Demony szybkości

Do tej pory na rynku dostępne były tylko drogie systemy dysków twardych RAID, przeznaczone dla magistrali SCSI. Jednak testy pierwszych kontrolerów RAID nowej generacji, współpracujących z dyskami IDE, dają bardzo obiecujące wyniki. Dotychczas nazwa RAID przeciętnemu użytkownikowi kojarzyła się jedynie z czymś bardzo drogim i przeznaczonym wyłącznie do serwerów. Skojarzenie to jest poniekąd słuszne, gdyż […]

Do tej pory na rynku dostępne były tylko drogie systemy dysków twardych RAID, przeznaczone dla magistrali SCSI. Jednak testy pierwszych kontrolerów RAID nowej generacji, współpracujących z dyskami IDE, dają bardzo obiecujące wyniki.

Dotychczas nazwa RAID przeciętnemu użytkownikowi kojarzyła się jedynie z czymś bardzo drogim i przeznaczonym wyłącznie do serwerów. Skojarzenie to jest poniekąd słuszne, gdyż do niedawna jedyne (jeśli nie liczyć niezbyt udanych wyjątków) urządzenia tego typu wykorzystywały drogą technologię SCSI i przeznaczone były właśnie do serwerów. Czym jednak jest RAID? Redundant Arrays of Inexpensive Disks, bo tak brzmi rozwinięcie tego skrótu, to zestaw standardów łączenia dysków twardych w większe zespoły (zwane macierzami) dla zwiększenia wydajności systemu pamięci dyskowej bądź uodpornienia go na awarie jednego lub kilku dysków. Niektóre warianty RAID pozwalają na spełnienie obu tych założeń. Więcej informacji na temat zasad działania tych systemów można znaleźć w ramce „Podstawy funkcjonowania systemów RAID”.

Ze względu na specyfikę interfejsu EIDE wykorzystanie podłączonych za jego pośrednictwem dysków do budowy macierzy było do niedawna rozwiązaniem co najmniej ryzykownym. Kontroler EIDE może komunikować się jednocześnie tylko z jednym urządzeniem podłączonym do danego kanału IDE, więc jedynymi sensownymi macierzami dyskowymi na bazie dysków IDE były mirror (RAID 1) i stripeset (RAID 0), zbudowane z dwóch dysków, z których każdy podłączony był do osobnego kanału IDE (jako jedyne urządzenie na tym kanale). Tylko wówczas dostęp do jednego z dysków macierzy nie blokuje pracy drugiego. Niewiele może tu usprawnić zastosowanie systemowej pamięci podręcznej, gdyż poprawia ona jedynie komunikację między systemem operacyjnym a kontrolerem dyskowym, i nie ma wpływu na komunikację pomiędzy kontrolerem a dyskiem.

Wprowadzenie coraz większych pojemności pamięci podręcznej (cache) montowanej bezpośrednio na dyskach IDE zupełnie odmieniło sytuację. Jeżeli dysk dysponuje dostateczną ilością pamięci (a w nowoczesnych dyskach jej pojemność sięga dwóch megabajtów), jest w stanie przyjmować dane z pełną prędkością magistrali, dzięki czemu dużo szybciej może ona zostać zwolniona drugiemu urządzeniu pracującemu na tym samym kanale. Pozwoliło to na skonstruowanie tanich kontrolerów macierzowych EIDE, bazujących wprost na konstrukcji typowych układów kontrolerów IDE (np. HPT 368 czy HPT 370). Innym tropem, którym podążyli konstruktorzy, było zwielokrotnienie liczby kanałów IDE do przynajmniej czterech, tak aby każdy podłączony dysk mógł „samotnie” pracować na osobnym kanale. To rozwiązanie pozwala „u źródeł” pozbyć się podstawowego mankamentu standardu EIDE, jednak jest bardziej zaawansowane technologicznie i w sposób widoczny wpływa na cenę urządzeń.

Do wyboru, do koloru

Pierwsze otrzymane przez nas kontrolery EIDE wyposażone w funkcje RAID różniły się bardzo możliwościami i wyposażeniem. Najprostsze urządzenia zbudowane były na bazie układów HPT 368, pracowały w standardzie UDMA/66 i udostępniały jedynie podstawowe poziomy RAID (mirror i stripeset). Są to tanie kontrolery przeznaczone zdecydowanie dla odbiorcy masowego, nie zostały bowiem wyposażone w żadne oprogramowanie narzędziowe, służące do monitorowania pracy macierzy. Wyżej plasują się HotRod 100 Abita oraz FastTrak100 firmy Promise. Urządzenia te obsługują dodatkowo RAID poziomu 1 + 0 (mirror + stripeset) i wyposażone zostały w podstawowe oprogramowanie monitorujące, informujące o awariach dysków oraz statusie macierzy. W obu przypadkach możliwe jest zdefiniowanie jednego z dysków jako tzw. hot-spare, czyli dysku rezerwowego, który w razie awarii napędu wchodzącego w skład macierzy automatycznie go zastąpi.

Do urządzeń „z górnej półki” należą dwa ostatnie: Adaptec AAA-UDMA oraz Promise SuperTrak66. Oba obsługują RAID poziomu 5, SuperTrak66 dodatkowo zapewnia również RAID 3. Te dwa kontrolery zostały wyposażone w procesory, których zadaniem jest obliczeniowa obsługa macierzy (wyliczanie bitów parzystości dla RAID 5 i sum kontrolnych dla RAID 3) oraz pamięć podręczną (cache). Każde urządzenie umożliwia wymianę uszkodzonych dysków i odbudowę macierzy podczas pracy systemu, dodatkowo kontroler firmy Promise został wyposażony w złącza pozwalające na kontrolę pracy (stan dysku, szybkość obrotowa wbudowanego wentylatora etc.) firmowych kieszeni przeznaczonych dla dysków IDE. Co ciekawe, produkty obu firm pracują jedynie w standardzie UDMA66, przez co możliwości nowoczesnych dysków nie będą w pełni wykorzystane. Dołączone do obu urządzeń oprogramowanie pozwala kontrolować ich pracę nie tylko lokalnie, ale i z innego komputera za pośrednictwem sieci, co sugeruje zastosowanie ich w niewielkich serwerach. Według zapewnień producentów urządzenia te mają po cztery niezależne kanały IDE, zapewniające jednoczesną pracę wszystkich podłączonych dysków.

Zaczynamy

Zachowanie kontrolerów po uruchomieniu systemu różni się nieco dla poszczególnych modeli. Urządzenia bazujące na układach firmy HighPoint nie wymagają wstępnej konfiguracji – jeśli jej nie przeprowadzimy, każdy podłączony dysk widoczny będzie w systemie jako oddzielne urządzenie. Kontrolery opracowane przez Promise są bardziej „namolne” – zmuszają nas do konfiguracji macierzy, nawet jeśli w jej skład będzie wchodził tylko jeden dysk. Jeśli jej nie przeprowadzimy, podłączone do nich dyski nie będą widoczne. Najbardziej kłopotliwa jest konfiguracja kontrolera firmy Adaptec – nie dość, że jest konieczna, aby podłączone do niego dyski były widoczne w systemie, to do jej przeprowadzenia niezbędne jest uruchomienie komputera przy wykorzystaniu dołączonej dyskietki startowej, zawierającej odpowiednie oprogramowanie narzędziowe. Niestety, próba uruchomienia owego oprogramowania z poziomu Windows zakończyła się fiaskiem.

Konfiguracja kontrolera polega na określeniu rodzaju macierzy, oraz które dyski wchodzą w jej skład. Na tym poziomie ustalamy również wielkość bloków, na jakie będą podzielone wszystkie dane. W większości zastosowań optymalny rozmiar pojedynczego bloku to 64 kilobajty – i takie też było domyślne ustawienie, oferowane przez setupy wszystkich testowanych kontrolerów. Po wprowadzeniu niezbędnych parametrów możemy opuścić BIOS (bądź program konfiguracyjny) kontrolera i przystąpić do podziału utworzonej macierzy na partycje oraz do ich formatowania – tak jakbyśmy mieli do czynienia z pojedynczym dyskiem. Również na tym etapie kontroler Adapteca odbiegał zachowaniem od pozostałych, proponując inicjalizację założonej macierzy. O ile w przypadku macierzy typu RAID 0 owa inicjalizacja jest opcjonalna, o tyle dla układu lustrzanego jest ona obowiązkowa. Niestety, wiążą się z nią dwie, poważne niedogodności: trwa ona około 2,5 godziny dla dysków o pojemności 30 GB i oznacza wymazanie ich zawartości. Wskutek tego, w przeciwieństwie do innych kontrolerów, Adaptec nie umożliwia utworzenia lustrzanej kopii już używanego dysku.

Dalsze postępowanie zależy od wykorzystywanego systemu operacyjnego. W środowisku DOS skonfigurowane macierze są widoczne od razu jako fizyczne dyski, które trzeba jedynie sformatować. W systemach Windows konieczne jest zainstalowanie sterowników, gdyż inaczej dostęp do macierzy nie będzie możliwy. Niestety, w przypadku pozostałych systemów sytuacja nie wygląda dobrze. O sterowniki do NetWare’a zadbał jedynie Adaptec, drivery dla Linuksa dostępne są zaś tylko dla kontrolerów zbudowanych na układach HighPointa, jednak… nie obsługują one funkcji macierzowych (sic!). Również dołączone do kontrolerów oprogramowanie monitorujące przeznaczone jest wyłącznie do pracy w okienkowych systemach Microsoftu. Jak widać, macierzowe kontrolery IDE są na razie propozycją skierowaną wyłącznie do użytkowników różnych wersji Windows.

Info
Grupy dyskusyjne
Uwagi i komentarze do artykułu:
#
Pytania techniczne:
#
Internet
Instalacja kontrolerów FastTrak:
http://www.geocities.com/promise_raid/english.htm
http://www6.tomshardware.com/storage/00q1/ 000329/index.html
Szczegóły technologii RAID:
http://www.dell.com/us/en/biz/topics/ vectors_1999-raid.htm
www.acnc.com/raid.html
www.twincom.com/raid.html
Na dołączonym do tego numeru CD- -ROM-ie w kategorii Hardware | Kontrolery IDE RAID umieszczony został dokument zawierający dokładne wyniki pomiarów
0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.