Windows software RAID opnieuw bekeken
Windows software RAID-hack
Het is inmiddels ruim twee jaar geleden dat Tweakers.net de mogelijkheden van software RAID 5 in Windows XP xvi32) en kan in tien minuten geklaard worden. Het stappenplan is als volgt:
1) Kopieer de volgende bestanden uit de Windows subdirectories naar een andere plaats om ze daar vervolgens met een hexeditor te lijf te gaan:
\system32\drivers\dmboot.sys \system32\dmconfig.dll \system32\dmadmin.exe
Verzeker je jezelf ervan dat je een backup hebt van de bovenstaande drie bestanden, voor het geval de wet van Murphy toeslaat.
2) Open de bestanden in een hexeditor en vervang 'SERVERNT' of 'servernt' door 'WINNT' / 'winnt' en vice versa ('WINNT' vervangen door 'SERVERNT'). Zorg ervoor dat de lengte van de files niet verandert. Het verschil in lengte tussen de string SERVERNT en WINNT moet opgevuld worden met nulbytes.
3) Kopieer de drie aangepaste bestanden naar hun oorspronkelijke locatie. Dit kun je doen vanuit de recovery console, maar admins mogen het ook direct in de veilige modus van Windows doen. Zorg er in dat geval voor dat de installatie cd van Windows XP zich niet in de CD-ROM speler bevindt. Geef niet toe aan het geklaag van Windows dat een paar gewijzigde systeembestanden vervangen moeten worden door hun originelen.
copy dmboot.sys system32\drivers copy dmboot.sys system32\dllcache copy dmconfig.dll system32 copy dmconfig.dll system32\dllcache copy dmadmin.exe system32 copy dmadmin.exe system32\dllcache
4) Reboot de computer. |
|
Het is een goed idee om een backup te bewaren van de gemodificeerde bestanden zodat het besturingssysteem na herinstallatie weer vlot van RAID 1- en RAID 5-functionaliteit voorzien kan worden. Na het uitvoeren van de patch zul je in Disk Management de mogelijkheid aantreffen om RAID 1- en RAID 5-partities te bouwen. RAID partities kunnen uitsluitend aangemaakt worden op schijven die zijn geconfigureerd als Dynamic Disk. Basic Disks kunnen geconverteerd worden naar Dynamic Disks door in het schijfoverzicht met de rechtermuisknop op de naam van de betreffende schijf te klikken.
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
Testopstelling en testmethodiek
De tests werden uitgevoerd op ons nieuwe storage testsysteem. Deze machine heeft als basis een Iwill DK8ES dual Opteron-serverbord en is voorzien van een 1,6GHz Opteron 242-processor, 2GB PC2100 DDR-geheugen en een Seagate U6 60GB bootdisk. De Iwill DK8ES is gebaseerd op de nVidia nForce Professional 2200-chipset, die gebruikmaakt van dezelfde SATA II-controller als de nForce4 Ultra- en de nForce4 SLI-chipsets. We zijn Iwill Benelux bijzonder dankbaar voor het beschikbaar stellen van het moederbord. Aan het testsysteem werden vier Western Digital Raptor WD740GD-harde schijven met firmware 00FLA1 toegevoegd. Het geheel draaide onder Windows XP SP2 met de nForce 6.53 drivers.
De prestaties van Windows software RAID werden getest op de geïntegreerde SATA- controller van de nForce Pro-chipset en werden vergeleken met de NVRAID-functionaliteit van de nForce Pro-chipset en met een Areca ARC-1160 16-poorts PCI-X SATA RAID-adapter, zodat zowel hostbased als intelligente RAID-implementaties in de vergelijking zijn opgenomen. Omdat de vier Raptors ons slechts voor beperkte tijd ter beschikking stonden, werd er alleen getest met vier disks in RAID 0 en RAID 5. De RAID 0-prestaties van de Areca ARC-1160 werden getest in de standaardconfiguratie met 128MB cache. De RAID 5-performance werd tevens getest met 1GB cache. Omdat NVRAID in de versie op de Iwill DK8ES alleen over ondersteuning voor RAID 0, 1 en 10 beschikt, kon RAID 5 niet getest worden op de nVidia-controller. De arrays op de Areca ARC-1160 en de nVidia-controller werden geconfigureerd met een stripe size van 128KB, tenzij anders aangegeven. Uit onze tests met RankDisk bleek dat 128KB de beste gemiddelde prestaties leverde op deze controllers.
De Areca ARC-11xx- (PCI-X) en ARC-12xx-series (PCI Express) zijn de snelste Serial ATA RAID-adapters van dit moment. In onze
Iwill DK8ES
TestmethodiekVoor dit artikel waren we genoodzaakt om af te wijken van onze reguliere testmethodiek. De reden hiervoor is dat RankDisk, onze voornaamste benchmarktool, alleen gebruikt kan worden om fysieke disks in Windows te testen. Het programma kan niet overweg met logische disks zoals software RAID-partities. Met behulp van RankDisk en WinTrace32, beide onderdeel van Intel Storage Performance Toolkit, kunnen schijfbenaderingen in een trace vastgelegd worden en later op een willekeurige fysieke disk afgespeeld worden. Hiermee is het mogelijk om zeer betrouwbare en representatieve tests te ontwikkelen.
Omdat onze RankDisk-workloadsimulaties niet ingezet konden worden, waren we gedwongen om uit te wijken naar de alternatieven Winbench 99 en PCMark04. Winbench 99 heeft twee tests - Business Disk WinMark en High-End Disk WinMark - die een poging doen om de schijfbenaderingen in officeprogramma's en workstationapplicaties te simuleren. Zoals reeds uit de naam is op te maken, is Winbench99 gebaseerd op het schijfgebruik van applicaties uit een ver verleden, en die applicaties zijn niet meer representatief voor de hedendaagse software. In de High-End Disk WinMark-test worden bijvoorbeeld traces gebruikt van nostalgische programma's zoals Photoshop 4.0. Een tweede probleem met Winbench 99 is de slechte consistentie van de testresultaten. Bovendien zijn er subtests die hogere transfer rates kunnen scoren dan de doorvoersnelheid van de bus, kennelijk omdat de data gedeeltelijk door het besturingssysteem wordt gecached. Door deze subtests uit de berekeningen van het gemiddelde te verwijderen en de tests minimaal drie keer te draaien, is het toch mogelijk om redelijk betrouwbare resultaten te vergaren.
PCMark04 is wat dat betreft een heel stuk beter. De HDD Suite van PCMark04 produceert zeer consistente resultaten en is gebaseerd op traces van redelijk actuele softwareversies. FutureMark maakt voor de disktests in PCMark04 gebruik van het eerder genoemde RankDisk, echter in een variant die alleen logische partities kan testen. Hoewel de traces in de HDD Test Suite zijn gebaseerd op de schijfactiviteit van échte applicaties, zijn de traces veel minder uitgebreid dan die in onze eigen workload simulaties. Het draaien van de PCMark04-suite kost dan ook slechts enkele minuten, tegen bijna vijf uur voor alle traces uit onze desktop-, gaming-, workstation- en serversuites.
Ter aanvulling van de Winbench99- en PCMark04-tests werden er tijdmetingen gedaan van een tweetal filecopy-scenario's. Tevens werden de sequentiële lees transfer rates getest in Winbench 99 en werden de sequentiële schrijf transfer rates gemeten in IOMeter. De laatste test maakte het tevens mogelijk om een vergelijking te doen van de processorbelasting in een worst case scenario.
Winbench 99
We beginnen onze bespreking van de testresultaten met de Winbench 99 Disk Inspection Test, die metingen doet van de sequentiële lees transfer rate over het gehele bereik van de partitie. De RAID 0-configuraties blijken identiek te presteren en ook de RAID 5-configuraties leveren gelijke transfer rates. Alle RAID-configuraties halen moeiteloos de theoretische maximale transfer rate van circa 280MB/s in RAID 0 en 210MB/s in RAID 5. Een voorwaarde is natuurlijk dat het systeem over voldoende busbandbreedte beschikt, wat in dit geval geen probleem is. De nForce Pro SATA-controller hangt direct aan de HyperTransport-link en de Areca ARC-1160 communiceert via een 1GB/s snelle PCI-X-bus. Software RAID is dus erg effectief als je wilt pronken met screenshots van hoge transfer rates, want de resultaten doen niet onder voor een high-end PCI-X RAID-adapter van 1.000 euro. De vraag is of software RAID ook kan presteren in realistische workloads.
 |
 | Winbench 99 Disk Inspection Test - Sequentiële transfer rate - Begin (MB/s) |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID |  | 4x RAID 0 |  |   280,3 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   278,3 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   278,3 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   210,0 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   209,0 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   70,1 |  |
 |
 |
 | Winbench 99 Disk Inspection Test - Sequentiële transfer rate - Eind (MB/s) |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID |  | 4x RAID 0 |  |   210,0 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   210,0 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   210,0 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   157,2 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   157,2 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   52,6 |  |
 |
Business Disk WinMark99 en High-End Disk WinMark99 zijn volgens de hedendaagse maatstaven niet meer de meest betrouwbare en veelzeggende benchmarks, maar alles is beter dan simpele sequentiële tests. Business Disk WinMark99 laat opnieuw identieke resultaten zien voor software RAID en NVRAID in RAID 0, maar de Areca ARC-1160 is een heel stuk sneller dan de eerder genoemde oplossingen. Het feit dat RAID-level noch cachegrootte invloed heeft op de resultaten, geeft al aan dat er iets schort aan de testmethode van Business Disk WinMark99. Software RAID 5 presteert belabberd op slechts tweederde van het prestatieniveau van een enkele disk.
 |
 | Winbench 99 - Business Disk WinMark99 (MB/s) |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   58,69 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 1GB |  | 4x RAID 5 |  |   58,56 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   58,30 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   25,68 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID |  | 4x RAID 0 |  |   25,33 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   19,37 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   12,73 |  |
 |
High-End Disk WinMark99 werd gestript van de Frontpage98- en Microstation SE-tests omdat deze onrealistische hoge resultaten gaven. Het alternatieve gemiddelde laat wederom grote verschillen zien tussen de RAID 0-prestaties van software RAID en NVRAID enerzijds en de Areca ARC-1160 anderzijds. De eerste twee doen niets voor elkaar onder en leveren met een prestatieniveau van meer dan het dubbele van een enkele disk absoluut geen slechte prestaties. Toch neemt de ARC-1160 een duidelijke voorsprong. De prestaties van software RAID 5 zijn aanmerkelijk slechter dan een enkele schijf en zijn op geen enkele manier vergelijkbaar met RAID 5 op de Areca ARC-1160. Het vergroten van de cache van 128MB naar 1GB doet nog eens een flinke schep bovenop de prestaties van deze toch al erg vlotte RAID-adapter. De verbetering van meer dan 100 procent schept echter veel te optimistische verwachtingen. Een gemiddelde verlaging van de I/O responstijd met 25 tot 30 procent ligt dichter in de buurt van de werkelijke winst. Zie voor een uitgebreide vergelijking van de prestaties van de Areca ARC-1160 met 128MB, 512MB en 1GB cache de testresultaten in de
IOMeter schrijf STR en CPU-belasting
RAID 5 heeft een uitstekende lees performance. De schrijf performance is daarentegen een groter probleem in verband met het berekenen van pariteit en het uitvoeren van zogeheten Read Modify Write-cycli. RMW houdt in dat bij het wegschrijven van data eerst de oude gegevens van de te beschrijven stripes alsmede de bijbehorende parity sectors worden ingelezen, vervolgens de nieuwe parity sectors worden berekend en tenslotte de gegevens en de parity sectors naar de harde schijven worden weggeschreven. RMW is alleen nodig als stripes gedeeltelijk beschreven moeten worden. Slimme controllers zullen hiervoor optimaliseren en zullen bij het beschrijven van complete stripes, bijvoorbeeld tijdens een benchmark van de sequentiële schrijf transfer rate, geen RMW toepassen. Bij het wegschrijven van complete stripes kunnen de betreffende stripes direct door de nieuwe data overschreven worden en kunnen de parity sectoren berekend worden zonder de oude data in te moeten lezen.
Windows software RAID lijkt dit trucje niet te beheersen, zoals blijkt uit de metingen van de sequentiële schrijf transfer rates in IOMeter. Voor deze test wordt een sequentieel toegangspatroon gebruikt dat gedurende twee minuten 1MB blocks in een volledig sequentieel toegangspatroon wegschrijft vanaf het begin van het RAID-volume. De Areca ARC-1160 presteert dicht tegen het theoretische maximum met een gemiddelde schrijf transfer rate van 178,4MB/s. Windows software RAID 5 komt echter niet verder dan 63,4MB/s. De schrijf transfer rates in RAID 0 zijn voor alle configuraties zo goed als gelijk. RMW speelt hierbij vanzelfsprekend geen rol omdat RAID 0 geen pariteit gebruikt.
 |
 | IOMeter - Sequentiële schrijf transfer rate (MB/s) |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID |  | 4x RAID 0 |  |   273,7 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   273,5 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   270,0 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   178,4 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   68,4 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   63,4 |  |
 |
IOMeter biedt een zeer nauwkeurige registratie van de gemiddelde processorbelasting gedurende een testrun. Hiermee kunnen we een vergelijking maken van het processorgebruik in de voorgaande test. Het sequentieel wegschrijven van gegevens is een worstcase scenario voor het processorgebruik in software RAID 5-arrays. Er moeten immers veel pariteitsbewerking uitgevoerd worden. Dit vertaalt zich naar een hoge relatieve processorbelasting van 40,05 procent per 100MB/s schrijf transfer rate op ons single Opteron 242-testsysteem. De Areca ARC-1160 gebruikt slechts 1,49 procent processortijd voor elke 100 megabyte die per seconde wordt weggeschreven. Het maakt daarbij niet uit of er naar een RAID 0- of RAID 5-volume wordt geschreven. De relatieve processorbelasting van software RAID 0 en NVRAID blijft binnen de beperken. Software RAID 0 is in dit geval iets zuiniger met processortijd.
 |
 | IOMeter - Processorbelasting per 100MB/s schrijf transfer rate (%) |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   1,14 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   1,49 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   1,49 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   2,74 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID |  | 4x RAID 0 |  |   3,37 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   40,05 |  |
 |
Kijken we naar de werkelijke processorbelasting, dan zijn de onderlinge verschillen nadrukkelijker. Eerlijk is deze vergelijking niet, het is immers logisch dat er meer processortijd wordt gebruikt als er meer data wordt verplaatst. Dat is zichtbaar bij de Areca ARC-1160 in RAID 0 en RAID 5: de werkelijke processorbelasting van de RAID 5-configuratie is minder vanwege de lagere transfer rate, maar de relatieve processorbelasting is exact gelijk aan de RAID 0-opstelling. De processorbelasting van software RAID 5 is niet extreem hoog, maar het feit dat het processorgebruik ver onder het maximum blijft terwijl de schrijf transfer rate verre van optimaal is, geeft aan dat er andere bottlenecks dan de processorbelasting in het spel zijn. Het uitvoeren van RDW-cycli is de meest waarschijnlijke oorzaak van de lage transfer rate en de lage processorbelasting van software RAID 5. De harde schijven verliezen veel tijd door de kopverplaatsingen die nodig zijn voor het inlezen en beschrijven van gegevens en pariteitsbits.
 |
 | IOMeter - Werkelijke processorbelasting (%) |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   0,78 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   2,65 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   4,07 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   7,39 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID |  | 4x RAID 0 |  |   9,23 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   25,41 |  |
 |
PCMark04 HDD Suite
De tests uit de PCMark04 HDD Suite werden ontwikkeld met behulp van de RankDisk trace/placyback-methode. De benchmark stamt uit 2003 en beschikt daardoor over veel realistischer workloads dan het stokoude Winbench 99. Na het draaien van de benchmarks werd duidelijk dat software RAID 5 zeer slecht presteerde in de PCMark04 HDD Suite. Hoewel we daar geen definitieve verklaring voor hebben, is er wel een vermoeden: de harde schijftests van PCMark04 claimen (evenals RankDisk) een processorbelasting van 100 procent. Mogelijk kent de Windows scheduler een te lage prioriteit toe aan de bewerkingen die nodig zijn voor het afhandelen van disk I/O op een softwarematige RAID 5-partitie, waardoor de responstijd van deze I/O's sterk oploopt. De resultaten van de software RAID 5 in de PCMark HDD Suite zijn dus niet representatief voor real world performance, maar geven wel stof tot nadenken. Software RAID 5 is waarschijnlijk ongeschikt voor gebruik in situaties waarbij er sprake is van een zeer hoge processorbelasting. De prioriteit van het PCMark04-proces was overigens gewoon 'normaal'.
De score van de HDD Suite is het gewogen gemiddelde van vier tests, die bestaan uit traces van de Windows XP bootprocedure, het starten van applicaties, het kopiëren van bestanden en algemeen schijfgebruik. Software RAID en NVRAID leveren identieke prestaties in RAID 0 en moeten beide ongeveer 15 procent inleveren op de Areca ARC-1120. De prestaties in RAID 5 komen bij de standaardconfiguratie met 128MB dicht in de buurt van de budget RAID 0-oplossingen. Een uitbreiding naar 1GB zorgt ook hier voor een enorme verbetering van de score.
 |
 | PCMark04 HDD Suite |  |
 |
 | Areca ARC-1160 1GB |  | 4x RAID 5 |  |   16823 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   11650 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   10176 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID |  | 4x RAID 0 |  |   10117 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   9316 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   6293 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   787 |  |
 |
De XP Startup-test is een trace van de schijfactiviteit die plaatsvindt tijdens het booten van Windows XP. NVRAID 0 gaat ruim aan kop met een gemiddelde transfer rate van 24,09MB/s, op de voet gevolgd door de Areca ARC-1160 1GB in RAID 5 en de software RAID stripe. De Areca ARC-1160 laat zich in RAID 0 vernederen door de gratis RAID-oplossingen van Microsoft en nVidia.
 |
 | PCMark04 HDD Suite - XP Startup (MB/s) |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID |  | 4x RAID 0 |  |   24,09 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 1GB |  | 4x RAID 5 |  |   22,21 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   21,79 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   18,13 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   17,53 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   10,74 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   1,62 |  |
 |
De Application Loading-test is een trace van de schijfactiviteit tijdens het starten en sluiten van Microsoft Word, Adobe Acrobat Reader 5, Windows Media Player, 3DMark 2001SE, Leadtek Winfast DVD en Mozilla. De prestaties in deze test blijken nauwelijks baat te hebben bij striping. Alleen de Areca ARC-1160 met 1GB cache is beduidend sneller dan een enkele disk, maar dat is te danken aan zijn uitzonderlijk grote cache.
 |
 | PCMark04 HDD Suite - Application Loading (MB/s) |  |
 |
 | Areca ARC-1160 1GB |  | 4x RAID 5 |  |   14,85 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID |  | 4x RAID 0 |  |   11,06 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   10,85 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   10,42 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   10,14 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   9,41 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   1,42 |  |
 |
De File Copying-trace bevat de schijfactiviteit van het kopiëren van ongeveer 400 megabyte aan bestanden. De Areca ARC-1160 met 1GB cache weet daar wel raad mee, wat zich uit in een extreem hoge transfer rate van bijna 238MB/s. Dat is meer dan de sequentiële transfer rate van een RAID 5-array van vier Raptors op deze controller. Ook met slechts 128MB presteert de Areca ARC-1160 uitstekend. Zowel in RAID 0 als RAID 5 is hij sneller dan de budget RAID 0-oplossingen. RAID levert wat betreft het maken van bestandskopieën een aanzienlijke prestatiewinst op ten opzichte van een enkele disk.
 |
 | PCMark04 HDD Suite - File copying (MB/s) |  |
 |
 | Areca ARC-1160 1GB |  | 4x RAID 5 |  |   237,85 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   134,89 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   79,48 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID |  | 4x RAID 0 |  |   69,56 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   67,36 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   34,69 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   3,26 |  |
 |
We besluiten de bespreking van de PCMark04-resultaten met een test van het algemene schijfgebruik. Deze test is opgebouwd uit traces van de disk I/O van onder andere bestandscompressie in WinZip, het openen en opslaan van documenten in Word, het scannen van bestanden in F-Secure Antivirus, het afspelen van audio- en videofragmenten, het browsen in Internet Explorer en het laden en spelen van een game in Tom Clancy's Ghost Recon. De Areca ARC-1160 is marginaal sneller dan NVRAID en software RAID in RAID 0. In RAID 5 met 128MB cache doet de Areca nauwelijks onder voor de budget RAID 0-oplossingen met een gelijk aantal harde schijven. In de uitvoering met 1GB cache neemt hij echter een forse voorsprong.
 |
 | PCMark04 HDD Suite - General HDD usage (MB/s) |  |
 |
 | Areca ARC-1160 1GB |  | 4x RAID 5 |  |   19,76 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   14,42 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID |  | 4x RAID 0 |  |   13,26 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   13,00 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   12,43 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   8,77 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   0,93 |  |
 |
Filecopy-tests
Vanwege de beperkingen van Winbench99 (verouderde workloads) en PCMark04 (benadeling van software RAID 5 door hoge processorbelasting) hebben we ook enkele tijdmetingen gedaan van filecopy-tests. In het eerste scenario worden bijna 10.200 bestanden met een totale omvang van 2,17GB gekopieerd van en naar de RAID-arrays. De dataset bestaat uit de installers van Windows XP SP2 en Photoshop CS 1, en diverse software downloads met zip-bestanden van veelal enkele megabytes groot. Het testresultaat werd gemeten als de tijd in seconden. Het moge duidelijk zijn dan een lagere score in dit geval een beter resultaat betekent.
De verhouding tussen de prestaties van software RAID 5 en een enkele drive komt redelijk overeen met die in de Winbench99 Disk WinMark-tests. Software RAID 5 kan niet tippen aan het prestatieniveau van een enkele drive en blijft ver achter op de performance van de Areca ARC-1160, die de kopieeractie in de uitvoering met 128MB maar liefst 2,4 keer zo snel voltooid en met 1GB cache zelfs 2,75 keer sneller is dan software RAID 5.
Software RAID en NVRAID presteren in RAID 0 vrijwel gelijk mits er in de NVRAID-configuratie een stripe size van 64KB wordt gebruikt. Met een stripe size van 128KB doet de NVRAID-opstelling 14 procent langer over de test. Hoewel beide budgetoplossingen met een prestatiewinst van 123 procent ten opzichte van de enkele drive zeker niet slecht presteren, komen ze niet in de buurt van de Areca ARC-1160. Laatstgenoemde is in RAID 0 namelijk 228 procent sneller dan een single Raptor WD740GD.
 |
 | Filecopy (seconden) |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   53,0 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID (64KB) |  | 4x RAID 0 |  |   77,5 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 1GB |  | 4x RAID 5 |  |   79,6 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   79,8 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   91,1 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID (128KB) |  | 4x RAID 0 |  |   91,5 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   174,0 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   218,4 |  |
 |
In het tweede scenario wordt er naast de bovenstaande filecopy een ISO van de Photoshop CS 1-installer gegenereerd in Nero. Het resultaat werd op twee manieren gemeten. De eerste metriek is de tijd die Nero nodig had om het ISO-image te voltooien en de tweede is de gemiddelde kopieertransferrate tijdens het bakken van de ISO. Met uitzondering van software RAID 5 zijn alle RAID-configuraties aanzienlijk sneller klaar met het wegschrijven van het ISO-image. De beste resultaat wordt neergezet door de Areca ARC-1160 in RAID 0. Opmerkelijk is het matige resultaat van de Areca ARC-1160 met 1GB cache in RAID 5, die enkele seconden langer doet over het generen van de ISO dan de kaart met 128MB cache. Dit had te maken met het feit dat er vlak voor het voltooien van de ISO grote hoeveelheiden data van de filecopy uit de cache van de RAID-adapter werden weggeschreven. Tijdens dergelijke schrijfacties moeten andere applicaties lang op antwoord wachten. Areca heeft hier een punt voor verbetering van zijn RAID stack. De controller zou bij legen van de cache een snellere response moeten geven op openstaande I/O's.
 |
 | Filecopy + ISO generatie - Tijd wegschrijven ISO (seconden) |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   16,0 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   30,0 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID (64KB) |  | 4x RAID 0 |  |   31,0 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   31,5 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID (128KB) |  | 4x RAID 0 |  |   33,5 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 1GB |  | 4x RAID 5 |  |   33,5 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   116,7 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   140,5 |  |
 |
Vergelijken we de transfer rates van de filecopy in de achtergrond, dan zien we een zeer groot verschil tussen de RAID 5-prestaties van de Areca ARC-1160 met 128MB cache en de uitvoering met 1GB cache. Die laatste deed weliswaar drie seconde langer over het voltooien van de ISO, maar heeft in de tussentijd wel bijna tweeënhalf keer zoveel data gekopieerd. De Areca ARC-1160 heeft een matig resultaat in RAID 0. Hierbij moet wel opgemerkt worden dat deze adapter sterk in het nadeel is vanwege de snelle voltooiing van het ISO-image. Het opzetten van de kopieeractie kost enige voorbereidingstijd en gedurende die eerste seconden wordt er geen data gekopieerd. Bij de configuraties die langer doen over het genereren van de ISO zullen de eerste verloren seconden een kleinere invloed hebben op de gemiddelde kopieer transfer rate. Omdat de Areca ARC-1160 in het eerste filecopy-scenario veel beter presteerde dan software RAID en NVRAID, kunnen we aannemen dat de kopieeractie na het voltooien van de ISO uiteindelijk toch sneller voltooid zou zijn op de ARC-1160. De transfer rates van software RAID en NVRAID in RAID 0 verschillen nauwelijks. Over de prestaties van software RAID 5 kunnen we kort zijn: die slaagt er wederom niet in om het prestatieniveau van een enkele drive te passeren. Elk snelheidsvoordeel ontbreekt.
 |
 | Filecopy + ISO generatie - Kopieer transfer rate (MB/s) |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID (64KB) |  | 4x RAID 0 |  |   6,86 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro NVRAID (128KB) |  | 4x RAID 0 |  |   6,67 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 0 |  |   6,52 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 1GB |  | 4x RAID 5 |  |   5,92 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 5 |  |   2,43 |  |
 |
 | nVidia nForce Pro |  | Single |  |   2,33 |  |
 |
 | Areca ARC-1160 128MB |  | 4x RAID 0 |  |   1,75 |  |
 |
 | Software RAID |  | 4x RAID 5 |  |   1,61 |  |
 |
Conclusie
De tests op de voorgaande pagina's konden helaas niet voldoen aan onze hoge maatstaven ten aanzien van storage benchmarking. Toch geven de resultaten een goede indruk van de prestatieverhoudingen tussen de software RAID-oplossing van Windows XP, de hostbased RAID-implementatie van nVidia en de intelligente RAID-adapters van Areca. Windows software RAID is een goedkope methode om de redundante gegevensopslag te creeëren. Je moet dan echter wel genoegen nemen met beperkte mogelijkheden en een matige performance. De software implementatie in Windows heeft geen geavanceerde monitoringtools en moet het stellen zonder ondersteuning voor hotspares, online RAID level migration en online capacity expansion. Met uitzondering van de STR-benchmarks presteert software RAID 5 in alle tests slechter dan een enkele drive. Zelfs de traagste SATA RAID-adapters halen met vier schijven in RAID 5 in ieder geval nog het prestatieniveau van een enkele drive. Vanuit het oogpunt van performance heeft software RAID 5 voor regulier desktopgebruik dus geen enkel nut.

Een heel ander verhaal is van toepassing op de prestaties van software RAID 0. Weliswaar blijven de prestaties achter op die van de high-end Areca ARC-1120, maar dat is niet verbazingwekkend gezien de behoorlijke winst die deze adapter uit zijn cache kan halen. De prestaties van software RAID 0 doen niet onder voor die van nVidia's NVRAID. De RAID-functionaliteit van nVidia heeft als belangrijk voordeel dat het bootable is, maar software RAID 0 stelt daar als unieke eigenschap tegenover dat RAID-arrays moeiteloos overgezet kunnen worden naar disk controllers van een ander type of ander fabrikaat. Een RAID-array van een nVidia- of Areca-controller kan alleen verhuisd worden naar systemen met een vergelijkbare controller.
De Areca ARC-1160 heeft een featureset die door geen enkele budget RAID-oplossing geëvenaard kan worden. Intelligente RAID-adapters zoals de Areca ARC-1160 hebben alles wat Windows software RAID 5 niet heeft - monitoringtools, ondersteuning voor hotspares, online capacity expansion en online RAID level migration - en zijn daardoor de aangewezen keuze voor veeleisende toepassingen in workstations en servers. In dit artikel lag de focus echter voornamelijk op prestaties. Ook op dat gebied bewijst de Areca ARC-1160 zijn meerwaarde. Zowel in RAID 0 als RAID 5 is de ARC-1160 in het merendeel van de tests ruimschoots sneller dan de budgetvriendelijke alternatieven van Microsoft en nVidia.