Пятого октября 2005 года в Москве состоялся семинар «Новое поколение RAID-контроллеров и RAID-массивов Promise Technology», который провели всемирно известный производитель контроллеров и сопутствующих решений для устройств хранения данных компания Promise Technology, Inc. и ее партнер в России компания «Теле-Сервис МС».

Помимо знакомства с линейкой новых RAID продуктов Promise и возможности задать каверзные вопросы руководителю и инженерам этой компании российские участники этого мероприятия могли впервые вживую увидеть и «пощупать» в работе представителя новейшего поколения RAID-подсистем хранения данных из старшей линейки VTrak класса «M», по этому случаю впервые привезенного в нашу страну.

Начавшись в 11 утра, семинар продлился почти 5 часов, и мы постараемся в сжатом виде описать все самое интересное, что говорилось в ходе нескольких докладов, обсуждений, демонстраций и даже в частных кулуарных разговорах. Часть из полученной нами информации была обнародована фактически впервые и приоткрывает завесу над ближайшими и долгосрочными планами компании Promise Technology по выпуску продуктов для систем хранения данных. Тем более интересным было то, что поделился ей один из старших руководителей компании — Суреш Паникар (Suresh Panikar), вице-президент Promise Technology по продажам и маркетингу.
Suresh Panikar, вице-президент Promise Technology по продажам и маркетингу.

Помимо Суреша Паникара в семинаре приняли участие Эмей Буррихтер (Aimee Boerrigter), менеджер по продажам Европейского (расположенного в Голландии) отделения Promise Technology, Ян Умис (Jan Oomis), инженер службы технической поддержки Европейского отделения Promise Technology, и Сергей Куприянов, директор компании «Теле-Сервис МС».
Сергей Куприянов, директор компании «Теле-Сервис МС».

Прошлый семинар о продукции Promise прошел в Москве 3 года назад, однако, как заметил его организатор Сергей Куприянов, такой большой промежуток даже хорош, поскольку есть время для полного обновления линейки продукции.

О компании Promise Technology, ее истории и концепции развития, а также о сравнительном анализе рынка и стратегии продаж рассказал Суреш Паникар. Компании Promise Technology около 17 лет — она была основана в 1988 году на Тайване. В 1997 году ее инженеры разработали первый в мире контроллер ATA RAID 0/1/10 (FastTrak) и далее с периодичностью раз в один-два года компания являла рынку принципиально новые, пионерские продукты (см. слайд).

Благодаря этому Promise (по утверждению Host-Bus RAID Controller Worldwide, June 2003, Dataquest) — мировой лидер в двух сегментах: 31% мирового рынка Host-Bus RAID контроллеров (FC, SCSI и SATA) и в микроконтроллерах SATA — 82% всех SATA/ATA host bus RAID контроллеров (в последнем громадная заслуга и производителей материнских плат, которые очень активно используют чипы Promise в своих изделиях). Компания сертифицирована по ISO 9001 и является поставщиком большинства главных производителей OEM-продукции по всему миру, среди которых — Dell, HP, IBM, Sony и многие другие (см. слайд).

С 1999 года компания выиграла более 90% всех OEM ATA/SATA-проектов. И поставила уже более 14 миллионов ASIC чипов ROMB (RAID On MotherBoard; это, кстати, статистика от Microsoft) практически всем основным производителям системных плат:

Обеспечивая при этом лучшее (по некоторым оценкам) соотношение производительности к цене в своем классе.

Штаб-квартира компании находится в США (Милпитас, Калифорния), основная фабрика расположена на Тайване, центры исследований и разработок — в США, Китае и на Тайване, но, кроме того, Promise имеет свои подразделения по всему миру, о чем наглядно дает представление следующий слайд.

Чипы своих микроконтроллеров Promise разрабатывает самостоятельно и изготавливает на фабриках тайваньского микроэлектронного гиганта TSMC. А карты контроллеров делает на своей тайваньской фабрике (производство корзин для дисков по собственному дизайну размещено у кого-то из контракторов).

Три традиционных поля деятельности компании — микросхемы S/ATA контроллеров, карты (адаптеры) и оборудование для SAN/DAS массивов дисков. Однако недавно к ним добавилось и четвертое, новое для Promise направление, — специализированное программное обеспечение. 

Рынок Storage

Рынок систем хранения информации растет сейчас очень быстрыми темпами. В 2004 году в мире было 719 405 Tбайт данных на внешних устройствах хранения, а в 2008 по прогнозам IDC в мире на таких массивах будет храниться 4 724 962 Tбайт данных (4700 Петабайт). Уже сейчас для внешних систем хранения данных обычно используется RAID (90%), причем уровней 5 и 1/10. То есть рынок нуждается в RAID. Во многих случаях правительства государств требуют сохранения документов в течение 30 лет и более. Например, в США есть законы (Sarbanes-Oxley, HIPAA), по которым компании обязаны предоставлять данные по запросу соответствующих инстанций в любое время. Причем в ряде случаев время выдачи данных не должно превышать одной минуты, хотя размер файлов данных в некоторых базах данных (например, в медицине) уже достигает 25 Гбайт, то есть ленточные накопители уже неприменимы и требуются именно RAID массивы жестких дисков. Круглосуточно работающим компаниям требуются распределенные, работающие в нескольких зонах устройства, чтобы повысить надежность. Уровень резервирования в таких случаях составляет два-три раза, то есть 2-3 storage-сервера в разных местах города или страны одновременно работают с одной и той же информацией, и вместо 100 Тбайт будет на самом деле храниться и обрабатываться до 300 Тбайт. Масштабируемость существующих устройств хранения данных необходима, по крайней мере, на 5-10 лет вперед. О масштабах ожидающегося роста рынка RAID-устройств хранения данных дают представление следующие слайды.

Объем продаж за 3 года увеличится примерно в 4 раза (в денежном исчислении) и более чем в 10 раз по объему (в Петабайтах) — и почти все это будет с интерфейсом SATA.

По Disk storage systems — до 2008 года произойдет увеличение до 3300 Петабайт. И доля решений SATA здесь будет составлять примерно половину от всего рынка. В соответствии с этим компания Promise старается представить полный спектр решений для таких устройств хранения данных, среди которых — SATA RAID системы для создания многодисковых SAN/DAS и профессиональные адаптеры (контроллеры) RAID с интерфейсом Serial ATA II:

Что делает Promise кроме разработки продукции? Создается круглосуточная система поддержки пользователей. Телефонная техподдержка уже существует в США и Германии (Ганновер). А в России по некоторым вопросам можно звонить в компанию «Теле-Сервис МС».

Спектр RAID-продукции Promise насчитывает три сегмента — Enterprise, Mid-Range и Entry-Level. Список приложений для этих систем хранения данных был выработан на основе исследования потребностей клиентов Promise (а их спектр весьма широк, см. выше). Основные направления применения продукции Promise показаны на слайде.

Современные контроллеры Promise

С обзором линейки RAID-контроллеров Promise выступил директор компании «Теле-Сервис МС» Сергей Куприянов. Этим летом Promise полностью обновила линейку своих RAID продуктов. На данный момент S/ATA RAID уже прочно заняли свое место на рынке (ранее пользователи при создании RAID больше предпочтения отдавали все же SCSI). Но у нас в стране еще очень долгое время остаются востребованными решения, которые в мире давно устарели. В частности, контроллеры Promise Ultra100 TX2 до сих пор пользуются в Москве и регионах стабильным спросом. Этот феномен еще не изучен до конца. :) Именно для подобных пользователей и предназначены ATA RAID контроллеры FastTrak TX2000 и FastTrak TX4000. Это 2 или 4 независимых канала UltraATA/133 для шины PCI 32бит 33-66МГц с поддержкой RAID уровней 0/1/10/JBOD и программой управления PAM.

Для более серьезных ATA-систем в линейке есть старший 4-портовый контроллер FastTrak SX4060 с набортной кэш-памятью до 256 Мбайт и аппаратной поддержкой RAID 5 (hardware XOR engine). Для большего количества UATA-каналов создавать контроллеры теперь уже не имеет особого смысла.

Это устаревающие решения, которые будут постепенно исчезать с рынка. Напротив, в линейке SATA RAID контроллеров прежние (недавнего прошлого) FastTrak для интерфейса SATA 1.0 дружно заменяются решениями для SATA со скоростью 3 Гбит/с и другими функциями SATA II. Это низкопрофильные FastTrak TX2300 и FastTrak TX4300 — 2 или 4 независимых канала SATA II (3 Гбит/с, NCQ/TCQ и др.) для шины PCI 32бит 33-66МГц с поддержкой RAID уровней 0/1/10/JBOD и программой управления PAM.

У Promise есть в линейке и более дешевые не-RAID аналоги этих двух контроллеров — SATA300 TX2plus и SATA300 TX4 соответственно. Кстати, плата контроллера FastTrak TX2300 использует ту же самую PCB, что и SATA300 TX2plus, на котором размещается чип с поддержкой дополнительного порта UltraATA/133.

Однако в RAID-варианте разводка для UATA-порта просто не используется (наличие UATA диска в RAID-системе замедлило бы всю систему).

Более серьезные SATA RAID контроллеры Promise — это, прежде всего, устаревающий FastTrak SX4100, основанный на том же чипе Promise PDC20621, что и UATA-шный SX4060 (просто поставлены сериализаторы интерфейса от Marvell) — 4 канала SATA 1.0, шина PCI 32 бит 33-66 МГц, RAID уровней 0/1/10/JBOD и 5 аппаратно, WebPAM, встроенная память 64 Мбайт (кстати, по тестам самой Promise данного объема встроенной памяти вполне хватает для приложений, поскольку на каждый диск расходуется примерно 16 Мбайт кэша),

а также новенькие 4-х и 8-портовые контроллеры FastTrak SX4300/8300 для шины PCI-X 133 МГц (это первые контроллеры Promise для PCI-X) и интерфейса SATA II с аппаратной поддержкой RAID 5, 32 или 64 Мбайт кэш-памяти и новой программой мониторинга WebPAM, позволяющей настраивать и контролировать массивы через Интернет.

И, наконец, самые старшие и наиболее прогрессивные на сегодняшний день решения Promise — это SuperTrak EX8350 и EX8300 для шин PCI Express и PCI-X соответственно: первые контроллеры Promise c поддержкой 8 дисков SATA II и массивов RAID уровня 6 (а также 0/1/5/10 и JBOD).

Здесь 8 портов интерфейса SATA-II обеспечиваются чипом от Marvell, а для обсчета RAID-массивов применяется процессор Intel 80333 XScale. Карты имеют встроенную память объемом 128 Мбайт ECC RAM. Данные контроллеры в конце августа этого года на Intel Developer Forum в Сан-Франциско получили награду в категории «Best in Storage».

Закругляясь с обзором контроллеров Promise, отметим, что уже совсем скоро — 25 октября — выйдут контроллеры Promise для новейшего интерфейса SAS (Serial Attached SCSI).

А кроме того, в частной беседе Суреш Паникар отметил, что Promise готовится к игре и на самом быстрорастущем сейчас storage-рынке — устройств для потребительской/бытовой электроники (Consumer Electronics). Чипы для этих применений у Promise появятся 2006 и это будут как компактные простейшие RAID и не-RAID контроллеры, так и многофункциональные чипы, объединяющие в себе не только storage-функции. Что же, подождем — увидим. Может и здесь Promise найдет, чем удивить рынок. 

VTrak M-Class — новая серия СХД от Promise

Новейшие внешние массивы данных Promise серии VTrak M-class представил инженер службы технической поддержки Европейского отделения Promise Technology Ян Умис (Jan Oomis).
Ян Умис

Эта новая серия СХД от Promise позиционируется как основа для SAN-систем начального уровня. В этом классе сейчас присутствуют фактически 9 устройств, которые можно разделить по типу внешней шины для связи с сервером — сетевая iSCSI, оптическая Fibre Channel (1Gb/2Gb) или традиционная SCSI (2 порта Ultra320 SCSI) — а также по количеству дисков в корзине — до 8 (формат 2U), до 12 (тоже 2U) или до 15 (формат 3U).

Все эти устройства имеют один контроллер с двумя хостами и двумя управляемыми портами. Данные порты можно использовать и в кластерных системах. Система имеет также 2 сервисных порта (Ethernet и COM). Обеспечивается поддержка SATA II, аппаратный RAID уровней 0/1/1E/5/10/50, есть встроенная ECC-память 256 Мбайт (до 512 Мбайт, проприетарный формат модулей, обычные DIMM не подходят), полноценная поддержка горячей замены накопителей и кластеров.

Встроенная в контроллер технология Predictive Data Migration (PDM) обеспечивает диагностику и упреждающее резервирование данных (до того, как подозрительный диск массива выйдет из строя). Система PDM будет предварительно знать о возможных сбоях какого-либо из дисков (например, если перегревается, есть повышенная вибрация, критичны некоторые атрибуты SMART и пр.) и заранее перемещать информацию в другое место. Туда же встроена собственная фоновая проверка дисков по уникальным алгоритмам от Promise. PDM полезна также тем, что существенно сокращает затраты времени на перестройку массива — 30-40 часов требуется для обычной перестройки массива 1 Тбайт, а с PDM тратится всего 3-4 часа. Причем, это происходит в фоновом режиме, не оказывая воздействия на производительность системы! Возможный сбойный диск можно указать и вручную в программе мышкой, и все произойдет в фоне — это простое копирование дисков без перестроения массива.

Удобна и программа управления через Web-интерфейс — WebPAM ProE. Она интегрирована в подсистему RAID. Есть поддержка кластеров Microsoft и поддержка DDF-формата (Disk Data Format — индустриального стандарта для RAID-массивов) — это первый продукт Promise с поддержкой этого формата. Если все диски вытащить из коробки Promise VTrak M-class и вставить в другую коробку с поддержкой формата DDF, то массив восстановится! Из формата V-устройств Promise массив переносим на M-class (с автоматической переделкой в DDF), то есть совместимость снизу вверх обеспечивается, поскольку M-class поддерживает и прежний промисовский код RAID. Наоборот — увы, уже не получится. Можно и изменять размер массива, причем у Promise есть уникальный подход к этому — возьмем, скажем, 15 дисков в массив, объединим их в один большой массив. После этого логическим дискам на этом массиве могут быть присвоены собственные разные массивы и перестроены. И в этом случае можно будет изменить уровень и размер для каждого диска/массива в реальном времени. Диски разной емкости могут быть использованы для одного и того же массива. В целом — очень гибкая и в определенных аспектах уникальная система.

М-class имеет поддержку под Win2K/Win2003/Linux(SuSE-RedHat)/MacOS (Win XP не поддерживается). Программа WebPAM от Promise позволяет получить полный удаленный контроль (мониторинг и управление) над массивом по сети.

На изображении в программе показано непосредственное физическое расположение дисков, а также индикаторы их задействования и работы (см. скриншот).

Можно также использовать упрощенный интерфейс типа командной строки — также через com-порт как гипертерминал. Доступны все те же самые функции.

Что касается аппаратного обеспечения, то в каждом устройстве VTrak M-class есть встроенный процессор по хранению данных (SEP, Storage Enclosure Processor).

Поддерживается Staggered Spinup (последовательной раскрутки дисков), мониторинг здоровья дисков, напряжений и вентиляторов, температуры шасси, система климат-контроля с подстройкой скорости вращения вентиляторов, прямая замена блоков питания и охлаждения «на ходу».

Индикация статуса дисков и др. светодиодами, температуры резервной батареи и мониторинг утечки газа! С обратной стороны контроллера есть всевозможные коннекторы — см. слайд.

Присутствует 5 температурных сенсоров. В каждом из блоков охлаждения — по 2 вентилятора. Батарея (Li-ion с двумя блоками, емкость 2600 mAh) поддерживает только содержимое кэш-памяти при отключении питания корзины: время хранения >96 часов для сохранения 256 Мбайт и >72 часа для 512 Мбайт. Время заряда батареи — 6-7 часов (разряда — 5-6 часов), есть защита от перезарядки и переразрядки, а также сенсор утечки газа.

Для основного контроля над системой используется Ethernet порт, но есть и legacy COM-port (USB не используется, поскольку не принят для устройств подобного класса, а COM-порт до сих пор часто используется в старых UNIX системах).

Внутри контроллера VTrak M-class находится процессор Intel 80200 733 МГц и контроллер 80314, память DDR266 ECC SDRAM (память собственного производства, стандартные модули DIMM установить нельзя) с батарейной поддержкой/страховкой. Два 8-канальных SATA-II контроллера Marvell 6081 (инженеры Promise предпочитают именно его, поскольку собственного такого у Promise пока нет), причем на плате есть место и для 3-го чипа Marvell — для будущей 24-дисковой корзины (которая существует пока только в виде прототипа). Для внешнего интерфейса используются либо два чипа QLogic ISP4010 iSCSI, либо один двухканальный LSI FC929X для FC, либо один двухканальный LSI 1030T для Ultra320 SCSI.

Можно поменять блок контроллеров на такой же с другим интерфейсом и все массивы при этом не теряются. Стоимость блоков контроллеров одинакова для всех интерфейсов, и они свободно взаимозаменяемы. Разрабатываются и скоро будут анонсированы Promise продукты Enterprise-класса с двумя контроллерам (более высокий уровень резервирования) и защитой от сбоев. Это будет E-класс устройств. Но сначала Promise посмотрит на реакцию рынка на устройства M-класса, чтобы в новом классе лучше учесть его потребности.

Несколько устройств M-класса можно объединять в общие массивы, если каждый из них можно собственной линией подключить к общему серверу. Также один массив можно подключить одновременно к двум серверам, чтобы им пользовались разные пользователи. Типичные примеры применения показаны на рисунках.

Стоит также упомянуть, что для обновления firmware диска из массива VTrak накопитель нужно извлечь из системы и прошить в другом месте (не в этом устройстве). К сожалению, в качестве NAS (Network Attached Storage — самостоятельные сетевые системы хранения данных, не требующие управления от сервера) эти устройства использоваться не могут, хотя практически все аппаратные возможности для этого у них имеются — нет только соответствующей программной поддержки. Это сделано Promise по маркетинговыми соображениям.

Корзины VTrak вместе с дисками не поставляются, потому что Promise еще не совсем готова для такого подхода (в отличие от Adaptec, которая такой подход использует и дает гарантию на системы в целом, то есть с дисками) — корзины Promise тщательно тестируются со всеми возможными дисками и выдается таблица совместимости, по которой пользователь или системный интегратор может сам подобрать нужные ему диски. А если firmware или контроллер какой-либо модели диска обновляется, происходит повторное тестирование на совместимость или согласование с производителями дисков. Впрочем, как сказал Суреш Паникар в ответ на мое замечание, что Adaptec поставляет корзины уже с дисками, если все же кто-то придет и попросит Promise поставить внушительную партию VTrak с дисками, то они смогут пойти и на это.

На данной презентации было показана система VTrak M500i на базе 15-ти 500-гигабайтных дисков общим объемом 7,5 Tбайт.

В лаборатории компании были получены следующие данные по производительности систем VTrak M-class в различных конфигурациях (детали тестовой системы сейчас уточняются и будут сообщены позднее). Мы приводим их без комментариев — просто для справки и демонстрации возможностей данных систем хранения данных, поскольку эти данные сами по себе достаточно интересны.

Напоследок отметим, что в конце октября у Promise состоится объявление SAS-контроллеров, однако системы VTrak начнут использовать SAS несколько позднее — скорее всего, уже в 2006 году. Кроме того, Суреш Паникар раскрыл секрет, что в лабораториях Promise есть работающий вариант корзины VTrak для 24 дисков форм-фактора 2,5 дюйма (типа Seagate Savvio и Fujitsu MAV), выполненной в формате 2U, однако компания пока не готова к выпуску ее на рынок — скорее по маркетинговым, нежели по техническим соображениям.