Adaptec Serial ATA RAID 2410SA Enclosure Kit


Последовательный интерфейс Serial ATA — это не только удобная замена прижившегося в настольных системах старого доброго параллельного UltraATA (IDE). Определенная и достаточно ощутимая доля устройств с интерфейсом Serial ATA предназначена для профессионального применения и даже вытеснения некоторых других более «дорогих» интерфейсов с рынка профессиональных устройств хранения данных начального уровня. Этому способствует как более высокая скорость SATA по сравнению с PATA, так и расширенная функциональность, в определенной мере приближающаяся к возможностям интерфейса SCSI. Среди прочего, очень полезной возможностью является изначально встроенная в интерфейс SATA функция горячей замены (подключения и отключения) накопителей. И в этом отношении, вполне закономерным выглядит шаг компании Adaptec, Inc, именитого производителя контроллеров и систем хранения данных, которая в конце 2004 года выпустила «набор», состоящий из появившегося на рынке ранее четырехпортового SATA RAID контроллера среднего ранга AAR-2410SA и корзины для четырех SATA-дисков. Данная система (замечу — с поддержкой RAID уровня 5 и функцией горячей замены накопителей) получила название Adaptec Serial ATA RAID 2410SA Enclosure Kit, и мы в этой статье постараемся познакомиться с ее основными особенностями.

Комплектация набора незамысловата: помимо собственно корзины для 4 SATA-дисков и слегка модернизированного контроллера AAR-2410SA

имеется 4 метровых SATA-кабеля, low-profile-планка для контроллера (он допускает установку в низкопрофильные корпуса с подсоединенными SATA-кабелями), две толстеньких книжечки-мануала на разных языках (на один контроллер и на набор целиком) и CD с драйверами и утилитами. В комплекте есть и специальный четырехпроводной кабель для подключения корзины к контроллеру (управление светодиодами исправности дисков, расположенных на передней панели корзины):

Корзина бывает двух расцветок — бежевой (как на фото) и черной. Производитель дает трехлетнюю гарантию на этот набор.

Устройство и технические характеристики

Основой набора служит изготовленный на сингапурском заводе компании

известный низкопрофильный четырехпортовый SATA RAID контроллер Adaptec AAR-2410SA для шины PCI 64 бит/66 МГц (совместимый с шиной PCI 32 бит/33 МГц) с поддержкой дисковых массивов уровней 0, 1, 5, 10 и JBOD, позиционируемый производителем как «идеальное решение для рабочих станций и серверов начального уровня».



Контроллер Adaptec Serial ATA RAID 2410SA для шины PCI64.

Контроллер этот уже относительно старый — времен первого появления на рынке интерфейса SATA. Он базируется на двух едва ли не самых первых (и, кстати, весьма удачных) двухпортовых SATA-чипах SiI3112A от Silicon Image со скоростью интерфейса 1,5 Гбит/с,

которые были выбраны, очевидно, потому, что изначально спроектированы как Serial ATA-продукт (без «тяжелого» груза и остатков UltraATA-интерфейса). Они могли работать от 66-мегагерцовой шины PCI, лучше всех на тот период поддерживали горячее подключение/отключение дисков и обладали наилучшей совместимостью с различными накопителями (SiI3112A в обязательном порядке был базой для предварительных и финальных тестирований всех накопителей).

Для «объединения» двух двухпортовых контроллеров SiI3112A в один четырехпортовый с поддержкой RAID 5 и 10 послужил процессор Intel GC80302, который Adaptec традиционно использует в своих продуктах, и для которого годами отлажен универсальный Adaptec RAID код:

Кроме того, контроллер AAR-2410SA несет «на борту» 64 Мбайт достаточно быстрой (133 МГц) кэш-памяти,

которая характеризует данный продукт как предназначенный для профессиональных систем.

Кстати, и цена на данный контроллер тоже «недетская» — от 270 долларов в московской рознице за один только контроллер (без корзины, с которой производитель цену примерно удваивает). Напомним, что простейшие «бытовые» двухпортовые SATA-карточки на SiI3112A уже опустились до 15-20 долларов.

Пожалуй, основным отличием просто контроллера AAR-2410SA от аналогичного в составе 2410SA Enclosure Kit, является наличие на плате последнего специального 4-контактного разъема (на фото он справа),

предназначенного для подключения сигнального кабеля связи с корзиной, через который происходит управление светодиодами на ее передней панели.

Собственно корзина из набора Adaptec 2410SA Enclosure Kit — это двустенный жестяной корпус для трех «пятидюймовых» отсеков системного блока,

с четырьмя салазками из толстой жести для жестких дисков,


которые будучи установлены в «стоячем» корпусе блока занимают вертикальное положение.

Каждый индивидуальный отсек снабжен откидной ручкой для извлечения и фиксатором-защелкой (без возможности запирания дисков «на ключ»). Салазки для дисков пронумерованы от Port 0 до Port 3 (поэтому при установке дисков в корзину эту последовательность следует соблюдать) и снабжены двумя световыми индикаторами (обращение к диску и питание отсека) каждая.

А сама корзина дополнительно имеет еще два индикатора сбоку — режим работы общего вентилятора и индикатор перегрева системы.

Несмотря на то, что «фасад» несет гордую надпись «Adaptec», в корзине легко угадывается известный продукт CSE-M34T компании Supermicro, о чем свидетельствует и надпись на печатной плате внутри корзины:

Корзина оснащена одним «выдувающим» вентилятором диаметром 90 мм,

скорость которого может регулироваться электроникой на плате корзины в зависимости от текущей температуры внутри (для этого на плате предусмотрены соответствующие джамперы).


Порты (каналы) Serial ATA на плате пронумерованы,

с «обратной» стороны платы корзины в нужных местах расположены четыре SATA-разъема с «отфильтрованным» питанием,


так что механические операции по установке и замене дисков даже при включенной системе не доставляют никаких хлопот. Около каждого из этих разъемов на плате расположены пары бескорпусных светодиодов (см. фото разъема выше), свет которых при помощи пластиковых световодов (они расположены на салазках «под» диском) «доставляется» на переднюю панель корзины.

Наконец, сзади есть специальный pin-разъем для подключения четырехпроводного кабеля связи с контроллером AAR-2410SA,

через который контроллер при помощи встроенного в свой BIOS кода может индицировать миганием светодиода на передней панели корзины неисправный диск массива. Для справки приведу назначение контактов разъема LEDs (ACT IN, JP26), взятое из мануала на корзину CSE-M34 от Supermicro (Adaptec, к сожалению, подробной документации на корзину не предоставляет):

В спецификациях набора Adaptec 2410SA Enclosure Kit прежде всего подчеркивается возможность горячей замены дисков, обновление массива(ов) на ходу, улучшенные возможности технологии RAID (для уровней 0, 1, 5, 10 и JBOD), пришедшие от SCSI-контроллеров Adaptec, включая функции OCE (Online Capacity Expansion — изменение на ходу объема массива), RLM (RAID Laval Migration — перестройка на ходу уровня массива, например, из RAID 0 в 5 или 10, из RAID 1 в 0, 5 или 10, из RAID 5 в 0 или 10, из RAID 10 в 0 или 5), создание нескольких массивов на одном наборе дисков и оптимизацию использования диска. Поддерживаются также основные функции контроля, такие как управление блоком, S.M.A.R.T. и SNMP. В число поддерживаемых операционных систем входят Windows 2000/XP/Server2003, NetWare 6.0 и выше, RedHat Linux, SuSE Linux, SCO UnixWare и Caldera Open Unix. BIOS контроллера содержит фирменную утилиту для контроля и настройки параметров работы контроллера и подключенных к нему дисков. Множество полезных функций менеджмента массивов доступны из-под Windows через утилиту Adaptec Storage Manager.

Разумеется, ни поддержки NCQ, ни 3 Гбит/с, ни мультипликации портов, ни последовательной раскрутки дисков здесь нет (виноват устаревший чип SiI3112A). Очевидно, что не поддерживается и новейшая технология Adaptec R.O.C. (RAID-on-Chip). Впрочем, учитывая малую пока распространенность SATA-дисков с поддержкой этих функций контроллер AAR-2410SA смотрится вполне на уровне для современных решений данного класса. Тем более что 2410SA Enclosure Kit представляет собой полностью оттестированный в сборе комплект. 

 

Методика тестирования скоростных показателей

Собственно, детальные исследования производительности контроллера AAR-2410SA в данном случае не были главной целью при рассмотрении нами набора Adaptec 2410SA Enclosure Kit. Тем не менее, некоторые тесты контроллера мы все же провели — на четырехдисковом массиве RAID 10 в сравнении с парой контроллеров других производителей: заслуженным 3ware Escalade 8500-4 для шины PCI64


SATA RAID-контроллер 3ware Escalade 8500-4 для шины PCI64.

и бюджетным популярным 4-портовым Silicon Image SiI3114 (референс-плата) для шины PCI32 (33 или 66 МГц). Последний участвует в данном обзоре в двух вариантах включения — на шине PCI-X и на шине PCI32/33 МГц (в последнем случае возможно ограничение скорости массива из-за недостаточной полосы пропускания «бытовой» шины PCI). Напомним, что AAR-2410SA и Esclalde 8500-4 примерно равноценны по классу (оба — профессиональный RAID-контроллеры с поддержкой RAID уровня 5, набортной кэш-памятью и массой сервисных функций), тогда как SiI3114 способен лишь на RAID 0, 1 и 10 и не имеет кэш-памяти. Тем интереснее будет выяснить, кто из них наиболее быстр в несложном для расчетов массиве RAID 10.

Испытания проводились при помощи четырех жестких дисков Western Digital Caviar RAID Edition WD1200SD емкостью по 120 Гбайт. Для контроллеров AAR-2410SA и Escalade 8500-4 размер блока чередования по дефолту для RAID 10 равнялся 256 Кбайт, кэширование записи было включено. Для SiI3114 также использовались настройки по умолчанию, BIOS версии 5.0.44 и драйвер версии 1.0.0.7. Для контроллера Adaptec версии BIOS и драйверов — 7.3.4.8, а для контроллера 3ware — BIOS 7.7.1 и драйвер 1.15.00.014.

Для тестов применялся стенд в составе:

  1. Процессор Intel Pentium 4 3.0C
  2. Материнская плата Gigabyte GA-8KNXP Ultra-64 на чипсете Intel E7210 (MCH i875P + южный мост Intel Hance Rapids 6300ESB с шиной PCI-X)
  3. Системная память 2×256 Мбайт DDR400 (тайминги 2.5-3-3-6)
  4. Системный жесткий диск Maxtor 6E040L0
  5. Блок питания Zalman ZM400A-APF, 400 ватт
  6. Корпус Arbyte YY-W201BK-A

Испытания проводились под управлением операционной системы MS Windows XP Professional SP2. Массивы тестировались как неразмеченными на разделы (в тестах Intel Iometer версии 2003.5.10, H2Benchw 3.6 и AIDA32), так и разбивались и форматировались штатными средствами операционной системы в зависимости от вида теста: одним NTFS-разделом максимально возможной емкости для тестов среднего времени доступа и снятия графика скорости чтения в WinBench 99 и двумя равновеликими разделами NTFS или FAT32 для остальных тестов (WinBench Disk WinMark 99 2.0, ATTO Disk Benchmark, многопотокового чтения/записи и теста в программе Adobe Photoshop CS). Разделы NTFS имели размер в половину объема диска каждый (то есть второй раздел начинался ровно со второй половины диска), а разделы FAT32 имели размер по 32768 Мбайт, причем первый начинался в начале диска (на самых «быстрых» дорожках), а второй — ровно с середины диска по объему. Размер кластеров NTFS и FAT32 выбирался по умолчанию — 4 и 16 Кбайт соответственно.

Следует оговориться, что попытки оттестировать контроллеры Adaptec и 3ware на шине PCI-X в данной системе потерпели неудачу — наблюдались сбои. В результате, шина перемычкой на плате была переведена в режим PCI64.

 

Результаты тестов физических параметров

Сначала — графики скорости линейного чтения массивов RAID 10 на разных контроллерах (кликните по иконкам, чтобы посмотреть графики целиком).

RAID 10 на Adaptec AAR-2410SA
RAID 10 на 3ware Escalade 8500-4
RAID 10 на SiI3114 (PCI64)
RAID 10 на SiI3114 (PCI32/33 МГц)

Если для контроллеров 3ware Escalade 8500 и Silicon Image SiI3114 графики скорости линейного чтения массивов RAID уровня 1+0 из четырех дисков WD1200SD практически равны «удвоенному» (по обеим осям) графику для одиночного диска WD1200SD, причем в данном случае для контроллера SiI3114 на «медленной» шине PCI не видно следов ограничения скорости массива из-за недостаточно высокой полосы пропускания шины PCI (сравните графики для PCI32 и PCI64), то для контроллера Adaptec 2410SA этот массив оказался «обрезанным» сверху по скорости примерно на уровне 97 Мбайт/с, то есть «недобрал» почти 17% в начале диска и около 10% по средней (по всему объему) скорости. К тому же, «пляшущий» (даже на внутренних дорожках) вид графика для AAR-2410SA не внушает особого оптимизма.

Перейдем к скорости интерфейса. Но и тут сюрпризы нас не покидают. Лишь Sandra 2005 смогла более ли менее адекватно оценить скорость интерфейса всех контроллеров, тогда как большинство других утилит для контроллеров Adaptec и 3ware продемонстрировало странное поведение — последствия использования кэш-памяти в этих контроллерах. Интересно, что та же Sandra 2005 для SiI3114 на шине PCI-X (со стороны контроллера — это 32 бит 66 МГц, то есть максимум 266 Мбайт/с) показала скорость шины Serial ATA 1.0 на уровне 180 Мбайт/с, то есть явно выше возможностей интерфейса (150 Мбайт/с). Поскольку SiI3114 не имеет достаточных объемов кэш-памяти, остается предположить, что эта скорость получилась сложением чтения буферов двух «параллельных» жестких дисков массива.

По измеренному среднему времени доступа особых сюрпризов нет, хотя при использовании AAR-2410SA это время возросло почти на 1 мс (из-за латентности обращения к кэш-памяти контроллера?).

Зато по кэшированию записи контроллер Adaptec демонстрирует явно лучшие результаты, чем остальные участники сравнения.

Впрочем, это наблюдается только для теста H2Bench, тогда как в тесте IOmeter среднее время доступа при записи для героя нашего обзора, наоборот, хуже, чем у остальных.

Из этих результатов мы сделаем только один вывод — наличие мощного кэширующего хост-контроллера со своей памятью позволяет заметно снизить различия между дисками, используемыми для организации массива. Кэширующие хост-контроллеры со своей памятью и способны обеспечить ощутимую прибавку производительности накопителей и массивов в тех приложениях, где есть много обращений записи по случайным или псевдослучайным адресам. Но, с другой стороны, они могут привести к некоторым потерям скорости дисков (по сравнению с некэширующими хостами) на задачах с множественными случайными операциями чтения. 

 

Быстродействие в приложениях

Посмотрим, как контроллеры ведут себя в «преклонных», но до сих пор популярных тестах Disk WinMark 99 из пакета WinBench 99. Напомню, что мы проводим эти тесты не только для «начала», но и для «середины» (по объему) физического носителя для двух файловых систем, а на диаграммах приведены усредненные результаты.

Удивительно, но оба контроллера с собственной кэш-памятью катастрофически отстали от простейшего SiI3114 как на офисной, так и на профессиональной нагрузках! Видимо, SiI3114 имеет мощный кэширующий драйвер по Windows (возможно, сильно оптимизированный под WinBench 99), который и обеспечивает ему такие высокие показатели в этих тестах.

В более свежем трековом тесте PCMakr04 разрыв между контроллерами не столь велик, хотя Adaptec 2410SA уступает соперникам, а у SiI3114 есть немалый прирост от использования более высокочастотной шины PCI.

Куда хуже дела у AAR-2410SA в другом комплексном трековом тесте — H2Bench.

Здесь он вдвое отстал от 3ware 8500-4, зато SiI3114 на быстрой шине PCI выглядит почти как и лидер, заметно опережая себя же на «настольной» шине PCI.

Реальный тест скорости работы массивов RAID 10 с временным файлом программы Adobe Photoshop CS выиграл тоже SiI3114 на профессиональной шине PCI, а кэширующие контроллеры здесь заметно отстали.

 

Тесты в Intel IOmeter

Переходим к задачам, более характерным для профилей использования профессиональных SATA-массивов — работе различных серверов (DataBase, File Server, Web Server) и рабочей станции (Workstation) по соответствующим паттернам в программе Intel IOmeter версии 2003.5.10.

При выполнении этих серьезных паттернов разницы между SiI3114 на разных PCI-шинах практически нет.

Зато контроллер Adaptec AAR-2410SA наголову быстрее своих соперников при высоких очередях запросов, тогда как контроллер 3ware едва ли может похвастаться даже перед SiI3114.

Радует и хорошая «масштабируемость» быстродействия контроллера Adaptec при возрастании очереди команд.

По результатам геометрического усреднения показанных выше серверных нагрузок контроллер Adaptec2410SA обогнал других участников этого обзора на массиве RAID 10 более чем на 25%! Отличный результат.

Чуть более скромные результаты — в паттерне «рабочая станция», хотя лидерство Адаптека и здесь сохраняется.

Зато при случайном чтении и записи крупных файлов наш герой — явный аутсайдер, а лидирует с небольшим преимуществом другой кэширующий контроллер, от 3ware.

Впрочем, Adaptec отыгрывается на случайном чтении и, особенно, записи мелких файлов при большой очереди запросов. Контроллер SiI3114 здесь, как и на крупных файлах, индифферентен к выбору скорости шины PCI.

И уже подавляющее преимущество контроллера Adaptec — при копировании файлов, особенно на высоких очередях. Оно, порой, доходит до двукратного, а в среднем при случайном копировании AAR-2410SA быстрее остальных (которые примерно равноценны) на целых 40%!

Тем не менее, по усредненным показателям чтения, записи и копирования файлов (с единичным весом) контроллер Adaptec оказывается немного медленнее соперников, а SiI3114 почти так же быстр, как 3ware Escalade 8500-4.

При имитации дефрагментации мы снова наблюдаем явное лидерство контроллера компании 3ware, тогда как Adaptec отстает даже от SiI3114.

Наконец, в паттерне потоковых чтения-записи крупными и мелкими блоками все контроллеры в среднем почти одинаковы, хотя SiI3114 немного быстрее остальных на крупных блоках при большой очереди, а Adaptec — на мелких блоках.

 

Заключение

Можно только приветствовать появление такого продукта как Adaptec Serial ATA RAID 2410SA Enclosure Kit, представляющего собой законченное и оттестированное вместе, с единой гарантией одного производителя, решение для профессиональных четырехдисковых SATA-массивов. У пользователей отпадает необходимость самостоятельно подбирать пары «контроллер-корзина», тестировать их на совместимость и прочее, а дополнительные возможности в виде поддержки контроллером некоторых функций корзины только усиливают привлекательность данной связки. Безусловно, не обошлось без некоторых недостатков: в частности, данный экземпляр контроллера 2410SA работал не очень стабильно, да и график скорости линейного чтения для RAID 10 явно недобирал до положенного. А его производительность при работе с массивом RAID 10 в типичных настольных задачах далеко не всегда оказывалась на уровне конкурентов. Вместе с тем, у AAR-2410SA есть и очень сильные стороны в плане быстродействия — на серверных нагрузках, при имитации работы рабочей станции и при копировании файлов (особенно, при большой очереди команд). И этим он только подтверждает свое сугубо профессиональное предназначение, тогда как для более потребительских и настольных задач часто оказывается выгоднее использовать дешевые решения в виде чипа SiI3114 и ему подобных.


Adaptec Serial ATA RAID 2410SA Enclosure Kit был любезно предоставлен для испытаний официальным дистрибьютором Adaptec в России — компанией MD Group





Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.