianna.
Nanging, nalika ngarencanakeun konfigurasi sareng drive NVMe, éta patut mertimbangkeun yén solusi NVMe nganggo 4 jalur PCIe pikeun nyambungkeun, anu hartosna unggal drive nganggo sadaya jalur palabuhan SFF-8643. Tétéla ngan opat NVMe drive bisa disambungkeun langsung ka MegaRAID 9460-16i controller. Atawa ngawatesan diri kana dua solusi NVMe bari sakaligus nyambungkeun dalapan drive SAS (tingali diagram sambungan handap).
inohong nembongkeun pamakéan konektor "0" (C0 / konektor 0) jeung konektor "1" pikeun sambungan NVMe, kitu ogé konektor "2" jeung "3" pikeun sambungan SAS. Susunan ieu tiasa dibalikkeun, tapi unggal drive NVMe x4 kedah dihubungkeun nganggo jalur anu padeukeut. Modeu operasi controller diatur ngaliwatan utilitas konfigurasi StorCLI atanapi Human Interface Infrastructure (HII), anu beroperasi di lingkungan UEFI.
Mode standar nyaéta profil "PD64" (ngan ngadukung SAS / SATA). Sakumaha anu urang nyarios di luhur, total aya tilu profil: modeu "Sas / SATA ngan mode" (PD240 / PD64 / PD 16), mode "NVMe ngan mode" (PCIe4) sareng mode campuran dimana sadaya jinis drive. tiasa beroperasi: "PD64 -PCIe4" (rojongan pikeun 64 disk fisik jeung virtual kalawan 4 NVMe drive). Dina modeu campuran, nilai profil anu ditangtukeun kedah "ProfileID = 13". Ku jalan kitu, profil anu dipilih disimpen salaku master sareng henteu ngareset sanajan uih deui ka setélan pabrik ngalangkungan paréntah Set Factory Defaults. Ieu ngan bisa dirobah ku cara manual.
Éta patut nyieun Asép Sunandar Sunarya RAID dina SSD?
Janten, kami parantos ngartos yén susunan RAID mangrupikeun konci pikeun pagelaran anu luhur. Tapi naha éta patut ngawangun RAID tina SSD pikeun bumi sareng perusahaan? Loba skeptics nyebutkeun yén kanaékan speed teu jadi signifikan pikeun splurge on NVMe drive. Tapi ieu bener kitu? boro-boro. Watesan pangbadagna pikeun ngagunakeun SSD dina RAID (duanana di bumi sareng di tingkat perusahaan) tiasa waé hargana. Naon waé anu dicarioskeun, biaya rohangan gigabyte dina HDD langkung mirah.
Nyambungkeun sababaraha "drive" solid state ka controller RAID pikeun nyieun hiji Asép Sunandar Sunarya SSD bisa boga dampak badag dina kinerja dina konfigurasi tangtu. Nanging, ulah hilap yén pagelaran maksimal diwatesan ku throughput controller RAID sorangan. Tingkat RAID anu nawiskeun kinerja anu pangsaéna nyaéta RAID 0.
A razia konvensional 0 dua SSDs, nu ngagunakeun métode pamisah data kana blok tetep sarta striping aranjeunna sakuliah gudang solid, bakal ngahasilkeun ganda kinerja dibandingkeun SSD tunggal. Sanajan kitu, hiji RAID 0 Asép Sunandar Sunarya kalawan opat SSDs bakal geus opat kali leuwih gancang ti SSD slowest dina Asép Sunandar Sunarya (gumantung kana watesan rubakpita dina tingkat controller RAID SSD).
Dumasar kana aritmetika basajan, SATA SSD sakitar 3 kali langkung gancang tibatan SATA HDD tradisional. Solusi NVMe malah langkung éfisién - 10 kali atanapi langkung. Disadiakeun yén dua hard drive dina razia enol-tingkat némbongkeun kinerja ganda, ngaronjatna ku 50%, dua SATA SSD bakal 6 kali leuwih gancang, sarta dua SSDs NVMe bakal 20 kali leuwih gancang. Dina sababaraha hal, hiji Kingston KC2000 NVMe PCIe drive tunggal bisa ngahontal sequential baca jeung nulis speeds nepi ka 3200 MB / s, nu dina razia 0 format bakal ngahontal hiji impressive 6 GB / s. Sareng laju baca/tulis blok acak tina ukuran 4 KB bakal robah tina 350 IOPS ka 000 IOPS. Tapi ... dina waktos anu sareng, "enol" RAID teu nyadiakeun kami kalawan redundancy.
Bisa disebutkeun yen di lingkungan imah, redundancy gudang biasana teu diperlukeun, jadi konfigurasi RAID paling cocog pikeun SSDs bener jadi RAID 0. Ieu cara dipercaya pikeun meunangkeun perbaikan kinerja signifikan salaku alternatif pikeun ngagunakeun téknologi kawas Intel Optane basis. SSDs. Tapi urang bakal ngobrol ngeunaan kumaha solusi SSD kalakuanana dina jinis RAID anu pang populerna ("1", "5", "10", "50") dina tulisan kami salajengna.
Tulisan ieu disusun kalayan dukungan kolega urang di Broadcom, anu nyayogikeun pangendalina ka insinyur Kingston pikeun diuji sareng drive SATA / SAS / NVMe kelas perusahaan. Hatur nuhun kana simbiosis ramah ieu, konsumén teu kudu ragu reliabiliti jeung stabilitas Kingston drive kalawan HBA na razia Controllers ti produksi. .
Kanggo inpo nu langkung lengkep ihwal produk Kingston, mangga buka parusahaan.
sumber: www.habr.com