Салом Хабр! Дар ин мақола мо ба шумо мегӯям, ки оё ташкил кардани массивҳои RAID дар асоси қарорҳои сахти SATA SSD ва NVMe SSD меарзад ва оё аз ин фоидаи ҷиддӣ хоҳад буд? Мо тасмим гирифтем, ки ин масъаларо бо назардошти намудҳо ва намудҳои контроллерҳо, ки ба ин кор имкон медиҳанд, инчунин доираи татбиқи чунин конфигуратсияҳоро баррасӣ кунем.
Ин ё он тавр, ҳар яки мо ҳадди аққал як маротиба дар ҳаёти худ чунин таърифҳоро ба монанди "RAID", "RAID-массиви", "RAID-controller" шунидем, аммо гумон аст, ки мо ба ин аҳамияти ҷиддӣ додаем, зеро ҳамаи ин гумон барои як boyar PC оддӣ Ҷолиб. Аммо ҳама мехоҳанд, ки суръати баланд аз дискҳои дохилӣ ва кори бе мушкилот. Дар ниҳоят, новобаста аз он ки сахтафзори компютер то чӣ андоза пурқувват аст, суръати драйв ҳангоми иҷрои якҷояи компютер ва сервер ба монеа табдил меёбад.
То он даме, ки HDD-ҳои анъанавӣ бо SSD-ҳои муосири NVMe бо иқтидори муқоисашавандаи 1 ТБ ё бештар аз он иваз карда шуданд, маҳз ҳамин тавр буд. Ва агар пештар дар компютерҳои фардӣ аксар вақт комбинатсияи SATA SSD + якчанд HDD-ҳои пуриқтидор вуҷуд дошта бошанд, имрӯз онҳоро бо ҳалли дигар иваз кардан оғоз мекунанд - NVMe SSD + якчанд SATA SSD-ҳои пуриқтидор. Агар мо дар бораи серверҳои корпоративӣ ва "абрҳо" сухан ронем, бисёриҳо аллакай бомуваффақият ба SATA SSD-ҳо гузаштаанд, зеро онҳо нисбат ба "контаҳои тунука"-и муқаррарӣ тезтаранд ва қодиранд ҳамзамон шумораи бештари амалиёти I/O-ро коркард кунанд.
Бо вуҷуди ин, таҳаммулпазирии хатогиҳои система то ҳол дар сатҳи хеле паст қарор дорад: мо наметавонем, мисли "Ҷанги равоншиносон", ҳатто то як ҳафта дақиқ пешгӯӣ кунем, ки кадом як диски мушаххаси сахти сахт мемирад. Ва агар HDD-ҳо тадриҷан “мемиранд” ва ба шумо имкон медиҳанд, ки аломатҳоро дарёфт кунед ва амал кунед, пас SSD-ҳо фавран ва бидуни огоҳӣ “мемиранд”. Ва ҳоло вақти он аст, ки фаҳмем, ки чаро ин ҳама лозим аст? Оё ташкил кардани массивҳои RAID дар асоси қарорҳои сахти SATA SSD ва NVMe SSD меарзад ва оё аз ин фоидаи ҷиддӣ хоҳад буд?
Чаро ба шумо массиви RAID лозим аст?
Худи калимаи "массив" аллакай маънои онро дорад, ки барои сохтани он якчанд дискҳо (HDD ва SSD) истифода мешаванд, ки бо истифода аз контроллери RAID якҷоя карда мешаванд ва аз ҷониби ОС ҳамчун як нигаҳдории маълумот эътироф карда мешаванд. Вазифаи глобалие, ки массивҳои RAID ҳал карда метавонанд, кам кардани вақти дастрасии додаҳо, баланд бардоштани суръати хондан/навиштан ва эътимоднокӣ мебошад, ки ба шарофати қобилияти зуд барқарор кардан дар ҳолати нокомӣ ба даст оварда мешавад. Дар омади гап, истифодаи RAID барои нусхабардории хонагӣ тамоман лозим нест. Аммо агар шумо сервери хонагии шахсии худро дошта бошед, ки ба шумо дастрасии доимии 24/7 лозим аст, ин масъалаи дигар аст.
Зиёда аз даҳҳо сатҳҳои массивҳои RAID мавҷуданд, ки ҳар яки онҳо бо миқдори дискҳои дар он истифодашаванда фарқ мекунанд ва ҷиҳатҳои мусбӣ ва манфии худро доранд: масалан, RAID 0 ба шумо имкон медиҳад, ки бе таҳаммулпазирии хатогиҳо самаранокии баланд ба даст оред, RAID 1 ба шумо имкон медиҳад, ки маълумотро бе суръат ба таври худкор инъикос мекунад ва RAID 10 дорои имкониятҳои дар боло зикршуда мебошад. RAID 0 ва 1 соддатарин мебошанд (зеро онҳо ҳисобҳои нармафзорро талаб намекунанд) ва дар натиҷа маъмултарин мебошанд. Дар ниҳоят, интихоби ин ё он сатҳи RAID аз вазифаҳое, ки ба массиви дискҳо ва имкониятҳои контроллери RAID дода шудаанд, вобаста аст.
RAID хона ва корпоративӣ: фарқият дар чист?
Асоси ҳама гуна тиҷорати муосир ҳаҷми бузурги маълумотест, ки бояд дар серверҳои ширкат бехатар нигоҳ дошта шаванд. Ва инчунин, тавре ки мо дар боло қайд кардем, онҳо бояд 24/7 дастрасии доимӣ дошта бошанд. Маълум аст, ки дар баробари сахтафзор қисми нармафзор низ муҳим аст, аммо дар ин маврид сухан дар бораи таҷҳизоте меравад, ки нигоҳдорӣ ва коркарди иттилоотро боэътимод таъмин мекунад. Ҳеҷ як нармафзор ширкатро аз харобшавӣ наҷот намедиҳад, агар таҷҳизот ба вазифаҳои дар назди ӯ гузошташуда мувофиқат накунад.
Барои ин вазифаҳо, ҳама гуна истеҳсолкунандаи сахтафзор дастгоҳҳои ба истилоҳ корхонаро пешниҳод мекунад. Кингстон дорои қарорҳои пурқуввати ҳолати сахт дар шакли моделҳои SATA мебошад и , инчунин моделҳои NVMe DC1000M U.2 NVMe, DCU1000 U.2 NVMe ва DCP-1000 PCI-e, ки барои истифода дар марказҳои додаҳо ва суперкомпютерҳо пешбинӣ шудаанд. Массивҳои чунин дискҳо одатан дар якҷоягӣ бо контроллерҳои сахтафзор истифода мешаванд.
Барои бозори истеъмолӣ (яъне барои компютерҳои хонагӣ ва серверҳои NAS), дискҳо ба монанди NVMe PCIe, аммо дар ин ҳолат зарур нест, ки нозири сахтафзор харед. Шумо метавонед худро бо як сервери компютер ё NAS, ки дар motherboard сохта шудааст, маҳдуд кунед, ба шарте ки шумо худатон барои иҷрои вазифаҳои ғайриоддӣ сервери хонагӣ ҷамъ карданро надоред (масалан, хостинги хурди хонагии дӯстонро оғоз кунед). Илова бар ин, массивҳои RAID хонагӣ, чун қоида, садҳо ё ҳазорҳо дискҳоро талаб намекунанд, ки бо ду, чор ва ҳашт дастгоҳ маҳдуданд (одатан SATA).
Намудҳо ва намудҳои контроллерҳои RAID
Се намуди контроллерҳои RAID мавҷуданд, ки ба принсипҳои татбиқи массивҳои RAID асос ёфтаанд:
1. Нармафзоре, ки дар он идоракунии массив ба CPU ва DRAM меафтад (яъне коди программа дар протсессор ичро мешавад).
2. Интегратсия, яъне дар motherboards PC ё сервери NAS сохта шудааст.
3. Сахтафзор (модулярӣ), ки кортҳои тавсеаи дискретӣ барои пайвасткунакҳои PCI/PCIe дар motherboards мебошанд.
Фарқи асосии онҳо аз ҳамдигар чӣ гуна аст? Контроллерҳои нармафзори RAID аз нигоҳи иҷроиш ва таҳаммулпазирии хатогиҳо аз дастгоҳҳои ҳамгирошуда ва сахтафзор пасттаранд, аммо барои кор таҷҳизоти махсусро талаб намекунанд. Бо вуҷуди ин, муҳим аст, ки протсессори системаи ҳост ба қадри кофӣ тавоно бошад, ки нармафзори RAID-ро бидуни таъсири манфӣ ба иҷрои барномаҳое, ки дар ҳост кор мекунанд, иҷро кунад. Контроллерҳои интегралӣ одатан бо хотираи кэши худ муҷаҳҳаз карда мешаванд ва миқдори муайяни захираҳои CPU-ро истифода мебаранд.
Аммо сахтафзорҳо ҳам хотираи кэши худ ва ҳам протсессори дарунсохт барои иҷрои алгоритмҳои нармафзор доранд. Одатан, онҳо ба шумо имкон медиҳанд, ки ҳама намуди сатҳҳои RAID-ро амалӣ кунед ва якбора якчанд намуди дискҳоро дастгирӣ кунед. Масалан, контроллерҳои муосири сахтафзори Broadcom метавонанд ҳамзамон дастгоҳҳои SATA, SAS ва NVMe-ро пайваст кунанд, ки ба шумо имкон медиҳад, ки ҳангоми навсозии серверҳо контроллерро иваз накунед: аз ҷумла, ҳангоми гузаштан аз SATA SSD ба NVMe SSD контроллерҳоро иваз кардан лозим нест.
Дарвоқеъ, дар ин ёддошт мо ба типологияи худи контролерҳо мерасем. Агар се-модулҳо вуҷуд дошта бошанд, бояд баъзеи дигар бошанд? Дар ин ҳолат, ба ин савол ҷавоби мусбат хоҳад буд. Вобаста аз вазифаҳо ва қобилиятҳо, контроллерҳои RAID метавонанд ба якчанд намуд тақсим карда шаванд:
1. Контроллерҳои оддӣ бо функсияи RAID
Дар тамоми иерархия, ин оддитарин контроллерест, ки ба шумо имкон медиҳад HDD ва SSD-ро ба массивҳои RAID-и сатҳҳои “0”, “1” ё “0+1” муттаҳид кунед. Ин ба таври барномавӣ дар сатҳи нармафзор амалӣ карда мешавад. Аммо, чунин дастгоҳҳоро барои истифода дар сегменти корпоративӣ тавсия додан душвор аст, зеро онҳо кэш надоранд ва массивҳои сатҳҳои "5", "3" ва ғайраро дастгирӣ намекунанд. Аммо барои сервери сатҳи ибтидоӣ онҳо хеле мувофиқанд.
2. Назоратчиёне, ки дар якҷоягӣ бо дигар контроллерҳои RAID кор мекунанд
Ин навъи контроллерро бо контроллерҳои ҳамгирошудаи motherboard пайваст кардан мумкин аст. Ин аз рӯи принсипи зерин амалӣ карда мешавад: контролери дискретии RAID барои ҳалли масъалаҳои "мантиқӣ" ғамхорӣ мекунад ва дарунсохташуда функсияҳои мубодилаи маълумот байни дискҳоро ба ӯҳда мегирад. Аммо як нозуки вуҷуд дорад: кори мувозии чунин контроллерҳо танҳо дар motherboards мувофиқ имконпазир аст, ки маънои онро дорад, ки доираи татбиқи онҳо хеле маҳдуд аст.
3. Назоратчиёни мустақили RAID
Ин қарорҳои дискретӣ дар борт тамоми микросхемаҳои заруриро барои кор бо серверҳои дараҷаи корхона доранд, ки дорои BIOS, хотираи кэш ва протсессори худ барои ислоҳи зуди хатогиҳо ва ҳисобҳои чек мебошанд. Илова бар ин, онҳо аз ҷиҳати истеҳсолот ба стандартҳои баланди эътимод мувофиқанд ва модулҳои хотираи баландсифат доранд.
4. Назорати берунии RAID
Тахмин кардан душвор нест, ки ҳамаи контроллерҳои дар боло номбаршуда дохилӣ мебошанд ва тавассути пайвасткунаки PCIe-и motherboard қувва мегиранд. Ин чӣ маъно дорад? Ва он нокомии motherboard метавонад ба хатогиҳо дар кори массиви RAID ва гум шудани маълумот оварда расонад. Контроллерҳои беруна аз ин нофаҳмӣ озод мешаванд, зеро онҳо дар як корпуси алоҳида бо таъминоти барқи мустақил ҷойгир шудаанд. Аз нуқтаи назари эътимоднокӣ, чунин контроллерҳо сатҳи баландтарини нигоҳдории маълумотро таъмин мекунанд.
, Microsemi Adaptec, Intel, IBM, Dell ва Cisco танҳо чанде аз ширкатҳое мебошанд, ки ҳоло контроллерҳои сахтафзори RAID-ро пешниҳод мекунанд.
Усулҳои кори контроллерҳои RAID SAS/SATA/NVMe
Мақсади асосии контроллерҳои семоҳаи HBA ва RAID (ё контроллерҳо бо функсияи Tri-Mode) эҷоди сахтафзори RAID дар асоси NVMe мебошад. Контроллерҳои силсилаи 9400 Broadcom ин корро карда метавонанд: масалан, . Он ба як навъи мустақили контроллери RAID тааллуқ дорад, ки бо чаҳор пайвасткунаки SFF-8643 муҷаҳҳаз шудааст ва ба шарофати дастгирии Tri-Mode ба шумо имкон медиҳад, ки дискҳои SATA/SAS ва NVMe-ро ҳамзамон пайваст кунед. Илова бар ин, он инчунин яке аз контроллерҳои каммасрафи энергия дар бозор аст (ҳамагӣ 17 Ватт энергияро истеъмол мекунад ва барои ҳар як аз 1,1 бандар камтар аз 16 Ватт).
Интерфейси пайвастшавӣ PCI Express x8 версияи 3.1 мебошад, ки интиқоли 64 Гбит/с имкон медиҳад (назоратчиён барои PCI Express 2020 дар соли 4.0 пайдо мешаванд). Назоратчии 16-порт ба як чипи 2-аслӣ асос ёфтааст ва 72-бита DDR4-2133 SDRAM (4 ГБ), инчунин қобилияти пайваст кардани то 240 дискҳои SATA/SAS, ё то 24 дастгоҳи NVMe. Дар робита ба ташкили массивҳои RAID, сатҳҳои "0", "1", "5" ва "6", инчунин "10", "50" ва "60" дастгирӣ карда мешаванд. Ба ҳар ҳол, хотираи кэш ва дигар контроллерҳо дар силсилаи 9400 аз шикасти шиддат тавассути модули ихтиёрии CacheVault CVPM05 муҳофизат карда мешаванд.
Технологияи се режим ба функсияи табдили додаҳои SerDes асос ёфтааст: табдил додани намоиши силсилавии маълумот дар интерфейсҳои SAS/SATA ба шакли параллелӣ дар PCIe NVMe ва баръакс. Яъне, контроллер суръат ва протоколҳоро барои бефосила кор кардан бо ҳар яке аз се намуди дастгоҳҳои нигаҳдорӣ гуфтушунид мекунад. Ин роҳи бефосилаи миқёси инфрасохтори маркази маълумотро фароҳам меорад: корбарон метавонанд NVMe-ро бидуни ворид кардани тағироти назаррас ба конфигуратсияҳои дигари система истифода баранд.
Аммо, ҳангоми банақшагирии конфигуратсияҳо бо дискҳои NVMe, бояд ба назар гирифт, ки қарорҳои NVMe барои пайвастшавӣ 4 хатти PCIe-ро истифода мебаранд, ки ин маънои онро дорад, ки ҳар як диск тамоми хатҳои портҳои SFF-8643-ро истифода мебарад. Маълум мешавад, ки танҳо чаҳор диски NVMe метавонад мустақиман ба контроллери MegaRAID 9460-16i пайваст карда шавад. Ё худро бо ду ҳалли NVMe маҳдуд кунед ва ҳамзамон ҳашт диски SAS-ро пайваст кунед (ба диаграммаи пайвастшавӣ дар зер нигаред).
Дар расм истифодаи пайвасткунаки "0" (C0 / Connector 0) ва пайвасткунаки "1" барои пайвастҳои NVMe, инчунин пайвасткунакҳои "2" ва "3" барои пайвастҳои SAS нишон дода шудааст. Ин тартибро баръакс кардан мумкин аст, аммо ҳар як диски x4 NVMe бояд бо истифода аз хатҳои ҳамшафат пайваст карда шавад. Усулҳои кори контроллер тавассути утилитаҳои конфигуратсияи StorCLI ё Инфрасохтори Интерфейси инсонӣ (HII), ки дар муҳити UEFI кор мекунанд, муқаррар карда мешаванд.
Ҳолати пешфарз профили "PD64" мебошад (танҳо SAS/SATA-ро дастгирӣ мекунад). Тавре ки мо дар боло гуфтем, дар маҷмӯъ се профил мавҷуданд: режими "танҳо ҳолати SAS / SATA" (PD240 / PD64 / PD 16), режими "танҳо режими NVMe" (PCIe4) ва режими омехта, ки дар он ҳама намуди дискҳо метавонад кор кунад: "PD64 -PCIe4" (дастгирии 64 дискҳои физикӣ ва виртуалӣ бо 4 диски NVMe). Дар ҳолати омехта, арзиши профили муайяншуда бояд "ProfileID=13" бошад. Дар омади гап, профили интихобшуда ҳамчун профили асосӣ захира карда мешавад ва ҳатто ҳангоми баргаштан ба танзимоти заводӣ тавассути фармони Танзими пешфарзҳои заводӣ аз нав барқарор карда намешавад. Онро танҳо дастӣ иваз кардан мумкин аст.
Оё меарзад як массиви RAID дар SSD?
Ҳамин тавр, мо аллакай фаҳмидем, ки массивҳои RAID калиди иҷрои баланд мебошанд. Аммо оё барои сохтани RAID аз SSDs барои истифодаи хонагӣ ва корпоративӣ меарзад? Бисёре аз скептикҳо мегӯянд, ки афзоиши суръат он қадар муҳим нест, ки ба дискҳои NVMe сарф шавад. Аммо оё ин дар ҳақиқат чунин аст? Базӯр. Бузургтарин маҳдудият барои истифодаи SSDs дар RAID (ҳам дар хона ва ҳам дар сатҳи корхона) метавонад танҳо нарх бошад. Ҳар чӣ гуфтан мумкин аст, арзиши як гигабайт ҷой дар HDD хеле арзонтар аст.
Пайваст кардани якчанд "дискҳои" ҳолати сахт ба контролери RAID барои эҷоди массиви SSD метавонад ба иҷрои конфигуратсияҳои муайян таъсири калон расонад. Аммо, фаромӯш накунед, ки иҷрои ҳадди аксар бо интиқоли худи контроллери RAID маҳдуд аст. Сатҳи RAID, ки иҷрои беҳтаринро пешниҳод мекунад, RAID 0 мебошад.
RAID 0 анъанавӣ бо ду SSD, ки усули тақсим кардани маълумотро ба блокҳои собит ва рахи онҳоро дар нигаҳдории ҳолати сахт истифода мебарад, дар муқоиса бо як SSD дучандон ҳосилнокӣ меорад. Аммо, массиви RAID 0 бо чор SSD аллакай аз сусттарин SSD дар массив чор маротиба тезтар хоҳад буд (вобаста ба маҳдудияти фарохмаҷро дар сатҳи контролери RAID SSD).
Дар асоси арифметикаи оддӣ, SATA SSD нисбат ба HDD-и анъанавии SATA тақрибан 3 маротиба тезтар аст. Қарорҳои NVMe боз ҳам самараноктаранд - 10 маротиба ё бештар. Ба шарте, ки ду диски сахт дар RAID-сатҳи сифр самаранокии дучанд нишон дода, онро 50% зиёд кунанд, ду SATA SSD 6 маротиба ва ду NVMe SSD 20 маротиба тезтар хоҳанд буд. Аз ҷумла, як диски ягонаи Kingston KC2000 NVMe PCIe метавонад суръати пай дар пай хондан ва навиштанро то 3200 МБ/с ба даст орад, ки дар формати RAID 0 ба 6 ГБ/с мерасад. Ва суръати хондан/навиштани блокҳои тасодуфии андозаи 4 КБ аз 350 000 IOPS то 700 000 IOPS мешавад. Аммо... дар баробари ин RAID-и «сифр» моро аз зиёдатй таъмин намекунад.
Гуфтан мумкин аст, ки дар муҳитҳои хонагӣ, зиёдатии нигаҳдорӣ одатан лозим нест, аз ин рӯ конфигуратсияи мувофиқтарин RAID барои SSD-ҳо воқеан RAID 0 мешавад. Ин роҳи боэътимоди ба даст овардани беҳбудии назарраси кор ҳамчун алтернатива ба истифодаи технологияҳо ба монанди Intel Optane мебошад. SSDs. Аммо мо дар бораи он ки чӣ тавр қарорҳои SSD дар намудҳои маъмултарини RAID ("1", "5", "10", "50") дар мақолаи навбатии худ сӯҳбат хоҳем кард.
Ин мақола бо дастгирии ҳамкорони мо аз Broadcom омода шудааст, ки контроллерҳои худро ба муҳандисони Кингстон барои озмоиш бо дискҳои дараҷаи корхонаи SATA/SAS/NVMe медиҳанд. Ба шарофати ин симбиози дӯстона, муштариён набояд ба эътимоднокӣ ва устувории драйвҳои Кингстон бо контроллерҳои истеҳсолшудаи HBA ва RAID шубҳа кунанд. .
Барои маълумоти бештар дар бораи маҳсулоти Кингстон, лутфан боздид кунед ширкат.
Манбаъ: will.com