Windows software RAID opnieuw bekeken

Software vs. hardware RAID

Voordat de testresultaten worden gepresenteerd, zullen eerst de verschillen en de (theoretische) voor- en nadelen van software en 'hardware' RAID uitgelegd worden. Op de vergelijking van SATA RAID 5-adapters is reeds uitgebreid besproken welke verschillende soorten hardware RAID-implementaties er op de markt verkrijgbaar zijn. Kortweg is er een onderscheid tussen 'hostbased', 'intelligente' en 'hardware assisted' RAID-controllers.

De eerste groep laat de RAID-bewerkingen vrijwel volledig door de CPU uitvoeren. De intelligentie bevindt zich in de driver en de management software. De voordelen van hostbased RAID zijn de lagere kosten van de hardware implementatie en de uitstekende schaalbaarheid. De hardware implementatie hoeft niet over een snelle I/O processor en onboard geheugen te beschikken, en kan daardoor net zo eenvoudig en goedkoop zijn als een controller zonder RAID-functionaliteit. De bandbreedte van de moderne I/O controllers en businterfaces kent geen praktische bottlenecks meer en ook het rekenvermogen van de hedendaagse processors is meer dan voldoende om geen belemmering voor de prestaties van een RAID-formatie te vormen. Hostbased RAID-controllers slagen er vaak moeiteloos in om sequentiële transfer rates te bereiken die op het theoretische maximum liggen. De nadelen van hostbased RAID zijn de hogere processorbelasting - met name bij het wegschrijven van grote hoeveelheden gegevens naar RAID 5-arrays of andere RAID-levels met pariteit - de vaak minder robuuste implementatie ten opzichte van intelligente RAID-adapters, het ontbreken van cachegeheugen en de hogere busbelasting. In tegenstelling tot intelligente RAID-adapters verplaatsen hostbased RAID-adapters ook redundante data (pariteitbits of gegevens van een mirror) over de bus.

RAIDCore BC4852 hostbased RAID-adapter

Intelligente RAID-adapters beschikken over een eigen I/O processor die de RAID-bewerkingen onafhankelijk van de host kan uitvoeren. De daadwerkelijke intelligentie bestaat nog steeds uit software, maar deze zogeheten 'RAID stack' draait rechtstreeks op de I/O processor. Vaak zijn intelligente adapters voorzien van grote hoeveelheden cache, die de algemene prestaties verbeteren en met name nuttig zijn bij het versnellen van schrijfoperaties voor RAID-levels met pariteit. De I/O processor en de I/O controller zijn veelal gescheiden componenten die bij andere partijen, zoals Intel, Marvell en Silicon Image, worden ingekocht. Tegenwoordig zien we ook steeds vaker zogeheten 'RAID-On-Chip'-oplossingen waarbij de eerder genoemde onderdelen in een enkele chip zijn geïntegreerd. Intelligente RAID-adapters kunnen zeer goed presteren mits de bus interface en de I/O processor vrij van bottlenecks zijn en de fabrikant werk heeft gemaakt van zijn cacheoptimalisaties. Dankzij de onboard processor is de processorbelasting meestal minimaal. Het is echter verkeerd om te veronderstellen dat intelligent RAID altijd beter presteert dan hostbased RAID. De schaalbaarheid is vooral bij oudere oplossingen een ernstig probleem. De prestaties van oudere I/O processors schieten te kort waardoor de maximale doorvoorsnelheid met de huidige generatie harde schijven verre van optimaal is. De nieuwste intelligente RAID-oplossingen hebben nauwelijks last van bottlenecks en presteren mede vanwege hun cache dan beter dan de laatste hostbased RAID-controllers. Intelligente RAID-controllers zijn vaak gericht op het hogere marktsegment en zijn doorgaans dan ook zeer robuust uitgevoerd.

LSI Logic MegaRAID SATA 150-6 intelligente RAID-adapter

Een tussenvorm tussen de eerder genoemde implementaties is hardware assisted RAID. Hierbij worden de RAID-bewerkingen gedeeltelijk in hardware uitgevoerd, maar ook gedeeltelijk in de driver. De fabrikant kan er bijvoorbeeld voor kiezen om een XOR-accelerator (voor het versnellen van pariteitsbewerkingen) of cachegeheugen op zijn adapter te plaatsen, maar de overige intelligente in de driver uit te voeren. De verschillen tussen hostbased, intelligente en hardware assisted RAID zijn goed zichtbaar in de omvang van de firmware en de drivers die de fabrikanten bij hun producten leveren. Hostbased RAID-adapters hebben dikke drivers en compacte firmware, terwijl intelligente RAID-adapters dunne drivers en uitgebreide firmware hebben.

			Classificatie		Driver filesize		Firmware filesize
	RAIDCore BC4852		Hostbased RAID		483KB		128KB
	HighPoint RocketRAID 1820A		Hosbased RAID		166KB		58KB
	Areca ARC-1160		Intelligente RAID		26,6KB		400KB
	LSI MegaRAID SATA 150-6		Intelligente RAID		192KB		1024KB
	Promise FastTrak S150 SX4		Hardware assisted RAID		321KB		80KB

Software RAID verschilt in principe weinig met hostbased RAID. Het voornaamste nadeel van Windows software RAID is de beperkte functionaliteit: er kan niet geboot worden vanaf RAID 0- en RAID 5-partities, er is geen ondersteuning voor hotspares, online RAID level migration en online capacity expansion, en ook de management tools hebben beperkte mogelijkheden. Daar staat tegenover dat software RAID erg goedkoop is. Er zijn geen extra kosten als er volstaan kan worden met de reeds aanwezige harde schijf-aansluitingen in het systeem. Ook kunnen software RAID-arrays erg eenvoudig naar andere systemen overgeplaatst worden. Het is niet noodzakelijk dat de disk controllers van hetzelfde type of dezelfde fabrikant zijn. Bij de andere RAID-implementaties is dat wel een vereiste.

• Volgende pagina 3. Testopstelling en testmethodiek