BenchDB Update: Areca SATA RAID-adapters

Specificaties

In onze Areca opgestuurd. Areca is een naar ons idee tamelijk onbekende Taiwanese fabrikant met weliswaar veel ervaring op het gebied van RAID-controllers. Het bedrijf concentreert zich voornamelijk op externe RAID-oplossing, maar levert daarnaast ook enkele interne PCI-X en PCI Express RAID-adapters. Enige tijd geleden kondigde het bedrijf reeds zijn vier en acht poorts SATA RAID-adapters met PCI-X en PCI-E aan. In de handleiding die bij onze sample van de 8-poorts Areca ARC-1120 PCI-X-adapter werd geleved, wordt tevens melding gemaakt van 12- en 16-poorts adapters waarvan de specificaties nog niet op de site van Areca beschikbaar zijn. De complete SATA RAID line-up van Areca bestaat daarmee uit twaalf adapters in configuraties met 4, 8, 12 en 16-poorten, PCI-X- of PCI-E x4-interfaces, en normale of multi-lane connectors bij de kaarten met 12 en 16 poorten. Multi-lane combineert vier SATA-poorten in een enkele InfiniBand-kabel en voorkomt daarmee een hoop spaghetti in serverbehuizingen. Wegens hun sterke specificaties en relatieve onbekendheid in Nederland besteden we in dit korte artikel extra aandacht aan de SATA RAID-adapters van Areca. Tevens geven we een performance preview van de ARC-1120.

De RAID-implementatie van Areca is gebaseerd op snelle I/O-processors van Intel in combinatie met één of meerdere Marvell SATA-controllers, een Areca RAID 6 ASIC en 128MB DDR333 ECC SDRAM. De PCI Express-versies maken gebruik van een Intel IOP332-processor en de PCI-X-versies zijn gebaseerd op een 500MHz IOP331. Areca gebruikt de nieuwe 4-poorts 88SX6041 en 8-poorts 88SX6081 SATA II-controllers van Marvell. Deze ondersteunen snelheden van 300MB/s en hebben support voor zowel SATA II Native Command Queuing als SATA I / ATA 6 Tagged Command Queuing. Verder hebben deze controllers ondersteuning voor port multipliers. De versies met vier en acht poorten zijn ondergebracht op een low profile PCB en beschikken over embedded geheugen. De twaalf en zestien poorts varianten hebben een half length-formaat met standaard hoogte. Bij deze versies kan het geheugen tot maximaal 1GB uitgebreid worden middels een standaard SO-DIMM-slot.

Een bijzondere feature van de Areca-adapters is ondersteuning voor RAID level 6. Hierbij wordt gebruik gemaakt van block level striping met verspreide dubbele pariteit. Daardoor blijft een array zelfs bij uitval van twee schijven beschikbaar. De keerzijde is het verlies van capaciteit van twee schijven in plaats van één. Andere in het oog springende features zijn de mogelijkheid om een LCD-scherm aan te sluiten, optionele support voor de eerder genoemde multi-lane bekabeling, het gebruik van een dubbel uitgevoerd BIOS waarmee het risico van een mislukte BIOS update wordt geëlimineerd en de mogelijkheid om een battery backup unit aan te sluiten. Areca is na LSI Logic en 3ware de derde fabrikant die een battery backup unit als optie biedt voor zijn SATA RAID-adapters. Een BBU maakt het mogelijk om zonder risico write-back cache te gebruiken. Het cachen van schrijf-I/O is sterk bevorderend voor de prestaties van met name RAID 5 arrays.

Areca levert remote management software voor Windows en Linux. Op dit moment zijn er drivers beschikbaar voor Red Hat Linux, SuSE Linux, FreeBSD en de Windows-versies NT 4.0, 2000, XP en Server 2003. Voor Red Hat Enterprise Linux 3.0, Windows XP en Windows Server 2003 worden reeds AMD 64-drivers geleverd. Areca zal op korte termijn open source drivers voor Linux beschikbaar te stellen.

Op basis van de bovengenoemde specificaties kunnen we stellen dat Areca een zeer indrukwekkende serie van SATA RAID-adapters heeft afgeleverd. Na Adaptec is Areca de tweede fabrikant die een 16-poorts adapter op de markt zal brengen. Het essentiële verschil met de 21610SA van Adaptec is dat die laatste vooral 'leuk' is om veel opslagcapaciteit mee te creeëren, terwijl van Areca's producten verwacht mag worden dat ze dankzij een moderne implementatie ook een goede performance scaling aan de dag zullen leggen. De Adaptec 21610SA moet het stellen met een trage 100MHz IOP303-processor, gebaseerd op de verouderde i960-architectuur. De Areca's hebben een 500MHz IOP331 of IOP332 onder de motorkap, beide gebaseerd op de moderne XScale-architectuur. Onze ervaring is dat de RAID 5-prestaties van IOP303-gebaseerd RAID-adapters bij meer dan vier snelle harde schijven nauwelijks meer toenemen of soms zelfs slechter worden.

Adapter specificaties

• Intel 80331 I/O processor (ARC-11xx serie)
• Intel 80332 I/O processor (ARC-12xx serie)
• 133MHz PCI-X (backwards compatible met 32-bit 33MHz 3,3V) of PCI Express x4
• 128MB DDR333 ECC SDRAM
• Eén SO-DIMM socket voor DDR333 ECC SDRAM op 12/16-poorts versies, upgradebaar naar 1GB
• Ondersteuning voor write-through en write-back cache
• Multi-adapter ondersteuning
• Ondersteuning voor BIOS PnP en BBS (BIOS boot specification)
• Areca polynomial ASIC voor RAID 6-acceleratie
• NVRAM voor RAID event en transaction log
• Gereed voor battery backup unit (BBU)

RAID features

• RAID levels 0, 1, 0+1, 3, 5, 6 en JBOD
• Multiple RAID arrays
• Online array roaming
• Online capacity expansion en RAID level migration (gelijktijdig)
• Instant availability en background initialization
• Automatische herkenning van toegevoegde of verwijderde drives, automatische rebuilding
• S.M.A.R.T. ondersteuning
• SNMP agent
• Gereed voor enclosure management
• Ondersteuning voor >2TB volumes met 64-bit LBA
• Redundant flash image voor hogere adapter availability

Areca PCI-X SATA RAID-specificaties
Model	ARC-1110	ARC-1120	ARC-1130	ARC-1131	ARC-1160	ARC-1161
Host bus	133MHz PCI-X
RAID 6 support	N/A	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja
Cache geheugen	128MB	128MB	1x SO-DIMM	1x SO-DIMM	1x SO-DIMM	1x SO-DIMM
Aantal poorten	4	8	12	12	16	16
Disk connector	SATA	SATA	SATA	Multi-lane	SATA	Multi-lane

Areca PCI Express SATA RAID-specificaties
Model	ARC-1210	ARC-1220	ARC-1230	ARC-1231	ARC-1260	ARC-1261
Host bus	PCI Express x4
RAID 6 support	N/A	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja
Cache geheugen	128MB	128MB	1x SO-DIMM	1x SO-DIMM	1x SO-DIMM	1x SO-DIMM
Aantal poorten	4	8	12	12	16	16
Disk connector	SATA	SATA	SATA	Multi-lane	SATA	Multi-lane

PCB layout

Op dit moment zijn er op de website van Areca nog geen foto's en specificaties te vinden van de twaalf en zestien poorts adapters. Het bestaan van deze adapters werd ons pas bekend nadat we de handleiding van de ARC-1120 onder ogen kregen. In de handleiding worden de onderstaande illustraties gegeven van de board layout van de Areca-adapters:

Areca ARC-1110/1120 4/8-poorts PCI-X


Areca ARC-1210/1220 4/8-poorts PCI-E


Areca ARC-1130/1160 12/16-poorts PCI-X


Areca ARC-1230/1260 12/16-poorts PCI-E


Areca ARC-1131/1161 12/16-poorts PCI-X met multi-lane connector


Areca ARC-1231/1261 12/16-poorts PCI-E met multi-lane connector


De Areca ARC-1120 in levende lijve

Performance preview

Hoewel de Areca ARC-1120 een bescheiden voorkomen heeft - de low-profile pcb is kleiner dan van veel andere 8-poorts hardware SATA RAID-adapters - zullen de specificaties op de eerste pagina duidelijkheid gemaakt hebben dat de ARC-1120 een ijzersterk package heeft. Het is de eerste adapter in ons testlab die is voorzien van een 500MHz I/O processor, DDR333-geheugen en de SATA II-controller van Marvell. In de beperkte tijd die we tot nu toe met de adapter hebben kunnen doorbrengen, heeft de ARC-1120 imposante prestaties laten zien. Zo af en toe bemerk je als tester het gevoel iets heel indrukwekkends in handen te hebben. Die gevoelens kwamen ook naar boven toen we de eerste benchmarks op de ARC-1120 draaiden in een RAID 5-configuratie met acht schijven. ATTO noteerde een cache transfer rate van ruim 750MB/s, hoger dan we bij alle andere adapters hebben gezien. De media transfer rates waren met een beginwaarde van 375MB/s prima in orde. Voor de tests hebben we weer gebruikgemaakt van de acht Raptor WD740GD-schijven die Western Digital ons ter beschikking heeft gesteld.

ATTO Maximale read transfer rate
#	RAID	Controller	Score (KB/s)
8	RAID 5	Areca ARC-1120	771.751
8	RAID 5	HighPoint RocketRAID 1820A	431.888
8	RAID 5	RAIDCore BC4852	428.705
8	RAID 5	3ware Escalade 9500S-8	251.658
8	RAID 5	3ware Escalade 8506-8	130.308

Sequentiële transfer rate - Begin
#	RAID	Controller	Score (KB/s)
8	RAID 5	RAIDCore BC4852	460.000
8	RAID 5	HighPoint RocketRAID 1820A	422.000
8	RAID 5	3ware Escalade 9500S-8	375.000
8	RAID 5	Areca ARC-1120	373.000
8	RAID 5	3ware Escalade 8506-8	176.000

Na de eerste runs van onze StorageMark-benchmarks, uitgevoerd bij een default stripe size van 64K, passeerde de ARC-1120 reeds moeiteloos alle andere adapters. Na optimalisatie van de stripe size - 128K bleek het beste te presteren - nam de performance nog eens zo'n vijf procent toe. De Areca ARC-1120 kwam daarmee met stip op nummer één binnen in de desktop-, gaming-, workstation- en serverranglijsten.

Desktop StorageMark 2004 Index
#	RAID	Controller	Score (StorageMarks)
8	RAID 5	Areca ARC-1120	272,4
8	RAID 5	RAIDCore BC4852	234,4
8	RAID 5	HighPoint RocketRAID 1820A	174,5
8	RAID 5	3ware Escalade 9500S-8	137,1
8	RAID 5	3ware Escalade 8506-8	95,3

Gaming StorageMark 2004 Index
#	RAID	Controller	Score (StorageMarks)
8	RAID 5	Areca ARC-1120	245,5
8	RAID 5	RAIDCore BC4852	207,3
8	RAID 5	HighPoint RocketRAID 1820A	168,4
8	RAID 5	3ware Escalade 9500S-8	159,0
8	RAID 5	3ware Escalade 8506-8	122,1

Workstation StorageMark 2004 Index
#	RAID	Controller	Score (StorageMarks)
8	RAID 5	Areca ARC-1120	361,7
8	RAID 5	RAIDCore BC4852	278,7
8	RAID 5	HighPoint RocketRAID 1820A	245,8
8	RAID 5	3ware Escalade 9500S-8	172,2
8	RAID 5	3ware Escalade 8506-8	97,5

Server StorageMark 2004 Index
#	RAID	Controller	Score (StorageMarks)
8	RAID 5	Areca ARC-1120	301,2
8	RAID 5	RAIDCore BC4852	285,5
8	RAID 5	HighPoint RocketRAID 1820A	235,3
8	RAID 5	3ware Escalade 9500S-8	158,2
8	RAID 5	3ware Escalade 8506-8	140,7

De sequentiële schrijf transfer rate ligt met 237MB/s aan het begin van het volume op een wat lager niveau dan bij de RAIDCore BC4852 en de HighPoint RocketRAID 1820A. Daar staat tegenover dat de ARC-1120 een minimale processorbelasting heeft, terwijl de softwaregebaseerde kaarten van RAIDCore en HighPoint onze bescheiden Opteron 240 tot op de knieën dwongen bij het wegschrijven van gegevens met een transfer rate van circa 340MB/s. De processorbelasting per 100MB/s schijf transfer rate bedraagt 1,62 procent. Bij de BC4852 en RocketRAID 1820A is dit 28,8 procent.

Sequentiële schrijf transfer rate
#	RAID	Controller	Score (MB/s)
8	RAID 5	HighPoint RocketRAID 1820A	347,48
8	RAID 5	RAIDCore BC4852	334,83
8	RAID 5	Areca ARC-1120	236,68
8	RAID 5	3ware Escalade 9500S-8	110,62
8	RAID 5	3ware Escalade 8506-8	77,71

Genormaliseerde processorbelasting
#	RAID	Controller	Score (%)
8	RAID 5	Areca ARC-1120	1,62
8	RAID 5	3ware Escalade 9500S-8	1,66
8	RAID 5	3ware Escalade 8506-8	1,83
8	RAID 5	HighPoint RocketRAID 1820A	28,76
8	RAID 5	RAIDCore BC4852	28,81

Over de mogelijkheden van de BIOS-configuratietool en de webbased management interface kunnen we tevreden zijn. Beide tools zijn eenvoudig van uiterlijk, maar bieden voldoende functionaliteit en beschikken over handige features zoals een hardware monitor waarmee de temperaturen van de harde schijven, het toerental van de ventilator en de status van de eventueel aanwezige BBU uitgelezen kunnen worden. Een grafische BIOS-interface zoals bij de LSI MegaRAID is niet aanwezig.

De goede prestaties van de Areca ARC-1120 en de navenant slechte prestaties van de 3ware Escalade 9500S-8 doen vraagtekens rijzen over de langetermijn-strategie van 3ware. In tegenstelling tot fabrikanten zoals Areca en LSI Logic ontwikkelt 3ware zijn I/O processors en SATA-controllers in eigen huis. Dat deze onvoldoende presteren blijkt uit de testresultaten: de Escalade 9500S-8 is op geen enkele manier in staat om de RAID 5 performance van moderne hardware RAID-implementaties zoals de Areca ARC-1120 bij te houden. Gezien de lage schrijf transfer rate van de Escalade 9500S-8 zit het probleem hem vooral bij een te lage capaciteit van de I/O processor. De lees transfer rate en de random I/O performance zijn wel in orde.

Het is aannemelijk dat Areca en LSI Logic in verhouding met 3ware lagere hardwareontwikkelingskosten hebben en daardoor meer middelen kunnen besteden aan de ontwikkeling van betere RAID firmware. De werkwijze van 3ware lijkt vooralsnog op geen enkele wijze vruchten af te werpen: de adapters zijn prijzig, presteren ondermaats en bieden minder features dan concurrerende producten. 3ware zal in zijn volgende generatie RAID-adapters wederom gebruikmaken van bridge chips van Marvell, in dit geval de 88SA8050 welke ondersteuning heeft voor SATA II. Het is onwaarschijnlijk dat die nieuwe generatie de XOR-prestaties van de nieuwste I/O processors van Intel zal kunnen evenaren. Intel is hard aan de weg aan het timmeren met zijn I/O processor business sinds die divisie is overgestapt op de XScale-architectuur.

Prijs

Tenslotte een opmerking over de prijs van de Areca ARC-1120. Het is onrealistisch om te verwachten dat een moderne hardware RAID-implementatie tegen vergelijkbare prijzen als de RAIDCore BC4852 en de HighPoint RocketRAID 1820A aangeboden kan worden. Die hebben immers geen I/O processor en cache aan boord. Bij Japanse shops zijn prijzen te vinden die omgerekend neerkomen op een forse 700 euro. In verhouding met de prijzen die aldaar worden gevraagd voor de LSI MegaRAID SATA 150-4 en de 3ware Escalade 9500S-8 zou in Nederland echter eerder een prijs van 550 tot 625 euro te verwachten zijn. Dat is weliswaar duurder dan de 3ware Escalade 9500S-8, maar gezien de goede prestaties en de uitgebreide features van de ARC-1120 in overeenstemming met de mogelijkheden van deze adapter. Voor kwaliteit moet betaald worden, zo ook bij dit product.

Reacties (17)

[Anoniem: 123667]

Nu las ik ergens (sorry weet niet meer waar) dat Tekram (http://www.tekram.com/ProductSpec.ASP?Product=SIR-804) de Areca kaarten gebruikt.

Echter, als ik naar de specs kijk zie ik dat ze een andere processor gebruiken: Intel Lindsay 250MHz/64-bit i.p.v. de Intel 80331.

Zoek je op "intel lindsay" krijg je een hoop, maar niks over een processor...

[Femme]

Over die Lindsay I/O processor kan ik ook niets vinden. Dobson (op de PCI-E versies) is wel een bekende, dat is de IOP332. Een 250MHz versie zoals gebruikt door Tekram wordt niet vermeld op de Intel site. Blijkbaar gebruikt Tekram een lager geklokte budgetvariant.

Het lijkt er dus op dat Tekram vereenvoudigde versies van de Areca-kaarten heeft gemaakt door een tragere I/O processor en een goedkopere SATA/150 controller (Marvell 88SX5080) te gebruiken. Omdat er componenten van dezelfde fabrikanten worden gebruikt (Intel en Marvell) zijn ze waarschijnlijk software en pin compatible zodat het PCB design en de firmware nauwelijks aangepast hoefde te worden.

Helaas reageert niemand van Tekram in Taiwan, de VS en Zweden om mail zodat het krijgen van exemplaar nogal moeilijk wordt. De enige die wel reageert is de Duitse distributeur. Die laat echter weten dat ze geen nieuwe Tekram-producten meer leveren.

[JSK]

Interessant artikel, ik vraag me alleen af of deze adapter ooit hier in NL verkrijgbaar wordt.

[Vaudtje]

blijkbaar heeft een exemplaar zich al een weg gevonden naar het T.Net testhonk. Het lijkt er dus op dat iemand dat ding daarheen gedistribueerd heeft
Maar het is inderdaad maar te hopen dat de gangbare webshops dit opppikken.
Gewoon naar vragen, dan gaan ze er vanzelf achteraan als alle tweakertjes dat op een dag doen

[Femme]

Ons exemplaar werd direct vanuit Taiwan opgestuurd en kwam geheel onverwacht. Areca had namelijk niet gereageerd op mijn email met een verzoek voor een review sample. Een Nederlandse of Europese distributeur is mij niet bekend.

[Royale de Luxe]

Toch knap, als je dagelijks raidcontrollers moet configureren is het nog eens leuk om een nieuwkomer te zien die dan ook direkt de vloer aanveegt met de concurrentie.
Had nog nooit gehoord van het merk. Hoop dat we deze vlug kunnen verkrijgen.

Femme heb je toevallig ook de 4 poorts in test gevraagd,
ben benieuwd naar die prestaties.

[Femme]

De versie met vier poorten heeft afgezien van de SATA-controller dezelfde specificaties als de 8-poorts versies. Je mag aannemen dat de prestaties gelijk zijn aan die van de ACR-1120 met max vier schijven. Evenals bij de andere adapters zal ik benchmarks draaien met een single disk, twee schijven in RAID 0 of RAID 1, drie schijven in RAID 5 en vier schijven in RAID 0, 5 of 0+1 / 10. Hiermee kun je dus wel een goed beeld krijgen van de prestaties van de 4-poorts ACR-1110.

[lvh]

Waarom specifiek voor deze distro's? Waarom niet een kernel module?

[John2B]

handleiding geeft aan:

Included in these downloads is the Linux driver source, which you can use to compile the updated version driver for RedHat, SuSE, and other versions of Linux.

[bassekeNL]

Weet iemand of er linux drivers voor zijn, en of deze vrij zijn?

[John2B]

Als het goed is zijn er drivers beschikbaar voor Linux Redhat, Suse en FreeBSD volgens de handleiding.

We zijn druk bezig om dit merk naar Europa te krijgen, helaas zullen we zelf niet gaan importeren (Als we dan officieel distrubiteur zouden worden)aangezien wij ze dan zelf niet mogen verkopen.

We hebben een aantal grote Europese distributeurs voorgesteld en is allemaal nog in een pril stadium. Mocht er echt veel vraag naar zijn kunnen we altijd zelf wat controllers over laten komen.

Ik hou jullie op de hoogte.

[_Thanatos_]

Een koelertje op een RAID-chip. Dat geeft sowieso al een indicatie van slechte kwaliteit (opgefokt chipje).

Het moet niet gekker worden.

[Femme]

Die opmerking slaat natuurlijk nergens op. Het is goed mogelijk dat die kaart zonder actieve koeling ook stabiel blijft. LSI Logic gaat op de MegaRAID SATA 300-8X passieve koeling gebruiken en die kaart gebruikt dezelfde processor als de Areca ARC-1120. Het voordeel van een fan is dat je niet bang hoeft te zijn voor overhitting in systemen met een slechte airflow.

[_Thanatos_]

Dat zou ik die van LSI nemen. LSI moet immers net zo goed met een nieuwe komen als ie stuk gaat door oververhitting.

[Pantagruel]

Ach schroef je er toch een zalman NB47J tegen aan en zorg je voor een tactisch geplaatste fan om lokaal in een betere luchtstroom te voorzien

Vanuit de 80332IOP datasheet:

Intel 80332 I/O Processor Thermal Specifications
Intel® 80332 I/O Processor
Device Tcase (°C) 105
TJ max (°C) 110
PTHERMAL (W) 10.941 (1)

NOTE:
1. This is the expected worst-case power used to calculate reference thermal solution.

Voor alle thermal specs kijk op:
ftp://download.intel.com/design/iio/applnots/27398102.pdf

[huiser]

Deze komt in m'n nieuwe server, dat heb ik al gezien ....

[Scourger]

Dit ziet er wel uit als een interessante controller. Over een tijdje wil ik een groot array bouwen, maar helaas laten de meeste SATA RAID controllers toch een steekje vallen. Het is eigenlijk beschamend om te zien dat een dure controller zoals bijvoorbeeld de 3ware gewoon niet goed schaalbaar is. Deze serie ziet er veelbelovend uit.

Jammer dat het hier (nog?) niet verkrijgbaar is. Ik ben namelijk wel geïnteresseerd in zo'n 12 poorts adapter Zijn die dingen niet hier heen te halen met een inkoopactie o.i.d.?