Anatomie van een RAID-adapter (1)
Alvorens de individuele deelnemers te bespreken zullen we eerst de opbouw van de verschillende RAID-implementaties bespreken en een update geven over de laatste stand van zaken ten aanzien RAID-componenten zoals SATA-controllers en I/O processors, zodat het voor iedereen duidlijk(er) is hoe de vork in de steel zit.
In deze les van de anatomie van een RAID-adapter dient allereerst onderscheid gemaakt te worden tussen de producten die in de volksmond 'software RAID-adapters' en 'hardware RAID-adapters' worden genoemd. Met de eerste groep worden controllers bedoeld die de RAID-bewerkingen door de CPU laten uitvoeren en met de tweede categorie bedoeld men controllers waarbij de RAID-functionaliteit zich geheel aan boord van de adapter bevindt. De onderverdeling in software en hardware RAID doet vermoeden dat de RAID-logica bij de tweede groep in silicum is gebakken. Niets is minder waar: ook bij zogenaamde hardware RAID-controllers hangen de RAID-arrays via software aan elkaar, echter draait die software niet op de CPU maar op een onboard I/O processor. Het is daarom beter om te spreken van hostbased RAID-adapters en intelligente RAID-adapters. De eerste groep is afhankelijk van de host CPU terwijl de tweede groep over voldoende intelligentie beschikt om de RAID-bewerkingen onafhankelijk van de host te kunnen uitvoeren.
In deze les van de anatomie van een RAID-adapter dient allereerst onderscheid gemaakt te worden tussen de producten die in de volksmond 'software RAID-adapters' en 'hardware RAID-adapters' worden genoemd. Met de eerste groep worden controllers bedoeld die de RAID-bewerkingen door de CPU laten uitvoeren en met de tweede categorie bedoeld men controllers waarbij de RAID-functionaliteit zich geheel aan boord van de adapter bevindt. De onderverdeling in software en hardware RAID doet vermoeden dat de RAID-logica bij de tweede groep in silicum is gebakken. Niets is minder waar: ook bij zogenaamde hardware RAID-controllers hangen de RAID-arrays via software aan elkaar, echter draait die software niet op de CPU maar op een onboard I/O processor. Het is daarom beter om te spreken van hostbased RAID-adapters en intelligente RAID-adapters. De eerste groep is afhankelijk van de host CPU terwijl de tweede groep over voldoende intelligentie beschikt om de RAID-bewerkingen onafhankelijk van de host te kunnen uitvoeren.

RAIDCore BC4852: hardwarematig niet gecompliceerder dan normale SATA-host bus adapters
Hostbased RAID en intelligente RAID hebben ieder hun eigen voor- en nadelen. Het meest voor de hand liggende voordeel van hostbased RAID zijn lagere kosten. De RAID-controller of -adapter hoeft hardwarematig niet gecompliceerder te zijn dan een normale controller zonder RAID-functionaliteit. Omdat er gebruikgemaakt wordt van de rekenkracht van de hedendaagse snelle processors kunnen hostbased RAID-implemenaties een zeer goede performance schaling realiseren. De keerzijde is dat er vooral bij RAID-levels met pariteit veel meer CPU-cycles verstookt worden. Niet alleen wordt de CPU extra belast, er worden ook meer interrupts aangevraagd, er wordt geheugenbandbreedte verbruikt en er is meer I/O bandbreedte nodig. Naast de eigenlijke data moet immers ook de redundante gegevens voor een RAID-level met pariteit of mirroring over de bus. Bij intelligente RAID-adapters worden redundante gegevens niet over de PCI-bus verstuurd. Een ander nadeel van hostbased RAID-controllers is dat ze niet onafhankelijk van de processor en de driver in de besturingssysteem kunnen functioneren. Voor het uitvoeren van handelingen zoals het reconstrueren of uitbreiden van een RAID volume is het vaak noodzakelijk om een besturingssysteem en eventuele RAID-management software actief te hebben. Een harde reset wil bij sommige hostbased oplossingen tot gevolg hebben dat een rebuild of initialisatie geheel opnieuw moet beginnen. Ook kan write-back data, voor zover hostbased controllers systeemgeheugen als cache gebruiken, niet beschermd worden met een battery backup unit (BBU).
Intelligente RAID-controllers hebben als voordeel dat zij geheel onafhankelijk van het systeem opereren. Het rebooten, resetten of uitschakelen van het systeem laat hen doorgaans niet van de wijs brengen. Intelligente RAID-controllers verspillen in RAID-levels met pariteit aanzienlijk minder CPU-cycles dan hostbased controllers. De keerzijde is dat een onvoldoende snelle I/O processor kan zorgen voor een bottleneck in de prestaties. Alle RAID-adapters met een Intel i960, IOP302 of IOP303 processor hebben een reeële bottleneck die vaak al bij een transfer rate van 130MB/s in zicht is. Het gevolg is de prestaties bij meer dan vier snelle schijven niet meer toenemen. RAID-adapters met de nieuwe XScale I/O processors van Intel schalen daarentegen uitstekend.

Intelligente RAID: I/O processor in het centrum, rechts geheugenbanken, links SATA-controllers
We hebben eerder al voorbeelden genoemd van de hogere robuustheid van intelligente RAID-adapters. De onafhankelijke werking zorgt voor een hogere beschikbaarheid van gegevens en omdat de inhoud van de cache bij veel adapters met een battery backup unit beschermd kan worden, kan zonder risicio write-back caching ingezet worden wat de prestaties vooral in RAID 5 aanzienlijk kan verbeteren. Minstens zo belangrijk is dat de fabrikanten van intelligente RAID-adapters vaak meer werk lijken te maken van de kwalificatie van hun producten. Omdat veel intelligentie zich in de hardware of de firmware afspeelt, kunnen deze fabrikanten er maar beter voor zorgen dat hun producten solide van aard zijn. Ad-hoc een fix uitbrengen gaat immers lastiger dan bij een simpele driver update. Ook het feit dat deze fabrikanten zich vaak op een hoger marktsegment richten dan de makers van hostbased RAID-adapters speelt hierbij een rol. We hebben de indruk dat er meer driver- en compatibiliteitsproblemen voorkomen bij hostbased RAID-adapters. De rampzalige traagheid van de Promise FastTrak S150 SX4 met de eerste release drivers, de terugroepactie van de RAIDCore RC4x52 en de slechte ervaringen van gebruikers van de HighPoint RocketRAID 1820 zijn hier voorbeelden van. Overigens doen zich ook bij de fabrikanten van intelligente RAID-adapters problemen voor. Recente 3ware kaarten met ondersteuning voor 64-bit 66MHz hebben compatibliteitsproblemen met bepaalde PCI-X-moederborden en LSI Logic heeft vroege versies van de MegaRAID SATA 150-4 en MegaRAID SATA 150-6 moeten terugroepen.
Zoals vaker is de werkelijkheid niet zo zwart-wit als hierboven wordt gesteld met het onderscheid tussen hardware of software RAID en hostbased RAID-adapters of intelligente RAID-adapters. Er bestaan ook tussenoplossingen die voor bepaalde taken hardwareacceleratie gebruiken en voor andere taken afhankelijk zijn van software die wordt uitgevoerd door de host CPU. Eén van de fabrikanten met een zogenaamde hardware assisted RAID-oplossing is Promise. De FastTrak S150 SX4 kan XOR-bewerkingen in hardware uitvoeren en beschikt over onboard geheugen, maar moet het stellen zonder I/O processor.
Volgende pagina (Anatomie van een RAID-adapter (2) - 4/32)
Inhoudsopgave
- Inleiding
- Testdoelstelling en testveld
- Anatomie van een RAID-adapter (1)
- Anatomie van een RAID-adapter (2)
- SATA-controllers en I/O processors
- 3ware Escalade 8506-8
- 3ware Escalade 9500S-8
- Areca ARC-1120
- HighPoint RocketRAID 1820A
- LSI Logic MegaRAID SATA 150-4/6
- Promise FastTrak S150 SX4
- RAIDCore BC4852
- Featurevergelijking (1)
- Featurevergelijking (2)
- Niet geteste alternatieven
- Testverantwoording
- Toegangstijden en STR's
- ATTO STR's en cache transfer rates
- Schrijf STR en CPU-belasting
- Random I/O performance
- Desktopprestaties
- Workstationprestaties
- Serverprestaties (1)
- Serverprestaties (2)
- Serverprestaties (3)
- Serverprestaties (4)
- RAID 6-en RAID 50-prestaties
- Write-thru en degraded array performance
- SATA vs SCSI RAID
- Last minute driver en firmware updates
- Gebruikerservaringen
- Conclusie
- Reacties (66)
