Habari Habr! Katika makala hii tutakuambia ikiwa inafaa kupanga safu za RAID kulingana na suluhisho la hali dhabiti SATA SSD na NVMe SSD, na kutakuwa na faida kubwa kutoka kwa hili? Tuliamua kuangalia suala hili kwa kuzingatia aina na aina za vidhibiti vinavyoruhusu hili kufanyika, pamoja na upeo wa matumizi ya usanidi huo.
Kwa njia moja au nyingine, kila mmoja wetu angalau mara moja katika maisha yetu alisikia ufafanuzi kama vile "RAID", "RAID-safu", "RAID-controller", lakini hakuna uwezekano kwamba tuliweka umuhimu mkubwa kwa hili, kwa sababu yote haya ni. uwezekano kwa PC boyar wa kawaida Kuvutia. Lakini kila mtu anataka kasi ya juu kutoka kwa anatoa za ndani na uendeshaji usio na shida. Baada ya yote, bila kujali nguvu ya vifaa vya kompyuta, kasi ya gari inakuwa kizuizi linapokuja suala la utendaji wa pamoja wa PC na seva.
Hivi ndivyo ilivyokuwa hadi HDD za kitamaduni zilipobadilishwa na SSD za kisasa za NVMe zenye uwezo unaolingana wa TB 1 au zaidi. Na ikiwa hapo awali kwenye Kompyuta kulikuwa na mchanganyiko wa SATA SSD + HDD kadhaa zenye uwezo, leo zinaanza kubadilishwa na suluhisho lingine - NVMe SSD + SATA SSD kadhaa. Ikiwa tunazungumzia kuhusu seva za ushirika na "mawingu," wengi tayari wamefanikiwa kuhamia SATA SSD, kwa sababu tu ni kasi zaidi kuliko "makopo ya bati" ya kawaida na wana uwezo wa kusindika idadi kubwa ya shughuli za I / O wakati huo huo.
Walakini, uvumilivu wa makosa ya mfumo bado uko katika kiwango cha chini kabisa: hatuwezi, kama vile katika "Vita vya Wanasaikolojia," kutabiri kwa usahihi wa hata hadi wiki wakati gari fulani la hali ngumu litakufa. Na ikiwa HDD "zinakufa" hatua kwa hatua, kukuwezesha kupata dalili na kuchukua hatua, basi SSD "hufa" mara moja na bila ya onyo. Na sasa ni wakati wa kufikiria kwa nini hii yote inahitajika kabisa? Inafaa kupanga safu za RAID kulingana na suluhisho la hali dhabiti SATA SSD na NVMe SSD, na kutakuwa na faida kubwa kutoka kwa hili?
Kwa nini unahitaji safu ya RAID?
Neno "safu" tayari linamaanisha kuwa anatoa kadhaa (HDD na SSD) hutumiwa kuunda, ambazo zimeunganishwa kwa kutumia mtawala wa RAID na kutambuliwa na OS kama hifadhi moja ya data. Kazi ya kimataifa ambayo safu za RAID zinaweza kutatua ni kupunguza muda wa kufikia data, kuongeza kasi ya kusoma / kuandika na kuegemea, ambayo hupatikana kutokana na uwezo wa kurejesha haraka katika tukio la kushindwa. Kwa njia, sio lazima kabisa kutumia RAID kwa chelezo za nyumbani. Lakini ikiwa una seva yako ya nyumbani, ambayo unahitaji ufikiaji wa mara kwa mara 24/7, hilo ni suala tofauti.
Kuna zaidi ya viwango vya dazeni vya safu za RAID, ambayo kila moja inatofautiana katika idadi ya anatoa zinazotumiwa ndani yake na ina faida na hasara zake: kwa mfano, RAID 0 inakuwezesha kupata utendaji wa juu bila uvumilivu wa makosa, RAID 1 inakuwezesha kioo kiotomatiki data bila kuongeza kasi, na RAID 10 inachanganya ina uwezekano wa hapo juu. RAID 0 na 1 ni rahisi zaidi (kwani hauhitaji mahesabu ya programu) na, kwa sababu hiyo, maarufu zaidi. Hatimaye, uchaguzi kwa ajili ya ngazi moja au nyingine ya RAID inategemea kazi zilizopewa safu ya disk na uwezo wa mtawala wa RAID.
RAID ya nyumbani na ya ushirika: ni tofauti gani?
Msingi wa biashara yoyote ya kisasa ni idadi kubwa ya data ambayo lazima ihifadhiwe kwa usalama kwenye seva za kampuni. Na pia, kama tulivyoona hapo juu, lazima wapewe ufikiaji wa kila wakati 24/7. Ni wazi kwamba, pamoja na vifaa, sehemu ya programu pia ni muhimu, lakini katika kesi hii bado tunazungumza juu ya vifaa vinavyohakikisha uhifadhi wa kuaminika na usindikaji wa habari. Hakuna programu itaokoa kampuni kutokana na uharibifu ikiwa vifaa haitimizi kazi zilizopewa.
Kwa kazi hizi, mtengenezaji yeyote wa vifaa hutoa kinachojulikana kama vifaa vya biashara. Kingston ina masuluhisho yenye nguvu ya serikali katika mfumo wa mifano ya SATA ΠΈ , pamoja na mifano ya NVMe DC1000M U.2 NVMe, DCU1000 U.2 NVMe na DCP-1000 PCI-e, iliyokusudiwa kutumika katika vituo vya data na kompyuta kuu. Safu za anatoa vile kawaida hutumiwa kwa kushirikiana na watawala wa vifaa.
Kwa soko la watumiaji (hiyo ni, kwa Kompyuta za nyumbani na seva za NAS), anatoa kama vile NVMe PCIe, lakini katika kesi hii si lazima kununua mtawala wa vifaa. Unaweza kujizuia kwa seva ya PC au NAS iliyojengwa kwenye ubao wa mama, isipokuwa bila shaka unapanga kukusanyika seva ya nyumbani mwenyewe kwa kazi zisizo za kawaida (kuanza mwenyeji mdogo wa nyumbani kwa marafiki, kwa mfano). Kwa kuongeza, safu za RAID za nyumbani, kama sheria, hazihitaji mamia au maelfu ya anatoa, kuwa mdogo kwa vifaa viwili, vinne na nane (kawaida SATA).
Aina na aina za vidhibiti vya RAID
Kuna aina tatu za vidhibiti vya RAID kulingana na kanuni za kutekeleza safu za RAID:
1. Programu, ambayo usimamizi wa safu huanguka kwenye CPU na DRAM (yaani, msimbo wa programu unatekelezwa kwenye processor).
2. Imeunganishwa, yaani, imejengwa kwenye ubao wa mama wa PC au seva ya NAS.
3. Maunzi (ya kawaida), ambayo ni kadi tofauti za upanuzi za viunganishi vya PCI/PCIe kwenye ubao mama.
Tofauti yao ya kimsingi kutoka kwa kila mmoja ni nini? Vidhibiti vya RAID vya programu ni duni kwa vilivyojumuishwa na vya maunzi kwa suala la utendaji na uvumilivu wa makosa, lakini hauitaji vifaa maalum kufanya kazi. Hata hivyo, ni muhimu kuhakikisha kuwa kichakataji cha mfumo wa seva pangishi kina uwezo wa kutosha kuendesha programu ya RAID bila kuathiri vibaya utendakazi wa programu ambazo pia zinaendeshwa kwa seva pangishi. Vidhibiti vilivyojumuishwa kwa kawaida huwa na kumbukumbu zao za kache na hutumia kiasi fulani cha rasilimali za CPU.
Lakini zile za maunzi zina kumbukumbu zao za kache na kichakataji kilichojengwa kwa ajili ya kutekeleza algorithms ya programu. Kwa kawaida, wanakuwezesha kutekeleza aina zote za viwango vya RAID na kusaidia aina kadhaa za anatoa mara moja. Kwa mfano, watawala wa kisasa wa vifaa kutoka kwa Broadcom wanaweza kuunganisha wakati huo huo vifaa vya SATA, SAS na NVMe, ambayo inakuwezesha kubadilisha mtawala wakati wa kuboresha seva: hasa, wakati wa kuhama kutoka SATA SSD hadi NVMe SSD, watawala hawapaswi kubadilishwa.
Kweli, kwa maelezo haya tunakuja kwenye typolojia ya watawala wenyewe. Ikiwa kuna aina tatu, je, kunapaswa kuwa na wengine? Katika kesi hii, jibu la swali hili litakuwa katika uthibitisho. Kulingana na kazi na uwezo, vidhibiti vya RAID vinaweza kugawanywa katika aina kadhaa:
1. Vidhibiti vya kawaida na kazi ya RAID
Katika uongozi mzima, hii ni mtawala rahisi zaidi ambayo inakuwezesha kuchanganya HDD na SSD kwenye safu za RAID za ngazi "0", "1" au "0 + 1". Hii inatekelezwa kwa utaratibu katika kiwango cha firmware. Walakini, vifaa kama hivyo haviwezi kupendekezwa kwa matumizi katika sehemu ya ushirika, kwa sababu hazina kashe na haziungi mkono safu za viwango vya "5", "3", nk. Lakini kwa seva ya nyumbani ya kiwango cha kuingia wanafaa kabisa.
2. Vidhibiti vinavyofanya kazi sanjari na vidhibiti vingine vya RAID
Aina hii ya kidhibiti inaweza kuunganishwa na vidhibiti vilivyounganishwa vya ubao wa mama. Hii inatekelezwa kwa mujibu wa kanuni ifuatayo: mtawala wa RAID wa discrete anajali kutatua matatizo ya "mantiki", na iliyojengwa ndani inachukua kazi za kubadilishana data kati ya anatoa. Lakini kuna nuance: operesheni sambamba ya watawala vile inawezekana tu kwenye bodi za mama zinazoendana, ambayo ina maana upeo wao wa maombi ni mdogo sana.
3. Vidhibiti vya RAID vilivyojitegemea
Suluhisho hizi za kipekee zina kwenye bodi chips zote muhimu za kufanya kazi na seva za darasa la biashara, kuwa na BIOS yao wenyewe, kumbukumbu ya kache na processor kwa urekebishaji wa makosa ya haraka na mahesabu ya hundi. Kwa kuongeza, wanakidhi viwango vya juu vya kuegemea katika suala la utengenezaji na wana moduli za kumbukumbu za hali ya juu.
4. Vidhibiti vya RAID vya nje
Si vigumu kukisia kwamba vidhibiti vyote vilivyoorodheshwa hapo juu ni vya ndani na hupokea nguvu kupitia kiunganishi cha PCIe cha ubao-mama. Hii ina maana gani? Na kushindwa kwa ubao wa mama kunaweza kusababisha makosa katika uendeshaji wa safu ya RAID na kupoteza data. Watawala wa nje wameachiliwa kutokana na kutokuelewana huku, kwa kuwa wamewekwa katika kesi tofauti na usambazaji wa umeme wa kujitegemea. Kwa upande wa kuaminika, watawala hao hutoa kiwango cha juu cha hifadhi ya data.
, Microsemi Adaptec, Intel, IBM, Dell na Cisco ni baadhi tu ya makampuni ambayo kwa sasa hutoa vidhibiti vya RAID vya vifaa.
Njia za uendeshaji za vidhibiti vya RAID SAS/SATA/NVMe
Kusudi kuu la vidhibiti vya HBA vya hali tatu na RAID (au vidhibiti vilivyo na utendakazi wa Njia-tatu) ni kuunda RAID ya maunzi ya NVMe. Watawala wa mfululizo wa 9400 wa Broadcom wanaweza kufanya hivi: kwa mfano, . Ni ya aina ya kujitegemea ya mtawala wa RAID, ina viunganisho vinne vya SFF-8643 na, shukrani kwa usaidizi wa Tri-Mode, inakuwezesha kuunganisha anatoa za SATA / SAS na NVMe wakati huo huo. Kwa kuongeza, pia ni mojawapo ya vidhibiti vinavyotumia nishati kwenye soko (inatumia Wati 17 tu za nishati, na chini ya Wati 1,1 kwa kila bandari 16).
Kiolesura cha muunganisho ni toleo la 8 la PCI Express x3.1, ambalo huruhusu upitishaji wa 64 Gbit/s (vidhibiti vya PCI Express 2020 vinatarajiwa kuonekana mnamo 4.0). Kidhibiti cha bandari 16 kinatokana na chip ya msingi 2 na 72-bit DDR4-2133 SDRAM (4 GB), pamoja na uwezo wa kuunganisha hadi 240 SATA/SAS anatoa, au hadi 24 NVMe vifaa. Kwa upande wa kupanga safu za RAID, viwango vya "0", "1", "5" na "6", pamoja na "10", "50" na "60" vinasaidiwa. Kwa njia, kumbukumbu ya cache na watawala wengine katika mfululizo wa 9400 wanalindwa kutokana na kushindwa kwa voltage na moduli ya hiari ya CacheVault CVPM05.
Teknolojia ya hali tatu inategemea utendaji wa ubadilishaji wa data wa SerDes: kubadilisha uwakilishi wa mfululizo wa data katika miingiliano ya SAS/SATA hadi umbo sambamba katika PCIe NVMe na kinyume chake. Hiyo ni, mtawala hujadili kasi na itifaki ili kufanya kazi bila mshono na aina yoyote ya aina tatu za vifaa vya kuhifadhi. Hii inatoa njia kamilifu ya kuongeza miundo msingi ya kituo cha data: watumiaji wanaweza kutumia NVMe bila kufanya mabadiliko makubwa kwa usanidi mwingine wa mfumo.
Walakini, wakati wa kupanga usanidi na anatoa za NVMe, inafaa kuzingatia kuwa suluhisho za NVMe hutumia njia 4 za PCIe kuunganishwa, ambayo inamaanisha kuwa kila kiendeshi kinatumia mistari yote ya bandari za SFF-8643. Inatokea kwamba anatoa nne tu za NVMe zinaweza kushikamana moja kwa moja na mtawala wa MegaRAID 9460-16i. Au jizuie kwa suluhisho mbili za NVMe wakati huo huo unaunganisha viendeshi nane vya SAS (tazama mchoro wa unganisho hapa chini).
Takwimu inaonyesha matumizi ya kontakt "0" (C0 / Connector 0) na kontakt "1" kwa viunganisho vya NVMe, pamoja na viunganisho "2" na "3" kwa viunganisho vya SAS. Mpangilio huu unaweza kubadilishwa, lakini kila kiendeshi cha x4 NVMe lazima kiunganishwe kwa kutumia njia zilizo karibu. Njia za uendeshaji za kidhibiti zimewekwa kupitia huduma za usanidi za StorCLI au Human Interface Infrastructure (HII), ambayo hufanya kazi katika mazingira ya UEFI.
Hali chaguo-msingi ni wasifu wa "PD64" (inaauni SAS/SATA pekee). Kama tulivyosema hapo juu, kuna wasifu tatu kwa jumla: modi ya "SAS/SATA pekee" (PD240 / PD64 / PD 16), modi ya "NVMe pekee" (PCIe4) na modi mchanganyiko ambayo aina zote za anatoa. inaweza kufanya kazi: "PD64 -PCIe4" (msaada wa diski 64 za kimwili na za kawaida na anatoa 4 za NVMe). Katika hali iliyochanganywa, thamani ya wasifu maalum inapaswa kuwa "ProfileID=13". Kwa njia, wasifu uliochaguliwa huhifadhiwa kama kuu na haujawekwa upya hata wakati wa kurudi kwenye mipangilio ya kiwanda kupitia amri ya Mipangilio ya Chaguo-msingi ya Kiwanda. Inaweza tu kubadilishwa kwa mikono.
Inafaa kuunda safu ya RAID kwenye SSD?
Kwa hiyo, tumeelewa tayari kwamba safu za RAID ni ufunguo wa utendaji wa juu. Lakini inafaa kujenga RAID kutoka kwa SSD kwa matumizi ya nyumbani na ushirika? Wakosoaji wengi wanasema kwamba kuongezeka kwa kasi sio muhimu sana hadi kusambaza anatoa za NVMe. Lakini hii ni kweli? Vigumu. Kizuizi kikubwa zaidi cha kutumia SSD katika RAID (nyumbani na katika kiwango cha biashara) kinaweza kuwa bei tu. Chochote mtu anaweza kusema, gharama ya gigabyte ya nafasi kwenye HDD ni nafuu zaidi.
Kuunganisha "anatoa" nyingi za hali dhabiti kwa kidhibiti cha RAID ili kuunda safu ya SSD kunaweza kuwa na athari kubwa kwa utendakazi katika usanidi fulani. Hata hivyo, usisahau kwamba utendaji wa juu ni mdogo na throughput ya mtawala wa RAID yenyewe. Kiwango cha RAID ambacho hutoa utendaji bora ni RAID 0.
RAID 0 ya kawaida yenye SSD mbili, ambayo hutumia mbinu ya kugawanya data katika vizuizi vilivyowekwa na kuziweka kwenye hifadhi ya hali dhabiti, itasababisha utendaji mara mbili ikilinganishwa na SSD moja. Walakini, safu ya RAID 0 iliyo na SSD nne tayari itakuwa haraka mara nne kuliko SSD polepole zaidi kwenye safu (kulingana na kizuizi cha bandwidth katika kiwango cha kidhibiti cha RAID SSD).
Kulingana na hesabu rahisi, SATA SSD ni karibu mara 3 zaidi kuliko HDD ya jadi ya SATA. Suluhisho za NVMe ni bora zaidi - mara 10 au zaidi. Isipokuwa kwamba anatoa mbili ngumu katika RAID ya kiwango cha sifuri zinaonyesha utendaji mara mbili, na kuongeza kwa 50%, SSD mbili za SATA zitakuwa mara 6 kwa kasi, na SSD mbili za NVMe zitakuwa mara 20 kwa kasi zaidi. Hasa, kiendeshi kimoja cha Kingston KC2000 NVMe PCIe kinaweza kufikia kasi ya mfuatano ya kusoma na kuandika ya hadi 3200 MB/s, ambayo katika umbizo la RAID 0 itafikia 6 GB/s ya kuvutia. Na kasi ya kusoma/kuandika ya vizuizi nasibu vya ukubwa wa KB 4 itageuka kutoka IOPS 350 hadi IOPS 000. Lakini ... wakati huo huo, "sifuri" RAID haitupi redundancy.
Inaweza kusemwa kuwa katika mazingira ya nyumbani, upunguzaji wa uhifadhi kwa kawaida hauhitajiki, kwa hivyo usanidi unaofaa zaidi wa RAID kwa SSD huwa RAID 0. Hii ni njia ya kuaminika ya kupata maboresho makubwa ya utendakazi kama njia mbadala ya kutumia teknolojia kama vile Intel Optane. SSD. Lakini tutazungumzia jinsi ufumbuzi wa SSD unavyofanya katika aina maarufu zaidi za RAID ("1", "5", "10", "50") katika makala yetu inayofuata.
Nakala hii ilitayarishwa kwa msaada wa wenzetu kutoka Broadcom, ambao hutoa vidhibiti vyao kwa wahandisi wa Kingston kwa majaribio na anatoa za SATA/SAS/NVMe za kiwango cha biashara. Shukrani kwa symbiosis hii ya kirafiki, wateja sio lazima watilie shaka kuegemea na uthabiti wa anatoa za Kingston na vidhibiti vya HBA na RAID vilivyotengenezwa. .
Kwa habari zaidi kuhusu bidhaa za Kingston, tafadhali tembelea kampuni hiyo.
Chanzo: mapenzi.com