![[RSS]](http://tweakimg.net/g/if/v2/icons/rss_small.png){kind=icon}
![[quick]](http://tweakimg.net/g/if/icons/world_link_cropped.png){kind=icon}
Het is inmiddels ruim negen jaar gelegen dat de eerste systemen met PCI, Vesa en OPTi local bus verkrijgbaar werden. De introductie van deze technologieën zorgde destijds voor een revolutie in busbandbreedte, die tot dat moment beperkt was tot schamele 15MB/s van de ISA-bus. Hoewel Vesa Local Bus (VLB) in eerste instantie een voorsprong in acceptatie mocht genieten, kwam PCI uiteindelijk als winnaar uit de 'bus'. De gevolgen ondervinden we nog dagelijks, want dezelfde PCI-technologie van negen jaar geleden wordt nog steeds in het merendeel van de desktops gebruikt. De kloksnelheid van 33MHz, de busbreedte van 32-bit en de maximale bandbreedte van 133MB/s zijn al die jaren gelijk gebleven. Het mag weinig verbazing scheppen dat de honger naar busbandbreedte in het afgelopen decennium enorm is toegenomen. Begin jaren negentig mocht een harde schijf zichzelf stevig op de borst kloppen wanneer een transfer rate van meer dan 3MB/s op de klok werd gezet. Componenten zoals 8-kanaals geluidskaarten, TV-kaarten, RAID-controllers en gigabit netwerkkaarten waren nog niet verkrijgbaar of schreeuwend duur. Heden ten dage is het geen enkele probleem om een situatie te scheppen waarin de bandbreedte van de PCI-bus een bottleneck vormt. Server- en workstationsystemen zijn daarom al jaren geleden overgestapt op snellere PCI-varianten met een busbreedte van 64-bit en kloksnelheden van 66MHz, 100MHz of 133MHz. Vaak zijn deze systemen bovendien voorzien van meerdere bussen, zodat PCI devices elkaar niet of nauwelijks meer in de weg zitten. De voordelen zijn evident: hogere bandbreedte, lagere latencies en minder conflicten tussen devices.
Helaas worden de snellere PCI-varianten te duur bevonden voor desktopsystemen. Een opvolger van de oude vertrouwde 32-bit 33MHz PCI-bus is gelukkig in de maak in de vorm van PCI Express. PCI Express is een volledige nieuwe technologie, die is gebaseerd op seriële in plaats van parallelle dataoverdracht. De technologie zal in eerste instantie gebruikt worden ter vervanging van de AGP-poort maar zal binnen afzienbare tijd ook de huidige PCI-bus gaan opvolgen.Eén van de grootste verbruikers van busbandbreedte is RAID storage. Zelfs een eenvoudige stripe van twee 10.000rpm Serial ATA-harde schijven kan de PCI-bus in bepaalde situaties maximaal belasten. Op het forum horen we regelmatig kreten van personen die beweren dat het gebruik van grote RAID-arrays zinloos is op een normale PCI-bus. Zij baseren hun mening op het feit dat een array van twee of meer schijven al snel een hogere sequentiële transfer rate kan genereren dan de PCI-bus aan bandbreedte kan verschaffen. In werkelijkheid is een sequentieel toegangspatroon slechts één van vele mogelijke toegangspatronen. Het openen van een groot bestand in bijvoorbeeld Photoshop zal in het ideale geval inderdaad een kwestie zijn van sequentieel lezen (waarbij de leeskop zich niet naar een andere positie van de schijf hoeft te verplaatsen). Op een schijf met veel fragmentatie zal bij het lezen van grote bestanden al snel enkele extra kopbewegingen ingelast moeten worden. Bij het opstarten van een applicatie waarvan de bestanden ver van elkaar verwijderd zijn of het simultaan uitvoeren van meerdere schijf-intensieve taken, zal de transfer rate ver onder het theoretische maximum zakken. De oorzaak hiervan is de hoge toegangstijd van de harde schijf. Afhankelijk van het toerental en de prestaties van de actuators kost een verandering van koppositie gemiddeld 5,5ms tot meer dan 12,0ms. Elke kopverplaatsing zal daardoor een grote dip in de transfer rate teweegbrengen. De gevolgen kunnen zo groot zijn dat de snelste 15.000rpm harde schijven op een volledig willekeurig toegangspatroon een transfer rate van slechts 4MB/s bereiken, terwijl een sequentiële transfer rate van 75MB/s mogelijk is.
De vraag is dan ook in hoeverre de lage bandbreedte en de hogere latency van de standaard PCI-bus een belemmering vormen voor de real world prestaties in desktop- en serveromgevingen. Om te kijken of snelle RAID-opstellingen daadwerkelijk prestatieverlies kan ondervinden op lage bussnelheden hebben we een tweetal SCSI RAID-adapters in verschillende PCI-configuraties getest. Doelstelling van de test is niet alleen om aan te tonen of de PCI-bus een bottleneck is voor hedendaagse servers en workstations, maar ook om te demonstreren of PCI Express een nuttige uitbreiding is voor toekomstige desktops, die over enkele jaren over dezelfde storage performance kunnen beschikken als de door ons geteste SCSI RAID-configuraties.
Testopstelling
De benchmarks werden uitgevoerd op een MSI K8D Master dual Opteron-moederbord met twee 32-bit 33MHz PCI-slots, drie 100MHz PCI-X-slots (verdeeld over twee bussen) en een 1,6GHz Opteron 242-processor. Er werd getest met een Mylex AcceleRAID 600 en een LSI Logic MegaRAID Elite 1600. De Elite 1600 is een oudgediende dual channel Ultra160 SCSI-adapter, die ondanks zijn leeftijd van drie jaar nog steeds zeer goede prestaties weet neer te zetten. De adapter heeft ondersteuning voor 64-bit 66MHz PCI en is gebaseerd op een 100MHz Intel i960RN I/O processor. De Mylex AcceleRAID 600 is een moderne dual channel Ultra320 SCSI RAID-adapter, die vooral opvalt door zijn hoge mate van integratie. De Xircon SCSI-controller en IBM PowerPC 405 I/O processor zijn op één chip geïntegreerd, zodat snellere communicatie tussen deze onderdelen mogelijk is. De MegaRAID Elite 1600 en AcceleRAID 600 waren beide voorzien van 128MB cachegeheugen, bij de MegaRAID van het type 100MHz SDRAM en bij de AcceleRAID met het smaakje 266MHz DDR SDRAM. De Mylex kan dankzij zijn snellere I/O processor en beter presterende cachegeheugen hogere transfer rates neerzetten dan de MegaRAID Elite 1600, welke is beperkt tot een transfer rate van circa 136MB/s bij gebruik van write-back caching en adaptive read ahead. Ondanks deze beperking hebben we toch gemeend dat de MegaRAID Elite 1600 een goede kandidaat is voor de tests. De I/O-prestaties zijn namelijk wel erg goed en dat is uiteindelijk wat telt.
De RAID-controllers werden gekoppeld aan vier Maxtor Atlas 15K 18,4GB Ultra320 SCSI-harde schijven met een toerental van 15.000 omwentelingen per minuut. Deze schijven kunnen een maximale sequentiële transfer rate van 75MB/s noteren.
MSI K8D Master met Mylex AcceleRAID 600 SCSI RAID-adapter
Om de invloed van verschillende PCI-bussnelheden te meten werd de Mylex AcceleRAID 600 getest op 100MHz PCI-X en op een PCI-X-bus waarvan de kloksnelheid door plaatsing van een Promise FastTrak 100 werd gereduceerd tot 66MHz. De LSI MegaRAID Elite 1600 werd getest op 64-bit 66MHz PCI, 32-bit 33MHz PCI en 32-bit 33MHz PCI met extra belasting in de achtergrond. De extra belasting werd veroorzaakt door een IOMeter benchmark van de transfer rate op een Western Digital WD800JB-harde schijf, die was aangesloten op een Promise FastTrak 100. De FastTrak was naast de MegaRAID op de 32-bit 33MHz PCI-bus geplaatst. Hierdoor werd een continue busbelasting van 25MB/s (overhead niet meegeteld) gegenereerd.
De prestaties van de bovengenoemde PCI- en RAID-configuraties werden gemeten in ATTO Disk Benchmark, Winbench 99 v2.0 en de in eigen huis ontwikkelde StorageMark benchmarks. Deze benchmarks zijn ontwikkeld met behulp van Intel IPEAK Storage Performance Toolkit en zijn gebaseerd op toegangspatronen van real world desktop en workstation applicaties. Nieuw in deze review zijn IPEAK SPT webserver- en database-server benchmarks, die de IOMeter webserver-benchmarks zullen vervangen. De door IOMeter gegenereerde toegangspatronen zijn naar onze mening te synthetisch om representatief te zijn voor real world performance. Daarom hebben we onze eigen benchmarks gecreeërd op een gesimuleerde Apache en MySQL-server. De desktopbenchmarks werden uitgevoerd in RAID 0 terwijl de serverbenchmarks in RAID 5 werden gedraaid. In beide gevallen werden vier schijven gebruikt.
De RAID-controllers werden gekoppeld aan vier Maxtor Atlas 15K 18,4GB Ultra320 SCSI-harde schijven met een toerental van 15.000 omwentelingen per minuut. Deze schijven kunnen een maximale sequentiële transfer rate van 75MB/s noteren.
MSI K8D Master met Mylex AcceleRAID 600 SCSI RAID-adapter
Om de invloed van verschillende PCI-bussnelheden te meten werd de Mylex AcceleRAID 600 getest op 100MHz PCI-X en op een PCI-X-bus waarvan de kloksnelheid door plaatsing van een Promise FastTrak 100 werd gereduceerd tot 66MHz. De LSI MegaRAID Elite 1600 werd getest op 64-bit 66MHz PCI, 32-bit 33MHz PCI en 32-bit 33MHz PCI met extra belasting in de achtergrond. De extra belasting werd veroorzaakt door een IOMeter benchmark van de transfer rate op een Western Digital WD800JB-harde schijf, die was aangesloten op een Promise FastTrak 100. De FastTrak was naast de MegaRAID op de 32-bit 33MHz PCI-bus geplaatst. Hierdoor werd een continue busbelasting van 25MB/s (overhead niet meegeteld) gegenereerd.
De prestaties van de bovengenoemde PCI- en RAID-configuraties werden gemeten in ATTO Disk Benchmark, Winbench 99 v2.0 en de in eigen huis ontwikkelde StorageMark benchmarks. Deze benchmarks zijn ontwikkeld met behulp van Intel IPEAK Storage Performance Toolkit en zijn gebaseerd op toegangspatronen van real world desktop en workstation applicaties. Nieuw in deze review zijn IPEAK SPT webserver- en database-server benchmarks, die de IOMeter webserver-benchmarks zullen vervangen. De door IOMeter gegenereerde toegangspatronen zijn naar onze mening te synthetisch om representatief te zijn voor real world performance. Daarom hebben we onze eigen benchmarks gecreeërd op een gesimuleerde Apache en MySQL-server. De desktopbenchmarks werden uitgevoerd in RAID 0 terwijl de serverbenchmarks in RAID 5 werden gedraaid. In beide gevallen werden vier schijven gebruikt.
Low-level performance
We beginnen de benchmarkparade zoals gebruikelijk met een aantal metingen van de sequentiële transfer rate en de gemiddelde toegangstijd in Winbench 99. De overhead van de cache en de beperkingen van de I/O processor zorgen ervoor dat hardware RAID-controllers zelden de gecombineerde sequentiële transfer rate van de aangesloten harde schijven kunnen benutten. In ons geval is een theoretische transfer rate van 300MB/s mogelijk op de vier Atlas 15K's. De Mylex AcceleRAID 600 weet daar bijna 200MB/s van te bakken, terwijl de LSI MegaRAID Elite 1600 blijft steken op een magere 77.800KB/s. Reductie van de PCI-kloksnelheid heeft nauwelijks gevolgen voor de transfer rate bij de AcceleRAID 600. Ook de Elite 1600 is op een 32-bit 33MHz nauwelijks trager, maar wordt wel slomer als in de achtergrond de Western Digital aan het werk wordt gezet.
Verlaging van de bussnelheid van 100MHz naar 66MHz blijkt geen gevolgen de hebben voor de gemiddelde toegangstijd. Het verschil van 0,01ms tussen 100MHz en 66MHz PCI-X op de AcceleRAID 600 valt binnen de foutmarge. Bij de MegaRAID Elite 1600 kan een lichte verhoging van de toegangstijd geconstateerd worden wanneer deze op 32-bit 33MHz PCI wordt gezet.
ATTO is onbruikbaar als tool voor het meten van de sequentiële transfer rate op RAID-controllers met cachegeheugen. De test van ATTO Disk Benchmark heeft een bereik van maximaal 32MB waardoor de ingelezen en weggeschreven data gemakkelijk door de RAID-controller gecached kan worden. ATTO is daardoor wél nuttig voor het benchen van de cache transfer rate. In de onderstaande grafieken is zichtbaar dat de PCI-snelheid een grote invloed heeft op de transfer rate van de cache. Op het MSI K8D Master-moederbord met 100MHz PCI-X wist de Mylex AcceleRAID 600 een cache transfer rate van ongeveer 575MB/s te bereiken. In het 133MHz PCI-X-slot van de Iwill DP533 van GoT-moderator BalusC werd zelfs een magistrale bandbreedte van 691.071KB/s gerealiseerd. De Intel i960RN I/O processor van de MegaRAID Elite 1600 presteert aanzienlijk minder, maar ook hier hebben lagere PCI-bussnelheden een negatieve invloed.
LSI MegaRAID Elite 1600 - 64-bit 66MHz PCI
LSI MegaRAID Elite 1600 - 32-bit 33MHz PCI
LSI MegaRAID Elite 1600 - 32-bit 33MHz PCI onder belasting
Mylex AcceleRAID 600 - 100MHz PCI-X
Mylex AcceleRAID 600 - 64-bit 66MHz PCI
 | ||||||||
 | | |||||||
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | |    197000 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 195000 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | |    77800 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 72800 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 54300 | |
| ||||||||
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 169000 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 167000 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 77800 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 72800 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 54500 | |
| ||||||||
Verlaging van de bussnelheid van 100MHz naar 66MHz blijkt geen gevolgen de hebben voor de gemiddelde toegangstijd. Het verschil van 0,01ms tussen 100MHz en 66MHz PCI-X op de AcceleRAID 600 valt binnen de foutmarge. Bij de MegaRAID Elite 1600 kan een lichte verhoging van de toegangstijd geconstateerd worden wanneer deze op 32-bit 33MHz PCI wordt gezet.
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 5,57 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 5,58 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 5,87 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 5,98 | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 6,03 | | |
| ||||||||
ATTO is onbruikbaar als tool voor het meten van de sequentiële transfer rate op RAID-controllers met cachegeheugen. De test van ATTO Disk Benchmark heeft een bereik van maximaal 32MB waardoor de ingelezen en weggeschreven data gemakkelijk door de RAID-controller gecached kan worden. ATTO is daardoor wél nuttig voor het benchen van de cache transfer rate. In de onderstaande grafieken is zichtbaar dat de PCI-snelheid een grote invloed heeft op de transfer rate van de cache. Op het MSI K8D Master-moederbord met 100MHz PCI-X wist de Mylex AcceleRAID 600 een cache transfer rate van ongeveer 575MB/s te bereiken. In het 133MHz PCI-X-slot van de Iwill DP533 van GoT-moderator BalusC werd zelfs een magistrale bandbreedte van 691.071KB/s gerealiseerd. De Intel i960RN I/O processor van de MegaRAID Elite 1600 presteert aanzienlijk minder, maar ook hier hebben lagere PCI-bussnelheden een negatieve invloed.
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 133 | | |    691071 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 578813 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 366351 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 136465 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 78951 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 57710 | |
| ||||||||
LSI MegaRAID Elite 1600 - 64-bit 66MHz PCI
LSI MegaRAID Elite 1600 - 32-bit 33MHz PCI
LSI MegaRAID Elite 1600 - 32-bit 33MHz PCI onder belasting
Mylex AcceleRAID 600 - 100MHz PCI-X
Mylex AcceleRAID 600 - 64-bit 66MHz PCI
Desktopprestaties
Voor dit artikel werd gebruik gemaakt van een subset van de desktopbenchmarks die in de StorageMark 2003 testmethodiek zijn beschreven. Tevens werd een nieuwe DVD Copy trace toegevoegd, welke werd opgenomen tijdens het bouwen van een dvd in IfoEdit. De tests zijn gebaseerd op toegangspatronen van échte applicaties en kunnen de RAID-prestaties daardoor veel beter representeren dan eenvoudige één-dimensionale tests van de sequentiële transfer rate.
Office Light en Office Heavy zijn gebaseerd op een trace van Business Winstone 2002. Deze applicatiebenchmark simuleert een gebruiker die handelingen uitvoert in Access, Excel, Frontpage, PowerPoint, Word, Microsoft Project 98, Lotus Notes, Winzip, Norton Anti-Virus en Netscape Communicator. Sommige applicaties worden gelijktijdig gedraaid waarbij regelmatig tussen de programma's geswitched wordt, net als een gebruiker in werkelijkheid zou doen. De Light-variant werd opgenomen bij bij minimale fragmentatie, terwijl de Heavy-variant werd gecreeërd op een schijf met veel fragmentatie en extra schijfactiviteit in de achtergrond. In beide gevallen blijken er aanzienlijke verschillen te bestaan tussen de prestaties van de MegaRAID Elite 1600 op 64-bit 66MHz en 32-bit 33MHz PCI. De reguliere bus is onder belasting 26 tot 44 procent trager dan een 64-bit 66MHz PCI-bus waarop de MegaRAID vrij spel heeft.
De workstationtest is gebaseerd op VeriTest Content Creation Winstone 2002. Deze benchmark bestaat uit Adobe Photoshop 6.0.1, Adobe Premiere 6.0, Macromedia Director 8.5, Macromedia Dreamweaver UltraDev 4, Windows Media Encoder 7, Netscape Navigator 6 en Sonic Foundry Sound Forge 5.0. Evenals bij de Office-benchmark zijn er twee traces gemaakt; een Light-versie op een lege ongefragmenteerde schijf en een Heavy-versie op een gefragmenteerde schijf. De Office Heavy-test gebruikt een groter deel van de schijf en draait op de achtergrond een WinAMP playlist en een download in Mozilla. Gedurende een gedeelte van de test wordt in Nero een cd vanaf de harde schijf gebakken op een gesimuleerde viervoudige snelheid.
De prestatieverschillen tussen 64-bit 66MHz PCI en 32-bit 33MHz PCI zijn in deze tests zo mogelijk nog groter dan in de Office-benchmarks. Op een zwaar belaste 32-bit 33MHz PCI-bus is de MegaRAID maar liefst 41 tot 71 procent trager. De Mylex AcceleRAID 600 ondervind geen nadelige invloed van de lagere bussnelheid van 66MHz PCI-X. Opvallend is dat de AcceleRAID in Office Light en Workstation Light beter presteert dan de MegaRAID Elite 1600 op 64-bit 66MHz PCI, terwijl de rollen zijn omgekeerd in Office Heavy en Workstation Heavy. Op 32-bit 66MHz PCI blijft de MegaRAID in alle Office en Workstation-tests ver achter bij de AcceleRAID.
Software Installatie is een zware test die werd opgenomen tijdens het installeren van achtereenvolgens Adobe Photoshop 7, Microsoft Office XP en Corel WordPerfect 2000 geïnstalleerd. Om de handelingen van een ongeduldige gebruiker te simuleren werden tegelijkertijd wat kleinere programma's zoals Nero, Winzip, Acrobat Reader, Mozilla, Homesite en ACDSee op schijf gezet. De prestaties zijn sterk afhankelijk van de caching performance van de RAID-controller en de harde schijven. De MegaRAID Elite 1600 presteert overtuigend door zelfs op een zwaar belaste 32-bit 33MHz PCI-bus de prestaties van de AcceleRAID 600 te overtreffen. De verschillen tussen 32-bit 33MHz PCI en 64-bit 66MHz PCI zijn ook hier weer aanzienlijk. De resultaten van de Mylex AcceleRAID 600 bewijzen dat het met de foutmarge van de benchmarktool wel goed zit, die foutmarge is namelijk nihil.
Speciaal voor RAID-benchmarks hebben we een nieuwe DVD Copy-test ontwikkeld die werd opgenomen tijdens het maken van een dvd in IfoEdit. Tijdens de test worden de originele dvd-data van schijf gelezen en na bewerking door IfoEdit weggeschreven. Het toegangspatroon is in hoge mate sequentieel. Niet geheel onverwacht weet de Mylex AcceleRAID 600 in deze test veruit de beste prestaties neer te zetten. De hoge transfer rates zorgen voor een groot verschil in performance tussen een vrije 64-bit 66MHz busbaan en een onder belasting verkerende legacy PCI-bus. In deze test zijn ook kleine prestatieverschillen tussen 66MHz en 100MHz PCI-X op de AcceleRAID 600 waarneembaar.
Het gewogen gemiddelde van de desktopbenchmarks toont aan dat de LSI MegaRAID Elite 1600 op een 64-bit 66MHz PCI-bus over het algemeen 30,4 procent beter presteert dan op een 32-bit 33MHz PCI-bus. Het wegnemen van 25MB/s busbandbreedte door de Western Digital-harde schijf deed het verschil oplopen naar 50 procent. Er is geen aantoonbaar prestatieverschil tussen 66MHz en 100MHz PCI-X als enkel de RAID-controller actief gebruikmaakt van de bus.
Office Light en Office Heavy zijn gebaseerd op een trace van Business Winstone 2002. Deze applicatiebenchmark simuleert een gebruiker die handelingen uitvoert in Access, Excel, Frontpage, PowerPoint, Word, Microsoft Project 98, Lotus Notes, Winzip, Norton Anti-Virus en Netscape Communicator. Sommige applicaties worden gelijktijdig gedraaid waarbij regelmatig tussen de programma's geswitched wordt, net als een gebruiker in werkelijkheid zou doen. De Light-variant werd opgenomen bij bij minimale fragmentatie, terwijl de Heavy-variant werd gecreeërd op een schijf met veel fragmentatie en extra schijfactiviteit in de achtergrond. In beide gevallen blijken er aanzienlijke verschillen te bestaan tussen de prestaties van de MegaRAID Elite 1600 op 64-bit 66MHz en 32-bit 33MHz PCI. De reguliere bus is onder belasting 26 tot 44 procent trager dan een 64-bit 66MHz PCI-bus waarop de MegaRAID vrij spel heeft.
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 1299 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 1282 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 1190 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 935 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 826 | |
| ||||||||
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 962 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 885 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 877 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 813 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 746 | |
| ||||||||
De workstationtest is gebaseerd op VeriTest Content Creation Winstone 2002. Deze benchmark bestaat uit Adobe Photoshop 6.0.1, Adobe Premiere 6.0, Macromedia Director 8.5, Macromedia Dreamweaver UltraDev 4, Windows Media Encoder 7, Netscape Navigator 6 en Sonic Foundry Sound Forge 5.0. Evenals bij de Office-benchmark zijn er twee traces gemaakt; een Light-versie op een lege ongefragmenteerde schijf en een Heavy-versie op een gefragmenteerde schijf. De Office Heavy-test gebruikt een groter deel van de schijf en draait op de achtergrond een WinAMP playlist en een download in Mozilla. Gedurende een gedeelte van de test wordt in Nero een cd vanaf de harde schijf gebakken op een gesimuleerde viervoudige snelheid.
De prestatieverschillen tussen 64-bit 66MHz PCI en 32-bit 33MHz PCI zijn in deze tests zo mogelijk nog groter dan in de Office-benchmarks. Op een zwaar belaste 32-bit 33MHz PCI-bus is de MegaRAID maar liefst 41 tot 71 procent trager. De Mylex AcceleRAID 600 ondervind geen nadelige invloed van de lagere bussnelheid van 66MHz PCI-X. Opvallend is dat de AcceleRAID in Office Light en Workstation Light beter presteert dan de MegaRAID Elite 1600 op 64-bit 66MHz PCI, terwijl de rollen zijn omgekeerd in Office Heavy en Workstation Heavy. Op 32-bit 66MHz PCI blijft de MegaRAID in alle Office en Workstation-tests ver achter bij de AcceleRAID.
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 1099 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 1087 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 943 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 641 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 552 | |
| ||||||||
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 893 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 870 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | |  870 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 704 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 633 | |
| ||||||||
Software Installatie is een zware test die werd opgenomen tijdens het installeren van achtereenvolgens Adobe Photoshop 7, Microsoft Office XP en Corel WordPerfect 2000 geïnstalleerd. Om de handelingen van een ongeduldige gebruiker te simuleren werden tegelijkertijd wat kleinere programma's zoals Nero, Winzip, Acrobat Reader, Mozilla, Homesite en ACDSee op schijf gezet. De prestaties zijn sterk afhankelijk van de caching performance van de RAID-controller en de harde schijven. De MegaRAID Elite 1600 presteert overtuigend door zelfs op een zwaar belaste 32-bit 33MHz PCI-bus de prestaties van de AcceleRAID 600 te overtreffen. De verschillen tussen 32-bit 33MHz PCI en 64-bit 66MHz PCI zijn ook hier weer aanzienlijk. De resultaten van de Mylex AcceleRAID 600 bewijzen dat het met de foutmarge van de benchmarktool wel goed zit, die foutmarge is namelijk nihil.
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 1282 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 962 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 847 | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 794 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 794 | | |
| ||||||||
Speciaal voor RAID-benchmarks hebben we een nieuwe DVD Copy-test ontwikkeld die werd opgenomen tijdens het maken van een dvd in IfoEdit. Tijdens de test worden de originele dvd-data van schijf gelezen en na bewerking door IfoEdit weggeschreven. Het toegangspatroon is in hoge mate sequentieel. Niet geheel onverwacht weet de Mylex AcceleRAID 600 in deze test veruit de beste prestaties neer te zetten. De hoge transfer rates zorgen voor een groot verschil in performance tussen een vrije 64-bit 66MHz busbaan en een onder belasting verkerende legacy PCI-bus. In deze test zijn ook kleine prestatieverschillen tussen 66MHz en 100MHz PCI-X op de AcceleRAID 600 waarneembaar.
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 1563 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 1493 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 613 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 452 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 389 | |
| ||||||||
Het gewogen gemiddelde van de desktopbenchmarks toont aan dat de LSI MegaRAID Elite 1600 op een 64-bit 66MHz PCI-bus over het algemeen 30,4 procent beter presteert dan op een 32-bit 33MHz PCI-bus. Het wegnemen van 25MB/s busbandbreedte door de Western Digital-harde schijf deed het verschil oplopen naar 50 procent. Er is geen aantoonbaar prestatieverschil tussen 66MHz en 100MHz PCI-X als enkel de RAID-controller actief gebruikmaakt van de bus.
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 1076 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 1062 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 964 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 739 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 656 | |
| ||||||||
Serverprestaties
Teneinde een betere voorstelling van zaken te geven dan mogelijk is met Intel IOMeter hebben we een aantal nieuwe serverbenchmarks gecreeërd met behulp van de trace/playback methode van Intel IPEAK Storage Performance Toolkit. De toegangspatronen van IOMeter kennen als nadeel het gebrek aan lokaliteit. Terwijl in werkelijkheid gerelateerde gegevens vaak dichtbij elkaar gelokaliseerd zijn, genereert IOMeter toegangspatronen die altijd volledig willekeurig zijn. Een voorbeeld van een hoge mate van lokaliteit is het wegschreven van gegevens naar een logfile. Het einde van een logfile bevindt zich op een vast punt van de schijf dat met de tijd wel wat in positie zal verschuiven maar nooit willekeurig over de schijf verdeeld zal zijn. De schijfactiviteiten die ontstaan als een applicatie regelmatig gegevens wegschrijft naar één of meerdere logfiles kunnen goed door een RAID-controller geoptimaliseerd worden. Dit in tegenstelling tot de willekeurige toegangspatronen van IOMeter.
De serverbenchmarks zijn gebaseerd op een trace van de schijfactiviteiten door een Apache2-webserver en een MySQL 4.0-database server onder Windows XP. De reden voor het gebruik van Windows is het feit dat Intel IPEAK SPT enkel onder Windows werkt. De voorbeeldmachine was voorzien van twee AMD Opteron 242-processors en 2GB-geheugen, zodat optimalisaties door de diskcache van het besturingssysteem een realistische invloed op de schijfactiviteit konden hebben. Met behulp van apachebench kreeg Apache opdracht om in hoog tempo afbeeldingen te serveren uit het afbeeldingenarchief van Tweakers.net, die op de testmachine in vijfvoud was opgeslagen zodat een gegevensbereik van 2,5GB werd gerealiseerd. Naast het inlezen van de afbeeldingen werd Apache belast met het wegschrijven van access, error en user agent logs. Het besturingssysteem werd enige tijd gegund om zijn diskcache tot circa 1,6GB te vullen alvorens het opnemen van de trace werd gestart. Er werden twee varianten van de test gemaakt; een Light-variant met een concurrency van 2 en een Heavy-variant met een concurrency van 20 simultane requests. De verschillen waren in de trace zichtbaar door een gemiddelde queue-lengte van 1,86 I/O's in de Light-test en 3,50 I/O's in de Heavy-test. De verhouding tussen gelezen en weggeschreven hoeveelheid data bedroeg respectievelijk 75/25 en 86/14. De transfer rate bedroeg tijdens het opnemen van de trace gemiddeld 3,3MB/s in de Light-test en 35,1MB/s in de Heavy-test. De processorbelasting bleef in beide gevallen onder het maximum, wat duidelijk maakt dat de bottleneck bij de RAID-array y (Mylex AcceleRAID 600 met vier keer Atlas 15K in RAID 10) lag.
De benchmarks hebben als opvallend resultaat dat de verschillen tussen PCI-snelheden minimaal zijn. Zelfs 32-bit 33MHz PCI onder load presteert vrijwel gelijk aan 64-bit 66MHz PCI op de LSI MegaRAID Elite 1600. De Mylex AcceleRAID 600 presteert in beide tests gelijk op 66MHz en 100MHz PCI-X.
De database-benchmark werd gemaakt aan de hand van een lokale kopie van de Tweakers.net-database. Via apachebench werd een PHP-script aangeroepen dat vervolgens via fopen() willekeurige frontpage-, nieuws-, pricewatch- en meuktrackerpagina's ging aanroepen. De daaruitvloeiende MySQL-queries zorgden voor een realistische belasting van de database-server. Tijdens het opnemen van de trace werd alle logging door Apache stopgezet zodat alleen MySQL en de Windows pagefile actief waren op de harde schijf. Er werd wederom een lichte en een zware variant van de benchmark gemaakt. In het eerste geval bedroeg het concurrency level in apachebench 10 en in het tweede geval werden 50 simultane requests uitgevoerd. Daarbij steeg het aantal queries op de database-server naar ongeveer 500 per seconde (exclusief de queries die door de querycache van MySQL 4.0 werden afgevangen), wat vergelijkbaar is met Tweakers.net onder topdrukte.
De Mylex AcceleRAID 600 en de LSI MegaRAID Elite 1600 blijken in de beide tests precies omgekeerd te presteren. De MegaRAID is sneller onder lichte belasting en AcceleRAID presteert beter onder de hogere belasting. De verschillen tussen 64-bit 66MHz PCI en 32-bit 33MHz PCI zijn veel groter dan in de webserverbenchmarks. De MegaRAID presteert 12 tot 16 procent beter op de snellere bus. Als daar ook extra load op de legacy PCI-bus bij komt, stijgt het verschil naar 22 tot 30 procent. De AcceleRAID 600 presteert gelijk op 66MHz en 100MHz PCI-X in de lichte dbserver-benchmark en is bijna twee procent sneller op 100MHz in de zware benchmark.
Het is aannemelijk dat er grotere verschillen tussen legacy PCI en 64-bit 66MHz PCI zouden zijn ontstaan wanneer de benchmarks waren uitgevoerd op een RAID 0 array van vier Atlas 15K's. Omdat geen enkele nuchtiger systeembeheerder zijn gevoelige gegevens toevertrouwd aan een RAID 0 hebben we de benchmarks uitgevoerd op een RAID 5-array van vier schijven.
De serverbenchmarks zijn gebaseerd op een trace van de schijfactiviteiten door een Apache2-webserver en een MySQL 4.0-database server onder Windows XP. De reden voor het gebruik van Windows is het feit dat Intel IPEAK SPT enkel onder Windows werkt. De voorbeeldmachine was voorzien van twee AMD Opteron 242-processors en 2GB-geheugen, zodat optimalisaties door de diskcache van het besturingssysteem een realistische invloed op de schijfactiviteit konden hebben. Met behulp van apachebench kreeg Apache opdracht om in hoog tempo afbeeldingen te serveren uit het afbeeldingenarchief van Tweakers.net, die op de testmachine in vijfvoud was opgeslagen zodat een gegevensbereik van 2,5GB werd gerealiseerd. Naast het inlezen van de afbeeldingen werd Apache belast met het wegschrijven van access, error en user agent logs. Het besturingssysteem werd enige tijd gegund om zijn diskcache tot circa 1,6GB te vullen alvorens het opnemen van de trace werd gestart. Er werden twee varianten van de test gemaakt; een Light-variant met een concurrency van 2 en een Heavy-variant met een concurrency van 20 simultane requests. De verschillen waren in de trace zichtbaar door een gemiddelde queue-lengte van 1,86 I/O's in de Light-test en 3,50 I/O's in de Heavy-test. De verhouding tussen gelezen en weggeschreven hoeveelheid data bedroeg respectievelijk 75/25 en 86/14. De transfer rate bedroeg tijdens het opnemen van de trace gemiddeld 3,3MB/s in de Light-test en 35,1MB/s in de Heavy-test. De processorbelasting bleef in beide gevallen onder het maximum, wat duidelijk maakt dat de bottleneck bij de RAID-array y (Mylex AcceleRAID 600 met vier keer Atlas 15K in RAID 10) lag.
De benchmarks hebben als opvallend resultaat dat de verschillen tussen PCI-snelheden minimaal zijn. Zelfs 32-bit 33MHz PCI onder load presteert vrijwel gelijk aan 64-bit 66MHz PCI op de LSI MegaRAID Elite 1600. De Mylex AcceleRAID 600 presteert in beide tests gelijk op 66MHz en 100MHz PCI-X.
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 435 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 435 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 418 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 413 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 407 | |
| ||||||||
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 568 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 562 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 556 | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 510 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 510 | | |
| ||||||||
De database-benchmark werd gemaakt aan de hand van een lokale kopie van de Tweakers.net-database. Via apachebench werd een PHP-script aangeroepen dat vervolgens via fopen() willekeurige frontpage-, nieuws-, pricewatch- en meuktrackerpagina's ging aanroepen. De daaruitvloeiende MySQL-queries zorgden voor een realistische belasting van de database-server. Tijdens het opnemen van de trace werd alle logging door Apache stopgezet zodat alleen MySQL en de Windows pagefile actief waren op de harde schijf. Er werd wederom een lichte en een zware variant van de benchmark gemaakt. In het eerste geval bedroeg het concurrency level in apachebench 10 en in het tweede geval werden 50 simultane requests uitgevoerd. Daarbij steeg het aantal queries op de database-server naar ongeveer 500 per seconde (exclusief de queries die door de querycache van MySQL 4.0 werden afgevangen), wat vergelijkbaar is met Tweakers.net onder topdrukte.
De Mylex AcceleRAID 600 en de LSI MegaRAID Elite 1600 blijken in de beide tests precies omgekeerd te presteren. De MegaRAID is sneller onder lichte belasting en AcceleRAID presteert beter onder de hogere belasting. De verschillen tussen 64-bit 66MHz PCI en 32-bit 33MHz PCI zijn veel groter dan in de webserverbenchmarks. De MegaRAID presteert 12 tot 16 procent beter op de snellere bus. Als daar ook extra load op de legacy PCI-bus bij komt, stijgt het verschil naar 22 tot 30 procent. De AcceleRAID 600 presteert gelijk op 66MHz en 100MHz PCI-X in de lichte dbserver-benchmark en is bijna twee procent sneller op 100MHz in de zware benchmark.
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 1316 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 1176 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 1075 | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 990 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 990 | | |
| ||||||||
| ||||||||
| | |||||||
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI-X 100 | | | 1724 | | |
| ||||||||
| Mylex AcceleRAID 600 | | PCI64/66 | | | 1695 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI64/66 | | | 1639 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | | 1408 | | |
| ||||||||
| LSI MegaRAID Elite 1600 | | PCI32/33 | | Load | | 1250 | |
| ||||||||
Het is aannemelijk dat er grotere verschillen tussen legacy PCI en 64-bit 66MHz PCI zouden zijn ontstaan wanneer de benchmarks waren uitgevoerd op een RAID 0 array van vier Atlas 15K's. Omdat geen enkele nuchtiger systeembeheerder zijn gevoelige gegevens toevertrouwd aan een RAID 0 hebben we de benchmarks uitgevoerd op een RAID 5-array van vier schijven.
Conclusie
De benchmarks op de voorgaande pagina's bewijzen dat de beperkte bandbreedte van de 32-bit 33MHz legacy PCI-bus een reëele bottleneck vormt voor zware RAID-systemen. Een relatief oude dual channel Ultra160 SCSI RAID-adapter moest in een RAID 0-configuratie van vier 15.000rpm harde schijven onder desktop workloads gemiddeld 32 procent aan I/O performance inleveren. Wie zijn PCI-bus daarnaast ook wil belasten met de activiteiten van andere bandbreedte-vretende PCI-devices zoals videokaarten, video-editing kaarten en multi-channel geluidskaarten kan rekenen op een verlies dat snel richting de 45 procent kan kruipen. De verschillen in de serverbenchmarks zijn kleiner maar dat is ten dele het gevolg van het gebruik van RAID 5 in plaats van RAID 0.
Tweakers die graag een dikke RAID array op hun bord willen hebben, doen er verstandig aan om het geheel te garneren met een moederbord dat is voorzien van een snelle 64-bit PCI-bus. Naast een hogere PCI-bandbreedte bieden de moederborden met 64-bit PCI als niet gering voordeel de mogelijkheid om gebruik te maken van gescheiden PCI-bussen, waardoor conflicten tussen bijvoorbeeld een geluidskaart en een RAID-controller tot het verleden kunnen behoren. Helaas is 64-bit PCI enkel te vinden op high-end workstationmobo's met een prijskaartje vanaf 450 euro. De goedkoopste oplossing voor een hoge busbandbreedte is een dual Athlon-moederbord gebaseerd op de AMD 760MPX-chipset. Deze plankjes zijn verkrijgbaar voor een prijs van rond de 250 euro er worden tegenwoordig ook veel tweedehands aangeboden. Helaas missen de 760MPX-mobo's veel moderne features zoals onboard gigabit ethernet, USB 2.0 en FireWire. Ook zijn de prestaties van de single channel DDR266-geheugencontroller niet meer van deze tijd.
Het merendeel van de desktopgebruikers zal de prijzen van workstation-class moederborden onacceptabel hoog vinden. Voor hen zit er niets anders op dan wachten op de komst van PCI Express. Deze technologie belooft schaalbaarder te zijn dan de huidige PCI-standaard, die al jaren zit vastgeroest op een bandbreedte van 133MB/s. De hoop is dat het aanbod van busbandbreedte de vraag zal blijven overtreffen, zodat gebrek aan bandbreedte in de nabije toekomst tot het verleden zal behoren. Tot die tijd bieden de chipsetfabrikanten enige verlichting door hun geïntegreerde (Serial) ATA RAID en gigabit ethernet-controllers direct met de southbridge-interconnect te verbinden, zodat deze apparaten geen bandbreedte meer afsnoepen van de PCI-bus.
Dankwoord: deze review kwam tot stand dankzij de medewerking van AMD en MSI, die respectievelijk de Opteron-processors en het K8D Master dual Opteron-moederbord beschikbaar stelden. Dankzij Mecallie en de Area 61 aanhang is dit artikel inmiddels ook beschikbaar in een Engelse vertaling.
Tweakers die graag een dikke RAID array op hun bord willen hebben, doen er verstandig aan om het geheel te garneren met een moederbord dat is voorzien van een snelle 64-bit PCI-bus. Naast een hogere PCI-bandbreedte bieden de moederborden met 64-bit PCI als niet gering voordeel de mogelijkheid om gebruik te maken van gescheiden PCI-bussen, waardoor conflicten tussen bijvoorbeeld een geluidskaart en een RAID-controller tot het verleden kunnen behoren. Helaas is 64-bit PCI enkel te vinden op high-end workstationmobo's met een prijskaartje vanaf 450 euro. De goedkoopste oplossing voor een hoge busbandbreedte is een dual Athlon-moederbord gebaseerd op de AMD 760MPX-chipset. Deze plankjes zijn verkrijgbaar voor een prijs van rond de 250 euro er worden tegenwoordig ook veel tweedehands aangeboden. Helaas missen de 760MPX-mobo's veel moderne features zoals onboard gigabit ethernet, USB 2.0 en FireWire. Ook zijn de prestaties van de single channel DDR266-geheugencontroller niet meer van deze tijd.
Het merendeel van de desktopgebruikers zal de prijzen van workstation-class moederborden onacceptabel hoog vinden. Voor hen zit er niets anders op dan wachten op de komst van PCI Express. Deze technologie belooft schaalbaarder te zijn dan de huidige PCI-standaard, die al jaren zit vastgeroest op een bandbreedte van 133MB/s. De hoop is dat het aanbod van busbandbreedte de vraag zal blijven overtreffen, zodat gebrek aan bandbreedte in de nabije toekomst tot het verleden zal behoren. Tot die tijd bieden de chipsetfabrikanten enige verlichting door hun geïntegreerde (Serial) ATA RAID en gigabit ethernet-controllers direct met de southbridge-interconnect te verbinden, zodat deze apparaten geen bandbreedte meer afsnoepen van de PCI-bus.
Dankwoord: deze review kwam tot stand dankzij de medewerking van AMD en MSI, die respectievelijk de Opteron-processors en het K8D Master dual Opteron-moederbord beschikbaar stelden. Dankzij Mecallie en de Area 61 aanhang is dit artikel inmiddels ook beschikbaar in een Engelse vertaling.
