Mega roundup van Serial ATA RAID 5-adapters

Een andere toepassing waarvoor SATA RAID zeer geschikt is, is streaming media. Het streamen van grote hoeveelheden videocontent vraagt een hoge opslagcapaciteit en hoge sequentiële transfer rates. Op beide punten scoren Serial ATA-harde schijven goed. SCSI-harde schijven met een toerental van 10.000 en 15.000 omwentelingen per minuut presteren weliswaar wat beter dan 7.200rpm SATA-harde schijven en (soms) de 10.000rpm Raptor WD740GD, maar het snelheidsvoordeel staat vaak nauwelijks in verhouding met het prijsverschil. Bovendien heeft ook de RAID-adapter een behoorlijke invloed op de uiteindelijke prestaties.

Voor het simuleren van deze toepassing maakten we gebruik van Windows Media Services 9, de ingebouwde streaming media server van Windows Server 2003. De load werd op de clients gegenereerd met behulp van Microsoft Media Load Simulator. Door de server werden videofragmenten in Windows Media-formaat van verschillende groottes en bitrates geserveerd. Er werden twee scenario's gesimuleerd; de eerste met een beperkte dataset van 6GB en een geheugen van 2GB in de server, en de tweede met een grotere dataset van 19GB en 4GB RAM in de server. De streaming media server kon dus gebruikmaken van een behoorlijk grote diskcache. In beide gevallen werden enkele honderden clients gesimuleerd door de load simulator. Op deze pagina zullen we de resultaten van de variant met de grote dataset bespreken.

Tijdens het tracen van het large dataset-scenario werd gedurende een gedeelte van de scenario een videostream geupload met een snelheid van circa 800KB/s. Tijdens de trace werd een gemiddelde transfer rate van 20,5MB/s op de server bereikt. De verplaatste data bestond voor 98 procent uit ingelezen gegevens. Ondanks het grote aantal clients was de gemiddelde lengte van de queue slechts 3,5 I/O's. Toch was de belasting van de disk array met de videostreams erg hoog, gemiddeld 89 procent.

In de vergelijking van de RAID 1- en RAID 10-prestaties gaan de twee 3ware-adapters aan de leiding. 3ware heeft uitstekende mirroring-optimalisaties in zijn RAID-stack ingebouwd. In RAID 10 biedt ook de Areca ARC-1120 goede prestaties, maar in RAID 1 is de performance helaas wat minder. Gemiddelde prestaties zijn weggelegd voor de LSI MegaRAID SATA 150-4/6 en de Promise FastTrak S150 SX4. Minder goed presteren de HighPoint RocketRAID 1820A en de RAIDCore BC4852. Vooral die laatste geeft een tegenvallende performance. Ook dat hebben we al vaker gezien in de RAID 1- en de RAID 10-benchmarks.



De RAID 5-grafiek laat een compleet andere plaatje zien. De Areca ARC-1120 gaat met grote voorsprong aan kop en tikt bijna het plafond van de grafiek aan. Een zeldzame inzinking in de RAID 5-formatie met acht schijven vormt geen bedreiging voor zijn heerschap. Op een verdienstelijke tweede plaats eindigt de 3ware Escalade 9500S-8, die in de streaming media benchmark een verassend goede performance scaling laat zien. In het middenveld zijn de prestatieverschillen tussen de LSI MegaRAID SATA 150-4/6, HighPoint RocketRAID 1820A, 3ware Escalade 8506-8 en de RAIDCore BC4852 niet al te groot. Dit complete groepje laat een matige schaling zien. Enige performance scaling is bij de Promise FastTrak S150 SX4 compleet afwezig.



Mailservers zijn evenals database-servers nog vooral het domein van SCSI RAID-oplossingen. In situaties die geen enorm hoge prestaties verlangen, is er echter geen reden om Serial ATA bij voorbaat af te wijzen. Om de workloads van grote mailservers te kunnen testen hebben we met behulp van Exchange 2003 en Microsoft Load Simulator een simulatie opgezet van een middelgrote en een zeer grote Exchange-installatie. In de eerste 'medium concurrency'-workload werden 500 gebruikers gesimuleerd, waarvan 150 met een zwaar profiel en 350 met een gemiddeld profiel. De totale dataset van 33GB was verspreid over het gehele bereik van het 73GB grote RAID 10-datavolume. Logfiles werden gescheiden bijgehouden op een RAID 1-array zoals dat bij voorkeur ook in de werkelijkheid gebeurt. De simulatie betreft uiteraard een playback van het datavolume. Het wegschrijven van logfiles is een grotendeels sequentiële bedrijvigheid die geen hoge eisen stelt aan de prestaties van de RAID-adapter of de harde schijven. De load simulatie genereerde een gemiddelde transfer rate van 4,3MB/s en een gemiddelde I/O-rate van 810 IOps op de data-array. Hierbij steeg de gemiddelde diskbelasting naar 99 procent, wat samen met de lage transfer rate aangeeft dat er veel willekeurige I/O's werden uitgevoerd. De verplaatste gegevens werden voor 57,6 procent naar de schijf weggeschreven en van alle I/O-bewerkingen bestond 49,4 procent uit schrijfoperaties. De I/O queue had een gemiddelde lengte van 16,1 uitstaande I/O's.

De LSI MegaRAID SATA 150-4/6 heeft eerder bewezen goed te presteren in situaties met veel random I/O. Dat is ook het geval in de RAID 1- en RAID 5-tests van deze mailserver-simulatie. De MegaRAID doet het minder goed in RAID 10. Deze discipline wordt beter beheerst door de beide adapters van 3ware. Minder positief zijn we over de Areca ARC-1120 en de RAIDCore BC4852, beide presteren slecht in RAID 1 en RAID 10.



In de RAID 5-test zijn er wederom goede prestaties voor de MegaRAID, al is de schaalbaarheid naar zes schijven slecht. De RAIDCore BC4852 doet het uitstekend en is in RAID 5-formaties vanaf circa vijf schijven sneller dan de MegaRAID. De verschillen met het middenveld, bestaande uit de HighPoint RocketRAID 1820A en de Areca ARC-1120, zijn behoorlijk groot. Slechte prestaties worden geleverd door de Promise FastTrak S140 SX4 en de kaarten van 3ware. De Escalade 9500S-8 kan nog wel aardig meekomen in de configuraties met drie en vier schijven.



In het high concurrency Exchange-scenario werd het aantal gebruikers van de mailserver verhoogd naar 1500, waarvan 700 gemiddelde gebruikers, 500 zware gebruikers en 300 gebruikers in zogenaamde cached mode. Het grotere aantal gebruikers zorgt voor een flinke verhoging van de belasting op de mailserver. De gemiddelde transfer rate in de trace steeg naar 6,45MB/s en de gemiddelde I/O-rate liep op tot 1047 IOps. 46,3 Procent van de dataverplaatsing bestond uit writes en 35,2 procent van de I/O-bewerkingen bestond uit schrijfoperaties. De verhoogde belasting zorgde tevens voor een enorme stijging van de gemiddelde queue-lengte, deze bedroeg nu 72,3 uitstaande I/O's. De modus lag echter lager, zo rond 48 uitstaande I/O's. Een zwaar scenario dus, dat enkel op zeer grote mailservers zal voorkomen.

Door de hoge verhouding van willekeurige I/O presteert de Areca ARC-1120 slecht in dit scenario. Eens zo oppermachtig, bezet hij nu een treurige laatste plaats in de ranglijsten van de RAID 1- en RAID 10-prestaties. De resultaten van de LSI MegaRAID SATA 150-4/6 en de 3ware Escalade 9500S-8 zijn uitstekend. Hetzelfde geldt in mindere mate voor de oudere Escalade 8506-8. Het middenveld wordt gevormd door de adapters van Promise, RAIDCore en HighPoint.



In de RAID 5-test laat de LSI MegaRAID SATA 150-4/6 opnieuw verbazingwekkend goede prestaties zien. Zelfs met zes schijven doet de MegaRAID nauwelijks onder voor de RAIDCore BC4852. Alle overige kaarten schalen veel minder dan de twee afgevaardigden van LSI Logic en RAIDCore. Droevig is het gesteld met de prestaties van de 3ware Escalade 8506-8 en ook de Areca ARC-1120 valt tegen. We zijn benieuwd naar de verbetering in de nieuwste firmware voor deze adapter.