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4款主流SAS 6Gbs RAID控制器横评

发布时间:2019-05-02 04:15

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  在本文中,我们将对Adaptec、Areca、HighPoint和LSI公司的4款SAS 6Gb/s RAID控制器进行对比评测,我们将通过RAID 0、5、6和10工作负载来运行它们以测试其潜质。你的系统需要八个以上的连接端口吗?我们将在本文中告诉你答案。

  首先,让我们看看现在的主板,真的还有必要买一个专用的RAID控制器吗?几乎在每个主板上都能找到3千兆SATA端口,就像音频和网络连接。一些最先进的芯片组(例如AMD的A75和Intel的Z68)甚至提供SATA 6Gb/s支持。有可靠的电源、电路、强大的处理器,以及大量的I/O支持,这不是意味着你已经拥有了坚实的附加存储卡?那么购买一个独立控制器还有什么意义呢?

  在大多数情况下,主流用户能够使用其主板的内置SATA端口和一些软件来配置RAID 0、1、5 和10陈列,产生合理的性能。但是在需要更高RAID级别(例如6、50或者60)的环境, 将需要更强大的磁盘管理以及可扩展性,那么,那些基于芯片组的控制器将不够用。这个时候,就需要一个专业级的解决方案。这样一来,你就不再局限于SATA 存储,同时,大量的插卡便于对SAS(串行连接SCSI)或者FC(光纤信道)磁盘的支持,每个端口都提供独特的优势。

  这三种可用端口(SATA、SAS和FC)都具有各自不同的优势和缺点,不能说哪种端口是最好的。SATA端口的优势包括最高容量和低成本,同时还能管 理大数据率。SAS磁盘一般着重于稳定性、可扩展性和高I/O速率。FC存储则侧重于持续、快速的数据速率。从传统的解决方案来看,一些企业仍然使用 Ultra SCSI,尽管受到最大设备数16(这包括一个控制器和最高为15个的磁盘)的阻碍。此外,最高320MB/s的带宽(以Ultra-320 SCSI为例)与其继承者相比简直微不足道。

  Ultra SCSI曾经是专业企业级存储解决方案的标准配置,而现在在很大程度上已经被SAS所取代,SAS不仅提供更高的带宽,而且还提供适应混合 SAS/SATA环境的灵活性以实现成本、性能、可靠性和容量的优化,即使是在单个JBOD中。另外,出于冗余目的,很多SAS磁盘拥有两个端口。如果一 个控制器故障了,将驱动器连接到第二个控制器可以使故障转移。因此,SAS可以支持高可用性设置。

  此外,SAS不只是控制器和存储设备 之间的点到点协议,通过扩展器,每个SAS电缆最多可支持255个存储设备。通过使用一个两层的SAS扩展器结构,理论上,255 x255(或者略高于65000)存储设备可以连接到一个SAS通道,假设控制器芯片内部支持这么大的数量。

  为什么是SAS而不是FC?一方面,SAS是更有趣且更相关的架构,它提供的分区等功能对于专业人士更具吸引力。另一方面,市场数据显示FC在专业存储市场的作用正在下降,一些分析师甚至预测从其出货的硬盘数量趋势来看,FC有可能从市场消失。FC的未来似乎很暗淡,IDC预测到2014年SAS硬盘将占据企业硬盘市场72%的份额。

  因为从缓存到闪存的复制操作是非常快的,Adaptec能够使用电容来保持电源供应,而不是电池。该电容的优点在于,它能够与控制卡一样持久,而电池备份每隔几年就要更换电池。此外,只要在闪存中缓存过,保存的数据可以保留几年,如果需要的话。相比较而言,对于备份电源组,在缓存信息消失之前通常信息职能保留三天,这迫使你更快进行恢复。正如ZMCP的名字所示,它是一个零维护解决方案,能够承受延长的功率损耗。

  在我们的流读/写read/write测试中,千赢国际在RAID 0模式下,Adaptec RAID 6805不及其竞争对手。不过话说回来,对于寻求数据保护的企业而言,RAID 0并不是典型用例(虽然它可能被工作站用 户用来呈现视频)。顺序读为640MB/s,而顺序写几乎相同,为680MB/s。在这两个指标中,LSI的MegaRAID 9265-8i位于榜首。而在RAID5、6和10测试中,Adaptec的RAID 6805表现很好,但仍不及其他产品。在SSD only设置中,Adaptec控制器达到530MB/s,但却不敌Areca和LSI控制器。

  Adaptec的卡能够自动识别所谓的混合RAID配置(由混合硬盘和SSD组成),这个配置中提供的是RAID 1和10。并且,Adaptec卡通过利用特殊的读写加速算法超越竞争对手,包括将读操作专门指向SSD,而将写操作传给磁盘和SSD。可见,读的性能应该接近SSD only设置,而写的性能不能差于基于全磁盘的设置。

  但是,我们的测试结果并不能反映这样一种理论情况。而web服务器测试是个特例,混合装置的数据传输率能够反映理论情况,事实上,我们期望从纯粹的SSD配置、混合SSD和硬盘驱动获取的结果根本无法与SSD only配置相比。

  Adaptec和LSI的控制器卡中都包含配置良好且易于使用的RAID管理工具,这些管理工具甚至允许管理员能够通过网络远程访问控制器。

  Areca凭借其ARC-1880系列在SAS 6Gb/s RAID控制器市场也占有一席之地。根据该制造商表示,目标应用范围包括从NAS设备和存储服务器到超级计算机、近线备份、安全系统以及云计算。

  我们的测试样机ARC-1880i售价约为540美元,包含8个内部SAS端口和一个8通道PCI Express 2.0接口。顺便说一下,这个控制器在四个控制器中是唯一拥有散热装置的,内置在800MHz ROC周围,512MB DDR2-800数据缓存支持。使用SAS扩展器,Areca地ARC-1880i最高可支持128个存储设备。为了在电源故障期间保存缓存,可以添加一个可选的备份电源组。

  除了JBOD模式和单磁盘模式,该控制器还支持RAID 0、1、1E、3、5、6、10、30、50和60。

  Areca的ARC-1880i在RAID 0的流读/写测试中表现不错,读速度为960MB/s,写速度为900MB/s。在这个特殊条件下,只有LSI的MegaRAID 9265-8i比它更快。Areca的控制器在其他测试中的表现也没有让我们失望。同时拥有硬盘和SSD,该控制器总是给各项测试冠军造成挑战。虽然Areca控制器只在一项测试中得冠(RAID 10的顺序读),但这项测试中它遥遥领先,读速率为793MB/s,而第二名LSI MegaRAID 9265-8i,只有572MB/s。

  但是顺序传输速率只是评测的一小部分。另一部分则是I/O性能,Areca的ARC-1880i这方面也表现不错,紧紧尾随Adaptec RAID 6805和LSI MegaRAID 9265-8i。Areca控制器除了赢得一项传输速率测试外,也赢得了一项I/O性能测试:Web服务器测试。虽然Areca控制器在RAID 0、5和6的web服务器测试中领先,但在RAID 10,Adaptec 6805领先,Areca紧随其后。

  HighPoint RocketRAID 2720SGL是拥有8个内部SATA/SAS端口的SAS RAID控制器,每个端口支持6Gb/s速率。根据该制造商表示,该卡主要针对中小企业和工作站的存储需求。该卡的小尺寸和8通道PCIe 2.0接口与其他产品一样。它的核心部件是Marvell地9485RAID控制器。

  该控制器很显然不是为SSD设计的。读取速率最大为332MB/s,写速率的峰值 为273MB/s。即使是固态存储性能不是很好的Adaptec RAID 6805,速率也比它大两倍。而另外两个可以很好处理SSD的控制器卡(Areca的 ARC-1880i和LSI的MegaRAID 9265-8i)更不用说,比它快三倍。

  我们可以用来形容HighPoint卡的I/O性能的最好词语应该是够用。RocketRAID 2720SGL在全部四个Iometer测试中都是最后一名,而在web服务器测 试中,HighPoint控制器几乎可以赶上其他控制器,但在其他三个指标测试中远远落后于其他竞争对手。这在SSD测试中最为明 显,RocketRAID 2720SGL明显没有为SSD作优化,它浪费了SSD的固有优势。例如,RocketRAID 2720SGL在数据库测试中结果为17 378IOPS,而LSI的MegaRAID 9265-8i是它的四倍多,为75037IOPS。

  RocketRAID 2720SGL的web界面很直观,方便,这里没有问题,所有RAID设置都可以迅速简便地进行配置。

  根据LSI表示,中小企业是其MegaRAID 9265-8i产品的目标客户。该公司将其控制卡定位于适合云、安全和业务应用。售价为630美元,MegaRAID 9265-8i是测试产品中最昂贵的,但是从测试结果来看,一分钱一分货。在我们展示测试结果之前,让我们看看这个控制器的技术特点以及可选软件附件 FastPath和CacheCade。

  LSI声称FastPath可以大大加快附加SSD的I/O操作。该公司还表示,FastPath可以与任何基于闪存的SSD工作,显著改善了基于 SSD RAID阵列的读/写性能,写加快2.5倍,读加快2倍,达到465000IOPS。虽然我们不能将这个放到测试结果中。该卡即使没有安装 FastPath,也已经具有足够的马力来处理我们的五驱动SSD阵列。

  MegaRAID 9265-8i的另一个可选软件被称为CacheCade,它能使一个SSD作为硬盘阵列的读缓存。根据LSI公司表示,这可能会加快读取操作速度,最高可达50,这取决于被访问数据的大小、应用程序和使用情况。我们尝试了这个工具,并创建了一个RAID 5阵列,由7个硬盘和一个SSD(SSD作为读缓存)组成。与由8个硬盘组成的RAID 5阵列相比,很显然,CacheCade不仅提高了I/O吞吐量,还改善了性能(原始数据变得越来越小)。我们在测试中使用了一个25GB数据集,在web服务器Iometer工作负载中达到3877IOPS,而通常一个正常硬盘阵列只能达到894IOPS。

  简而言之,从I/O性能角度来看,MegaRAID 9265-8i是最快的SAS RAID控制器。而在顺序读/写操作中,这个控制器只能达到中等水平,因为其顺序性能取决于你使用的RAID级别。在RAID 0硬盘测试中,MegaRAID 9265-8i的顺序读速率可达到1080MB/s(明显超过其竞争对手),而顺序写性能为927MB/s,也取得了第一名的成绩。而在RAID 5和6中,这个LSI控制器被彻底击败,只有在RAID 10中才挽回一局。在SSD RAID测试中,MegaRAID 9265-8i达到最佳顺序写性能(752MB/s),在顺序读中只略低于Areca ARC-1880i。

  如果你在寻找具有高I/O性能的面向SSD的RAID控制器,LSI无疑是最佳选择。除了极少数例外外,MegaRAID 9265-8i在我们的Iometer 数据库、文件服务器、web服务器和工作站负载测试中都一路领先。当你的RAID阵列由SSD组成时,LSI完全击败了其他三个控制器。例如,在工作站测试中,MegaRAID 9265-8i达到70172IOPS,而第二名Areca的ARC-1880i只有这个数字的二分之一,36975IOPS。

  与Adaptec一样,LSI捆绑了一个方便的RAID管理工具,下面是一些屏幕截图。

  RAID 5测试也没有帮HighPoint控制器挽回任何失地。与RAID 10对比,即使这三个较快的控制器也显示出各自的优缺点。

  LSI显著地从数据库、文件服务器工作站负载方面优化了其MegaRAID 9265。Web服务器测试中,所有控制器的极限测试结果没有明显差异。

  这很显然:只有LSI MegaRAID 9265可以将固态存储的优势转为RAID性能。

  总体而言,这四个基于SAS的RAID控制器都表现出了良好的性能,它们都不缺乏重要特征,并且都可以用于入门级和中级服务器中。 除了它们的性能特点外,在提供便利功能(例如混合环境SAS和SATA支持以及通过SAS扩展器获取的可扩展性)方面则各有千秋。这四个控制器都支持的 SAS 2.0标准,不仅将带宽从3Gb/s提高到6Gb/s(每个端口),同时也引入了新功能,例如SAS分区,这可以允许单个SAS扩展器背后的多个控制器访 问存储资源。

  除了几个共同点,如8通道PCI Express接口和八位组SAS 2.0端口,每个控制器都有各自的优点和缺点。

  总体来说,LSI公司的MegaRAID 9265-8i是最快的控制器,特别是在I/O吞吐量方面。不过它也有一些薄弱环节,例如RAID 5和6的性能不是很理想,但MegaRAID 9265-8i赢得了大部分测试,是一个成熟的专业级的解决方案。当然,它的售价也是最高的,630美元。但对于这个价格,你可以获得一个无可比拟的控制 器,特别是在支持SSD方面。MegaRAID 9265-8i在存储方面表现不错,如果需要增加更多存储,选择MegaRAID 9265-8i会更加方便。此外,你也可以通过添加FastPath或者CacheCade来加强MegaRAID 9265-8i的性能。

  Adaptec RAID 6805和 Areca ARC-1880i控制器在中档价位(售价分别为460美元和540美元),它们提供相似的性能。这两者在数据吞吐量方面都表现良好,除了I/O性能。 Adaptec控制器控制器略胜于Areca控制器,它还提供零维护缓存保护(ZMCP)功能,取代了传统的备用电源组,并且还可以与NAND闪存和电容器配合使用。

  HighPoint公司的RocketRAID 2720SGL售价仅为170美元,这也是四个控制器中最便宜的售价。如果你只是将它与传统的磁盘驱动器一起使用,它的性能还可以接受,虽然显然比 Adaptec或者Areca提供的性能要差。不要将它与SSD一起使用。

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