Mega roundup van Serial ATA RAID 5-adapters

Je hebt in de resultaten van ATTO Disk Benchmark al kunnen zien dat er grote verschillen bestaan in de RAID 5-schrijf transfer rates van de RAID-adapters. Omdat er bij het wegschrijven van gegevens naar een RAID 5-array pariteit moet worden berekend, zijn schrijfbewerkingen behoorlijk zwaar voor de I/O processor of de CPU (in het geval van hostbased RAID 5-adapters). De belasting is vrijwel lineair afhankelijk van de schrijf transfer rate. Vrijwel alle intelligente adapters bereiken bij een bepaalde transfer rate een maximum. Bij de hostbased adapters wordt het maximum vaak bepaald door de prestaties van de CPU of de bandbreedte van de bus.

Omdat ATTO gevoelig is voor caching en een te korte testduur heeft om er betrouwbare conclusies aan te kunnen verbinden, zijn er andere testmethoden nodig om de media schrijf transfer rates van de RAID-adapters te kunnen vergelijken. IOMeter biedt de mogelijkheid om eigen toegangspatronen samen te stellen. Hiermee hebben we een test gecreeërd die twee minuten lang in een sequentieel patroon en bij een transfer grootte van 1MB gegevens van de schijf. Naast een meting van de transfer rate worden er door IOMeter onder andere statistieken van de processorbelasting, het aantal interrupts en het aantal verwerkte I/O's verzameld.

In de RAID 0-tests zijn pariteitsbewerkingen nog niet aan de orde. Toch zijn er bij veel kaarten aan bottlenecks waarneembaar. De LSI MegaRAID SATA 150-4 en de Promise FastTrak S150 SX4 presteren zwaar ondermaats en ook de performance scaling van de 3ware Escalade 8506-8, 3ware Escalade 9500S-8 en HighPoint RocketRAID 1820A is niet optimaal te noemen. Die eerste is wel de snelste met twee schijven in RAID 0. Alleen de Areca ARC-1120 en de RAIDCore BC4852 schalen goed naar vier schijven. De BC4852 doet dat helaas wel met een matige score in de configuratie met twee schijven.



Wederom matige prestaties van de LSI MegaRAID SATA 150-4/6, de 3ware Escalade 8506-8 en de Promise FastTrak S150 SX4 in de RAID 10-test. De schrijf transfer rates van de Areca ARC-1120, HighPoint RocketRAID 1820A en RAIDCore BC4852 schalen uitstekend.



In de RAID 5-test komen zoals verwacht pas echt grote verschillen aan het licht. De HighPoint RocketRAID 1820A en de RAIDCore BC4852 kunnen profiteren van de hoge performance van de hedendaagse processors. Met acht schijven in RAID 5 wordt een schrijf transfer rate van bijna 350MB/s bereikt. In theorie moeten beide adapters betere kunnen presteren, maar omdat de CPU-belasting op onze 1,4GHz Opteron 240 is opgelopen tot 100 procent komt aan de schaling van de transfer rates een vroegtijdig einde. Ook de Areca ARC-1120 is ondanks zijn moderne architectuur niet vrij van bottlenecks. Bij 240MB/s bereikt de schrijf transfer rate een maximum. De 3ware Escalade 9500S-8 komt amper aan de 100MB/s, zijn voorganger blijft steken op 75MB/s. Daartussen bevindt zich de Promise FastTrak S150 SX4 met een transfer rate van iets meer dan 90MB/s en onderaan de grafiek zet de LSI MegaRAID SATA 150-4/6 al ploeterend 55MB/s op de teller.



Het bovenstaande plaatje ziet er zeer rooskleurig uit voor de hostbased RAID-adapters. Aan de hoge schrijf transfer rates van deze adapters hangt ook een keerzijde en wel de hoge processorbelasting die hiermee gepaard gaat. Om een eerlijke vergelijking mogelijk te maken, moet er rekening gehouden worden met de transfer rate van de adapters. De processorbelasting is namelijk vrijwel lineair afhankelijk van de transfer rate. We doen onze vergelijking daarom op basis van de processorbelasting per 100MB/s transfer rate. De relatieve processorbelasting is bij alle kaarten zo goed als stabiel per RAID-level. We laten daarom alleen de resultaten zien van RAID 0, RAID 10 en RAID 5 configuraties met vier schijven. Uiteraard geldt voor alle percentages dat zij afhankelijk van de processorsnelheid. De Opteron 240 van ons testsysteem is niet bepaald een snelheidsmaniak.

De Areca ARC-1120, 3ware Escalade 8506-8 en HighPoint RocketRAID 1820A scoren de laagste relatieve processorbelasting in de RAID 0-test. Alle drie zorgen ze voor een CPU-belasting van minder dan twee procent per 100MB/s schrijf transfer rate. Niet ver van deze groep eindigt de 3ware Escalade 9500S-8 met een relatieve CPU-belasting van 2,30 procent. De resultaten van de HighPoint RocketRAID 1820A mogen zeer goed genoemd worden. Ondanks het feit dat de RAID-bewerking op deze kaart niet volledig in hardware worden afgehandeld, is de relatieve processorbelasting nauwelijks hoger dan de best presterende intelligente RAID-adapters. De RAIDCore BC4852 geeft zich met 4,17 procent al beter te kennen en bij de Promise FastTrak S150 SX4 is het overduidelijk dat de CPU voor veel RAID-bewerking wordt ingeschakeld. Verbazingwekkend zijn de slechte resultaten van de LSI MegaRAID SATA 150-4/6. Ondanks zijn intelligente karakter eindigt deze kaart op de laatste plaats met een relatieve processorbelasting van 12,60 procent. Hierbij moet wel opgemerkt worden dat de schrijf transfer rate van de MegaRAID lager is dan 100MB/s. De werkelijke processorbelasting is dus minder dan 12,60 procent.


De resultaten van de RAID 10-benchmarks zijn wederom positief voor de 3ware Escalade 9500S-8, de Areca ARC-1120 en de HighPoint RocketRAID 1820A. De meest opvallende verandering ten opzichte van de RAID 0-test zijn de slechte prestaties van de 3ware Escalade 8506-8 (12,35 procent) en de Promise FastTrak S150 SX4 (15,04 procent).


De extra belasting van pariteitsbewerkingen heeft tot gevolg dat de RAIDCore BC4852 en de HighPoint RocketRAID 1820A met afstand de hoogste relatieve processorbelasting in de RAID 5-test scoren. De Promise FastTrak S150 SX4 maakt gebruikt van een hardware XOR-processor en veroorzaakt daardoor geen hogere processorbelasting dan in RAID 0. Op het ereschavot eindigen de 3ware Escalade 8506-8, de Areca ARC-1120 en de 3ware Escalade 9500S-8.


Wie geschrokken is van de bovenstaande resultaten moet realiseren dat de processorbelasting van de hostbased RAID 5-adapters in direct verband staat met de schrijf transfer rate en de prestaties van de CPU. In de praktijk zullen de schrijf transfer rates zelden pieken van honderden megabytes per seconden bereiken. Simpelweg omdat er niet zoveel gegevens tegelijkertijd worden weggeschreven en omdat schrijfoperaties zelden een volledig sequentieel patroon hebben. Transfer rates van honderden MB/s zijn niet mogelijk wanneer de schijven veel kopverplaatsingen moeten maken, bijvoorbeeld in serversystemen die veel data wegschrijven naar uiteenlopende locaties op een array. Bovendien zijn de processors van nieuwe desktop- en serversystemen vrijwel altijd krachtiger dan de bescheiden Opteron 240 in onze testmachine. De hogere processorbelasting van een hostbased RAID-adapter hoeft in de praktijk daarom geen struikelblok te zijn. Voor zware toepassingen, bijvoorbeeld serversystemen die een hoge processorcapaciteit vragen én veel data naar de disken wegschrijven, kan het natuurlijk wel verstandig zijn om de processor niet met pariteitsbewerkingen te belasten.