Выбираем RAID контроллер для обеспечения надёжности. Сравнение 5 моделей недорогих RAID контроллеров с интерфейсами PCI и PCI Express.

RAID массивы всё чаще становятся такой же неотъемлемой частью персонального компьютера, как и сервера. Причин тому предостаточно: за последние несколько лет жёсткие диски сильно продвинулись в технологическом плане: они сменили несколько интерфейсов от ATA/33 до SATA 300, вырос объём кэш-памяти, а технология перпендикулярной записи кардинально снизила стоимость одного гигабайта объёма HDD.

Неизменным осталось одно — надёжность жёстких дисков. И хотя сегодня производители дают гарантию на жёсткие диски для настольных ПК до 5 лет, а заявленное время наработки на отказ составляет до 136 лет (1.2 млн. часов), никто не гарантирует, что винчестер не выйдет из строя в любой момент. Исследования показывают, что жесткие диски очень часто выходят из строя в течение первых трёх месяцев службы — наиболее подло, когда пользователь так уверен в новеньком быстром жёстком диске.

Наглядно о надёжности современных винчестеров говорит исследование, проведённое компанией Google. Ниже мы приводим график вероятности выхода из строя винчестера в зависимости от его срока службы и загрузки. Полностью ознакомиться с исследованиями Google и набраться пессимизма можно, скачав отчёт на английском языке в формате .pdf.

Вероятность выхода из строя винчестера в зависимости от его возраста (по данным Google)
Вероятность выхода из строя жесткого диска в зависимости от его возраста

Вероятность выхода из строя винчестера в зависимости от его загрузки (по данным Google)
Вероятность выхода из строя жесткого диска в зависимости от его загрузки

Наиболее простой способ повысить надёжность данных — использовать зеркалированный массив RAID 1. В этом случае два винчестера работают как один, дублируя содержимое друг друга. При установе двух дисков в RAID 1, вы теряете объём в два раза (получаете объём одного HDD), но при поломке любого из них, система продолжит работать и у вас будет время для резервного копирования и замены жёстких дисков. Надо сказать, что технология RAID 1 стара как мир, но всё большее распространение в домашних компьютерах получает только сейчас. И вот причины:

Современные винчестеры стоят достаточно дёшево, чтобы можно было ставить 2 жёстких диска вместо одного в обычный домашний компьютер

Большинству пользователей достаточно объёма и одного винчестера стоимостью 80$

Современные винчестеры достаточно быстры, чтобы можно было отдать поступиться скоростью в угоду надёжности

Современные жёсткие диски всё ещё не надёжны

Конечно, своевременный бэкап позволяет избежать лишних трат на создание RAID массивов, но делать резервные копии больших винчестеров можно, разве что, на такие же большие винчестеры. Плюс, при выходе из строя основного диска вы потратите время на восстановление данных из архива. Применение RAID 1 нисколько не освобождает пользователя от создания резервных копий, т.к. массив всё ещё остаётся не защищённым против действий пользователя и программных сбоев (вирусы, хакерские атаки и т.д.), но в случае поломки одного из защищённых винчестеров, компьютер продолжит работать на втором HDD.

Но до сих пор не все материнские платы поддерживают RAID. Если у вас такая материнская плата, если на плате уже не хватает портов для подключения ещё пары дисков, или хочется купить контроллер raid 1, чтобы можно было легко делать апгрейд материнской платы, вы встанете перед выбором выбором модели RAID-контроллера.

RAID 1 — оптимальный выбор для дома
Условно, RAID-контроллеры можно разделить на два типа: полностью аппаратные и хост-контроллеры, полупрограммные. Первые отличаются наличием собственного процессора, частотой до 800 МГц (а в будущем и выше), на который ложится вся нагрузка по обслуживанию массива. Мощь этого процессора востребована в массивах RAID 5, RAID 50, RAID 6 и RAID 60. Это не наш случай. RAID-контроллеры для домашнего использования, как правило, имеют 2 или 4 порта. Это позволяет строить на них массивы уровня 0, 1, 10 и 5, последние два — на 4-портовых контроллерах. Рассмотрим, почему мы откажемся от всех типов, кроме одного.

RAID 0 — подключает винчестеры в последовательную цепь. При поломке любого из них, вы теряете данные на массиве. С каждым добавленным в массив жёстким диском, надёжность решения снижается. Массив RAID 0 в два раза менее надёжен, чем 1 винчестер.

RAID 10 — подключает четыре винчестера: два последовательно и два параллельно. Считается надёжным, как и RAID 1, но требует установки 4 дисков. В итоге вы получаете объём, равный сумме двух HDD. Но так ли он надёжен? Если параллельно работают две последовательных цепочки из двух винчестеров, насколько он надёжен? RAID 10 позволяет выйти из строя двум дискам. При его структуре A1B1+A2B2, он выдерживает следующие комбинации поломок: A1, B1, A2, B2, A1B1, A1B2, A2B1, A2B2. Но остаются две смертельные комбинации: A1A2 и B1B2, а так же любая поломка 3-х дисков. Вероятность выхода из строя одновременно двух дисков A1A2 или B1B2 в два раза выше, чем если бы массив состоял из двух дисков. Поэтому паранойя торжествует, и мы отказываемся от RAID 10.

RAID 5 — требует большой вычислительной мощности, наличия минимум трёх дисков, и при этом он выдерживает выход из строя только одного диска. Давая преимущество в объёме, он имеет свойство «рассыпаться», особенно на полупрограммных контроллерах. Это слишком сложная технология, чтобы доверять её контроллеру за 50$. Возможно, существуют тысячи примеров удачной реализации надёжных RAID 5 на дешёвых контроллерах, но паранойе достаточно такого же количества сообщений на форумах с криками «спасите, рассыпался RAID 5».

Выходит, что самый простой и самый надёжный из недорогих массивов — RAID 1. Для его реализации не нужно столько ресурсов, как для RAID 5. Его можно реализовать на двух дисках. Он не требует перестройки структуры диска, поэтому в случае чего, винчестер можно вытащить из массива и подключить напрямую к материнской плате, пусть даже в другой компьютер. Все RAID контроллеры поддерживают RAID 1, и стоят такие решения порой в несколько раз дешевле одного винчестера.

Но создавая RAID 1, мы должны быть готовы к тому, что скорость массива снизится по сравнению с одним диском, загрузка CPU повысится, а объём массива будет равен объёму одного из двух винчестеров.

Если просмотреть прайс-листы компьютерных магазинов в поисках RAID-контроллеров, то вы обнаружите, что с трудом можно найти старые-добрые решения HighPoint, Adaptec и даже Promise. Новый мир принёс перемены, и теперь перед нами такие брэнды, как Orient, Tekram и STLab.

RAID-контроллеры

Мы тестируем следующие модели RAID контроллеров:

Orient S-822R (SiI3112), PCI, 2x SATA

Tekram TR-824 (SiI 3114), PCI, 4xSATA

Orient V-802R (VIA VT6421A), PCI, 2xSATA, 1xPATA

Orient S3132 RAID (SiI3132), PCI Express 1x, 2+2 SATA

STLab A-341 (SiI3132), PCI Express 1x, 2x SATA + 2x E-SATA

Четыре контроллера на чипах Silicon Image, один — на чипе VIA, три — с интерфейсом PCI, два — с более новым PCI Express 1x. И как раз у нас будет шанс проверить, насколько новая шина PCI Express 1x даёт преимущества по сравнению с PCI 2.3.

Все контроллеры имеют собственный BIOS и позволяют загружаться с RAID массива

Все контроллеры поставляются в комплекте с кабелями Serial ATA

Все контроллеры поставляются в комплекте с переходниками питания PCPlug-SATA

Все контроллеры поддерживают режим JBOD, позволяющий использовать винчестеры по одному, без организации RAID массива

Ни один контроллер не имеет низкопрофильной планки для установки в низкопрофильные корпуса.

Тестовая конфигурация:

Intel Pentium D 820 (2.8 GHz)

2×512 Mb DDR2 PC5300

Asus P5LD2

GeForce 7300Gs

Windows XP SP2 на Maxtor DiamondMax 9 80Gb

2xSamsung HD161HJ 160 Gb

Винчестер Samsung HD161HJ

Для тестирования мы взяли два винчестера Samsung HD161HJ. Эти диски имеют объём 160 Гб, кэш 8 Мб, интерфейс SATA 300 и частоту вращения шпинделя 7200 rpm. Он поддерживает NCQ, что покажет преимущества при работе с контроллерами, поддерживающими Native Command Queing. В общем-то, обычный современный недорогой диск. При тестировании винчестер форматировался под NTFS с размером сектора 64Кб.

Для каждого устройства мы будем приводить результаты тестов, а потом подведём итоговое сравнение. Вот, что показал один винчестер Samsung HD161HJ в тестах CrystalMark 2.1, HDTach 2.61, SiSoft Sandra XII и PCMark05. Кликните на диаграмму для увеличения.

Результат CrystalMark Результат HDTach

Результат PCMark05 Результат SiSoft Sandra XII

Интересующиеся могут ознакомиться с результатами одного диска, а мы перейдём к рассмотрению первого RAID контроллера, Orient S-822R.