Процесс появления, развития и отмирания периферийных компьютерных интерфейсов всю новейшую историю является непрерывным, а в последние годы он начал еще и ускоряться. Причины этого просты — всё большее и большее распространение портативных компьютеров делает именно внешнюю периферию всё более актуальной, ну а тут уже скорость передачи данных имеет значение. К примеру, когда внешние жесткие диски использовались лишь для хранения резервных копий и, изредка, переноса информации, можно было и потерпеть. Да и количество той самой информации обычно было небольшим. А вот если человек приобретает стационарный ВЖД в качестве домашнего компаньона для ноутбука (просто потому, что в последние даже сейчас можно в лучшем случае «впихнуть» пару терабайт винчестеров, и то — задорого), тут уже древними USB 2.0 или FireWire (который когда-то казался быстрым) никак не обойтись.
Казалось бы, решением проблемы могут стать USB 3.0 или eSATA. Могут. Но временным. Для одиночного винчестера подойдут, однако в более сложных ситуациях уже станут узким местом, несмотря на свои теоретические 5-6 Гбит/с. А если потребуется больше, то придется в очередной раз перелопачивать стандарты.
Есть ли способ решить эту проблему надолго — так, чтобы скорость была высокой изначально и могла расти с сохранением совместимости? Да, есть — благодаря тому, что и внутренние шинные интерфейсы уже стали последовательными, так что физическую длину проводников можно (при соблюдении ряда условий, естественно) увеличить. Практической реализацией такого подхода является интерфейс Thunderbolt, объединяющий в себе DisplayPort и PCIe x4.
Чем это хорошо? Например, при переходе от PCIe 2.0 к 3.0 скорость, фактически, удвоится без необходимости серьезной переделки контроллера. Собственно, задача контроллеров относительно проста — «загнать» потоки в один единый на одном конце и «разделить» на другом, т. е. традиционное для ускорения PCIe увеличение тактовой частоты ложится в эту концепцию очень хорошо. А вот для USB нужно делать больше телодвижений — например, увеличение скорости при переходе от версии 2.0 к 3.0 привело к необходимости отказаться от полной совместимости и добавить дополнительные линии передачи данных. При этом, конечно, скорость удалось увеличить на порядок, но являются ли 5 Гбит/с серьезным запасом на будущее? Вряд ли, поскольку этого уже недостаточно для дискового массива из шести современных винчестеров, например. В то же время текущие реализации Thunderbolt позволяют получить 10 Гбит/с на порт при длине медного кабеля в 6 метров, а в перспективе у технологии освоение оптики и достижение скоростей в 100 Гбит/с.
Еще одним сильным местом Thunderbolt является относительно простой способ адаптации к нему устройств: теоретически, любой адаптер с интерфейсом PCIe может превратиться во внешний. Недостаток — пока еще высокая цена решения. Однако кто-нибудь видел технологию, которая стоила бы дешево на старте? Главное, что альтернатив в некоторых сферах применения практически нет. Например, Thenderbolt очень удобно использовать в качестве интерфейса док-станции для ноутбука: получаем сразу и внешний выход на монитор, и возможность использовать какие-либо контроллеры, не слишком нужные в дороге, но полезные для стационарного применения. А можно и без доков обойтись, просто подключая нужные устройства кабелем. Точнее, кабелями — возможность соединения устройств в цепочку предусмотрена, так что одного порта будет достаточно для подключения большого количества периферии. Такая возможность есть и у FireWire, однако пользовались ею не слишком активно из-за невысокой пропускной способности самой шины. А 10 Гбит/с уже сейчас хватит многим.
Ничего удивительного, что одними из первых на начало применения Thunderbolt отреагировали производители систем хранения данных. С одним из таких продуктов мы сегодня и познакомимся, а также проведем небольшое экспресс-тестирование возможностей данной шины.
Promise Pegasus R4
Внешне накопители этой серии (кроме четырехдискового R4 в ней есть и более серьезный R6, вмещающий в корпус шесть десктопных винчестеров) практически неотличимы от огромного количества DAS и NAS, представленных на рынке. Фактически, все они представляют собой компактные компьютеры, бо́льшую часть корпуса которых занимают дисковые отсеки с возможностью горячей замены винчестеров.
Особых проблем с центральным процессором у Promise не было, поскольку используемые компанией RAID-контроллеры как раз и рассчитаны на подключение при помощи PCIe (т. е. отлично совместимы с Thunderbolt), а также содержат MIPS-ядро, что вполне допускает их (полу)автономное использование.
Единственное заметное отличие Pegasus — на задней панели вместо привычных разъемов Ethernet, eSATA, FireWire или USB расположены два порта Thunderbolt.
Преимущество такого решение перед DAS других серий хорошо видно по иллюстрации: других интерфейсов с пропускной способностью 10 Гбит/с на данный момент на рынке нет. Конечно, можно напомнить Promise о том, что eSATA поддерживает не только 3, но и 6 Гбит/с, однако ничего существенно это не меняет. Тем более, дополнительным преимуществом использования Thunderbolt является то, что этот интерфейс поддерживает цепочечное подключение устройств. В частности, тех же Pegasus с одним компьютером можно использовать до шести штук, что дает нам суммарно до 36 винчестеров, или более 100 ТБ дискового пространства. Понятно, что для нескольких десятков винчестеров и 10 Гбит/с будет маловато, но, по крайней мере, таковая возможность существует.
Программное обеспечение
Конфигурирование DAS выполняется при помощи простой и интуитивно понятной утилиты, кроме всего прочего выполняющей и информационные функции.
Вообще же все взаимодействие строится на одном базовом принципе: есть физические накопители, которые объединяются в массивы (один либо несколько), на которых создаются дисковые тома того или иного типа.
Так всё выглядит на нижнем уровне. Как видите, у нас есть четыре одинаковых диска, два из которых в данный момент объединены в массив, а два — несконфигурированы. При помощи этой закладки (Physical Drive) можно получить и более детальную информацию о каждом из винчестеров или, например, просто найти его в массиве — после нажатия кнопки «Locate» некоторое время будет мигать соответствующий светодиод на лицевой панели. Это может оказаться достаточно удобным, если вдруг возникнет желание поменять какой-нибудь из винчестеров на новый.
Для создания массива (или массивов) тоже можно обойтись одной лишь мышью — выделили нужные диски, и всё.
Но наиболее интересным является верхний уровень — логические диски. Собственно, как раз на этом уровне мы выбираем избыточность кодирования, размер блока, политики кэширования и тому подобное. В общем-то, совсем подробно разбирать возможности программы не требуется — достаточно того, что мы показали, что с ней можно управиться даже без документации. Главное — представлять, что именно вы хотите сделать.
Производительность
По большому счету, сравнить нам устройство особо не с чем, так что мы решили провести экспресс-тестирование разных RAID-конфигураций и посмотреть, может ли узким местом стать интерфейс. Заметим, что даже младший R4 дает уже достаточно много вариантов использования. В частности, можно отвести все четыре диска под максимально производительный RAID0. А можно ограничиться и двумя дисками в таком массиве, оставив вторую пару под RAID1. Вообще говоря, такой вариант может оказаться наиболее интересным: «быстрый» массив используем для рабочих данных, а «надежный» — для резервного копирования. Но есть и другие варианты — например, можно отдать все четыре винчестера под RAID5. Или RAID10, который будет быстрее. Правда, и емкость у него меньше. А можно из тех же четырех дисков сделать и RAID6, если требуется максимальная надежность: в этом случае данные сохранятся даже при выходе из строя сразу двух винчестеров, но вот производительность будет более низкой, чем даже у RAID5. И, наконец, самый параноидальный режим — RAID1E на всех четырех дисках. Доступна лишь четверть полного объема, но зато и надежность четырехкратная.
| Режим | Емкость |
| RAID0 | 8 ТБ |
| RAID0+RAID1 | 6 ТБ |
| RAID1E | 2 ТБ |
| RAID10 | 4 ТБ |
| RAID5 | 6 ТБ |
| RAID6 | 4 ТБ |
В целом с емкостью всех вариантов всё более-менее ясно из приведенной таблицы (для нашего случая — четыре винчестера по 2 ТБ). А вот производительность мы тестировали при помощи IOMeter 1.1.0-RC1. Сама программа была запущена на основной рабочей машине и «командовала» Dynamo на MacBook Pro модификации MC723RS/A — несмотря на то, что сейчас уже поддержка интерфейса Thunderbolt начинает появляться и на «обычных» системных платах, процесс идет достаточно медленно. А вот в «Маках» она есть уже давно, так что большинство «детских болезней» драйверов соответствующих устройств (для системы-то по указанным в начале статьи причинам интерфейс прозрачен) и прочего исправлено. Собственно, вариантов выбора у нас особых не было изначально, что хорошо видно по приведенным выше скриншотам: есть поддержка ТВ «стандартными» РС или нет, а свое ПО Promise пока предлагает только в версии для MacOS X и не иначе. Но логика работы IOMeter позволила и при таком раскладе избежать проблем. Тем более что нас интересует максимальная производительность. Вот к ней и переходим.
Официально компания заявляет о 500 МБ/с для R4 и 700 МБ/с для шестидискового R6, что явно является перестраховкой — «заложились» под винчестеры с максимальной скоростью порядка 120 МБ/с. Hitachi Deskstar 7K3000 HDS723020BLA642 способны на большее, так что 600 МБ/с в RAID0 мы получили уже на четырех винчестерах. Прочие конфигурации, разумеется, медленнее. Что особенно печально — «параллелить» запросы на чтение в RAID1 контроллер «не умеет»: иначе бы RAID10 угнался за лидером. Ну а так он эквивалентен двухдисковому RAID0 и на больших блоках данных немного отстает даже от RAID5. Впрочем, нас сегодня все же больше интересует не контроллер, а потенциал интерфейса. А он, как видим, велик — масштабируемость практически линейная (одиночный винчестер — ≈150 МБ/с, пара — около 300 МБ/с, четверка — 600 МБ/с), т. е. такой внешний RAID-массив будет полностью идентичен внутреннему. Но вот внутренний в ноутбук не поместишь и в сейф не спрячешь :)
Результаты в тесте записи скромнее, однако в этом нет ничего удивительного — большинство провалов на совести либо самих винчестеров, либо выбранных режимов: при использовании избыточности хранения данных писать приходится много и на несколько устройств сразу. Четырехдисковый RAID0 же, как и следовало ожидать, способен выйти на уже знакомую высоту в 600 МБ/с. Это меньше, чем теоретические 10 Гбит/с интерфейса, но узким местом является не он. А вот получить столько на практике от USB 3.0, не говоря уже о более медленных внешних интерфейсах, невозможно. Соответственно, с учетом того, что производительность жестких дисков постоянно растет (новые модели емкостью 3-4 ТБ в одиночку уже способны на ≈200 МБ/с), для внешних массивов Thunderbolt становится чуть ли не единственным актуальным решением. Во всяком случае, всегда, когда важна скорость — тот же RAID5 может обойтись и USB 3.0, но и то со скрипом. При подключении же к компьютеру нескольких накопителей одновременно может не хватить и Thunderbolt, однако тут уже функциональность разных решений отличается настолько, что нет смысла сравнивать максимальную производительность. Одно дело подключение цепочкой с использованием всего одного порта и совсем другое — поиск необходимого числа портов. А если еще учесть, что те же хост-контроллеры USB 3.0 с системой общаются вовсе не на бесконечной скорости, да еще и делят ее на все свои порты (что не слишком отличается от деления на устройства в цепочке), преимущество Thunderbolt только увеличивается.
Итого
В принципе, главный вывод сегодняшнего тестирования состоит в том, что использование Thunderbolt способно полностью стереть разницу между внутренними и внешними дисковыми массивами. В общем-то, иное сложно было предположить: как мы уже сказали в начале статьи, фактически этот интерфейс для системы прозрачен и представляет собой внешний вариант PCIe х4. Насколько это востребовано на практике? Тут многое будет зависеть от того, что требуется пользователю. Ведь, фактически, кроме RAID-массивов или внешних SSD-накопителей использовать весь этот потенциал пока некому. «Обычные» однодисковые внешние винчестеры ограничены именно скоростью механической «начинки», т. е. в лучшем случае 200 МБ/с или около того, а для таких скоростей более чем достаточно недорогого USB 3.0. Да и для более быстрых накопителей он может оказаться вполне подходящим решением — проигрывая в скорости, выигрываем в цене и распространенности. Но если хочется подключить к компьютеру десяток-другой винчестеров (пусть и в виде нескольких накопителей), да еще и к портативному, да еще и эксплуатировать их на максимальной скорости, то здесь альтернатив Thunderbolt просто нет.
Удовлетворяет ли предъявляемым требованиям серия Promise Pegasus? На наш взгляд, вполне — в линейке есть четырех- и шестидисковые модели, поддерживается цепочечное подключение, конфигурирование массивов гибкое и простое. Разумеется, для массового рынка такие решения все еще являются экзотикой (более того — достаточно долгое время они будут дорогостоящей экзотикой), однако, по крайней мере, физическая возможность приобрести что-нибудь подобное (при необходимости) уже есть. А это много больше, чем ничего.
