Salom Xabr! Ushbu maqolada biz sizga SATA SSD va NVMe SSD qattiq-holatli yechimlari asosida RAID massivlarini tashkil qilish kerakmi yoki yo'qligini aytib beramiz va bundan jiddiy foyda bo'ladimi? Biz buni amalga oshirishga imkon beruvchi kontrollerlarning turlari va turlarini, shuningdek, bunday konfiguratsiyalarni qo'llash doirasini ko'rib chiqish orqali ushbu masalani ko'rib chiqishga qaror qildik.
Qanday bo'lmasin, har birimiz hayotimizda kamida bir marta "RAID", "RAID-massivi", "RAID-kontroller" kabi ta'riflarni eshitganmiz, ammo biz bunga jiddiy ahamiyat berganimiz dargumon, chunki bularning barchasi oddiy kompyuter boyar uchun dargumon Qiziqarli. Lekin har bir kishi ichki drayvlardan yuqori tezlikni va muammosiz ishlashni xohlaydi. Axir, kompyuterning apparati qanchalik kuchli bo'lishidan qat'i nazar, kompyuter va serverning birgalikdagi ishlashi haqida gap ketganda, haydovchining tezligi to'siq bo'ladi.
An'anaviy HDD lar o'rniga 1 TB yoki undan ko'p sig'imga ega zamonaviy NVMe SSD lar almashtirilgunga qadar aynan shunday bo'lgan. Va agar ilgari shaxsiy kompyuterlarda ko'pincha SATA SSD + bir nechta sig'imli HDD kombinatsiyalari mavjud bo'lsa, bugungi kunda ular boshqa echim - NVMe SSD + bir nechta sig'imli SATA SSD-lar bilan almashtirila boshlandi. Agar korporativ serverlar va "bulutlar" haqida gapiradigan bo'lsak, ko'pchilik allaqachon SATA SSD-larga muvaffaqiyatli o'tishgan, chunki ular oddiy "qalay qutilar" dan tezroq va bir vaqtning o'zida ko'proq kiritish-chiqarish operatsiyalarini qayta ishlashga qodir.
Biroq, tizimning nosozliklarga chidamliligi hali ham juda past darajada: biz "Psixika jangida" bo'lgani kabi, ma'lum bir qattiq disk qachon o'lishini bir haftagacha aniqlik bilan bashorat qila olmaymiz. Va agar HDDlar asta-sekin "o'lib", simptomlarni ushlash va choralar ko'rishga imkon beradigan bo'lsa, SSDlar darhol va ogohlantirishsiz "o'ladi". Va endi bularning barchasi nima uchun kerakligini tushunish vaqti keldi? SATA SSD va NVMe SSD qattiq holat yechimlari asosida RAID massivlarini tashkil qilish arziydimi va bundan jiddiy foyda bo'ladimi?
Nima uchun sizga RAID massivi kerak?
"Masiv" so'zining o'zi allaqachon uni yaratish uchun bir nechta drayverlar (HDD va SSD) ishlatilishini anglatadi, ular RAID kontrolleri yordamida birlashtiriladi va OT tomonidan yagona ma'lumotlarni saqlash joyi sifatida tan olinadi. RAID massivlari hal qilishi mumkin bo'lgan global vazifa - bu ma'lumotlarga kirish vaqtini minimallashtirish, o'qish / yozish tezligini va ishonchliligini oshirish, bu ishlamay qolganda tezda tiklanish qobiliyati tufayli erishiladi. Aytgancha, uy zahiralari uchun RAID-dan foydalanish umuman shart emas. Ammo agar sizda 24/7 doimiy kirish kerak bo'lgan shaxsiy uy serveringiz bo'lsa, bu boshqa masala.
RAID massivlarining o'ndan ortiq darajalari mavjud bo'lib, ularning har biri unda ishlatiladigan drayverlar soni bo'yicha farqlanadi va o'zining ijobiy va salbiy tomonlariga ega: masalan, RAID 0 xatoga chidamliliksiz yuqori ishlashga imkon beradi, RAID 1 sizga tezlikni oshirmasdan ma'lumotlarni avtomatik ravishda aks ettiradi va RAID 10 kombinatsiyasi yuqoridagi imkoniyatlarni o'z ichiga oladi. RAID 0 va 1 eng oddiy (chunki ular dasturiy hisob-kitoblarni talab qilmaydi) va natijada eng mashhurdir. Oxir-oqibat, u yoki bu RAID darajasi foydasiga tanlov disk massiviga tayinlangan vazifalarga va RAID kontroller imkoniyatlariga bog'liq.
Uy va korporativ RAID: farq nima?
Har qanday zamonaviy biznesning asosi kompaniya serverlarida xavfsiz saqlanishi kerak bo'lgan katta hajmdagi ma'lumotlardir. Va shuningdek, yuqorida ta'kidlaganimizdek, ular 24/7 doimiy kirish imkoniyati bilan ta'minlanishi kerak. Ko'rinib turibdiki, apparat bilan bir qatorda dasturiy ta'minot qismi ham muhim, ammo bu holda biz hali ham axborotni ishonchli saqlash va qayta ishlashni ta'minlaydigan uskunalar haqida gapiramiz. Hech bir dasturiy ta'minot kompaniyani vayronagarchilikdan qutqarmaydi, agar apparat unga yuklangan vazifalarga javob bermasa.
Ushbu vazifalar uchun har qanday apparat ishlab chiqaruvchisi korporativ qurilmalar deb ataladigan narsalarni taklif qiladi. Kingston SATA modellari ko'rinishidagi kuchli qattiq holat echimlariga ega ΠΈ , shuningdek NVMe modellari DC1000M U.2 NVMe, DCU1000 U.2 NVMe va DCP-1000 PCI-e, ma'lumotlar markazlari va superkompyuterlarda foydalanish uchun mo'ljallangan. Bunday drayverlarning massivlari odatda apparat boshqaruvchilari bilan birgalikda ishlatiladi.
Iste'mol bozori uchun (ya'ni, uy kompyuterlari va NAS serverlari uchun) kabi drayverlar NVMe PCIe, lekin bu holda apparat tekshiruvi sotib olish shart emas. Siz o'zingizni anakartga o'rnatilgan kompyuter yoki NAS serveri bilan cheklashingiz mumkin, agar siz atipik vazifalar uchun uy serverini o'zingiz yig'ishni rejalashtirmasangiz (masalan, do'stlar uchun kichik uy hostingini boshlash). Bundan tashqari, uy RAID massivlari, qoida tariqasida, ikki, to'rt va sakkizta qurilmalar (odatda SATA) bilan cheklanib, yuzlab yoki minglab drayverlarni talab qilmaydi.
RAID kontrollerlarining turlari va turlari
RAID massivlarini amalga oshirish tamoyillariga asoslangan uch turdagi RAID kontrollerlari mavjud:
1. Massivlarni boshqarish protsessor va DRAMga tushadigan dasturiy ta'minot (ya'ni dastur kodi protsessorda bajariladi).
2. Integratsiyalashgan, ya'ni shaxsiy kompyuter yoki NAS serverining anakartlariga o'rnatilgan.
3. Asosiy platalardagi PCI/PCIe ulagichlari uchun diskret kengaytirish kartalari bo'lgan apparat (modulli).
Ularning bir-biridan tub farqi nimada? Dasturiy ta'minot RAID kontrollerlari unumdorligi va nosozliklarga chidamliligi bo'yicha integratsiyalashgan va apparat qurilmalaridan pastroq, ammo ishlash uchun maxsus jihozlar kerak emas. Shu bilan birga, xost tizimi protsessorining RAID dasturiy ta'minotini ishga tushirish uchun etarli darajada kuchli bo'lishini ta'minlash muhim, bu xostda ishlaydigan ilovalarning ishlashiga salbiy ta'sir ko'rsatmaydi. Integratsiyalashgan kontrollerlar odatda o'zlarining kesh xotirasi bilan jihozlangan va ma'lum miqdorda CPU resurslaridan foydalanadilar.
Ammo apparat vositalarida o'zlarining kesh xotirasi va dasturiy ta'minot algoritmlarini bajarish uchun o'rnatilgan protsessor mavjud. Odatda, ular RAID darajalarining barcha turlarini amalga oshirishga imkon beradi va bir vaqtning o'zida bir nechta turdagi drayverlarni qo'llab-quvvatlaydi. Masalan, Broadcom kompaniyasining zamonaviy apparat kontrollerlari bir vaqtning o'zida SATA, SAS va NVMe qurilmalarini ulashi mumkin, bu esa serverlarni yangilashda kontrollerni o'zgartirmaslikka imkon beradi: xususan, SATA SSD dan NVMe SSD ga o'tishda kontrollerlarni o'zgartirish shart emas.
Aslida, ushbu eslatmada biz nazoratchilarning o'zlari tipologiyasiga kelamiz. Agar uchta rejim mavjud bo'lsa, boshqalar ham bo'lishi kerakmi? Bunday holda, bu savolga javob ijobiy bo'ladi. Funktsiyalari va imkoniyatlariga qarab, RAID kontrollerlari bir necha turlarga bo'linadi:
1. RAID funksiyali oddiy kontrollerlar
Butun ierarxiyada bu HDD va SSD-ni β0β, β1β yoki β0+1β darajali RAID massivlariga birlashtirish imkonini beruvchi eng oddiy kontroller. Bu proshivka darajasida dasturiy tarzda amalga oshiriladi. Biroq, bunday qurilmalar korporativ segmentda foydalanish uchun tavsiya etilmaydi, chunki ular keshga ega emas va "5", "3" va hokazo darajali massivlarni qo'llab-quvvatlamaydi. Ammo boshlang'ich darajadagi uy serveri uchun ular juda mos keladi.
2. Boshqa RAID kontrollerlari bilan tandemda ishlaydigan kontrollerlar
Ushbu turdagi kontroller o'rnatilgan anakart kontrollerlari bilan birlashtirilishi mumkin. Bu quyidagi printsip bo'yicha amalga oshiriladi: diskret RAID kontroller "mantiqiy" muammolarni hal qilish bilan shug'ullanadi va o'rnatilgan kontroller drayvlar o'rtasida ma'lumot almashish funktsiyalarini o'z zimmasiga oladi. Ammo bir nuance bor: bunday kontrollerlarning parallel ishlashi faqat mos keladigan anakartlarda mumkin, ya'ni ularning qo'llanilish doirasi jiddiy cheklangan.
3. Mustaqil RAID kontrollerlari
Ushbu diskret echimlar bortda korporativ toifadagi serverlar bilan ishlash uchun barcha kerakli chiplarni o'z ichiga oladi, ular o'zlarining BIOS, kesh xotirasi va xatolarni tez tuzatish va nazorat summasini hisoblash uchun protsessorga ega. Bundan tashqari, ular ishlab chiqarish nuqtai nazaridan ishonchlilikning yuqori standartlariga javob beradi va yuqori sifatli xotira modullariga ega.
4. Tashqi RAID kontrollerlari
Yuqorida sanab o'tilgan barcha kontrollerlar ichki ekanligini va anakartning PCIe ulagichi orqali quvvat olishini taxmin qilish qiyin emas. Bu qanday ma'nono bildiradi? Va anakartning nosozligi RAID massivining ishlashidagi xatolarga va ma'lumotlarning yo'qolishiga olib kelishi mumkin. Tashqi kontrollerlar bu tushunmovchilikdan xalos bo'lishadi, chunki ular mustaqil quvvat manbai bilan alohida korpusda joylashgan. Ishonchlilik nuqtai nazaridan, bunday kontrollerlar ma'lumotlarni saqlashning eng yuqori darajasini ta'minlaydi.
, Microsemi Adaptec, Intel, IBM, Dell va Cisco hozirda apparat RAID kontrollerlarini taklif etuvchi kompaniyalardan faqat bir nechtasi.
SAS/SATA/NVMe RAID kontrollerlarining ishlash rejimlari
Tri-rejimli HBA va RAID kontrollerlarining (yoki Tri-Mode funksiyasiga ega kontrollerlarning) asosiy maqsadi NVMe-ga asoslangan apparat RAID-ni yaratishdir. Broadcom-ning 9400 seriyali kontrollerlari buni amalga oshirishi mumkin: masalan, . U mustaqil RAID kontroller turiga tegishli bo'lib, to'rtta SFF-8643 konnektori bilan jihozlangan va Tri-Mode qo'llab-quvvatlashi tufayli SATA/SAS va NVMe drayverlarini bir vaqtning o'zida ulash imkonini beradi. Bundan tashqari, u bozordagi eng tejamkor kontrollerlardan biridir (faqat 17 vatt energiya iste'mol qiladi, 1,1 portning har biri uchun 16 vattdan kam).
Ulanish interfeysi PCI Express x8 3.1 versiyasi boβlib, u 64 Gbit/s oβtkazish imkonini beradi (PCI Express 2020 uchun kontrollerlar 4.0 yilda paydo boβlishi kutilmoqda). 16 portli kontroller 2 yadroli chipga asoslangan va 72-bitli DDR4-2133 SDRAM (4 GB), shuningdek, 240 tagacha SATA/SAS drayverlarini yoki 24 tagacha NVMe qurilmalarini ulash imkoniyati. RAID massivlarini tashkil qilish nuqtai nazaridan "0", "1", "5" va "6", shuningdek, "10", "50" va "60" darajalari qo'llab-quvvatlanadi. Aytgancha, kesh xotirasi va 9400 seriyasidagi boshqa kontrollerlar ixtiyoriy CacheVault CVPM05 moduli orqali kuchlanish buzilishidan himoyalangan.
Uch rejimli texnologiya SerDes ma'lumotlarini o'zgartirish funksiyasiga asoslangan: SAS/SATA interfeyslarida ma'lumotlarning ketma-ket ko'rinishini PCIe NVMe-da parallel shaklga aylantirish va aksincha. Ya'ni, boshqaruvchi uch turdagi saqlash qurilmalarining har biri bilan muammosiz ishlash uchun tezlik va protokollarni muhokama qiladi. Bu maΚΌlumotlar markazi infratuzilmalarini masshtablashning uzluksiz usulini taΚΌminlaydi: foydalanuvchilar boshqa tizim konfiguratsiyasiga jiddiy oΚ»zgarishlar kiritmasdan NVMeΚΌdan foydalanishlari mumkin.
Biroq, NVMe drayverlari bilan konfiguratsiyalarni rejalashtirayotganda, NVMe yechimlari ulanish uchun 4 ta PCIe qatoridan foydalanishini hisobga olish kerak, ya'ni har bir disk SFF-8643 portlarining barcha qatorlaridan foydalanadi. Ma'lum bo'lishicha, faqat to'rtta NVMe drayverini to'g'ridan-to'g'ri MegaRAID 9460-16i kontrolleriga ulash mumkin. Yoki bir vaqtning o'zida sakkizta SAS drayverini ulagan holda ikkita NVMe yechimi bilan cheklang (quyidagi ulanish diagrammasiga qarang).
Rasmda NVMe ulanishlari uchun β0β (C0 / Connector 0) va β1β ulagichidan, shuningdek, SAS ulanishlari uchun β2β va β3β ulagichlaridan foydalanish ko'rsatilgan. Ushbu tartibni o'zgartirish mumkin, lekin har bir x4 NVMe drayveri qo'shni chiziqlar yordamida ulanishi kerak. Tekshirgichning ish rejimlari UEFI muhitida ishlaydigan StorCLI yoki Inson interfeysi infratuzilmasi (HII) konfiguratsiya yordam dasturlari orqali o'rnatiladi.
Standart rejim "PD64" profilidir (faqat SAS/SATA-ni qo'llab-quvvatlaydi). Yuqorida aytib o'tganimizdek, jami uchta profil mavjud: "Faqat SAS / SATA rejimi" rejimi (PD240 / PD64 / PD 16), "Faqat NVMe rejimi" (PCIe4) rejimi va barcha turdagi drayverlarga ega aralash rejim ishlashi mumkin: "PD64 -PCIe4" (64 NVMe drayvlari bilan 4 ta jismoniy va virtual disklarni qo'llab-quvvatlash). Aralash rejimda ko'rsatilgan profilning qiymati "ProfileID = 13" bo'lishi kerak. Aytgancha, tanlangan profil asosiy profil sifatida saqlanadi va zavod sozlamalarini o'rnatish buyrug'i orqali zavod sozlamalariga qaytganda ham tiklanmaydi. Uni faqat qo'lda o'zgartirish mumkin.
SSD-da RAID massivini yaratishga arziydimi?
Shunday qilib, biz RAID massivlari yuqori ishlashning kaliti ekanligini allaqachon tushundik. Ammo uy va korporativ foydalanish uchun SSD-lardan RAID qurishga arziydimi? Ko'pgina skeptiklarning ta'kidlashicha, tezlikning oshishi NVMe drayverlarini chalg'itadigan darajada muhim emas. Lekin bu haqiqatan ham shundaymi? Qiyin. RAID-da (uyda ham, korxona darajasida ham) SSD-lardan foydalanishdagi eng katta cheklov shunchaki narx bo'lishi mumkin. Nima bo'lishidan qat'iy nazar, HDDda bir gigabayt bo'sh joy narxi ancha arzon.
SSD massivini yaratish uchun bir nechta qattiq holatdagi "disklarni" RAID kontrolleriga ulash muayyan konfiguratsiyalarda ishlashga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin. Biroq, maksimal ishlash RAID kontrollerining o'tkazish qobiliyati bilan cheklanganligini unutmang. Eng yaxshi ishlashni taklif qiluvchi RAID darajasi RAID 0 hisoblanadi.
Ikkita SSDli an'anaviy RAID 0, ma'lumotlarni qattiq bloklarga bo'lish va ularni qattiq holatda saqlash bo'ylab yo'naltirish usulidan foydalanadi, bu bitta SSD bilan solishtirganda ikki baravar ishlashga olib keladi. Biroq, to'rtta SSD-ga ega RAID 0 massivi allaqachon massivdagi eng sekin SSD-dan to'rt baravar tezroq bo'ladi (RAID SSD kontroller darajasidagi tarmoqli kengligi chekloviga qarab).
Oddiy arifmetikaga asoslanib, SATA SSD an'anaviy SATA HDD dan taxminan 3 baravar tezroq. NVMe yechimlari yanada samaraliroq - 10 marta yoki undan ko'proq. Agar nol darajali RAIDdagi ikkita qattiq disk unumdorlikni ikki baravar oshirib, uni 50% ga oshirsa, ikkita SATA SSD 6 baravar va ikkita NVMe SSD 20 baravar tezroq bo'ladi. Xususan, bitta Kingston KC2000 NVMe PCIe drayveri ketma-ket o'qish va yozish tezligini 3200 MB/s gacha oshirishi mumkin, bu RAID 0 formatida ta'sirchan 6 GB/s ga etadi. Va 4 KB o'lchamdagi tasodifiy bloklarning o'qish / yozish tezligi 350 000 IOPS dan 700 000 IOPS ga aylanadi. Lekin... shu bilan birga, "nol" RAID bizni ortiqcha bilan ta'minlamaydi.
Aytish mumkinki, uy sharoitida, odatda, ortiqcha saqlash kerak emas, shuning uchun SSD disklari uchun eng mos RAID konfiguratsiyasi haqiqatan ham RAID 0 ga aylanadi. Bu Intel Optane-ga asoslangan texnologiyalardan foydalanishga muqobil sifatida sezilarli ishlash yaxshilanishlarini olishning ishonchli usulidir. SSD disklari. Ammo biz keyingi maqolamizda SSD yechimlari eng mashhur RAID turlarida ("1", "5", "10", "50") qanday harakat qilishlari haqida gapiramiz.
Ushbu maqola Kingston muhandislariga korporativ toifadagi SATA/SAS/NVMe drayverlarini sinovdan o'tkazish uchun o'z kontrollerlarini taqdim etadigan Broadcom'dagi hamkasblarimiz ko'magida tayyorlangan. Ushbu do'stona simbioz tufayli mijozlar ishlab chiqarilgan HBA va RAID kontrollerlari bilan Kingston drayverlarining ishonchliligi va barqarorligiga shubha qilishlari shart emas. .
Kingston mahsulotlari haqida ko'proq ma'lumot olish uchun tashrif buyuring kompaniya.
Manba: www.habr.com