Жесткие диски Western Digital в массиве RAID0


Представляю вашему вниманию вторую часть обзора жестких дисков компании Western Digital, посвященную работе этих дисков в RAID массиве. В первой части обзора мы выяснили, что по производительности диски WD2500JB с параллельным интерфейсом и WD2500JD с интерфейсом SATA существенно не отличаются. Посмотрим, как ведут себя эти диски «попарно». В тестах принимала участие еще одна пара — два диска WD360GD с интерфейсом SATA и скоростью вращения шпинделя 10000 rpm.

Итак, у нас есть три пары дисков и два контроллера — АТА/133 RAID контроллер Promise Ultra133 TX2 и SATA RAID контроллер Iwill IS150. Что касается RAID-массива уровня 1, то здесь особых вопросов нет — понятно, зачем он нужен и более-менее ясно, какие результаты должны получиться. Так что задача, в общем-то одна — проверить, что все работает так, как должно. Изначально я хотел сделать это в данном обзоре, но, прикинув количество материала, решил вынести «зеркалку» в отдельный обзор. Больше интереса представляет RAID уровня 0. Каждый из контроллеров предоставляет возможность выбора размера блока распределенного массива (Chunk Size). Для Iwill IS150 можно задать блок размером 4, 8, 16, 32 и 64 KB (по умолчанию — 16К), для Promise Ultra133 TX2 — 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 и 1024 (!) КВ (по умолчанию — 64К). Естественно, возникает вопрос — какой размер блока выбрать при создании массива? Постараемся выяснить, как влияет размер блока на производительность и какой прирост производительности в принципе могут обеспечить распределенные массивы из двух дисков при использовании недорогих контроллеров. Полученные результаты, к сожалению, в большой степени справедливы только для конкретных контроллеров.

Скажу сразу, что объем тестовой информации получился весьма значительный. Для того, чтобы обзор не превратился в сплошную череду диаграмм, детальные результаты вынесены в отдельные приложения. если вас интересует общая картина, можете туда не заглядывать. Итак, приступаем.

Тесты

Конфигурация тестового стенда стандартная.
  • Системная плата — Iwill WO2-R (BIOS ver. 6.00PGN);
  • Процессор — Intel Pentium III 800EB;
  • Память — 256 MB PC133 SDRAM;
  • Системный диск — IBM DTLA 307015;
  • АТА/133 RAID контроллер — Promise FastTrak TX2000 (BIOS Ver. 2.00.0.33, Driver Ver. 2.0.0.34);
  • SATA RAID контроллер — Iwill IS150 (Silicon Image SataLink SiI3112,BIOS Ver. 4.2.0.0, Driver Ver. 1.0.0.22)
  • ОС — Windows 2000 Professional SP4.

Набор тестов тоже стандартный.

  • Ziff-Davis WinBench 99;
  • Intel IOMeter.

Ziff-Davis WinBench 99

Как видим, интересные вещи начались сразу. Что мы видим? Видим следующее. Во-первых, выигрыш в скорости линейного чтения при использовании распределенного массива для дисков с интерфейсом SATA больше, чем для дисков с параллельным интерфейсом, а для дисков со скоростью вращения шпинделя 10000 rpm больше, чем для дисков со скоростью вращения шпинделя 7200 rpm. Во-вторых, если результаты для дисков с последовательным интерфейсом практически не зависят от размера блока (что, в общем-то, естественно), то для дисков с параллельным интерфейсом наблюдается выраженный рост скорости при увеличении размера блока. Графики скорости чтения, приведенные здесь, позволяют понять, как это получается. У массива дисков WD360GD на начальном отрезке достигается максимальная скорость линейного чтения, а вот у WD2500JD максимум (где-то в районе 105000 тысяч байт в секунду) достигается ближе к середине массива. Что касается WD2500JB, то рост скорости с увеличением размера блока объясняется выравниванием графика. Другой вопрос — почему это происходит. Разницу в поведении WD2500JB и WD2500JD легко объяснить тем, что используются различные контроллеры. А вот WD360GD и WD2500JB… Понятно, что объемы несопоставимые, но точного объяснения алгоритма работы контроллера у меня нет.

И опять интересный результат. Для диска WD2500JB время доступа к распределенному массиву оказалось чуть больше, чем к одиночному диску, подключенному к тому же контроллеру, Для WD2500JD — практически не изменилось, для 360GD — чуть уменьшилось. Похоже, SATA контроллер лучше работает с дисками WD, а большая скорость вращения дает преимущество WD360GD.

Посмотрим, как обстоят дела в тесте, «приближенном к реальным приложениям».



Опять-таки интересно обстоят дела. Отрадно, что массив, построенный на дисках WD2500JB с параллельным интерфейсом, показал практически такие же результаты, что и массив на дисках WD2500JD с интерфейсом SATA. Лучшие результаты показал массив на дисках WD360GD. Теперь — о неожиданностях. При использовании блока размером 16К происходит снижение результатов для всех дисков, независимо от контроллера. Снижение незначительное, но, тем не менее, выбираемый по умолчанию размер блока для контроллера Iwill не является оптимальным. И еще один неожиданный для меня результат. При использовании максимального размера блока для контроллера Promise (1024K) наблюдается рост результатов даже в тесте Business Disk WinMark, который оперирует файлами заведомо меньшего размера. Очень похоже на то, что дело здесь в кэширующих свойствах драйверов контроллера.

Intel IOMeter

File-server Pattern







Web-server Pattern







Для всех дисков наблюдается рост результатов с ростом размера блока. При этом результаты для блока размером 4K сравнимы с результатами для одиночного диска. Почему в тестах ZD Disk WinMarks массив с блоком 4К показал лучшие результаты, чем с блоком 16К — пока абсолютно непонятно.

Workstation Pattern







Database Pattern







В этих моделях результаты для распределенного массива с размером блока 4K практически совпадают с результатами одиночного диска для последовательного интерфейса и даже ниже для интерфейса параллельного. Для массива с блоком 16K результаты по-прежнему выше. Заметим, что для всех моделей доступа у контроллера Promise прослеживается провал при уровне нагрузки Light (глубина очереди — 16). Диаграммы сравнения результатов массивов, построенных с использованием рассматриваемых дисков, приведены здесь. Общий вывод — массив, построенный с использованием дисков WD2500JB с параллельным интерфейсом, немного проигрывает «последовательному» массиву на дисках WD2500JD. WD360GD по-прежнему впереди.

Random Read Pattern





В этой модели результаты аналогичные.

Random Write Pattern





В тесте случайной записи массив с размером блока 4К показывает худшие результаты, чем одиночный диск. Результаты сравнения массивов, построенных с использованием рассматриваемых дисков, приведены здесь. В тесте случайного чтения результаты для массива, построенного с использованием дисков WD2500JB, практически совпадают с результатами массива на дисках WD2500JD (за исключением провала при глубине очереди 16), а вот в тесте случайной записи массив, построенный на дисках с интерфейсом SATA, впереди. Лидерство же стабильно принадлежит массиву, построенному с использованием дисков WD360GD.

При тестировании массивов в модели доступа Database с изменяемым соотношением запросов на запись/чтение наиболее интересные результаты получились при глубине очереди, равной единице.

Как видно на диаграмме, у массива, построенного на дисках WD360GD четко видны ступеньки, расположение которых зависит от размера блока. Чем больше размер блока, тем правее расположена ступенька.



У массива на дисках WD2500JD нет различия в арсположении ступеньки для размера блока 64К и 128К.



Та же картина и для массива, построенного на дисках WD2500JB. Правда, при размере блока 1024К ступенька все-таки смещается вправо. При увеличении нагрузки ступеньки пропадают — получаем набор практически параллельных линий. Если сравнивать массивы, построенные с использованием исследуемых дисков, между собой, можно констатировать общее преимущество последовательного интерфейса.

Теперь — последовательные режимы. Диск получает запросы на чтение или запись блоков, размер которых постепенно увеличивается. Глубина очереди фиксируется равной 4 (very light).


Одиночный диск WD360GD лучше справляется с чтением блоков объемом до 4K, чем распределенный массив, правда, при увеличении объема читаемого блока преимущество «двухдисковой» конфигурации становится подавляющим. Если говорить о размере блока данных в массиве (chunk size)? то здесь оптимальным представляется 64К.

А вот в случае WD2500JD распределенный массив однозначно лучше для любого размера читаемого блока.

Да... Ну что тут сказать? Хотя при таком графике линейного чтения сложно ожидать гладких линий на этой диаграмме. Интересен провал в результатах при размере читаемого блока 256K.





При записи ситуация аналогичная, правда, такого прироста результатов использование RAID-массива не дает. Интересно, что при записи блоков большого размера впереди оказался WD2500JB на контроллере Promise. Сравнительные результаты можно посмотреть здесь.

Выводы

Итак, что же мы получаем из всего обилия диаграмм. Ну, во-первых, по совокупности показателей массив из двух дисков WD2500JD на контроллере Iwill IS150 выглядит предпочтительнее, чем массив из двух WD2500JB на контроллере Promise Ultra133 TX2. Во-вторых, замечательно выглядит массив, построенный с использованием двух дисков WD360GD — здесь выигрыш от использования RAID0 максимален. Недостатками такого решения является малый объем (правда, анонсированы диски удвоенного объема) и высокая цена. И в-третьих, используемый по умолчанию в контроллере Iwill размер блока в 16К по результатам тестов не кажется оптимальным. Вообще говоря, выбор размера блока зависит от решаемых задач, но мне кажется, что 64К, используемые по умолчанию в Promise, больше подходят для «стандартного» набора приложений.






Дополнительно

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.