Har du vurdert RAID?

Har du vurdert RAID?

TEST: Setter du interne eller eksterne harddisker i RAID kan du øke ytelsen, bedre feiltoleransen eller begge deler.

Svært mange av de stasjonære pc-ene som selges i dag gir mulighet for RAID (Redundant Array of Inexpensive/Independent Drives). I tillegg er det flere og flere eksterne harddisker som tilbyr teknologien. Vi ser også nettverksdisker og enkelte bærbare pc-er med det.

Med andre ord, RAID blir aktuelt for flere og flere. Vi vil her gå igjennom de mest vanlige RAID-typene og basert på våre tester kan du se hvilken ytelsesgevinst du kan få. Et sentralt element vil vi understreke: Selv om en del RAID-nivåer gir økt feiltoleranse, er det ikke en erstatning for jevnlig sikkerhetskopiering. Et RAID-oppsett kan verne mot harddiskkrasj, men ikke mot logiske programfeil som fører til filsystemfeil, virusangrep som raderer filer eller andre feil/situasjoner som vil ramme alle diskene.

LES OGSÅ: Kjøpeguide for harddisker

Billige harddisker

Harddisker er rimelige. En 500 gigabyte-harddisk koster under tusenlappen. Poenget her er at man benytter helt standard Serial ATA-harddisker. Riktignok har man muligheten til å velge harddisker som kan ha visse fordeler i henhold til en RAID-konfigurasjon, for eksempel har Western Digital dette gjennom deres RE-serie (RAID Edition). Det er ikke snakk om ytelsesmessige fordeler, men blant annet hvordan feil skal håndteres.

For maskiner som står på døgnet rundt har Seagate, Hitachi og Western Digital egne modeller som de anbefaler fremfor standardmodellene. Prisforskjellen er gjerne ikke mer enn et par hundre kroner fra standardmodellene. Normalt vil det være anbefalt at man benytter like harddisker. Ikke bare kapasitetsmessig, men også modellmessig. Bruk av forskjellige typer harddisker kan i visse situasjoner gi kompatiblitetsproblemer, som igjen kan gi både redusert ytelse og datatap. Benytter man disker av forskjellig størrelse vil man heller ikke få utnyttet all kapasitet. Den minste harddisken vil her sette begrensningen.


En ulempe med mange harddisker kan være varmeutviklingen og støynivået fra flere harddisker. Husk at flere harddisker montert tett kan kreve ekstra kjøling.

RAID 0

RAID 0 kalles også striping. Prinsippet er at dataene fordeles over to eller flere harddisker. Dette gir økt ytelse både for skriving og lesing. Et sentralt element å merke seg med RAID 0 er at det ikke gir lavere feiltoleranse, men heller tvert imot. Skulle en av harddiskene i et RAID 0-oppsett bli ødelagt, er alle data på begge diskene tapt.

Ytelsen for RAID 0 vil skalere noe med antallet disker man benytter. En økning fra to til fire disker vil imidlertid ikke gi en fordobling av ytelsen, i hvert fall ikke med kontrollerne integrert i vanlige pc-brikkesett.

RAID 1

RAID 1 er et nivå mange som er avhengig av en operativ pc bør vurdere. Nivået krever to eller flere harddisker, og innholdet på alle diskene vil være det samme. Skulle en harddisk bli ødelagt har man altså det samme innholdet på en annen og kan fortsette å benytte pc-en.

RAID 1 gir (normalt) ingen forbedring av ytelsen. Avhengig av kontrolleren kan det gi en viss reduksjon av ytelsen, uten at reduksjonen er så stor at det betyr noe spesielt i praksis. I teorien kan RAID 1 implementeres slik at leseytelsen økes.


Mange hovedkort har i dag RAID-støtte via den integrerte harddiskkontrolleren.

Fordi alle data dupliseres blir plassutnyttelsen 50 prosent med to harddisker.

RAID 1+0/0+1/10/01

RAID 1+0, 0+1, 10 og 01 er i praksis det samme implementert på litt forskjellige måter. Hvorvidt begrepene hos en del aktører benyttes riktig, er vi slett ikke sikker på. Vi skal her ikke gå i detalj hvordan disse er implementert, men hovedprinsippet er at man har en kombinasjon av RAID 0 og RAID 1. Løsningen krever fire harddisker. Man vil ha ytelsesfordelen for RAID 0, samtidig som man har feiltoleransen til RAID 1.

RAID 5

RAID 5 ser vi er støttet på nyere hovedkort og eksterne lagringsløsninger og nettverksdisker med tre til fem harddisker. RAID 5 krever minst tre harddisker, men ytelsesmessig er flere en fordel. Hvilken ytelse RAID 5 gir blir svært avhengig av kontrolleren. Prosesseringen i forbindelse med RAID 5 blir langt mer krevende enn for de andre nivåene vi her snakker om.

RAID 5 gir primært en fordel når det gjelder leseytelsen, samt feiltoleransen. Ytelsesforbedringen kommer gjennom at data er spredt over flere harddisker slik som for RAID 0. Forbedringen i feiltoleranse er på grunn av at paritetsdata er spredt ut over alle diskene. Skulle en harddisk feile, kan den gjenopprettes med utgangspunkt i paritetsdataene på de andre diskene. Med andre ord har man ytelsesforbedring og feiltoleranseforbedring – i likhet med RAID 0+1.

En fordel som RAID 5 har er imidlertid bedre plassutnyttelse. RAID 0+1 gir 50 prosent plassutnyttelse på fire harddisker. RAID 5 vil gi 67 prosent plassutnyttelse med tre harddisker og 75 prosent ved fire harddisker. Plassutnyttelsen vil være 100 – (100 : X) der X er antall harddisker man har.

Intels Matrix

Intels Matrix-løsning gir mulighet til å kjøre to RAID-nivå på samme sett av harddisker. Sett at man har to harddisker på 250 GB, altså en samlet kapasitet på 500 GB: Man kan da sette av 200 GB til RAID 1, hvilket gir 100 GB lagringskapasitet som er speilet. Den resterende plassen, 300 GB, settes av til RAID 0. Man kan da kjøre applikasjoner og andre ytelsesavhengige elementer fra RAID 0-delen, mens man samler datafilene man vil ha et ekstra vern for på RAID 1-delen.


Intels Matrix-løsning gir mulighet for å
kombinere flere separate RAID-nivåer.

JBOD

JBOD (Just a Bunch of Drives) er ikke RAID, men noe mange RAID-kontrollere støtter. JBOD gir ikke bedre ytelse eller feiltoleranse. På sett og vis gir det i likhet med RAID 0 en reduksjon av feiltoleranse.

Med JBOD vil flere harddisker framstå som en enkelt stor harddisk. For eksempel vil fire 250 gigabyte-harddisker framstå som én disk på 1 terabyte.

Hovedkortene har gjerne et eget «BIOS-oppsett» for RAID-konfigurasjonen. Hvordan RAID settes opp på ditt system bør framgå av dokumetnasjonen.

Maskinvare vs. programvare

RAID kan også implementeres uten maskinvarestøtte i flere operativsystemer. Windows Server, Linux og andre Unix-baserte systemer gir denne støtten.

Den største ulempen med en programvarebasert løsning er ytelsen. For enkelte typer systemer trenger det for enkelte typer bruk ikke være spesielt viktig med det ytelsestapet man eventuelt får.

To sentrale fordeler blir kostnad og kompatibilitet. Med kompatiblitet i denne sammenhengen vil det være å kunne flytte diskene fra et system til et annet, eller bytte ut for eksempel hovedkort i systemet ved maskinvarefeil. Sett at hovedkortet i et system blir ødelagt og man benytter en integrert RAID-kontroller. Da vil man være avhengig av å ha tilsvarende kontroller for å få RAID-oppsettet opp igjen. Aller helst bør man ha akkurat samme hovedkort. Dette gjelder også for kontrollere i form av tilleggskort.

Intel oppgir imidlertid at løsninger satt opp på deres integrerte løsning skal kunne flyttes fra hovedkort til hovedkort. Det skal også være mulig å flytte oppsett fra den eldre ICH8R-kontrolleren over på den nyere ICH9R.

Eksterne disker

Flere aktører har eksterne harddisker og lagringsløsninger med RAID.

Det er etter hvert mange produsenter som har eksterne harddisker som benytter to harddisker. På disse har man mulighet for å benytte RAID 0 eller RAID 1. I tillegg finnes det løsninger med fire harddisker. Slike kaller av flere aktører for DAS, Direct Attaced Storage. For løsninger med fire disker er tjenerbruk i en del sammenhenger det mest aktuelle, men det er også de som trenger slik kapasitet kombinert med høy ytelse, blant annet til semiprofesjonell/profesjonell videobehandling.

Det man spesielt kan merke seg med slike løsninger er grensesnittet. Spesielt for løsningene med to disker står man gjerne mellom valgene usb eller firewire. Begge disse grensesnittene vil være en flaskehals ytelsesmessig sett, både for RAID 1 og spesielt RAID 0. Det finnes også løsninger for mer enn to disker som vi har sett med usb- og firewire-grensesnitt.

Firewire800 og eSATA er to grensesnitt som det er rimelig å implementere på både bærbare og stasjonære pc-er. eSATA er i dag standard på en del pc-er, og når det gjelder Mac-plattformen har en god del maskiner Firewire800.

Nettverksdisker


En del eksterne harddisker og nettverksdisker leveres i dag med to harddisker der man kan velge mellom RAID 0 og 1.

Det finnes nettverksdisker (NAS, Network Attaced Storage) med støtte for RAID også i SOHO-segmentet, altså modeller beregnet for småbedrifter/arbeidsgrupper så vel som hjemmebrukere. Løsninger med mulighet for to disker i RAID 0 eller 1 koster fra rundt 1 500 kroner. Harddisker kommer da i tillegg, så med to 500 gigabyte-harddisker ender man opp på cirka 3 000 kroner. For to disker finnes det gjerne også mulighet for å benytte JBOD.

Testoppsett

Både Intel, Nvidia og andre produsenter av systembrikkesett for hovedkort har i flere år hatt støtte for RAID. I tillegg har det vært en del hovedkort med en ekstra kontroller med støtte for RAID.

Vi har testet ytelsen gjennom en standard stasjonær pc med Intel Core 2 Duo E6700-prosessor (2,66 GHz/4 MB L2), 2 gigabyte minne og et Asus P5K Deluxe-hovedkort.

Det sentrale her er hovedkortet, som er basert på Intels P35-brikkesett. Dette hovedkortet har Intels ICH9R-brikke, som blant annet inneholder harddiskkontrolleren. Denne brikken benyttes også av hovedkort med Intels X38-brikkesett.

Gjennom Intels ICH9R-brikke har vi muligheten for RAID 0, 1, 5, 10 og Intels spesielle Matrix-løsning. Vi benyttet fire Samsung Spinpoint T133S 250 GB Serial ATA-harddisker med 7 200 o/min rotasjonshastighet og 16 megabyte hurtigbuffer. For RAID 0 har vi testet med to og fire disker. For RAID 1 har vi testet med kun to disker. For RAID 5 og 10 ble alle fire diskene benyttet. Vi testet også Intels Matrix-løsning med kombinasjonen 0 og 1 på to disker.

Ytelsen

Som du kan se i figurene er det ingen tvil om at RAID 0 kan være hensiktsmessig for den som har et bruksområde med mye tyngre diskaktivitet. For de fleste vanlige brukere blir RAID 0 ikke spesielt hensiktsmessig. RAID 0 kan gi en del bedre ytelse, men det øker også kompleksiteten for systemet.

RAID 1 er imidlertid svært interessant. RAID 1 handler om feiltoleranse, og muligheten til å bruke pc-en. Både i privat sammenheng og i bedrifter er RAID 1 noe flere bør vurdere. Går en harddisk i stykker vil det fortsatt være mulig å bruke pc-en, samtidig som man har dataene som er ny eller endret siden forrige sikkerhetskopi. Vi gjentar imidlertid igjen at forbedret feiltoleranse i henhold til RAID ikke er en erstatning for sikkerhetskopiering.

RAID 0+1 blir i denne sammenheng for dem med spesielle behov. Fordelene blir de med både RAID 1 og RAID 0, men ytelsen blir ikke like god som for RAID 0.

I teorien skulle man i denne sammenheng anse også RAID 5 som aktuelt, men både med løsningen Intel har med sine brikkesett, og andre brikkesett i segmentet, blir RAID 5 lite aktuelt for stasjonære pc-er. Ytelsen blir dårlig på flere områder, spesielt når det blir håndtering av større mengder små filer og skriveoperasjoner. Når det gjelder ytelsen for RAID 5 og 10 i denne sammenheng blir kontrollerens egenskaper sentral. Hensikten i denne testen er imidlertid å se på hva man kan forvente fra løsningene integrert på svært mange hovedkort i dag.

Vi vil etter hvert komme tilbake med tester der vi benytter en dedikert kontroller i stedet for den integrerte løsningen i hovedkortet.


SYSmark er basert på kjøring av vanlige applikasjoner, både innenfor kontorapplikasjoner, grafisk arbeid, videobehandling og 3d. Tallene for nivåene er i basis like, med unntak for RAID 5, hvor vi hadde en reduksjon i ytelse.


Med WinRAR har vi pakket og så pakket ut et større arkiv. Igjen ser vi dårlige tall for RAID 5, mens forbedringen er svært god for RAID 0-konfigurasjonene.

PCMark gjør operasjoner som applikasjonsoppstart, virussøk, filkopiering. Igjen ser vi en kraftig reduksjon i ytelsen med RAID 5, mens RAID 0 gir en betydelig forbedring. Det er spesielt "File Write"-testen av PCMark05 som gir det forbedrede resultatet. Vi ser RAID 10 her ikke gir like god ytelse som ren RAID 0.

Vi kopierte her en større fil i Windows. Den store størrelsen vil tilsi at det blir en sekvensiell operasjon, men lesing og skriving er på samme stasjon. Vi ser her særdeles store forbedringer med RAID 0 kontra en enkelt disk.

Med antivirusprogrammet AVG har vi kjørt et virussøk på en større mengde filer, av forskjellige typer og størrelse. RAID 0 gir forbedret resultat – det samme gjør RAID 5, ettersom det i basis er kun leseoperasjon som utføres. Tallene for RAID 10 er litt skuffende, hvilket kan tyde på at kontrolleren ikke helt takler den økte prosesseringen kombinasjonen av to nivåer gir.

For testene som utfører sekvensielle lese- og skriveoperasjoner ser vi gode tall for RAID 0 og RAID 10. Vi ser også gode lesetall for RAID 5, men skriveytelsen blir svak. Vi ser her også god skalering fra RAID 0 med to til fire harddisker, uten at man i praksis ellers kan oppnå såpass stor forskjell annet enn med optimale sekvensielle operasjoner.

For Half Life 2 har vi startet opp spillet og lastet inn et lagret spill. Her hadde vi en del varisjoner i resultatene som vi ikke helt forstår, men gjentatte tester viste av en eller annen grunn samme resultatene. Hvorfor RAID 1 her er såpass mye bedre er egentlig uten logikk. Vi ser ellers at en enkelt harddisk også gir bedre resultat enn RAID 0-oppsettene.

HD Sim baserer seg på filkopioperasjoner i Windows, og da med filer av litt varierende størrelse. For eksempel ISO-testen har filer på 6-700 megabyte, Mp3-testen har filer på 3-6 megabyte og Program-testen har filer varierende fra noen få kilobyte til et par megabyte. Generelt her ser man store gevinster med RAID 0 og 10, mens RAID 5 resultatmessig sett over ett ikke blir så forskjellig fra enkeltdiskoppsett.

I likhet med PerformanceTest blir HD Tach et veldig syntetisk testprogram. Lesehastigheten blir for sekvensiell lesing, og igjen ser man store forbedringer for RAID 0. Vi ser imidlertid at aksesstiden for RAID 0-konfigurasjonene blir ganske dårlig, hvilket kan ha betydning i en del applikasjonsrelaterte operasjoner og operasjoner ellers som krever mye oppsøking av nye sektorer på harddisken.

Les om:

Lagring