Conector sas. Controladores SAS de Adaptec. Rápido y ágil. Controladores y expansores SAS

El servidor de archivos o el servidor web actual no puede prescindir de una matriz RAID. Solo este modo de funcionamiento puede proporcionar el rendimiento y la velocidad necesarios para trabajar con el sistema de almacenamiento de datos. Hasta hace poco, los únicos discos duros adecuados para este tipo de trabajo eran los que tenían una interfaz SCSI y una velocidad de giro de 10 a 15 mil revoluciones por minuto. Para operar tales unidades, se requería un controlador SCSI separado. La velocidad de transferencia de datos a través de SCSI alcanzó los 320 Mb/s, pero la interfaz SCSI es una interfaz paralela normal, con todas sus desventajas.

Recientemente apareció una nueva interfaz de disco. Se llamaba SAS (SCSI conectado en serie). Centros de recreación en Chelyabinsk: hoy en día, muchas empresas ya tienen controladores para esta interfaz en su línea de productos con soporte para todos los niveles de matrices RAID. En nuestra mini reseña veremos a dos representantes de la nueva familia de controladores SAS de Adaptec. Este es un modelo ASR-4800SAS de 8 puertos y un ASR-48300 12C de 4+4 puertos.

Introducción a SAS

¿Qué tipo de interfaz es esta, SAS? De hecho, SAS es un híbrido de SATA y SCSI. La tecnología combina las ventajas de dos interfaces. Comencemos con el hecho de que SATA es una interfaz en serie con dos canales de lectura y escritura independientes, y cada dispositivo SATA está conectado a un canal separado. SCSI tiene un protocolo de transferencia de datos empresarial muy eficiente y confiable, pero la desventaja es la interfaz paralela y un bus común para múltiples dispositivos. Así, SAS está libre de las desventajas de SCSI, tiene las ventajas de SATA y proporciona velocidades de hasta 300 MB/s por canal. Usando el diagrama a continuación, puede imaginar aproximadamente el diagrama de conexión SCSI y SAS.

La bidireccionalidad de la interfaz reduce la latencia a cero, ya que no hay conmutación de canales de lectura/escritura.

Una característica interesante y positiva del SCSI conectado en serie es que esta interfaz admite unidades SAS y SATA, y ambos tipos de unidades se pueden conectar a un controlador al mismo tiempo. Sin embargo, las unidades SAS no se pueden conectar a un controlador SATA, ya que estas unidades, en primer lugar, requieren comandos SCSI especiales ( Protocolo serie Protocolo SCSI) durante el funcionamiento y, en segundo lugar, son físicamente incompatibles con el conector SATA. Cada disco SAS está conectado a su propio puerto, pero, sin embargo, es posible conectar más discos que puertos tiene el controlador. Esta oportunidad la brindan los expansores SAS (Expander).

La diferencia original entre un zócalo de disco SAS y un zócalo de disco SATA es el puerto de datos adicional, es decir, cada unidad SCSI conectada en serie tiene dos puertos SAS con su propia ID original, por lo que la tecnología proporciona redundancia, lo que aumenta la confiabilidad.

Los cables SAS son ligeramente diferentes de los SATA; hay un hardware de cable especial incluido con el controlador SAS. Al igual que SCSI, los discos duros del nuevo estándar se pueden conectar no sólo dentro de la carcasa del servidor, sino también en el exterior, para lo cual se proporcionan cables y equipos especiales. Para conectar unidades de intercambio en caliente, se utilizan placas especiales: placa posterior, que tiene todos los conectores y puertos necesarios para conectar unidades y controladores.

Como regla general, la placa posterior se encuentra en una caja especial con un soporte para discos tipo trineo; dicha caja contiene una matriz RAID y proporciona su refrigeración. En caso de falla de uno o más discos, es posible reemplazar rápidamente el disco duro defectuoso, y reemplazar la unidad defectuosa no detiene el funcionamiento de la matriz: simplemente cambie el disco y la matriz volverá a estar completamente operativa.

Adaptadores SAS Adaptec

Adaptec ha presentado dos modelos bastante interesantes de controladores RAID para su consideración. El primer modelo es un representante de la clase económica de dispositivos para construir RAID en servidores económicos. Nivel Básico Es un modelo ASR-48300 12C de ocho puertos. El segundo modelo es mucho más avanzado y está diseñado para tareas más serias, tiene ocho canales SAS a bordo: este es el ASR-4800SAS. Pero echemos un vistazo más de cerca a cada uno de ellos. Empecemos por un modelo más sencillo y económico.

Adaptec ASR-48300 12C

El controlador ASR-48300 12C está diseñado para construir pequeñas matrices RAID de niveles 0, 1 y 10. Por lo tanto, los principales tipos de matrices de discos se pueden construir utilizando este controlador. Entregado Este modelo en una caja de cartón normal, decorada en tonos azules y negros, en el anverso del paquete hay una imagen estilizada de un controlador volando desde una computadora, lo que debería evocar la alta velocidad de la computadora con este dispositivo en su interior. .

El juego de entrega es mínimo, pero incluye todo lo necesario para comenzar con el controlador. El kit contiene lo siguiente.

Controlador ASR-48300 12C
. Soporte de perfil bajo

. Disco de software de administrador de almacenamiento
. manual breve
. Cable de conexión con bloques SFF8484 a 4xSFF8482 y fuente de alimentación de 0,5 m.

El controlador está diseñado para el bus PCI-X de 133 MHz, muy extendido en las plataformas de servidores. El adaptador proporciona ocho puertos SAS, sin embargo, solo cuatro puertos están implementados en forma de conector SFF8484, al que se conectan las unidades dentro de la carcasa, y los cuatro canales restantes están enrutados hacia afuera en forma de conector SFF8470, por lo que algunos de los discos deben estar conectados externamente; esto puede ser caja externa con cuatro discos en su interior.

Cuando se utiliza un expansor, el controlador tiene la capacidad de trabajar con 128 discos en la matriz. Además, el controlador es capaz de funcionar en un entorno de 64 bits y admite los comandos correspondientes. La tarjeta se puede instalar en un servidor 2U de bajo perfil si instala el enchufe de bajo perfil incluido. Características generales las tarifas son las siguientes.

Ventajas

Controlador SCSI conectado en serie rentable con tecnología Adaptec HostRAID™ para almacenamiento de alto rendimiento de datos críticos.

Necesidades del cliente

Ideal para admitir aplicaciones de servidor de nivel básico, medio y de grupos de trabajo que requieren almacenamiento de alto rendimiento y protección confiable por ejemplo, aplicaciones de copia de seguridad, contenido web, Correo electrónico, bases de datos e intercambio de datos.

Entorno del sistema: servidores de departamentos y grupos de trabajo

Tipo de interfaz de bus del sistema: PCI-X 64 bits/133 MHz, PCI 33/66

Conexiones externas: una x 4 Infiniband/SCSI conectada en serie (SFF8470)

Conexiones internas: un SCSI conectado en serie de 32 pines x 4 (SFF8484)

Requisitos del sistema: servidores tipo IA-32, AMD-32, EM64T y AMD-64

Conector PCI 2.2 de 32/64 bits o PCI-X 133 de 32/64 bits

Garantía - 3 años

Niveles RAID: Adaptec HostRAID 0, 1 y 10

Funciones clave de RAID

• Soporte de matriz de arranque
• Recuperación automática
• Gestión con el software Adaptec Storage Manager
• Inicialización en segundo plano

Dimensiones de la placa: 6,35 cm x 17,78 cm (incluido el conector externo)

Temperatura de funcionamiento: 0° a 50° C

Disipación de potencia - 4 W

Tiempo medio antes de fallo (MTBF) - 1692573 horas a 40 ºC.

Adaptec ASR-4800SAS

El adaptador número 4800 es funcionalmente más avanzado. Este modelo está posicionado para servidores y estaciones de trabajo más rápidos. Es compatible con casi cualquier conjunto RAID (conjuntos que están disponibles en el modelo más joven) y también puede configurar conjuntos RAID 5, 50, JBOD y Adaptec Advanced Data Protection Suite con RAID 1E, 5EE, 6, 60 y Copyback Hot Spare con Snapshot. Opción de respaldo para servidores en torre y servidores de montaje en rack de alta densidad.

El modelo viene en un paquete similar al modelo más joven con un diseño del mismo estilo “aviación”.

El set contiene casi lo mismo que la carta baja.

Controlador ASR-4800SAS
. Soporte de longitud completa
. Disco de controlador y guía completa
. Disco de software de administrador de almacenamiento
. manual breve
. Dos cables con SFF8484 a 4xSFF8482 y conectores de alimentación de 1 m cada uno.

El controlador admite el bus PCI-X de 133 MHz, pero también hay un modelo 4805, que es funcionalmente similar, pero usa bus PCI-E x8. El adaptador proporciona los mismos ocho puertos SAS, pero los ocho puertos están implementados como internos; respectivamente, la placa tiene dos conectores SFF8484 (para dos cables completos), pero también hay un conector externo SFF8470 para cuatro canales, cuando se conecta al cual uno de los conectores internos se apaga.

Al igual que en el dispositivo más joven, el número de discos se puede ampliar hasta 128 mediante expansores. Pero la principal diferencia entre el modelo ASR-4800SAS y el ASR-48300 12C es la presencia en los primeros 128 MB de memoria DDR2 ECC, utilizada como caché, lo que acelera el trabajo con la matriz de discos y optimiza el trabajo con archivos pequeños. Un módulo de batería opcional está disponible para retener datos en la memoria caché cuando se corta la energía. Las características generales del tablero son las siguientes.

Beneficios: conecte dispositivos de protección de datos y almacenamiento de alto rendimiento para servidores y estaciones de trabajo

Necesidades del cliente: ideal para admitir aplicaciones de servidores y grupos de trabajo que requieren altos niveles de rendimiento de lectura/escritura en todo momento, como aplicaciones de transmisión de video, contenido web, video bajo demanda, contenido fijo y almacenamiento de datos de referencia.

• Entorno del sistema: estaciones de trabajo y servidores departamentales y de grupos de trabajo
• Tipo de interfaz de bus del sistema: interfaz de host PCI-X de 64 bits/133 MHz
• Conexiones externas: conector SAS uno x4
• Conexiones internas: dos conectores SAS x4
• Velocidad de transferencia de datos: hasta 3 GB/s por puerto
• Requisitos del sistema: arquitectura Intel o AMD con una ranura PCI-X de 64 bits y 3,3 v libre
• Soporta arquitecturas EM64T y AMD64
• Garantía - 3 años
• Niveles RAID estándar: RAID 0, 1, 10, 5, 50
• Funciones RAID estándar: Hot Standby, migración de nivel RAID, expansión de capacidad en línea, disco optimizado, utilización, compatibilidad con SMART y SNMP, además de funciones de Adaptec Advanced

• Suite de protección de datos que incluye:

1. Espacio activo (RAID 5EE)
2. Espejo rayado (RAID 1E)
3. Protección contra fallas de unidad dual (RAID 6)
4. Copia de respaldo en caliente

• Funciones RAID adicionales: copia de seguridad de instantáneas
• Dimensiones del tablero: 24 cm x 11,5 cm
• Temperatura de funcionamiento: 0 a 55 grados C
• Tiempo medio antes de fallo (MTBF) - 931924 horas a 40 ºC.

Pruebas

Probar adaptadores no es fácil. Además, todavía no hemos adquirido mucha experiencia trabajando con SAS. Por lo tanto, se decidió probar la velocidad de operación. unidades de disco duro con interfaz SAS en comparación con las unidades SATA. Para hacer esto, utilizamos nuestras unidades SAS de 73 GB existentes Hitachi HUS151473VLS300 a 15000 rpm con un búfer de 16 Mb y WD 150 GB SATA150 Raptor WD1500ADFD a 10000 rpm con un búfer de 16 Mb. Realizamos una comparación directa de dos unidades rápidas, pero con diferentes interfaces en los dos controladores. Los discos fueron probados en el programa HDTach, en el que se obtuvieron los siguientes resultados.

Adaptec ASR-48300 12C

Adaptec ASR-4800SAS

Era lógico suponer que disco duro con una interfaz SAS será más rápido que SATA, aunque para evaluar el rendimiento tomamos el más disco rápido WD Raptor, que puede competir fácilmente en rendimiento con muchas unidades SCSI de 15.000 rpm. En cuanto a las diferencias entre los controladores, son mínimas. Por supuesto, el modelo anterior proporciona más características, pero la necesidad de ellos surge solo en el sector corporativo de uso de dichos dispositivos. Estas características empresariales incluyen niveles RAID dedicados y memoria caché integrada adicional en el controlador. Es poco probable que un usuario doméstico normal instale 8 discos duros ensamblados en una matriz RAID con redundancia en una PC doméstica, incluso si es una modificada; más bien, se dará preferencia al uso de cuatro unidades para una matriz de nivel 0+1, y los restantes se utilizarán para datos. Aquí es donde el ASR-48300 12C resulta útil. Además, algunas placas base con overclocking tienen una interfaz PCI-X. La ventaja del modelo para uso doméstico es su precio relativamente asequible (en comparación con ocho discos duros) de 350 dólares y su facilidad de uso (insertar y conectar). Además, son de especial interés los discos duros 10K de 2,5 pulgadas. Estos discos duros consumen menos energía, calientan menos y ocupan menos espacio.

conclusiones

Esta es una revisión inusual para nuestro sitio y está más dirigida a estudiar el interés de los usuarios en las revisiones de un tema especial. hardware. Hoy revisamos no solo dos controladores RAID inusuales de un fabricante conocido y probado equipo de servidor- Empresa Adaptec. Este es también un intento de escribir el primer artículo analítico en nuestro sitio web.

En cuanto a nuestros héroes de hoy, los controladores Adaptec SAS, podemos decir que los dos siguientes productos de la empresa fueron un éxito. El modelo más joven, el ASR-48300, que cuesta 350 dólares, bien podría echar raíces en sectores productivos. computador de casa y más aún en un servidor de nivel básico (o una computadora que cumple su función). Para esto, el modelo tiene todos los requisitos previos: conveniente software Adaptec Storage Manager, soporte de 8 a 128 discos, trabajo con niveles RAID básicos.

El modelo más antiguo está diseñado para tareas serias y, por supuesto, se puede utilizar en servidores económicos, pero solo si existen requisitos especiales en cuanto a la velocidad de trabajo con archivos pequeños y la confiabilidad del almacenamiento de información, porque la tarjeta es compatible con todos los niveles empresariales. Matrices RAID de primera clase con redundancia y tiene 128 MB de memoria caché DDR2 rápida con control de corrección de errores (ECC). El costo del controlador es de $950.

ASR-48300 12C

Ventajas del modelo

• Disponibilidad
• Admite de 8 a 128 unidades
• Facilidad de uso
• Trabajo estable
• Reputación de Adaptec

• Ranura PCI-X: para mayor popularidad, lo único que falta es la compatibilidad con el PCI-E más común

ASR-4800SAS

• Trabajo estable
• Reputación del fabricante
• Buena funcionalidad
• Disponibilidad de actualización (software y hardware)
• Disponibilidad de la versión PCI-E
• Facilidad de uso
• Admite de 8 a 128 unidades
• 8 canales SAS internos

• No muy adecuado para sectores económicos y de uso doméstico.

Pruebas de matrices RAID 6, 5, 1 y 0 con unidades Hitachi SAS-2

Aparentemente, quedaron atrás los días en que un controlador RAID profesional de 8 puertos decente costaba bastante dinero. Hoy en día han aparecido soluciones para la interfaz Serial Attached SCSI (SAS) que resultan muy atractivas en términos de precio, funcionalidad y rendimiento. Esta reseña es sobre uno de ellos.

Controlador LSI MegaRAID SAS 9260-8i

Anteriormente ya escribimos sobre la interfaz SAS de segunda generación con una velocidad de transferencia de 6 Gbit/s y el muy económico controlador HBA de 8 puertos LSI SAS 9211-8i, diseñado para organizar sistemas de almacenamiento de datos básicos basados ​​en las matrices RAID más simples. Unidades SAS y SATA. El modelo LSI MegaRAID SAS 9260-8i será de clase superior: está equipado con más potente procesador con procesamiento de hardware de matrices de niveles 5, 6, 50 y 60 (tecnología ROC - RAID On Chip), así como un volumen significativo (512 MB) de memoria SDRAM incorporada para un almacenamiento en caché de datos efectivo. Este controlador también admite interfaces SAS y SATA con una velocidad de transferencia de datos de 6 Gbps, y el adaptador en sí está diseñado para PCI Express x8 versión 2.0 (5 Gbps por carril), que en teoría es casi suficiente para satisfacer las necesidades de 8 de alta velocidad. Puertos SAS. Y todo esto a un precio de venta al público de unos 500 dólares, es decir, sólo un par de cientos más que el económico LSI SAS 9211-8i. El propio fabricante, por cierto, se refiere esta decisión a la serie MegaRAID Value Line, es decir, soluciones económicas.

Controladora SAS LSIMegaRAID SAS9260-8i de 8 puertos y su procesador SAS2108 con memoria DDR2

La placa LSI SAS 9260-8i tiene un perfil bajo (factor de forma MD2), está equipada con dos conectores internos Mini-SAS 4X (cada uno de ellos le permite conectar hasta 4 unidades SAS directamente o más mediante multiplicadores de puertos), está diseñada para el bus PCI Express x8 2.0 y admite niveles RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50 y 60, funcionalidad SAS dinámica y mucho más. etc. El controlador LSI SAS 9260-8i se puede instalar tanto en servidores en rack de 1U y 2U (servidores de clase Mid y High-End), como en cajas ATX y Slim-ATX (para estaciones de trabajo). La compatibilidad con RAID se proporciona en hardware: un procesador LSI SAS2108 integrado (núcleo PowerPC a 800 MHz), complementado con 512 MB de memoria DDR2 de 800 MHz con soporte ECC. LSI promete velocidades de procesador de hasta 2,8 GB/s para lectura y hasta 1,8 GB/s para escritura. Entre la rica funcionalidad del adaptador, cabe destacar las funciones Expansión de capacidad en línea (OCE), Migración de nivel RAID en línea (RLM) (expandiendo el volumen y cambiando el tipo de matrices sobre la marcha), SafeStore Encryption Services y Borrado seguro instantáneo (cifrar datos en discos y eliminar datos de forma segura), soporte discos de estado sólido(tecnología SSD Guard) y muchos otros. etc. Hay disponible un módulo de batería opcional para este controlador (con él, la temperatura máxima de funcionamiento no debe exceder los +44,5 grados Celsius).

Controlador LSI SAS 9260-8i: principales características técnicas

Interfaz del sistema	PCI Express x8 2.0 (5 GT/s), Bus Maestro DMA
interfaz de disco	SAS-2 6 Gbit/s (soporta protocolos SSP, SMP, STP y SATA)
Número de puertos SAS	8 (conectores 2 x4 Mini-SAS SFF8087), admite hasta 128 unidades mediante multiplicadores de puertos
Soporte RAID	niveles 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60
UPC	LSI SAS2108 ROC (PowerPC a 800 MHz)
Memoria caché incorporada	512 MB ECC DDR2 800 MHz
Consumo de energía, no más	24 W (alimentación de +3,3 V y +12 V desde la ranura PCIe)
Rango de temperatura de funcionamiento/almacenamiento	0…+60 °С / −45…+105 °С
Factor de forma, dimensiones	MD2 de perfil bajo, 168×64,4 mm
valor MTBF	>2 millones de horas
Garantía del fabricante	3 años

El fabricante describió las aplicaciones típicas del LSI MegaRAID SAS 9260-8i de la siguiente manera: varias estaciones de video (video bajo demanda, videovigilancia, creación y edición de videos, imágenes médicas), computación de alto rendimiento y archivos de datos digitales, varios servidores (archivos, web, correo electrónico, bases de datos). En general, la gran mayoría de los problemas se resuelven en las pequeñas y medianas empresas.

En una caja blanca y naranja con una cara de dama con dientes y una sonrisa frívola en el “título” (aparentemente para atraer mejor a los administradores de sistemas barbudos y a los constructores de sistemas severos) hay una placa controladora, soportes para instalarla en cajas ATX, Slim-ATX, etc. ., dos cables de 4 discos con conectores Mini-SAS en un extremo y SATA normal (sin alimentación) en el otro (para conectar hasta 8 unidades al controlador), así como un CD con documentación en PDF y controladores para numerosos Versiones de Windows, Linux (SuSE y RedHat), Solaris y VMware.

Contenido de la entrega versión en caja Controlador LSI MegaRAID SAS 9260-8i (la clave de hardware de servicios avanzados MegaRAID está disponible a pedido)

Disponible con una clave de hardware especial (suministrada por separado) para el controlador LSI MegaRAID SAS 9260-8i tecnologías de software Servicios avanzados de LSI MegaRAID: MegaRAID Recovery, MegaRAID CacheCade, MegaRAID FastPath, LSI SafeStore Encryption Services (su consideración está fuera del alcance de este artículo). En particular, en términos de aumentar el rendimiento de una matriz de discos tradicional (HDD) utilizando una unidad de estado sólido (SSD) agregada al sistema, será útil la tecnología MegaRAID CacheCade, con la ayuda de la cual el SSD actúa como un segundo disco. caché de nivel para la matriz de HDD (análoga a una solución híbrida para HDD), que en algunos casos proporciona un aumento de hasta 50 veces en el rendimiento del subsistema de disco. También es de interés la solución MegaRAID FastPath, que reduce la latencia de procesamiento de las operaciones de E/S mediante el procesador SAS2108 (al deshabilitar la optimización para HDD), lo que permite acelerar el funcionamiento de una matriz de varias unidades de estado sólido (SSD). ) conectado directamente a los puertos SAS 9260-8i.

Es más conveniente realizar operaciones de configuración, instalación y mantenimiento del controlador y sus matrices en el administrador propietario en el entorno del sistema operativo (configuración en el menú Configuración del BIOS el controlador en sí no es lo suficientemente rico: solo están disponibles las funciones básicas). En particular, en el administrador, con unos pocos clics del mouse, puede organizar cualquier matriz y establecer políticas para su funcionamiento (almacenamiento en caché, etc.); consulte las capturas de pantalla.

Ejemplos de capturas de pantalla del administrador de Windows para configurar matrices RAID de niveles 5 (arriba) y 1 (abajo).

Pruebas

Para familiarizarnos con el rendimiento básico del LSI MegaRAID SAS 9260-8i (sin la clave de hardware de servicios avanzados MegaRAID y tecnologías relacionadas), utilizamos cinco unidades SAS de alto rendimiento con una velocidad de eje de 15 mil rpm y soporte para SAS- 2 interfaz (6 Gbit/ c) - Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 con una capacidad de 300 GB.

Disco duro Hitachi Ultrastar 15K600 sin tapa superior

Esto nos permitirá probar todos los niveles básicos de matrices: RAID 6, 5, 10, 0 y 1, y no solo con la cantidad mínima de discos para cada uno de ellos, sino también "para crecer", es decir, al agregar un disco al segundo de los puertos SAS de 4 canales del chip ROC. Tenga en cuenta que el héroe de este artículo tiene un análogo simplificado: el controlador LSI MegaRAID SAS 9260-4i de 4 puertos en la misma base de elementos. Por lo tanto, nuestras pruebas de matrices de 4 discos son igualmente aplicables.

La velocidad máxima de lectura/escritura secuencial de datos de carga útil para el Hitachi HUS156030VLS600 es de aproximadamente 200 MB/s (ver gráfico). El tiempo medio de acceso aleatorio durante la lectura (según especificaciones) es de 5,4 ms. Búfer incorporado: 64 MB.

Tabla de velocidad de lectura/escritura secuencial Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600

El sistema de prueba se basó en Procesador Intel Xeon 3120, placa base con Conjunto de chips Intel P45 y memoria DDR2-800 de 2 GB. El controlador SAS se instaló en la ranura PCI Express x16 v2.0. Las pruebas se realizaron bajo control de quirófanos. sistemas windows XP SP3 Professional y Windows 7 Ultimate SP1 x86 (versiones puramente americanas), ya que sus homólogos de servidor (Windows 2003 y 2008, respectivamente) no permiten que funcionen algunos de los benchmarks y scripts que utilizamos. Las pruebas utilizadas fueron AIDA64, ATTO Disk Benchmark 2.46, Intel IOmeter 2006, Intel NAS Performance Toolkit 1.7.1, C’T H2BenchW 4.13/4.16, HD Tach RW 3.0.4.0 y Futuremark PCMark Vantage y PCMark05. Las pruebas se llevaron a cabo tanto en volúmenes no particionados (IOmeter, H2BenchW, AIDA64) como en particiones formateadas. En el último caso (para NASPT y PCMark), los resultados se tomaron tanto para el comienzo físico del arreglo como para su centro (los volúmenes del arreglo de la capacidad máxima disponible se dividieron en dos particiones lógicas del mismo tamaño). Esto nos permite evaluar más adecuadamente el rendimiento de las soluciones, ya que las secciones iniciales más rápidas de los volúmenes, en las que la mayoría de los navegadores realizan pruebas comparativas de archivos, a menudo no reflejan la situación en otras secciones del disco, que también pueden usarse muy activamente en el trabajo real.

Todas las pruebas se realizaron cinco veces y se promediaron los resultados. Analizaremos nuestra metodología actualizada para evaluar soluciones de disco profesionales con más detalle en un artículo separado.

Queda por agregar que durante esta prueba utilizamos la versión de firmware del controlador 12.12.0-0036 y la versión de controladores 4.32.0.32. Se ha habilitado el almacenamiento en caché de escritura y lectura para todos los arreglos y discos. Quizás el uso de firmware y controladores más modernos nos salvó de las rarezas observadas en los resultados de las primeras pruebas del mismo controlador. En nuestro caso, tales incidentes no se observaron. Sin embargo, tampoco utilizamos en nuestro paquete el script FC-Test 1.0, que es muy dudoso en cuanto a la fiabilidad de los resultados (que en ciertos casos los mismos colegas "les gustaría llamar confusión, vacilación e imprevisibilidad"), ya que previamente hemos notado repetidamente su inconsistencia en algunos patrones de archivos (en particular, conjuntos de muchos archivos pequeños, de menos de 100 KB).

Los siguientes cuadros muestran los resultados para 8 configuraciones de matriz:

1. RAID 0 de 5 discos;
2. RAID 0 de 4 discos;
3. RAID 5 de 5 discos;
4. RAID 5 de 4 discos;
5. RAID 6 de 5 discos;
6. RAID 6 de 4 discos;
7. RAID 1 de 4 discos;
8. RAID 1 de 2 discos.

Por matriz RAID 1 de cuatro discos (ver captura de pantalla arriba), LSI obviamente significa una matriz de banda + espejo, generalmente denominada RAID 10 (esto se confirma con los resultados de las pruebas).

Resultados de la prueba

Para no sobrecargar la página web de revisión con innumerables diagramas, a veces poco informativos y agotadores (lo que a menudo es culpa de algunos “colegas rabiosos” :)), hemos resumido los resultados detallados de algunas pruebas en mesa. Aquellos que quieran analizar las sutilezas de nuestros resultados (por ejemplo, conocer por sí mismos el comportamiento de los participantes en las tareas más críticas) pueden hacerlo por su cuenta. Nos centraremos en los resultados de las pruebas más importantes y clave, así como en los indicadores promedio.

Primero, veamos los resultados de las pruebas "puramente físicas".

El tiempo promedio de acceso aleatorio a datos al leer en un solo disco Hitachi Ultrastar 15K600 HUS156030VLS600 es de 5,5 ms. Sin embargo, al organizarlos en matrices, este indicador cambia ligeramente: disminuye (gracias al almacenamiento en caché efectivo en el controlador LSI SAS9260) para las matrices "espejo" y aumenta para todas las demás. El mayor aumento (alrededor del 6%) se observa para las matrices de Nivel 6, ya que en este caso el controlador tiene que acceder simultáneamente a la mayor cantidad de discos (tres para RAID 6, dos para RAID 5 y uno para RAID 0, ya que el acceso en Esta prueba se realiza en bloques de sólo 512 bytes, que es significativamente más pequeño que el tamaño de los bloques entrelazados de matrices).

Mucho más interesante es la situación con el acceso aleatorio a matrices durante la escritura (en bloques de 512 bytes). Para un solo disco, este parámetro es de aproximadamente 2,9 ms (sin almacenamiento en caché en el controlador de host), sin embargo, en matrices en el controlador LSI SAS9260, observamos una disminución significativa en este indicador, gracias al buen almacenamiento en caché de escritura en la SDRAM de 512 MB del controlador. buffer. Curiosamente, el efecto más dramático se obtiene para las matrices RAID 0 (el tiempo de acceso de escritura aleatoria disminuye casi en un orden de magnitud en comparación con una sola unidad). Sin duda, esto debería tener un efecto beneficioso en el rendimiento de dichas matrices en una serie de tareas del servidor. Al mismo tiempo, incluso en matrices con cálculos XOR (es decir, una alta carga en el procesador SAS2108), los accesos de escritura aleatorios no conducen a una degradación obvia del rendimiento, nuevamente gracias al potente caché del controlador. Es natural que RAID 6 sea aquí un poco más lento que RAID 5, pero la diferencia entre ellos es esencialmente insignificante. En esta prueba, me sorprendió un poco el comportamiento de un solo "espejo", que mostró el acceso aleatorio más lento al escribir (tal vez esto sea una "característica" del microcódigo de este controlador).

Los gráficos de velocidad para lectura y escritura lineal (secuencial) (en bloques grandes) para todos los arreglos no tienen ninguna característica especial (para lectura y escritura son casi idénticos, siempre que el almacenamiento en caché de escritura del controlador esté habilitado) y todos están escalados de acuerdo al número de discos que participan en paralelo en el proceso “útil”. Es decir, para un disco RAID 0 de cinco discos la velocidad se “quintuplica” con respecto a un solo disco (¡llegando a 1 GB/s!), para un RAID 5 de cinco discos se “cuadriplica”, para un RAID 6 es “ triplicado” (triplica, por supuesto :)), para RAID 1 de cuatro discos se duplica (¡no “y2eggs”! :)), y para un espejo simple duplica los gráficos de un solo disco. Este patrón es claramente visible, en particular, en la velocidad máxima de lectura y escritura de archivos realmente grandes (256 MB) en bloques grandes (de 256 KB a 2 MB), que ilustramos con un diagrama de la prueba ATTO Disk Benchmark 2.46 ( los resultados de esta prueba para Windows 7 y XP son casi idénticos).

Aquí, lo único que inesperadamente faltó en el panorama general fue el caso de la lectura de archivos en una matriz RAID 6 de 5 discos (los resultados se verificaron dos veces). Sin embargo, para leer en bloques de 64 KB, la velocidad de esta matriz alcanza los 600 MB/s requeridos. Así que atribuyamos este hecho a una “característica” del firmware actual. Tenga en cuenta también que al escribir archivos reales, la velocidad es ligeramente mayor debido al almacenamiento en caché en un búfer de controlador grande, y la diferencia con la lectura es más notable cuanto menor es la velocidad lineal real de la matriz.

En cuanto a la velocidad de la interfaz, generalmente medida mediante escritura y lectura del búfer (múltiples accesos a la misma dirección de volumen del disco), aquí nos vemos obligados a decir que para casi todas las matrices resultó ser la misma debido a la inclusión del caché del controlador. para estas matrices (ver tabla). Por lo tanto, el rendimiento de grabación para todos los participantes en nuestra prueba fue de aproximadamente 2430 MB/s. Tenga en cuenta que el bus PCI Express x8 2.0 teóricamente proporciona una velocidad de 40 Gbit/s o 5 GB/s, sin embargo, según datos útiles, el límite teórico es inferior: 4 GB/s, lo que significa que en nuestro caso el controlador en realidad Trabajó en la versión 2.0 del bus PCIe. Así, los 2,4 GB/s que medimos son obviamente el ancho de banda real de la memoria integrada del controlador (la memoria DDR2-800 con un bus de datos de 32 bits, como se puede ver en la configuración de los chips ECC de la placa, teóricamente renuncia a 3,2 GB/s). Al leer matrices, el almacenamiento en caché no es tan "completo" como al escribir, por lo que la velocidad de "interfaz" medida en las utilidades suele ser menor que la velocidad de lectura de la memoria caché del controlador (típico 2,1 GB/s para matrices de niveles 5 y 6), y en algunos casos “cae” hasta la velocidad de lectura del buffer de los propios discos duros (alrededor de 400 MB/s para un solo disco duro, consulte el gráfico anterior), multiplicada por el número de discos “secuenciales” en el matriz (estos son solo los casos de RAID 0 y 1 de nuestros resultados).

Bueno, hemos resuelto la "física" en una primera aproximación, es hora de pasar a las "letras", es decir, a las pruebas de aplicaciones "reales". Por cierto, será interesante saber si el rendimiento de las matrices aumenta cuando se realizan tareas de usuario complejas de manera tan lineal como cuando se lee y escribe archivos grandes (consulte el diagrama de prueba ATTO justo arriba). Espero que el lector curioso ya haya podido predecir la respuesta a esta pregunta.

Como "ensalada" para nuestra parte "lírica" ​​de la comida, serviremos pruebas de disco de escritorio por naturaleza de los paquetes PCMark Vantage y PCMark05 (en Windows 7 y XP, respectivamente), así como una "pista" similar. prueba de aplicaciones del prestigioso paquete alemán H2BenchW 4.13 C'T magazine. Sí, estas pruebas se crearon originalmente para evaluar discos duros de escritorio y estaciones de trabajo de bajo costo. Emulan la ejecución de tareas típicas de una computadora personal avanzada en discos: trabajar con video, audio, Photoshop, antivirus, juegos, intercambiar archivos, instalar aplicaciones, copiar y escribir archivos, etc. Por lo tanto, sus resultados no deben tomarse en cuenta. El contexto de este artículo es la verdad fundamental: después de todo, otras tareas se realizan con mayor frecuencia en matrices de discos múltiples. Sin embargo, a la luz del hecho de que el propio fabricante posiciona este controlador RAID, incluso para relativamente soluciones de bajo costo, esta clase de tareas de prueba es bastante capaz de caracterizar una cierta proporción de aplicaciones que realmente se ejecutarán en dichas matrices (el mismo trabajo con video, procesamiento de gráficos profesional, intercambio de sistemas operativos y aplicaciones que consumen muchos recursos, copia de archivos, antivirus, etc. .). Por lo tanto, no se debe subestimar la importancia de estos tres puntos de referencia integrales en nuestro paquete general.

En el popular PCMark Vantage, en promedio (ver gráfico), observamos un hecho muy notable: ¡el rendimiento de esta solución multidisco casi no depende del tipo de matriz utilizada! Por cierto, dentro de ciertos límites, esta conclusión también es válida para todas las pistas de prueba individuales (tipos de tareas) incluidas en los paquetes PCMark Vantage y PCMark05 (consulte la tabla para obtener más detalles). Esto puede significar que los algoritmos del firmware del controlador (con caché y discos) apenas tienen en cuenta las características específicas de este tipo de aplicación, o que la mayor parte de estas tareas se realizan en la memoria caché del propio controlador (y lo más probable es que estemos viendo una combinación de estos dos factores). Sin embargo, para el último caso (es decir, ejecutar pistas en gran medida en el caché del controlador RAID), el rendimiento promedio de las soluciones no es tan alto; compare estos datos con los resultados de las pruebas de algún "escritorio" (" basado en chipset”) RAID 0 y 5 de 4 discos y SSD individuales económicos en el bus SATA de 3 Gb/s (ver reseña). Si, en comparación con un simple "chipset" RAID 0 de 4 discos (y en discos duros dos veces más lentos que el Hitachi Ultrastar 15K600 utilizado aquí), los arreglos LSI SAS9260 son menos del doble de rápidos en las pruebas de PCMark, entonces en comparación con ni siquiera el ¡Los SSD individuales más rápidos y “económicos” definitivamente los superan a todos! Los resultados de la prueba del disco PCMark05 dan una imagen similar (ver tabla; no tiene sentido dibujar un diagrama separado para ellos).

Se puede observar una imagen similar (con algunas reservas) para matrices en LSI SAS9260 en otra prueba comparativa de aplicaciones de "pista": C'T H2BenchW 4.13. Aquí, solo las dos matrices más lentas (por diseño) (RAID 6 de 4 discos y un simple "espejo") están notablemente por detrás de todas las demás matrices, cuyo rendimiento obviamente alcanza ese nivel "suficiente" cuando ya no descansa en el disco. subsistema y la eficiencia de funcionamiento del procesador SAS2108 con la memoria caché del controlador para estas complejas secuencias de llamadas. Lo que nos alegra en este contexto es que el rendimiento de los arrays basados ​​en LSI SAS9260 en tareas de esta clase es casi independiente del tipo de array utilizado (RAID 0, 5, 6 o 10), lo que permite el uso de soluciones más confiables. sin comprometer el rendimiento final.

Sin embargo, "Maslenitsa no es todo para el gato": si cambiamos las pruebas y verificamos el funcionamiento de matrices con archivos reales en sistema de archivos NTFS, entonces la imagen cambiará dramáticamente. Así, en la prueba Intel NASPT 1.7, muchos de cuyos escenarios “preestablecidos” están directamente relacionados con tareas típicas de computadoras equipadas con un controlador LSI MegaRAID SAS9260-8i, la disposición de los arreglos es similar a lo que observamos en la prueba. Prueba ATTO al leer y escribir archivos grandes: el rendimiento aumenta proporcionalmente a medida que aumenta la velocidad "lineal" de las matrices.

En este gráfico mostramos el promedio de todas las pruebas y patrones NASPT, mientras que en la tabla puedes ver los resultados detallados. Me gustaría enfatizar que ejecutamos NASPT tanto en Windows XP (esto es lo que suelen hacer muchos navegadores) como en Windows 7 (que, debido a ciertas características de esta prueba, se realiza con menos frecuencia). El hecho es que Seven (y su "hermano mayor" Windows 2008 Server) utilizan algoritmos de almacenamiento en caché más agresivos cuando trabajan con archivos que XP. Además, la copia de archivos grandes en Semerka se produce principalmente en bloques de 1 MB (XP, por regla general, funciona en bloques de 64 KB). Esto lleva al hecho de que los resultados de la prueba de "archivo" Intel NASPT difieren significativamente en Windows XP y Windows 7; en este último son mucho más altos, ¡a veces más del doble! Por cierto, comparamos los resultados de NASPT (y otras pruebas de nuestro paquete) en Windows 7 con 1 GB y 2 GB de memoria del sistema instalada (hay información de que con grandes cantidades de memoria del sistema, el almacenamiento en caché de las operaciones del disco en Windows 7 se mejora y los resultados NASPT se vuelven aún más altos), sin embargo, dentro de los límites del error de medición, no encontramos ninguna diferencia.

Dejamos el debate sobre qué sistema operativo (en términos de políticas de almacenamiento en caché, etc.) probar los discos y los controladores RAID para el hilo de discusión de este artículo. Creemos que los accionamientos y las soluciones basadas en ellos deben probarse en condiciones lo más cercanas posible a las situaciones reales de su funcionamiento. Es por eso que, en nuestra opinión, los resultados que obtuvimos para ambos sistemas operativos son de igual valor.

Pero volvamos al gráfico de rendimiento promedio en NASPT. Como puede ver, la diferencia entre las matrices más rápidas y más lentas que probamos aquí es en promedio poco menos de tres veces. Esto, por supuesto, no es una diferencia de cinco veces, como al leer y escribir archivos grandes, pero también es muy notable. Las matrices están ubicadas prácticamente en proporción a su velocidad lineal, y esta es una buena noticia: esto significa que el procesador LSI SAS2108 procesa datos con bastante rapidez, sin crear casi nada. cuellos de botella con funcionamiento activo de matrices de niveles 5 y 6.

Para ser justos, cabe señalar que en NASPT hay patrones (2 de 12) en los que se observa la misma imagen que en PCMark con H2BenchW, es decir, que el rendimiento de todas las matrices probadas es casi el mismo. Estos son Office Productivity y Dir Copy to NAS (ver tabla). Esto es especialmente obvio en Windows 7, aunque para Windows XP la tendencia a la “convergencia” es obvia (en comparación con otros patrones). Sin embargo, en PCMark con H2BenchW hay patrones donde hay un aumento en el rendimiento de los arrays en proporción a su velocidad lineal. Así que no todo es tan simple e inequívoco como a algunos les gustaría.

Al principio, quería discutir un gráfico con indicadores generales de rendimiento del arreglo promediados sobre todas las pruebas de aplicaciones (PCMark+H2BenchW+NASPT+ATTO), es decir, este:

Sin embargo, no hay nada especial que discutir aquí: vemos que el comportamiento de los arreglos en el controlador LSI SAS9260 en pruebas que emulan el funcionamiento de ciertas aplicaciones puede variar dramáticamente dependiendo de los escenarios utilizados. Por lo tanto, es mejor sacar conclusiones sobre los beneficios de una configuración particular basándose exactamente en las tareas que va a realizar. Y otra prueba profesional puede ayudarnos significativamente en esto: los patrones sintéticos para IOmeter, que emulan una carga particular en el sistema de almacenamiento de datos.

Pruebas en IOmeter

En este caso, omitiremos la discusión de numerosos patrones que miden cuidadosamente la velocidad de operación dependiendo del tamaño del bloque de acceso, el porcentaje de operaciones de escritura, el porcentaje de accesos aleatorios, etc. Esto es, de hecho, pura síntesis. que proporciona poca utilidad práctico información y tiene un interés más bien puramente teórico. Después de todo, ya hemos aclarado los principales puntos prácticos relacionados con la "física" anteriormente. Para nosotros es más importante centrarnos en patrones que emulen el trabajo real: servidores de varios tipos, así como operaciones de archivos.

Para emular servidores como File Server, Web Server y DataBase (servidor de base de datos), utilizamos los mismos y conocidos patrones propuestos en su momento por Intel y StorageReview.com. Para todos los casos, probamos las matrices con una profundidad de cola de comandos (QD) de 1 a 256 en incrementos de 2.

En el patrón "Base de datos", que utiliza acceso aleatorio al disco en bloques de 8 KB dentro de todo el volumen de la matriz, se puede observar una ventaja significativa de las matrices sin paridad (es decir, RAID 0 y 1) con una profundidad de cola de comandos de 4 y superiores, mientras que todas las matrices con control de paridad (RAID 5 y 6) demuestran un rendimiento muy similar (a pesar de la doble diferencia entre ellas en la velocidad de los accesos lineales). La situación se puede explicar de manera simple: todas las matrices con control de paridad mostraron valores similares en las pruebas de tiempo promedio de acceso aleatorio (ver el diagrama anterior), y es este parámetro el que determina principalmente el rendimiento en esta prueba. Es interesante que el rendimiento de todas las matrices aumenta casi linealmente al aumentar la profundidad de la cola de comandos hasta 128, y solo en QD=256 en algunos casos se puede ver un indicio de saturación. El rendimiento máximo de los arreglos con control de paridad en QD=256 fue de aproximadamente 1100 IOps (operaciones por segundo), es decir, el procesador LSI SAS2108 gasta menos de 1 ms para procesar un dato de 8 KB (aproximadamente 10 millones de bytes individuales). Operaciones XOR por segundo para RAID 6 (por supuesto, el procesador también realiza otras tareas en paralelo para la entrada/salida de datos y el trabajo con la memoria caché).

En el patrón de un servidor de archivos que utiliza bloques de diferentes tamaños con acceso aleatorio de lectura y escritura al array dentro de todo su volumen, observamos un cuadro similar al DataBase con la diferencia que aquí son arrays de cinco discos con paridad (RAID 5 y 6). ) son notablemente más rápidos que sus homólogos de 4 discos y demuestran un rendimiento casi idéntico (alrededor de 1200 IOps a QD=256). Aparentemente, agregar un quinto disco al segundo de los dos puertos SAS de 4 canales del controlador optimiza de alguna manera la carga informática en el procesador (¿a expensas de las operaciones de E/S?). Puede que valga la pena comparar la velocidad de matrices de 4 discos cuando las unidades están conectadas en pares a diferentes conectores Mini-SAS del controlador para identificar la configuración óptima para organizar matrices en el LSI SAS9260, pero esta es una tarea para otro. artículo.

En el patrón de servidor web, donde, según sus creadores, no hay operaciones de escritura en disco como clase (y por lo tanto no hay cálculo de funciones XOR por escritura), el panorama se vuelve aún más interesante. El hecho es que las tres matrices de cinco discos de nuestro conjunto (RAID 0, 5 y 6) muestran aquí un rendimiento idéntico, a pesar de la notable diferencia entre ellas en la velocidad de lectura lineal y cálculos de paridad. Por cierto, ¡estas mismas tres matrices, pero con 4 discos, también son idénticas en velocidad entre sí! Y sólo RAID 1 (y 10) quedan fuera del panorama general. Es difícil juzgar por qué sucede esto. El controlador puede tener algoritmos muy eficientes para muestrear las "unidades de la suerte" (es decir, aquellas de las cinco o cuatro unidades de las que llegan primero los datos deseados), lo que en el caso de RAID 5 y 6 aumenta la probabilidad de que lleguen datos desde los platos antes, preparando el procesador con antelación para los cálculos necesarios (recuerde la cola de comandos profunda y el gran búfer DDR2-800). Y esto, en última instancia, puede compensar el retraso asociado con los cálculos XOR e igualar sus "posibilidades" con el RAID 0 "simple". En cualquier caso, el controlador LSI SAS9260 sólo puede ser elogiado por sus resultados extremadamente altos (alrededor de 1700 IOps para 5 discos matrices en QD=256) en el patrón del servidor web para matrices con paridad. Desafortunadamente, el problema fue el bajísimo rendimiento del “espejo” de dos discos en todos estos patrones de servidor.

El patrón del servidor web se repite en nuestro propio patrón, que emula la lectura aleatoria de archivos pequeños (64 KB) dentro de todo el espacio de la matriz.

Nuevamente, los resultados se combinaron en grupos: todas las matrices de 5 discos son idénticas entre sí en velocidad y son líderes en nuestra "carrera", los RAID 0, 5 y 6 de 4 discos también son indistinguibles entre sí en términos de rendimiento. y solo las "DSLR" quedan fuera de la masa general (por cierto, una "DSLR" de 4 discos, es decir, RAID 10 resulta ser más rápida que todas las demás matrices de 4 discos, aparentemente debido a la misma "seleccionar un algoritmo de disco exitoso”). Destacamos que estos patrones son válidos solo para una cola de comando de gran profundidad, mientras que con una cola pequeña (QD = 1-2) la situación y los líderes pueden ser completamente diferentes.

Todo cambia cuando los servidores trabajan con archivos de gran tamaño. En condiciones de contenido moderno "más pesado" y nuevos sistemas operativos "optimizados" como Windows 7, 2008 Server, etc. Trabajar con archivos de megabytes y bloques de datos de 1 MB es cada vez más importante. En esta situación, nuestro nuevo patrón, que emula la lectura aleatoria de archivos de 1 MB dentro de todo el disco (los detalles de los nuevos patrones se describirán en un artículo separado sobre el método), resulta útil para evaluar más completamente el potencial del servidor de el controlador LSI SAS9260.

Como podemos ver, el “espejo” de 4 discos aquí no deja esperanzas de liderazgo, dominando claramente cualquier cola de comandos. Inicialmente, su rendimiento también crece linealmente al aumentar la profundidad de la cola de comandos, pero en QD=16 para RAID 1 alcanza la saturación (velocidad de aproximadamente 200 MB/s). Un poco "más tarde" (con QD=32) se produce una "saturación" de rendimiento en los arreglos más lentos de esta prueba, entre los cuales se debe dar "plata" y "bronce" a RAID 0, y los arreglos con control de paridad se encuentran como outsiders. , perdiendo incluso ante el brillante RAID 1 de dos discos, que resulta inesperadamente bueno. Esto nos lleva a la conclusión de que incluso cuando se lee, la carga computacional XOR en el procesador LSI SAS2108 cuando se trabaja con archivos y bloques grandes (ubicados aleatoriamente) resulta muy oneroso para él, y para RAID 6, donde en realidad se duplica, a veces incluso resulta prohibitivo: ¡el rendimiento de las soluciones apenas supera los 100 MB/s, es decir, entre 6 y 8 veces menos que con la lectura lineal! El RAID 10 “redundante” es claramente más rentable de utilizar aquí.

Al grabar archivos pequeños al azar, la imagen vuelve a ser sorprendentemente diferente de lo que vimos antes.

El hecho es que aquí el rendimiento de las matrices prácticamente no depende de la profundidad de la cola de comandos (obviamente, el enorme caché del controlador LSI SAS9260 y los cachés bastante grandes de los discos duros tienen un efecto), pero cambia radicalmente con el tipo de matriz! Los líderes indiscutibles aquí son los "simples" para el procesador RAID 0, y el "bronce" con más del doble de pérdida frente al líder es RAID 10. Todas las matrices con control de paridad formaron un solo grupo muy cercano con dos -disco DSLR (los detalles sobre ellos se dan en un diagrama separado debajo del principal), perdiendo tres veces ante los líderes. Sí, esto definitivamente supone una gran carga para el procesador del controlador. Sin embargo, francamente, no esperaba tal “fracaso” del SAS2108. A veces, incluso software RAID 5 en un controlador SATA "chipset" (con almacenamiento en caché) usando windows y cálculo usando el procesador central de la PC) puede trabajar más rápido... Sin embargo, el controlador aún produce "sus" 440-500 IOps de manera estable; compárelo con el diagrama del tiempo de acceso promedio al escribir al comienzo de la sección de resultados.

La transición a la escritura aleatoria de archivos grandes de 1 MB conduce a un aumento en la velocidad absoluta (para RAID 0, casi hasta los valores para la lectura aleatoria de dichos archivos, es decir, 180-190 MB/s), sin embargo, El panorama general permanece casi sin cambios: matrices con paridad muchas veces más lentas que RAID 0.

Una imagen curiosa de RAID 10 es que su rendimiento disminuye al aumentar la profundidad de la cola de comandos, aunque no mucho. Para otras matrices no existe tal efecto. El “espejo” de dos discos aquí vuelve a parecer modesto.

Ahora veamos los patrones en los que los archivos se leen y escriben en el disco en cantidades iguales. Estas cargas son típicas, en particular, en algunos servidores de vídeo o durante la copia/duplicación/copia de seguridad activa de archivos dentro de una matriz, así como en el caso de la desfragmentación.

Primero: archivos de 64 KB aleatoriamente en toda la matriz.

Aquí es obvia cierta similitud con los resultados del patrón DataBase, aunque las velocidades absolutas de las matrices son tres veces mayores, e incluso con QD=256 ya se nota cierta saturación del rendimiento. Un porcentaje mayor (en comparación con el patrón DataBase) de operaciones de escritura en este caso conduce al hecho de que las matrices con paridad y un "espejo" de dos discos se vuelven obviamente forasteras, significativamente inferiores en velocidad a las matrices RAID 0 y 10.

Al cambiar a archivos de 1 MB este patrón generalmente se conserva, aunque las velocidades absolutas se triplican aproximadamente y RAID 10 se vuelve tan rápido como una banda de 4 discos, lo cual es una buena noticia.

El último patrón de este artículo será el caso de lectura y escritura secuencial (en lugar de aleatoria) de archivos grandes.

Y aquí muchos arrays ya consiguen acelerar a velocidades muy decentes, del orden de 300 MB/s. Y aunque persiste una brecha de más del doble entre el líder (RAID 0) y el externo (RAID 1 de dos discos) (¡tenga en cuenta que con lectura O escritura lineal esta brecha es cinco veces mayor!), RAID 5 entró entre los tres primeros, y el resto Es posible que los arreglos XOR que no se hayan puesto al día no sean tranquilizadores. Después de todo, a juzgar por la lista de aplicaciones de este controlador que proporciona el propio LSI (consulte el comienzo del artículo), muchas tareas de destino utilizarán exactamente este tipo de acceso a las matrices. Y definitivamente vale la pena considerar esto.

En conclusión, proporcionaré un diagrama final en el que se promedian los indicadores de todos los patrones de prueba de IOmeter mencionados anteriormente (geométricamente para todos los patrones y colas de comandos, sin coeficientes de ponderación). Es curioso que si el promedio de estos resultados dentro de cada patrón se realiza aritméticamente con coeficientes de ponderación de 0,8, 0,6, 0,4 y 0,2 para las colas de comando 32, 64, 128 y 256, respectivamente (que condicionalmente tiene en cuenta la caída en el proporción de operaciones con alta profundidad de la cola de comandos en el funcionamiento general de las unidades), entonces el índice de rendimiento de matriz normalizado final (para todos los patrones) coincidirá dentro del 1% con la media geométrica.

Entonces, la "temperatura hospitalaria" promedio en nuestros patrones para la prueba IOmeter muestra que no hay forma de escapar de la "física y las matemáticas": los RAID 0 y 10 están claramente a la cabeza. Para las matrices con control de paridad, no ocurrió un milagro. aunque el procesador LSI SAS2108 demuestra en algunos casos un rendimiento decente, en general, tales matrices no pueden "alcanzar" el nivel de una simple "banda". Al mismo tiempo, es interesante que las configuraciones de 5 discos claramente agregan valor en comparación con las configuraciones de 4 discos. En particular, el RAID 6 de 5 discos es definitivamente más rápido que el RAID 5 de 4 discos, aunque en términos de "física" (tiempo de acceso aleatorio y velocidad de acceso lineal) son prácticamente idénticos. El “espejo” de dos discos también fue decepcionante (en promedio es equivalente a un RAID 6 de 4 discos, aunque el espejo no requiere dos cálculos XOR para cada bit de datos). Sin embargo, un simple "espejo" obviamente no es el objetivo de un controlador SAS de 8 puertos bastante potente con una gran memoria caché y un potente procesador integrado. :)

Información de precio

El controlador SAS LSI MegaRAID SAS 9260-8i de 8 puertos con un juego completo se ofrece a un precio de alrededor de 500 dólares, lo que puede considerarse bastante atractivo. Su análogo simplificado de 4 puertos es incluso más económico. Un precio minorista promedio actual más preciso del dispositivo en Moscú, relevante en el momento de leer este artículo:

LSI SAS 9260-8i	LSI SAS 9260-4i
$571()	$386()

Conclusión

Resumiendo lo dicho anteriormente, podemos concluir que no nos arriesgaremos a dar recomendaciones uniformes "para todos" con respecto al controlador LSI MegaRAID SAS9260-8i de 8 puertos. Cada uno debería sacar sus propias conclusiones sobre la necesidad de utilizarlo y configurar determinadas matrices con su ayuda, estrictamente en función de la clase de tareas que se supone que deben iniciarse. El hecho es que en algunos casos (en algunas tareas) este "megamonstruo" económico es capaz de mostrar un rendimiento sobresaliente incluso en matrices con doble paridad (RAID 6 y 60), pero en otras situaciones la velocidad de su RAID 5 y 6 claramente deja mucho que desear. Y la única salvación (casi universal) será una matriz RAID 10, que se puede organizar casi con el mismo éxito en controladores más baratos. Sin embargo, a menudo es gracias al procesador y la memoria caché del SAS9260-8i que la matriz RAID 10 no se comporta más lenta que una franja del mismo número de discos, al tiempo que garantiza una alta confiabilidad de la solución. Pero lo que definitivamente debe evitar con el SAS9260-8i es un “espejo” de dos discos y RAID 6 y 5 de 4 discos; obviamente, estas son configuraciones subóptimas para este controlador.

Gracias a las tecnologías de almacenamiento global de Hitachi
para los discos duros proporcionados para la prueba.

Si su computadora tiene un par de unidades, conectarlas es simple. Pero si quieres muchos discos, surgen peculiaridades. El cable KDPV SAS de Ali, que ya se había filtrado en el pasado, fue recibido inesperadamente con gran calidez por la comunidad. Gracias, camaradas. Intentaré tocar un tema que sea potencialmente útil para un círculo un poco más amplio. Aunque específico. Comenzaré con este cable y el programa requerido, pero sólo para empezar. Se deben ensamblar diferentes piezas del rompecabezas en diferentes lugares.
Me gustaría advertirles de inmediato que el texto es denso y bastante pesado. Ciertamente no es necesario obligarse a leer y comprender todo esto. ¡Muchas fotos!

¿Alguna gente dice 9 dólares por un cable tonto? Qué hacer, esto se usa muy raramente en la vida cotidiana, y para los artículos industriales la circulación es menor y los precios son más altos. Pueden cobrarle cien o dos dólares por un cable SAS complejo sin pestañear. Entonces los chinos lo están reduciendo aún más :)

Entrega y embalaje

Pedido el 6 de mayo de 2017, recibido el 17 de mayo, solo un cohete. Había una pista.

Una bolsa gris normal y otra dentro: es suficiente, el producto no es frágil.

Especificación

Cable hembra-macho SFF-8482 SAS 29 pines.
Longitud 50 cm
Peso neto 66 g

foto del vendedor

Real apariencia, como puedes ver, es diferente

Por el plástico extra, el vendedor recibió 4 estrellas en lugar de 5, pero eso no afecta el rendimiento.

Acerca de los conectores SAS y SATA

¿Qué es SFF-8482 y con qué se come? En primer lugar, este es el conector más popular en dispositivos SAS (), por ejemplo, en mi unidad de cinta.

Y el SFF-8482 encaja perfectamente en una unidad SATA (pero no al revés)


Compare, SATA tiene una brecha entre datos y energía. Y en SAS está lleno de plástico. Por lo tanto, el conector SATA no encajará en el dispositivo SAS.

Por supuesto, esto tiene sentido. Las señales SAS y SATA son diferentes. Y el controlador SATA no podrá funcionar con el dispositivo SAS. Un controlador SAS podrá hacer ambas cosas (aunque se recomienda no mezclarlas en determinadas circunstancias, que probablemente no sean reales en casa).

Controladores y expansores SAS

¿Y qué?, se preguntará el lector. ¿Qué gano con esta compatibilidad? ¡Los controladores SATA son suficientes para mí!

¡La verdadera verdad! Si es suficiente, puedes dejar de leer en este punto. La pregunta era ¿qué hacer si hay MUCHOS discos?

Así es como se ve un controlador SAS simple desde mi zip: DELL H200.


El mío está cosido en HBA, es decir, todos los discos de los ejes son visibles por separado.

Y este es un antiguo SAS RAID HP.

En ambos vemos conectores internos (llamados sff 8087 o, más a menudo, miniSAS) y un conector externo: sff 8088.

¿Cuántas unidades se pueden conectar a un miniSAS? La respuesta depende. Cable desafilado: 4 piezas, es decir, 8 para dicho controlador. El cable de mis repuestos se ve así

En un extremo hay miniSAS, en el otro hay 4 piezas SATA (y otro conector, más sobre esto a continuación)

Pero puedes tomar un cable miniSAS-miniSAS y conectarlo a un expansor, es decir, un multiplicador de puertos. Y el controlador manejará hasta 256 (doscientos cincuenta y seis) discos. Además, la velocidad del canal es suficiente para docenas de discos, seguro.
El expansor como tarjeta independiente se parece, por ejemplo, a mi Chenbro

O se puede soldar a una jaula de disco. Entonces solo puede entrar un canal miniSAS (o tal vez más). Estos son los cables.


De acuerdo, la gestión de cables está algo simplificada :)

Cestas

Está claro que los discos pueden funcionar perfectamente sin cestas especiales. Pero a veces las cestas pueden resultar útiles.

Así es como se ve la jaula SATA del antiguo modelo Supermicro. Puede encontrarlo por 1000 rublos, pero lo más probable es que sea por más de 5 mil.


Su bandeja de discos


Visto desde el interior, se puede ver que hay conectores SATA.


Si la cesta SAS es aún mejor, menos cables. Si es SCSI o FC, no podrás utilizarlo. Tomé un FC de 19" para probarlo; no sirvió de nada. Sin embargo, había chatarra de metales no ferrosos que casi valía el dinero por el que lo compré.


Vista trasera, vemos 4 SATA, 2 MOLEX y el mismo puerto que estaba en el cable. Diseñado para controlar la actividad del disco LED.

Así luce una de las cestas más sencillas (hay muchos modelos diferentes, pero similares)


Estos son los que ya no venden, así que los detalles no son importantes. Sólo una pieza de metal con amortiguadores y un Carlson delante.

Así se veía en 2013:


La muleta de cartón en la parte inferior y la tercera canasta eran solo por el momento para transferir datos de discos de 2T a 4T. Desde entonces ha estado funcionando 24 horas al día, 7 días a la semana.

tengo SAS+SATA

Más precisamente, funcionó antes de que necesitara conectar la unidad de cinta. En primer lugar, conecté un segundo controlador SAS, compré un cable miniSAS para sff 8482, algo como esto

Y lo encendió. Todo funcionó, pero en modo 24 horas al día, 7 días a la semana, cada vatio cuesta dinero. Estaba buscando adaptadores de sff 8482 a SATA, pero la solución resultó ser aún más sencilla. ¿Recuerdas que una unidad SATA está conectada a un SAS sff 8482?

Ahora también lo recuerdo, pero luego fui estúpido durante un par de meses :) Y luego saqué el controlador adicional, cambié una de las unidades al puerto SATA del chipset y las otras tres al sff 8482. Tuve que cambiar la alimentación Conexión, había un divisor Molex-SATA, tuve que comprarlo en Ali Molex, muchos Molex. Como esto


, Todo esta bien.

Y la unidad de cinta se trasladó a otro edificio utilizando el cable monitoreado. Pero esta es una historia aparte y, cuidado, me siento cansado :)

¿Cuál es el mejor lugar para buscar todo esto?

Los precios del nuevo hardware de servidor para el hogar son prohibitivos. Así usados, incluso de repuestos de equipos en desmantelamiento.
cables se puede encontrar localmente. Por dinero comparable en e-bay. En Ali, algo menos probable, pero hay excepciones, lo compré.
Controladores- principalmente en e-bay y desde Europa. Es posible desde EE. UU., allí es mucho más barato si de alguna manera solucionas el problema de entrega. Puedes encontrarlo en tu tierra natal: Avito. (En un bulto - caro). Es muy peligroso comprar en China. Muchas quejas sobre falsificaciones por parte de los rechazados. A veces funciona, a veces no. No puedes probarle nada a nadie.
Cestas Tiene más sentido buscar localmente. Incluso hay opciones para las cestas más simples: comprar otras nuevas. Se pueden llevar cestas sencillas sin aparatos electrónicos en China, Europa y en los mercados de pulgas. Cestas con expansores: consulte el párrafo sobre controladores.

IMPORTANTE Confundirse es más fácil que perderse en el bosque. Consulta el foro. SAS viene en diferentes tamaños: 3, 6 y 12 Gb/s. Algunos controladores están diseñados para que puedan usarse con hardware de escritorio, otros no y otros no sobrevivirán en ningún otro lugar excepto en la madre del fabricante nativo. Etcétera.

En mi baúl estoy MikeMac

PD: Si para usted esto se convirtió en un discurso del Capitán Obvio, le pido disculpas por perder el tiempo.
Si esto es una tontería, entonces mis más sinceras disculpas. Es difícil equilibrar, cada uno tiene sus propios deseos, objetivos e iniciales.

Estoy pensando en comprar +33 Agregar a los favoritos Me gustó la reseña +56 +106

Durante más de 20 años, la interfaz de bus paralelo ha sido el protocolo de comunicación más común para la mayoría de los sistemas de almacenamiento digital. Pero a medida que ha aumentado la necesidad de rendimiento y flexibilidad del sistema, las deficiencias de las dos tecnologías de interfaz paralela más comunes se han hecho evidentes: SCSI y ATA. La falta de compatibilidad entre las interfaces SCSI y ATA paralelas (se utilizan diferentes conectores, cables y conjuntos de comandos) aumenta el costo de mantenimiento del sistema, investigación y desarrollo, capacitación y calificación de nuevos productos.

Hoy en día, las tecnologías paralelas siguen siendo adecuadas para los usuarios de las tecnologías modernas. sistemas corporativos desde el punto de vista del rendimiento, pero las crecientes demandas de velocidades más altas, mayor retención de datos, tamaños físicos más pequeños y una mayor estandarización desafían la capacidad de la interfaz paralela para mantenerse al día de manera rentable con el rápido aumento del rendimiento de la CPU y las velocidades del disco duro. Además, en condiciones de austeridad, a las empresas les resulta cada vez más difícil encontrar fondos para el desarrollo y mantenimiento de diferentes tipos de conectores. paneles traseros cajas de servidores y matrices de discos externos, comprobando la compatibilidad de interfaces heterogéneas e inventariando conexiones heterogéneas para realizar operaciones de E/S.

El uso de interfaces paralelas también plantea otros problemas. La transmisión de datos en paralelo a través de una amplia cadena tipo margarita está sujeta a diafonía, lo que puede crear interferencias adicionales y provocar errores de señal; para evitar esta trampa, debe reducir la velocidad de la señal o limitar la longitud del cable, o hacer ambas cosas. La terminación de señales en paralelo también está asociada con ciertas dificultades: debe terminar cada línea por separado; generalmente esta operación la realiza el último variador, para evitar que la señal se refleje en el extremo del cable. Finalmente, los grandes cables y conectores utilizados en las interfaces paralelas hacen que estas tecnologías no sean adecuadas para los nuevos sistemas informáticos compactos.

Presentamos SAS y SATA

Las tecnologías seriales como Serial ATA (SATA) y Serial Attached SCSI (SAS) superan las limitaciones arquitectónicas de las interfaces paralelas tradicionales. Estas nuevas tecnologías deben su nombre al método de transmisión de señales, cuando toda la información se transmite secuencialmente (serie en inglés), en un solo flujo, a diferencia de los flujos múltiples que se utilizan en tecnologías paralelas. Ventaja principal Interfaz de serie es que cuando los datos se transfieren en un solo flujo, se mueven mucho más rápido que cuando se utiliza una interfaz paralela.

Las tecnologías en serie combinan muchos bits de datos en paquetes y luego los transmiten a través de un cable a velocidades hasta 30 veces más rápidas que las interfaces paralelas.

SATA amplía las capacidades de la tecnología ATA tradicional, permitiendo la transferencia de datos entre unidades de disco a velocidades de 1,5 GB por segundo y superiores. Debido a su bajo costo por gigabyte de capacidad de disco, SATA seguirá siendo la interfaz de disco dominante en las PC de escritorio, servidores de nivel básico y sistemas de almacenamiento conectados a la red, donde el costo es una consideración importante.

La tecnología SAS, la sucesora del SCSI paralelo, se basa en la funcionalidad comprobada de su predecesor y promete mejorar significativamente las capacidades de los sistemas de almacenamiento empresarial actuales. SAS ofrece una serie de ventajas que las soluciones de almacenamiento tradicionales no ofrecen. En particular, SAS le permite conectar hasta 16,256 dispositivos a un puerto y proporciona confiabilidad conexión en serie"punto a punto" con velocidades de hasta 3 Gb/s.

Además, con un conector más pequeño, SAS proporciona conectividad completa de doble puerto para unidades de 3,5" y 2,5" (anteriormente solo disponible para unidades Fibre Channel de 3,5"). Esta es una característica muy útil cuando necesita colocar una gran cantidad de unidades redundantes en un sistema compacto, como un servidor Blade de bajo perfil.

SAS mejora el direccionamiento y la conectividad de las unidades con expansores de hardware que permiten conectar una gran cantidad de unidades a uno o más controladores de host. Cada expansor proporciona conexión a hasta 128 dispositivos físicos, que pueden ser otros controladores de host, otros expansores SAS o unidades de disco. Este esquema se escala bien y le permite crear topologías de escala empresarial que admiten fácilmente la agrupación en clústeres de múltiples nodos para recuperación automática sistemas en caso de falla y distribuir la carga uniformemente.

Uno de los mayores beneficios de la nueva tecnología serial es que la interfaz SAS también será compatible con unidades SATA de menor costo, lo que permitirá a los diseñadores de sistemas usar ambos tipos de unidades en el mismo sistema sin incurrir en costos adicionales para admitir dos interfaces diferentes. Así, SAS, la próxima generación de tecnología SCSI, supera las limitaciones actuales de las tecnologías paralelas en términos de rendimiento, escalabilidad y disponibilidad de datos.

Múltiples niveles de compatibilidad

Compatibilidad física

El conector SAS es universal y es compatible con SATA en formato. Esto permite que las unidades SAS y SATA se conecten directamente al sistema SAS, lo que permite que el sistema se utilice para aplicaciones de misión crítica que requieren alto rendimiento y acceso rápido a los datos, o para aplicaciones más rentables con un menor costo por gigabyte. .

El conjunto de comandos SATA es un subconjunto del conjunto de comandos SAS, lo que permite la compatibilidad entre dispositivos SATA y controladores SAS. Sin embargo, las unidades SAS no pueden funcionar con un controlador SATA, por lo que están equipadas con teclas especiales en los conectores para eliminar la posibilidad de una conexión incorrecta.

Además, la física similar de las interfaces SAS y SATA permite un nuevo backplane SAS universal que admite unidades SAS y SATA. Como resultado, no es necesario utilizar dos placas posteriores diferentes para las unidades SCSI y ATA. Esta compatibilidad de diseño beneficia tanto a los fabricantes de paneles posteriores como a los usuarios finales al reducir los costos de hardware e ingeniería.

Compatibilidad de protocolos

La tecnología SAS incluye tres tipos de protocolos, cada uno de los cuales se utiliza para transferir diferentes tipos de datos a través de la interfaz serie según el dispositivo al que se accede. El primero es el protocolo SCSI en serie (Serial SCSI Protocol SSP), que transmite comandos SCSI, el segundo es el protocolo de administración SCSI (SCSI Management Protocol SMP), que transmite información de control a los expansores. El tercero, el protocolo de túnel SATA STP, establece una conexión que permite transmitir comandos SATA. Gracias al uso de estos tres protocolos, la interfaz SAS es totalmente compatible con aplicaciones SCSI, software de control y dispositivos SATA existentes.

Esta arquitectura multiprotocolo, combinada con la compatibilidad física de los conectores SAS y SATA, hace que la tecnología SAS sea el vínculo universal entre dispositivos SAS y SATA.

Beneficios de la compatibilidad

La compatibilidad con SAS y SATA proporciona una serie de beneficios a los diseñadores, constructores y usuarios finales de sistemas.

Los diseñadores de sistemas pueden utilizar los mismos backplanes, conectores y conexiones de cables gracias a la compatibilidad SAS y SATA. Actualizar un sistema con la transición de SATA a SAS en realidad se reduce a reemplazar las unidades de disco. Por el contrario, para los usuarios de interfaces paralelas tradicionales, pasar de ATA a SCSI significa reemplazar placas posteriores, conectores, cables y unidades. Otros beneficios rentables de la interoperabilidad tecnológica consistente incluyen la certificación y la gestión de activos simplificadas.

Los revendedores y creadores de sistemas de VAR pueden reconfigurar fácil y rápidamente sistemas personalizados simplemente instalando la unidad de disco adecuada en el sistema. No es necesario trabajar con tecnologías incompatibles y utilizar conectores especiales y diferentes conexiones de cables. Además, la flexibilidad adicional para equilibrar precio y rendimiento permitirá a los revendedores y fabricantes de sistemas de VAR diferenciar mejor sus productos.

Para los usuarios finales, la compatibilidad SATA y SAS significa nuevo nivel flexibilidad para elegir la relación calidad-precio óptima. Las unidades SATA serán la mejor solución para servidores y sistemas de almacenamiento de bajo costo, mientras que las unidades SAS proporcionarán rendimiento máximo, confiabilidad y compatibilidad con el software de control. Actualizable de unidades SATA a unidades SAS sin tener que comprar nada para hacerlo nuevo sistema simplifica significativamente el proceso de decisión de compra, protege las inversiones en el sistema y reduce el costo total de propiedad.

Desarrollo conjunto de protocolos SAS y SATA.

El 20 de enero de 2003, la SCSI Trade Association (STA) y el Serial ATA (SATA) II Working Group anunciaron una colaboración para garantizar la compatibilidad a nivel de sistema de la tecnología SAS con las unidades de disco SATA.

La colaboración entre las dos organizaciones, así como los esfuerzos conjuntos de los proveedores de almacenamiento y los comités de estándares, tiene como objetivo proporcionar pautas de interoperabilidad aún más precisas que ayudarán a los diseñadores de sistemas, profesionales de TI y usuarios finales a implementar aún más sintonia FINA de sus sistemas para lograr un rendimiento y confiabilidad óptimos y reducir el costo total de propiedad.

La especificación SATA 1.0 se aprobó en 2001 y hoy en día existen productos SATA de varios fabricantes en el mercado. La especificación SAS 1.0 se aprobó a principios de 2003 y los primeros productos deberían llegar al mercado en el primer semestre de 2004.

En este articulo hablaremos sobre lo que le permite conectar un disco duro a una computadora, es decir, sobre la interfaz disco duro. Más precisamente, sobre las interfaces de los discos duros, porque a lo largo de su existencia se han inventado muchas tecnologías para conectar estos dispositivos, y la abundancia de estándares en esta área puede confundir a un usuario inexperto. Sin embargo, lo primero es lo primero.

Las interfaces de discos duros (o, estrictamente hablando, interfaces de discos externos, ya que pueden ser no solo discos, sino también otros tipos de discos, por ejemplo, discos ópticos) están diseñadas para intercambiar información entre estos dispositivos de memoria externos y tarjeta madre. Las interfaces de los discos duros, al igual que los parámetros físicos de los discos, afectan muchas de las características operativas de los discos y su rendimiento. En particular, las interfaces de las unidades determinan parámetros tales como la velocidad del intercambio de datos entre el disco duro y la placa base, la cantidad de dispositivos que se pueden conectar a la computadora, la capacidad de crear matrices de discos, la posibilidad de conexión en caliente, soporte para NCQ y tecnologías AHCI, etc. También depende de la interfaz del disco duro qué cable, cordón o adaptador necesitará para conectarlo a la placa base.

SCSI: interfaz de sistema informático pequeño

La interfaz SCSI es una de las interfaces más antiguas diseñadas para conectar dispositivos de almacenamiento en computadoras personales. Esta norma apareció a principios de los años 1980. Uno de sus desarrolladores fue Alan Shugart, también conocido como el inventor de la unidad de disquete.

Aspecto de la interfaz SCSI en la placa y el cable que se conecta a ella

El estándar SCSI (tradicionalmente esta abreviatura se lee en la transcripción rusa como "skazi") estaba originalmente destinado a su uso en computadoras personales, como lo demuestra el nombre mismo del formato: Small Computer System Interface, o interfaz de sistema para computadoras pequeñas. Sin embargo, sucedió que las unidades de este tipo se utilizaron principalmente en ordenadores personales de primera clase y, posteriormente, en servidores. Esto se debió al hecho de que, a pesar de la arquitectura exitosa y un amplio conjunto de comandos, la implementación técnica de la interfaz era bastante compleja y no era asequible para las PC masivas.

Sin embargo, este estándar tenía una serie de características que no estaban disponibles para otros tipos de interfaces. Por ejemplo, un cable para conectar dispositivos de interfaz de sistema informático pequeño puede tener longitud máxima a 12 m, y la velocidad de transferencia de datos es de 640 MB/s.

Al igual que la interfaz IDE que apareció un poco más tarde, la interfaz SCSI es paralela. Esto significa que la interfaz utiliza buses que transmiten información a través de varios conductores. Esta característica fue uno de los factores limitantes para el desarrollo del estándar y, por lo tanto, se desarrolló como reemplazo un estándar SAS más avanzado y consistente (de Serial Attached SCSI).

SAS: SCSI conectado en serie

Así es como se ve la interfaz del disco del servidor SAS

SCSI conectado en serie se desarrolló como una mejora de la antigua interfaz del sistema de computadoras pequeñas para conectar discos duros. A pesar de que Serial Attached SCSI utiliza las principales ventajas de su predecesor, tiene muchas ventajas. Entre ellos cabe destacar los siguientes:

• Uso de un bus común por todos los dispositivos.
• El protocolo de comunicación serie utilizado por SAS permite utilizar menos líneas de señal.
• No hay necesidad de terminar el autobús.
• Número prácticamente ilimitado de dispositivos conectados.
• Mayor rendimiento (hasta 12 Gbit/s). Se espera que las futuras implementaciones del protocolo SAS admitan velocidades de transferencia de datos de hasta 24 Gbit/s.
• Posibilidad de conectar unidades con interfaz Serial ATA al controlador SAS.

Como regla general, los sistemas SCSI conectados en serie se construyen sobre la base de varios componentes. Los componentes principales incluyen:

• Dispositivos de destino. Esta categoría incluye las unidades o matrices de discos reales.
• Los iniciadores son chips diseñados para generar solicitudes a dispositivos de destino.
• Sistema de entrega de datos: cables que conectan dispositivos de destino e iniciadores

Los conectores SCSI conectados en serie vienen en diferentes formas y tamaños, según el tipo (externo o interno) y las versiones SAS. A continuación se muestran el conector interno SFF-8482 y el conector externo SFF-8644 diseñados para SAS-3:

A la izquierda hay un conector SAS interno SFF-8482; A la derecha hay un conector SAS SFF-8644 externo con un cable.

Algunos ejemplos de la apariencia de cables y adaptadores SAS: cable HD-Mini SAS y cable adaptador SAS-Serial ATA.

A la izquierda está el cable HD Mini SAS; A la derecha hay un cable adaptador de SAS a Serial ATA.

FireWire-IEEE 1394

Hoy en día es frecuente encontrar discos duros con interfaz Firewire. aunque a través Interfaz firewire Puedes conectar cualquier tipo a tu ordenador. dispositivos periféricos, y no se puede llamar una interfaz especializada diseñada exclusivamente para conectar discos duros; sin embargo, Firewire tiene una serie de características que lo hacen extremadamente conveniente para este propósito.

FireWire - IEEE 1394 - ver en una computadora portátil

La interfaz Firewire se desarrolló a mediados de los años 1990. El desarrollo comenzó con la conocida empresa Apple, que necesitaba su propio bus, distinto del USB, para conectar equipos periféricos, principalmente multimedia. La especificación que describe el funcionamiento del bus Firewire se denomina IEEE 1394.

Firewire es uno de los formatos de bus externo serie de alta velocidad más utilizados en la actualidad. Las principales características de la norma incluyen:

• Posibilidad de conexión en caliente de dispositivos.
• Arquitectura de autobús abierta.
• Topología flexible para conectar dispositivos.
• Las velocidades de transferencia de datos varían mucho: de 100 a 3200 Mbit/s.
• La capacidad de transferir datos entre dispositivos sin una computadora.
• Posibilidad de organización redes locales usando un neumático.
• Transmisión de energía vía bus.
• Una gran cantidad de dispositivos conectados (hasta 63).

Para conectar discos duros (generalmente a través de cajas de discos duros externos) a través del bus Firewire, como regla general, se usa un estándar especial SBP-2, que utiliza el conjunto de comandos del protocolo Small Computers System Interface. Es posible conectar dispositivos Firewire a un conector USB normal, pero esto requiere un adaptador especial.

IDE - Electrónica de unidad integrada

La abreviatura IDE es sin duda conocida por la mayoría de los usuarios. Computadoras personales. El estándar de interfaz para conectar discos duros IDE fue desarrollado por un conocido fabricante de discos duros: Western Digital. La ventaja de IDE sobre otras interfaces que existían en ese momento, en particular la interfaz del sistema para computadoras pequeñas, así como el estándar ST-506, era que no era necesario instalar un controlador de disco duro en la placa base. El estándar IDE implicaba instalar un controlador de unidad en la propia unidad, y en la placa base solo quedaba un adaptador de interfaz de host para conectar unidades IDE.

Interfaz IDE en la placa base

Esta innovación ha mejorado los parámetros operativos de la unidad IDE debido a que se ha reducido la distancia entre el controlador y la propia unidad. Además, la instalación de un controlador IDE dentro de la carcasa del disco duro permitió simplificar un poco tanto las placas base como la producción de los propios discos duros, ya que la tecnología dio libertad a los fabricantes en términos de organización óptima de la lógica del disco.

La nueva tecnología se llamó inicialmente Integrated Drive Electronics. Posteriormente se desarrolló un estándar para describirlo, denominado ATA. Este nombre se deriva de la última parte del nombre de la familia de computadoras PC/AT agregando la palabra Adjunto.

Se utiliza un cable IDE para conectar un disco duro u otro dispositivo, como una unidad óptica que admita la tecnología Integrated Drive Electronics, a la placa base. Dado que ATA se refiere a interfaces paralelas (por eso también se le llama Parallel ATA o PATA), es decir, interfaces que proporcionan transmisión de datos simultánea a través de varias líneas, su cable de datos tiene una gran cantidad de conductores (generalmente 40, y en Últimas Versiones protocolo, era posible utilizar un cable de 80 núcleos). Cable de datos normal para este estándar Tiene un aspecto plano y ancho, pero también los hay redondos. El cable de alimentación para unidades Parallel ATA tiene un conector de 4 pines y se conecta a la fuente de alimentación de la computadora.

A continuación se muestran ejemplos de cable IDE y cable de datos PATA redondo:

Aspecto del cable de interfaz: a la izquierda - plano, a la derecha con trenza redonda - PATA o IDE.

Gracias al bajo costo comparativo de las unidades Parallel ATA, la facilidad de implementación de la interfaz en la placa base, así como la facilidad de instalación y configuración de los dispositivos PATA para el usuario, las unidades del tipo Integrated Drive Electronics han superado durante mucho tiempo dispositivos de otros tipos de interfaz del mercado de discos duros para ordenadores personales de nivel económico.

Sin embargo, el estándar PATA también tiene una serie de desventajas. En primer lugar, se trata de una limitación de la longitud que puede tener un cable de datos ATA paralelo: no más de 0,5 m. Además, la organización paralela de la interfaz impone una serie de restricciones a la velocidad máxima de transferencia de datos. No es compatible con el estándar PATA ni con muchas de las funciones avanzadas que tienen otros tipos de interfaces, como la conexión en caliente de dispositivos.

SATA-ATA serie

Vista de la interfaz SATA en la placa base.

La interfaz SATA (Serial ATA), como su nombre indica, es una mejora con respecto a ATA. Esta mejora consiste, en primer lugar, en convertir el tradicional ATA paralelo (Parallel ATA) en una interfaz serie. Sin embargo, las diferencias entre el estándar Serial ATA y el tradicional no se limitan a esto. Además de cambiar el tipo de transmisión de datos de paralelo a serie, también cambiaron los conectores de datos y alimentación.

A continuación se muestra el cable de datos SATA:

Cable de datos para interfaz SATA

Esto hizo posible utilizar un cable mucho más largo y aumentar la velocidad de transferencia de datos. Sin embargo, la desventaja fue que los dispositivos PATA, que estaban presentes en grandes cantidades en el mercado antes de la llegada de SATA, resultó imposible conectarlos directamente a los nuevos conectores. Es cierto que la mayoría de las placas base nuevas todavía tienen conectores antiguos y admiten la conexión de dispositivos más antiguos. Sin embargo, la operación inversa: conectar un nuevo tipo de unidad a una placa base antigua suele causar muchos más problemas. Para esta operación, el usuario suele necesitar un adaptador Serial ATA a PATA. El adaptador del cable de alimentación suele tener un diseño relativamente sencillo.

Adaptador de corriente Serial ATA a PATA:

A la izquierda se muestra una vista general del cable; A la derecha hay una vista ampliada de los conectores PATA y Serial ATA.

Sin embargo, la situación es más complicada con un dispositivo como un adaptador para conectar un dispositivo de interfaz serie a un conector de interfaz paralelo. Normalmente, un adaptador de este tipo tiene la forma de un pequeño microcircuito.

Aparición de un adaptador bidireccional universal entre interfaces SATA - IDE

Actualmente, la interfaz Serial ATA prácticamente ha reemplazado a Parallel ATA, y las unidades PATA ahora se pueden encontrar principalmente solo en computadoras bastante antiguas. Otra característica del nuevo estándar que aseguró su amplia popularidad fue el soporte.

Tipo de adaptador de IDE a SATA

Puedes contarnos un poco más sobre la tecnología NCQ. La principal ventaja de NCQ es que le permite utilizar ideas que se han implementado durante mucho tiempo en el protocolo SCSI. En particular, NCQ admite un sistema para secuenciar operaciones de lectura/escritura en varias unidades instaladas en un sistema. Por lo tanto, NCQ puede mejorar significativamente el rendimiento de las unidades, especialmente las matrices de discos duros.

Tipo de adaptador de SATA a IDE

Para utilizar NCQ, se requiere soporte tecnológico tanto del disco duro como del adaptador host. tarjeta madre. Casi todos los adaptadores que admiten AHCI también admiten NCQ. Además, algunos adaptadores propietarios más antiguos también son compatibles con NCQ. Además, para que NCQ funcione, requiere soporte del sistema operativo.

eSATA - SATA externo

Vale la pena mencionar por separado el formato eSATA (SATA externo), que en ese momento parecía prometedor, pero que nunca se generalizó. Como puedes adivinar por el nombre, eSATA es un tipo de Serial ATA diseñado para conectar unidades exclusivamente externas. El estándar eSATA ofrece para dispositivos externos la mayoría de las capacidades del estándar, es decir Serial ATA interno, en particular, el mismo sistema de señales y comandos y la misma alta velocidad.

Conector eSATA en una computadora portátil

Sin embargo, eSATA también tiene algunas diferencias con el estándar de bus interno que lo creó. En particular, eSATA admite un cable de datos más largo (hasta 2 m) y también tiene mayores requisitos de energía para las unidades. Además, los conectores eSATA son ligeramente diferentes de los conectores Serial ATA estándar.

Sin embargo, en comparación con otros buses externos, como USB y Firewire, eSATA tiene un inconveniente importante. Si bien estos buses permiten alimentar el dispositivo a través del propio cable de bus, la unidad eSATA requiere conectores especiales para la alimentación. Por lo tanto, a pesar de la velocidad de transferencia de datos relativamente alta, eSATA actualmente no es muy popular como interfaz para conectar discos externos.

Conclusión

La información almacenada en un disco duro no puede resultar útil para el usuario ni accesible para los programas de aplicación hasta que se accede a ella. UPC computadora. Las interfaces de los discos duros proporcionan un medio de comunicación entre estos discos y la placa base. Hoy en día hay muchos varios tipos Interfaces de disco duro, cada una de las cuales tiene sus propias ventajas, desventajas y características. Esperamos que la información proporcionada en este artículo sea de gran utilidad para el lector, porque la elección de un disco duro moderno está determinada en gran medida no solo por sus características internas, como capacidad, memoria caché, velocidad de acceso y rotación, sino también por la interfaz para la cual fue desarrollado.