前例のないシリアル互換性。前例のないシリアル互換性sasドライブをコントローラーに接続する

十分な数のSerialAttached SCSI（SAS）周辺機器の出現により、企業環境から新技術のレールへの移行の始まりを述べることができます。しかし、SASはUltraSCSIテクノロジーの後継として確立されているだけでなく、システムのスケーラビリティを想像を絶する高さにまで引き上げ、新しい用途を推進しています。テクノロジー、ホストアダプター、ハードドライブ、およびストレージシステムを詳しく調べて、SASの可能性を実証することにしました。

SASは完全に新しいテクノロジーではありません。両方の長所を活用します。 SASの最初の部分はシリアル通信に関するもので、必要な物理的なワイヤとピンが少なくて済みます。パラレル伝送からシリアル伝送への移行により、バスを取り除くことができました。現在のSAS仕様では、スループットをポートあたり300 MB / sと定義していますが、これはUltraSCSIの320 MB / s未満ですが、共有バスをポイントツーポイント接続に置き換えることは大きな利点です。 SASの2番目の部分はSCSIプロトコルであり、強力で人気があります。

SASは幅広い範囲を使用できます RAIDの種類..。 AdaptecやLSILogicなどの巨人は、複数のコントローラーやドライブにまたがる分散RAIDアレイに関連する機能など、製品の拡張、移行、ソケット、およびその他の機能のための高度な機能を提供します。

最後に、今日言及されているアクションのほとんどは、その場で実行されます。ここでは、優れた製品を強調する必要があります AMCC / 3Ware , ビンロウジュと Broadcom / Raidcoreエンタープライズクラスの機能をSATAスペースに移行できるようにします。

SATAと比較すると、従来のSCSI実装は、ハイエンドのエンタープライズソリューションを除いて、あらゆる面で基盤を失っています。 SATAは提供しています 適切なハードドライブ、手頃な価格と幅広い決定..。また、別の「スマート」SAS機能を忘れないでください。SASホストアダプタはSATAドライブとシームレスに連携するため、既存のSATAインフラストラクチャに簡単に適合します。ただし、SASドライブをSATAアダプターに接続することはできません。

出典：アダプテック。

まず、SASの歴史に目を向けるべきだと思います。 SCSI規格（「スモールコンピュータシステムインターフェイス」の略）は、ストレージデバイスやその他のデバイスをコンピュータに接続するためのプロフェッショナルバスと常に見なされてきました。サーバーおよびワークステーション用のハードドライブは、引き続きSCSIテクノロジーを使用しています。 2台のドライブのみを1つのポートに接続できる主流のATA規格とは異なり、SCSIでは最大15台のデバイスを1つのバスに接続でき、強力なコマンドプロトコルを提供します。デバイスには一意のSCSIIDが必要です。これは、手動またはSCAM（SCSI構成の自動）を介して割り当てることができます。 2つ以上のSCSIアダプタ上のバスのデバイスIDは一意ではない可能性があるため、複雑なSCSI環境でデバイスを識別するのに役立つ論理ユニット番号（LUN）が追加されました。

SCSIハードウェアはATAよりも柔軟性と信頼性があります（この標準はIDE、Integrated Drive Electronicsとも呼ばれます）。デバイスはコンピューターの内部と外部の両方に接続でき、ケーブルの長さは、正しく終端されている場合に限り、最大12 mになります（信号の反射を避けるため）。 SCSIが進化するにつれて、さまざまなバス幅、クロック速度、コネクタ、および信号電圧（Fast、Wide、Ultra、Ultra Wide、Ultra2、Ultra2 Wide、Ultra3、Ultra320 SCSI）を指定する多数の規格が登場しました。幸いなことに、それらはすべて同じコマンドのセットを使用します。

コマンドを送信するイニシエーター（ホストアダプター）とそれに応答するターゲットドライブの間で、SCSI通信が確立されます。一連のコマンドを受信した直後に、ターゲットドライブはいわゆるセンスコード（ステータス：ビジー、エラー、またはフリー）を送信します。これにより、イニシエーターは目的の応答を受信するかどうかを知ることができます。

SCSIプロトコルは、ほぼ60の異なるコマンドを指定します。これらは、非データ、双方向、読み取りデータ、書き込みデータの4つのカテゴリに分類されます。

ドライブをバスに追加すると、SCSIの制限が現れ始めます。現在、Ultra320SCSIの320MB /秒の帯域幅を十分に活用できるハードドライブはほとんどありません。しかし、1つのバスで5つ以上のドライブを使用することは、まったく別の問題です。オプションとして、負荷分散用に2番目のホストアダプターを追加することもできますが、コストがかかります。ケーブルの問題もあります。ツイスト80線ケーブルは非常に高価です。「ホットスワップ」ドライブ、つまり故障したドライブを簡単に交換したい場合は、特別な機器（バックプレーン）が必要です。

もちろん、ドライブを別々のリグまたはモジュールに配置するのが最善です。これらは通常、他の優れた制御機能とともに、ホットスワップ可能です。その結果、より専門的なSCSIソリューションが市場に出回っています。しかし、それらはすべて高額な費用がかかるため、SATA規格は近年急速に発展しています。 SATAはハイエンドのエンタープライズシステムのニーズを満たすことは決してありませんが、SASを完全に補完して、次世代ネットワーク環境向けのスケーラブルな新しいソリューションを作成します。

SASは、複数のデバイス間でバスを共有しません。出典：アダプテック。

SATA

左側はデータ転送用のSATAコネクタです。右側は電源コネクタです。これらのピンは、各SATAドライブに3.3V、5V、および12Vを供給するのに十分です。

SATA規格は数年前から市場に出回っており、今日では第2世代に達しています。 SATA Iは、低電圧差動信号を使用した2つのシリアル接続で1.5Gbpsのスループットを実現しました。物理層は8/10ビットコーディング（8データビットに対して実際の10ビット）を使用します。これは、150 MB / sの最大インターフェイス帯域幅を説明します。 SATAから300MB / sの速度に移行した後、多くの人が新しい標準SATA IIを呼び始めましたが、標準化されています SATA-IO（国際機関）は、最初に機能を追加し、次にそれをSATAIIと呼ぶことを計画しました。したがって、最新の仕様はSATA 2.5と呼ばれ、次のようなSATA拡張機能が含まれています。 ネイティブコマンドキューイング（NCQ）およびeSATA（外部SATA）、ポートマルチプライヤ（ポートあたり最大4台のドライブ）など。ただし、追加のSATA機能は、コントローラーとハードドライブ自体の両方でオプションです。

2007年に600MB /秒のSATAIIIがまだリリースされることを期待しましょう。

パラレルATA（UltraATA）ケーブルは46cmに制限されていましたが、SATAケーブルの長さは最大1mで、eSATAの場合は2倍の長さにすることができます。 40本または80本のワイヤーの代わりに、シリアル伝送に必要な接点は1つだけです。したがって、SATAケーブルは非常に細く、コンピュータケース内で簡単に配線でき、空気の流れをそれほど妨げません。 SATAポートは1つのデバイスに依存しているため、このインターフェイスをポイントツーポイントとして分類できます。

データおよび電源用のSATAコネクタには、個別のプラグが付属しています。

SAS

シグナリングプロトコルはSATAのプロトコルと同じです。出典：アダプテック。

Serial Attached SCSIの優れた機能は、テクノロジがSCSIとSATAの両方をサポートしていることです。その結果、SASまたはSATAドライブ（または両方）をSASコントローラに接続できます。ただし、シリアルSCSIプロトコル（SSP）が原因で、SASドライブはSATAコントローラーで動作できません。 SATAと同様に、SASはドライブのポイントツーポイント接続（現在は300MB /秒）に従い、SASエクスパンダー（またはエクスパンダー）を使用すると、使用可能なSASポートよりも多くのドライブを接続できます。 SASハードドライブは2つのポートをサポートし、それぞれに固有のSAS IDがあるため、2つの物理接続を使用して、ドライブを2つの異なるホストに接続することで冗長性を提供できます。 STP（SATAトンネリングプロトコル）のおかげで、SASコントローラーはエキスパンダーに接続されたSATAドライブと通信できます。

出典：アダプテック。

もちろん、SASエクスパンダのホストコントローラへの唯一の物理接続はボトルネックと見なすことができるため、標準ではワイド（ワイド）SASポートが規定されています。ワイドポートは、複数のSAS接続を任意の2つのSASデバイス間の単一のリンクにグループ化します（通常、ホストコントローラーとエクスパンダー/エクスパンダーの間）。通信のフレームワーク内の接続の数は増やすことができます、それはすべて課された要件に依存します。ただし、冗長接続はサポートされておらず、ループやリングも許可されていません。

出典：アダプテック。

将来のSAS実装では、ポートスループットあたり600および1200 MB / sが追加されます。もちろん、ハードドライブのパフォーマンスは同じ割合で向上することはありませんが、少数のポートでエクスパンダーを使用する方が便利です。

「ファンアウト」および「エッジ」という名前のデバイスはエクスパンダーです。ただし、メインのファンアウトエキスパンダーのみがSASドメインで機能します（図の中央にある4xリンクを参照）。エッジエクスパンダごとに最大128の物理接続が許可され、ワイドポートを使用したり、他のエクスパンダ/ドライブを接続したりできます。トポロジは非常に複雑であると同時に、柔軟性と強力性を備えています。出典：アダプテック。

出典：アダプテック。

バックプレーンは、ホットプラグ対応である必要があるストレージシステムの基本的な構成要素です。したがって、SASエクスパンダには、強力なリグが含まれることがよくあります（単一のパッケージであるかどうかに関係なく）。通常、単一のリンクを使用して、単純なスナップインをホストアダプタに接続します。もちろん、スナップインが組み込まれたエキスパンダーは、マルチチャネル接続に依存しています。

SAS用に設計されたケーブルとコネクタには3つのタイプがあります。 SFF-8484は、ホストアダプタをリグに接続するマルチコア内部ケーブルです。原則として、このケーブルの一端をいくつかの個別のSASコネクタに分割することで同じことが実現できます（下の図を参照）。 SFF-8482は、ドライブを単一のSASインターフェースに接続するコネクターです。最後に、SFF-8470は、最大6メートルの長さの外部マルチコアケーブルです。

出典：アダプテック。

外部SASマルチチャネル接続用のSFF-8470ケーブル。

撚り線ケーブルSFF-8484。 4つのSASチャネル/ポートが1つのコネクタを通過します。

4つのSATAドライブを接続するためのSFF-8484ケーブル。

SANソリューションの一部としてのSAS

なぜこのすべての情報が必要なのですか？ほとんどのユーザーは、上記で説明したSASトポロジに近づくことすらできません。ただし、SASは、1つ以上のRAIDコントローラーに基づいて単純および複雑なRAIDアレイを構築するのに理想的ですが、プロ用ハードドライブ用の次世代インターフェイス以上のものです。 SASはさらに多くのことができます。これは、任意の2つのSASデバイス間のリンク数を追加するときに簡単に拡張できるポイントツーポイントシリアルインターフェイスです。 SASドライブには2つのポートが付属しているため、1つのポートをエクスパンダを介してホストシステムに接続し、別のホストシステム（または別のエクスパンダ）へのバックアップパスを作成できます。

SASアダプターとエクスパンダー間（および2つのエクスパンダー間）の通信は、使用可能なSASポートと同じ幅にすることができます。エクスパンダは通常、多数のドライブに対応できるラックシステムであり、階層内のアップストリームデバイス（ホストコントローラなど）へのSASの可能な接続は、エクスパンダの機能によってのみ制限されます。

豊富で機能的なインフラストラクチャを備えたSASを使用すると、専用のハードドライブや個別のネットワークストレージではなく、複雑なストレージトポロジを作成できます。この場合、「複雑」とは、そのようなトポロジでの作業が難しいことを意味するものではありません。 SAS構成は、単純なディスクスナップインまたは使用エクスパンダーで構成されます。帯域幅の要件に応じて、任意のSASリンクを拡張または狭めることができます。強力なSASハードドライブと大型のSATAモデルの両方を使用できます。強力なRAIDコントローラーと一緒に使用すると、RAIDレベルとハードウェア側の両方で、データアレイを簡単に構成、拡張、または再構成できます。

企業のストレージがどれだけ急速に成長しているかを考えると、これらすべてがますます重要になります。今日、誰もがSAN（ストレージエリアネットワーク）について話し合っています。これは、物理的にリモートのストレージを使用して、従来のサーバーを使用したストレージサブシステムの分散型組織を意味します。既存のギガビットイーサネットまたはファイバーチャネルネットワーク上で、わずかに変更されたSCSIプロトコルが起動され、イーサネットパケットにカプセル化されます（iSCSI-インターネットSCSI）。単一のハードドライブから複雑なネストされたRAIDアレイまで実行されるシステムは、いわゆるターゲット（ターゲット）になり、イニシエーター（ホストシステム、イニシエーター）に関連付けられ、ターゲットを単なる物理要素であるかのように扱います。

もちろん、iSCSIを使用すると、ストレージ開発、データ編成、またはアクセス制御の戦略を作成できます。直接接続されたストレージを削除することで、さらに高いレベルの柔軟性が得られ、任意のストレージサブシステムをiSCSIターゲットにすることができます。オフサイトストレージに移行すると、システムがストレージサーバーから独立し（障害の重大なポイント）、ハードウェアの管理性が向上します。ソフトウェアの観点からは、ストレージは依然としてサーバーの「内部」にあります。 iSCSIターゲットとイニシエーターは、近く、異なるフロア、異なる部屋または建物に配置できます。これらはすべて、それらの間のIP接続の品質と速度に依存します。この観点から、SANはデータベースなどのオンラインアプリケーションの要件にはあまり適していないことに注意することが重要です。

2.5インチSASハードドライブ

2.5 "プロの世界向けのハードドライブはまだ新しいものと見なされています。私たちは、Seagateからの最初のそのようなドライブをかなり前から検討してきました- 2.5 "Ultra320 Savvio良い印象を残しました。すべての2.5 "SCSIドライブは10,000rpmのスピンドル速度を使用しますが、同じスピンドル速度での3.5"ドライブのパフォーマンスレベルとは一致しません。事実、3.5インチモデルの外側のトラックはより高い線形速度で回転し、より高いデータ転送速度を提供します。

小型ハードドライブの利点は容量にもありません。今日でも最大容量は73GBですが、3.5インチのエンタープライズクラスのハードドライブでは300 GBになります。多くの領域で、占有されている物理ボリュームに対するパフォーマンスの比率。非常に重要です。またはエネルギー効率。使用するハードドライブが多いほど、パフォーマンスが向上します。もちろん、適切なインフラストラクチャと組み合わせて使用します。2.5インチドライブは、3.5インチ競合製品のほぼ半分の電力を消費します。ワットあたりのパフォーマンス（I / O操作/ワット）、2.5 "フォームファクターは非常に良い結果をもたらします。

容量が主な関心事である場合、3.5 "10,000 RPMドライブが最良の選択である可能性は低いです。実際、3.5" SATAドライブは、許容可能なパフォーマンスレベルを維持しながら、66％多くの容量（ハードドライブの300 GBではなく500）を提供します。多くのハードドライブメーカーが24時間年中無休で動作するSATAモデルを提供しており、ドライブの価格は最小限に抑えられています。信頼性の問題は、アレイ内ですぐに交換できるスペアドライブを購入することで解決できます。

MAYラインは、富士通の現世代の2.5インチプロフェッショナルドライブを表しています。回転速度は10,025 rpm、36.7 GB、73.5GBです。すべてのドライブには8MBのキャッシュと平均読み取りシーク時間があります。4.0msと4.5msの書き込みすでに説明しました。、2.5インチハードドライブの優れた機能は、消費電力の削減です。通常、1台の2.5インチハードドライブは、3.5インチドライブと比較して少なくとも60％のエネルギーを節約できます。

3.5 "SASハードドライブ

MAXの下には、富士通の高性能15,000RPMハードドライブの現在の製品ラインがあります。そのため、名前は非常に一貫しています。 2.5インチドライブとは異なり、キャッシュは16 MBで、平均シーク時間は読み取り3.3ミリ秒、書き込み3.8ミリ秒と短いです。富士通は、36.7 GB、73.4 GB、146 GBのモデルを提供しています。GB（1、2、4プラッター付き）。

流体軸受もエンタープライズクラスのハードドライブに採用されているため、新しいモデルは15,000rpmで以前のモデルよりも大幅に静かに動作します。もちろん、これらのハードドライブは適切に冷却する必要があり、ハードウェアもそれを保証します。

Hitachi Global Storage Technologiesは、独自の高性能ソリューションラインも提供しています。 UltraStar15K147は15,000rpmで動作し、富士通のドライブと同じように16 MBのキャッシュを備えていますが、プラッターの構成が異なります。 36.7 GBモデルは1つではなく2つのプラッターを使用し、73.4GBモデルは2つではなく3つのプラッターを使用します。これはデータ密度が低いことを示していますが、実際、この設計では、プラッターの内側の最も遅い領域を使用していません。その結果、ヘッドの移動も少なくて済み、平均アクセス時間が短縮されます。

日立はまた、3.7msの時限シーク（読み取り）時間で36.7GB、73.4GB、および147GBモデルを提供しています。

MaxtorはすでにSeagateの一部になっていますが、同社の製品ラインはそのままです。製造元は36、73、および147 GBモデルを提供しており、これらはすべて15,000rpmのスピンドル速度と16MBキャッシュが異なります。同社は、平均シーク時間が読み取りで3.4ミリ秒、書き込みで3.8ミリ秒であると主張しています。

チーターは長い間、高性能ハードドライブと関連付けられてきました。シーゲイトは、2000年に最初の7200 RPMデスクトップドライブを使用して、デスクトップセグメントにバラクーダと同様の関連性を植え付けることができました。

36.7 GB、73.4 GB、および146.8GBのモデルで利用できます。それらはすべて、15,000rpmのスピンドル速度と8MBのキャッシュが異なります。読み取りの平均シーク時間は3.5ミリ秒、書き込みの平均シーク時間は4.0ミリ秒です。

ホストアダプタ

SATAコントローラーとは異なり、SASコンポーネントは、サーバーグレードのマザーボードまたは拡張カードとしてのみ使用できます。 PCI-XまたはPCIExpress..。さらに一歩進んで、RAIDコントローラー（安価なドライブの冗長アレイ）を検討すると、その複雑さのために、ほとんどの場合、個別のカードの形で販売されています。 RAIDカードには、コントローラ自体だけでなく、冗長性情報の計算を高速化するチップ（XORエンジン）とキャッシュメモリも含まれています。少量のメモリ（ほとんどの場合128 MB）がカードにはんだ付けされることがありますが、一部のカードではDIMMまたはSO-DIMMを使用して拡張できます。

ホストアダプタまたはRAIDコントローラを選択するときは、何が必要かを明確にする必要があります。新しいデバイスの範囲は、目の前で拡大しています。シンプルなマルチポートホストアダプタは比較的安価ですが、強力なRAIDカードは高価です。ドライブを配置する場所を検討してください。外部ストレージには、少なくとも1つの外部コネクタが必要です。ラックサーバーには通常、目立たないカードが必要です。

RAIDが必要な場合は、ハードウェアアクセラレーションを使用するかどうかを決定します。一部のRAIDカードは、RAID5または6をXORするためにCPUリソースを消費します。他の人は独自のハードウェアXORエンジンを使用します。 RAIDアクセラレーションは、データベースやWebサーバーなど、サーバーがデータの保存以上のことを行う環境に推奨されます。

この記事で示したすべてのホストアダプタカードは、SASポートあたり300 MB / sの速度をサポートし、ストレージインフラストラクチャの非常に柔軟な実装を可能にします。今日、外部ポートを持っている人は誰も驚かないでしょう。SASとSATAの両方のハードドライブのサポートを検討してください。 3枚のカードはすべてPCI-Xインターフェースを使用しますが、PCIExpressバージョンはすでに開発中です。

この記事では、8ポートのカードに注目しましたが、接続されているハードドライブの数はそれに限定されません。 SASエキスパンダー（外部）を使用すると、任意のストレージを接続できます。 4レーンで十分である限り、ハードドライブの数を最大122まで拡張できます。RAID5またはRAID 6のパリティ情報を計算するパフォーマンスコストのため、通常の外部RAIDストレージは十分にロードできません。ドライブの数が多い場合でも、4レーンの帯域幅。

48300は、PCI-Xバス用のSASホストアダプタです。サーバー市場は引き続きPCI-Xによって支配されていますが、PCIExpressインターフェイスを搭載するマザーボードはますます増えています。

Adaptec SAS 48300は、1.06 GB / sの帯域幅で133MHzのPCI-Xインターフェイスを使用します。 PCI-Xバスが他のデバイスによってロードされていない場合は、十分に高速です。バスに低速のデバイスを含めると、他のすべてのPCI-Xカードの速度が同じ速度に低下します。この目的のために、いくつかのPCI-Xコントローラーがボードにインストールされることがあります。

アダプテックは、ミッドエンドからローエンドのサーバーおよびワークステーション向けにSAS4800を配置しています。希望小売価格は360ドルで、かなりリーズナブルです。最も単純なRAIDアレイに移行するためのAdaptecHostRAIDをサポートします。この場合、これらはRAIDレベル0、1、および10です。このカードは、外部4チャネルSFF8470接続と、4つのSASデバイス用のケーブルとペアになった内部SFF8484コネクタをサポートします。つまり、合計8つになります。ポート。

このカードは、薄型のスロットカバーを備えた2Uラックサーバーに適合します。このパッケージには、ドライバ付きのCD、クイックインストールガイド、および最大4台のシステムドライブをカードに接続できる内部SASケーブルも含まれています。

SASプレーヤーLSILogicは、Adaptec SAS48300の直接の競合製品であるSAS3442XPCI-Xホストアダプターを送ってくれました。これには、2つのクアッドレーンインターフェイスに分割された8つのSASポートが付属しています。カードの心臓部はLSISAS1068チップです。インターフェイスの1つは内部デバイス用で、もう1つは外部DAS（直接接続ストレージ）用です。ボードはPCI-X133バスインターフェースを使用します。

いつものように、SATAおよびSASドライブでは300 MB / sがサポートされています。コントローラボードには16個のLEDがあります。それらのうちの8つは単純なアクティビティLEDであり、さらに8つはシステムの誤動作を示すように設計されています。

LSI SAS3442Xは薄型カードであるため、2Uラックサーバーに簡単に適合します。

Linux、Netware 5.1および6、Windows2000およびServer2003（x64）、Windows XP（x64）、およびSolaris（2.10まで）のドライバーサポートに注意してください。 Adaptecとは異なり、LSIはRAIDモードのサポートを追加しないことを決定しました。

RAIDアダプター

SAS RAID4800SASは、より複雑なSAS環境向けのAdaptecのソリューションであり、アプリケーションサーバー、ストリーミングサーバーなどに使用できます。繰り返しになりますが、1つの外部4レーンSAS接続と2つの内部4レーンインターフェイスを備えた8ポートカードです。ただし、外部接続が使用されている場合、内部インターフェイスから4チャネルインターフェイスが1つだけ残ります。

このカードはPCI-X133用にも設計されており、最も要求の厳しいRAID構成でも十分な帯域幅を提供します。

RAIDモードに関する限り、ここではSAS RAID 4800がその「弟」を簡単に追い越します。十分な数のドライブがある場合、RAIDレベル0、1、10、5、50がデフォルトでサポートされます。 48300とは異なり、Adaptecには2本のSASケーブルが含まれているため、8台のハードドライブをコントローラーにすぐに接続できます。 48300とは異なり、カードにはフルレングスのPCI-Xスロットが必要です。

カードをAdaptecにアップグレードする場合 Advanced Data Protection Suite次に、デュアル冗長RAIDモード（6、60）と、ストライプミラードライブ（RAID 1E）、ホットスペーシング（RAID 5EE）、コピーバックホットスペアなどのエンタープライズクラスのさまざまな機能にアップグレードできます。 Adaptec Storage Managerは、すべてのAdaptecアダプターを管理するブラウザーベースのユーティリティです。

Adaptecは、Windows Server 2003（およびx64）、Windows 2000 Server、Windows XP（x64）、Novell Netware、Red Hat Enterprise Linux 3および4、SuSe Linux Enterprise Server 8および9、およびFreeBSD用のドライバーを提供します。

SASスナップイン

335SASは、4台のSASまたはSATAドライブ用のスナップインですが、SASコントローラーに接続する必要があります。 120mmファンは、ドライブを冷却します。また、2つのMolex電源プラグをリグに接続する必要があります。

Adaptecには、適切なコントローラを介してツーリングを制御するために使用できるI2Cケーブルが含まれています。ただし、これはSASドライブでは機能しません。追加のLEDケーブルは、ドライブのアクティビティを通知することを目的としていますが、これもSATAドライブの場合のみです。納品範囲には、4台のドライブ用の内部SASケーブルも含まれているため、ドライブを接続するには外部の4チャネルケーブルで十分です。 SATAドライブを使用する場合は、SAS-SATAアダプターを使用する必要があります。

369ドルの小売価格は安くはありません。しかし、確実で信頼性の高いソリューションが得られます。

SASストレージ

SANbloc S50は、エンタープライズグレードの12ドライブソリューションです。 SASコントローラーに接続する2Uラックマウントエンクロージャーを受け取ります。これは、スケーラブルなSASソリューションの最良の例の1つです。 12台のドライブはSASまたはSATAのいずれかです。または、両方の混合を想像してください。組み込みのエクスパンダは、1つまたは2つの4レーンSASインターフェイスを使用して、S50をホストアダプタまたはRAIDコントローラに接続できます。これは明らかにプロフェッショナルなソリューションであるため、2つの電源装置（冗長性付き）が装備されています。

Adaptec SASホストアダプタをすでに購入している場合は、それをS50に簡単に接続し、Adaptec StorageManagerを使用してドライブを管理できます。 500 GB SATAハードドライブをインストールすると、6TBのストレージが得られます。 300 GBのSASドライブを使用する場合、容量は3.6TBです。エクスパンダは2つの4チャネルインターフェイスでホストコントローラに接続されているため、2.4 GB / sの帯域幅が得られます。これは、どのタイプのアレイにも十分すぎるほどです。 RAID0アレイに12台のドライブをインストールする場合、最大スループットはわずか1.1 GB / sです。今年の半ばに、Adaptecは、2つの独立したSAS I / Oユニットを備えたわずかに変更されたバージョンをリリースすることを約束します。

SANbloc S50には、自動監視と自動ファン速度制御が含まれています。はい、デバイスの音量が大きすぎるため、テストが完了した後、ラボからデバイスを譲ることができて安心しました。ドライブ障害メッセージは、SES-2（SCSIエンクロージャサービス）またはI2C物理インターフェイスを介してコントローラに送信されます。

アクチュエータの動作温度は5〜55°C、アクセサリの動作温度は0〜40°Cです。

テストの開始時に、ピークスループットはわずか610 MB /秒でした。 S50とAdaptecホストコントローラーの間でケーブルを交換することにより、760MB /秒を達成することができました。 7台のハードドライブを使用して、システムをRAID0モードでロードしました。ハードドライブの数を増やしても、スループットは向上しませんでした。

構成のテスト

システムハードウェア
プロセッサー	2x Intel Xeon（Noconaコア） 3.6 GHz、FSB800、1 MBL2キャッシュ
プラットホーム	Asus NCL-DS（ソケット604） Intel E7520チップセット、BIOS 1005
メモリー	Corsair CM72DD512AR-400（DDR2-400 ECC、登録） 2x 512 MB、CL3-3-3-10
システムハードドライブ	Western Digital Caviar WD1200JB 120GB 7200 RPM8MBキャッシュUltraATA / 100
ストレージコントローラー	Intel 82801EB UltraATA / 100コントローラー（ICH5） Promise SATA 300TX4 ドライバー1.0.0.33 Adaptec AIC-7902B Ultra320 ドライバー3.0 Adaptec 483008ポートPCI-XSAS ドライバー1.1.5472 Adaptec 48008ポートPCI-XSAS ドライバー5.1.0.8360 ファームウェア5.1.0.8375 LSI Logic SAS3442X8ポートPCI-XSAS ドライバー1.21.05 BIOS 6.01
ボールト	4ベイホットスワップ可能な屋内リグ 2U、12-HDD SAS / SATA JBOD
通信網	BroadcomBCM5721ギガビットイーサネット
ビデオカード	ビルトイン ATi RageXL、8 MB
テスト
パフォーマンス測定	c "t h2benchw 3.6
I / Oパフォーマンスの測定	IOMeter 2003.05.10 ファイルサーバー-ベンチマーク Webサーバー-ベンチマークデータベース-ベンチマークワークステーション-ベンチマーク
システムソフトウェアとドライバー
OS	Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition、Service Pack 1
プラットフォームドライバー	Intelチップセットインストールユーティリティ7.0.0.1025
グラフィックドライバーワークステーションスクリプト。いくつかの新しいSASハードドライブ、3つの関連するコントローラー、および2つのスナップインを調べた後、SASが確かに有望なテクノロジーであることが明らかになりました。 SASの技術文書を見ると、その理由がわかります。これは、シリアルSCSIの後継（高速、便利、使いやすい）であるだけでなく、Ultra320SCSIソリューションを石器時代のように見せる優れたレベルのスケーラビリティとインフラストラクチャの成長でもあります。そして、互換性は素晴らしいです。サーバー用にプロフェッショナルなSATAハードウェアを購入することを計画している場合は、SASを詳しく調べる必要があります。すべてのSASコントローラーまたはハードウェアは、SASハードドライブとSATAハードドライブの両方と互換性があります。したがって、高性能SAS環境と大容量SATA環境の両方、またはその両方を作成できます。外部ストレージの便利なサポートは、SASのもう1つの大きな利点です。 SATAストレージが独自のソリューションまたは単一のSATA / eSATAリンクのいずれかを使用する場合、SASストレージインターフェイスにより、4つのSASリンクのグループでスループットを向上させることができます。その結果、320 MB / sUltraSCSIまたは300MB / s SATAで休むことなく、アプリケーションのニーズに合わせてスループットを向上させる機会が得られます。さらに、SASエクスパンダを使用すると、SASデバイスの階層全体を作成できるため、管理者はより自由に活動できます。 SASデバイスの進化はそれだけではありません。 UltraSCSIインターフェースは時代遅れであり、ゆっくりと取り消されていると見なすことができるように思われます。既存のUltraSCSI実装を引き続きサポートしない限り、業界がそれを改善する可能性はほとんどありません。同じように、新しいハードドライブ、最新モデルのストレージとアクセサリ、およびインターフェイス速度が最大600 MB / s、次に最大1200 MB / sに向上しました。これはすべてSASを対象としています。最新のストレージインフラストラクチャはどうあるべきですか？ SASが利用可能になると、UltraSCSIの時代は数えられます。シーケンシャルバージョンは論理的な前進であり、前任者よりもすべてのタスクをうまく処理します。 UltraSCSIとSASのどちらを選択するかという問題が明らかになります。 SASまたはSATAのどちらを選択するかは少し難しいです。しかし、先を見据えると、SASコンポーネントの方が優れています。実際、最大のパフォーマンスを実現するため、またはスケーラビリティの観点から、今日ではSASに代わるものはありません。

この記事では、ハードドライブをコンピューターに接続できるようにするもの、つまりハードドライブインターフェイスに焦点を当てます。より正確には、ハードドライブのインターフェイスについては、これらのデバイスを接続するための多種多様なテクノロジーがその存在の全期間にわたって発明されており、この分野の豊富な標準が経験の浅いユーザーを混乱させる可能性があるためです。しかし、すべてを順番に。

ハードディスクインターフェイス（厳密に言えば、外部ストレージインターフェイスは、使用できるだけでなく、光学ドライブなどの他のタイプのドライブも使用できるため）は、これらの外部メモリデバイスとマザーボードの間で情報を交換するように設計されています。ハードドライブのインターフェイスは、ドライブの物理パラメータと同様に、ドライブのパフォーマンスとパフォーマンスの多くに影響を与えます。特に、ドライブのインターフェイスは、ハードドライブとマザーボード間のデータ交換の速度、コンピューターに接続できるデバイスの数、ディスクアレイを作成する機能、ホットプラグの可能性などのパラメーターを決定します。、NCQおよびAHCIテクノロジーのサポートなど..。また、マザーボードに接続するために必要なケーブル、コード、またはアダプタは、ハードディスクのインターフェイスによって異なります。

SCSI-スモールコンピュータシステムインターフェイス

SCSIは、パーソナルコンピュータのストレージデバイスを接続するために設計された最も古いインターフェイスの1つです。この規格は1980年代初頭に登場しました。その開発者の1人は、フロッピードライブの発明者としても知られているAlanShugartでした。

ボード上のSCSIインターフェースとそれに接続するためのケーブルの外観

SCSI規格（従来、この略語はロシア語で「おとぎ話」と読みます）は、フォーマットの名前であるSmall Computer System Interface、またはSmall Computerのシステムインターフェイスからも明らかなように、もともとはパーソナルコンピュータでの使用を目的としていました。しかし、たまたまこのタイプのドライブは主にトップクラスのパーソナルコンピュータで使用され、後にサーバーで使用されました。これは、成功したアーキテクチャと幅広いコマンドセットにもかかわらず、インターフェイスの技術的な実装がかなり複雑で、大量のPCのコストに適合しなかったという事実によるものでした。

それにもかかわらず、この規格には、他のタイプのインターフェースでは使用できない多くの機能がありました。たとえば、Small Computer SystemInterfaceケーブルの最大長は12mで、データ転送速度は640 MB / sです。

後のIDEインターフェイスと同様に、SCSIインターフェイスはパラレルです。これは、インターフェースが複数のコンダクターを介して情報を伝送するバスを使用することを意味します。この機能は、標準の開発を制限する要因の1つでした。そのため、その代替として、より高度なシリアルSAS標準（Serial Attached SCSIから）が開発されました。

SAS-シリアル接続SCSI

これは、サーバーディスクのSASインターフェイスがどのように見えるかです。

Serial Attached SCSIは、ハードドライブを接続するためのかなり古いSmall Computers SystemInterfaceの拡張機能として開発されました。 Serial Attached SCSIは、その前身の主な利点を利用しているという事実にもかかわらず、それでも多くの利点があります。それらの中で、以下は注目に値します：

すべてのデバイスに共通のバスを使用します。
SASが使用するシリアル通信プロトコルにより、使用する信号線が少なくなります。
バスの終端は必要ありません。
接続されているデバイスの数はほぼ無制限です。
より高い帯域幅（最大12Gbps）。 SASプロトコルの将来の実装では、最大24Gbpsのデータレートをサポートする予定です。
シリアルATAインターフェースを使用してSASコントローラードライブに接続する機能。

通常、Serial Attached SCSIシステムは、いくつかのコンポーネントを中心に構築されています。主なコンポーネントは次のとおりです。

ターゲットデバイス。このカテゴリには、実際のドライブまたはディスクアレイが含まれます。
イニシエーターは、ターゲットデバイスへの要求を生成するように設計されたマイクロ回路です。
データ配信システム-ターゲットデバイスとイニシエーターを接続するケーブル

シリアル接続SCSIコネクタには、タイプ（外部または内部）およびSASバージョンに応じて、さまざまな形状とサイズがあります。以下は、SAS-3用に設計された内部SFF-8482コネクタと外部SFF-8644コネクタです。

左-内部SASSFF-8482コネクタ。右側は、ケーブル付きの外部SASSFF-8644コネクタです。

SASコードとアダプターの外観のいくつかの例：HD-MiniSASコードとSAS-SerialATAアダプターコード。

左-HDMiniSASコード。右-SAS-シリアルATAアダプタケーブル

Firewire-IEEE 1394

Firewireハードドライブは今日非常に一般的です。 Firewireインターフェースを介してあらゆるタイプの周辺機器をコンピューターに接続でき、ハードドライブ専用に設計された専用インターフェースとは言えませんが、Firewireには、この目的に非常に便利な多くの機能があります。

FireWire-IEEE1394-ラップトップビュー

Firewireインターフェースは1990年代半ばに開発されました。開発の始まりは、USB以外に、主にマルチメディアなどの周辺機器を接続するための独自のバスを必要としていた有名な会社Appleによって築かれました。 Firewireバスの動作を説明する仕様はIEEE1394と呼ばれます。

Firewireは、今日最も一般的に使用されている高速シリアル外部バスフォーマットの1つです。この規格の主な機能は次のとおりです。

ホットプラグ可能なデバイス。
オープンバスアーキテクチャ。
デバイスを接続するための柔軟なトポロジ。
データ転送速度は、100〜3200 Mbit / sの広い範囲で変化します。
コンピューターなしでデバイス間でデータを転送する機能。
バスを使用してローカルネットワークを編成する可能性。
バス動力伝達。
多数の接続されたデバイス（最大63）。

Firewireバスを介してハードドライブを（通常はハードドライブの外部エンクロージャーを使用して）接続するには、原則として、Small Computers SystemInterfaceプロトコルのコマンドセットを使用して特別なSBP-2標準を使用します。 Firewireデバイスを通常のUSBコネクタに接続することは可能ですが、これには特別なアダプタが必要です。

IDE-統合ドライブエレクトロニクス

略語IDEは、間違いなくほとんどのパーソナルコンピュータユーザーによく知られています。 IDEハードドライブインターフェイス規格は、有名なハードドライブメーカーであるWesternDigitalによって開発されました。当時存在していた他のインターフェース、特にSmall Computers System InterfaceやST-506標準に対するIDEの利点は、マザーボードにハードディスクコントローラーをインストールする必要がないことでした。 IDE規格は、ドライブコントローラをドライブのケースに取り付けることを意味し、IDEドライブを接続するためのホストインターフェイスアダプタのみがマザーボードに残っていました。

マザーボード上のIDEインターフェース

この革新により、コントローラとドライブ自体の間の距離が短くなり、IDEドライブのパフォーマンスが向上しました。さらに、ハードドライブケース内にIDEコントローラーをインストールすることで、ドライブロジックの最適な構成に関してメーカーに自由を与えたため、マザーボードとハードドライブ自体の製造の両方をいくらか簡素化することができました。

新しいテクノロジーは、もともと統合ドライブエレクトロニクスと呼ばれていました。その後、ATAと呼ばれるそれを説明する標準が開発されました。この名前は、PC / ATファミリのコンピュータの名前の最後の部分に、添付ファイルという単語を追加することによって付けられています。

専用のIDEケーブルを使用して、ハードドライブまたはIntegrated DriveElectronicsオプティカルドライブなどの他のデバイスをマザーボードに接続します。 ATAはパラレルインターフェイス（したがって、パラレルATAまたはPATAとも呼ばれます）、つまり、複数の回線を介したデータの同時転送を提供するインターフェイスを指すため、そのデータケーブルには多数の導体（通常は40、およびプロトコルの最新バージョンでは、80線ケーブルを使用できました）。この規格の一般的なデータケーブルはフラットで幅が広いですが、丸いケーブルもあります。パラレルATAドライブの電源ケーブルには4ピンコネクタがあり、コンピュータの電源に接続されています。

以下は、IDEケーブルとラウンドPATAデータケーブルの例です。

インターフェイスケーブルの外観：左側-フラット、右側の丸編み-PATAまたはIDE。

Parallel ATAドライブが比較的安価であるため、マザーボードへのインターフェイスの実装が簡単であり、ユーザーがPATAデバイスを簡単にインストールおよび構成できるため、Integrated Drive Electronicsは、他のタイプのデバイスを長期間使用できなくなりました。予算レベルのパーソナルコンピュータ用のハードドライブの市場からのインターフェイス。

ただし、PATA標準にはいくつかの欠点もあります。まず第一に、これはパラレルATAデータケーブルが持つことができる長さの制限であり、0.5 m以下です。さらに、インターフェイスのパラレル構成により、最大データ転送速度にいくつかの制限が課せられます。 PATA標準、およびホットプラグデバイスなどの他のインターフェイスタイプが持つ多くの高度な機能をサポートしていません。

SATA-シリアルATA

マザーボード上のSATAインターフェース

SATA（Serial ATA）インターフェイスは、その名前が示すように、ATAの拡張機能です。この改善は、まず第一に、従来のパラレルATA（Parallel ATA）のシリアルインターフェイスへの変換にあります。ただし、シリアルATA規格と従来の規格の違いはこれに限定されません。データ転送タイプをパラレルからシリアルに変更することに加えて、データコネクタと電源コネクタも変更されました。

以下はSATAデータケーブルです。

SATAインターフェース用データケーブル

これにより、非常に長いケーブルを使用し、データ転送速度を上げることが可能になりました。ただし、SATAが登場する前に大量に市場に出回っていたPATAデバイスが、新しいコネクタに直接接続できなくなったという欠点がありました。確かに、ほとんどの新しいマザーボードにはまだ古いコネクタがあり、古いデバイスの接続をサポートしています。ただし、逆の操作（新しいタイプのドライブを古いマザーボードに接続する）は、通常、はるかに多くの問題を引き起こします。この操作では、ユーザーは通常、シリアルATA-PATAアダプターが必要です。電源ケーブルアダプタは通常、設計が比較的単純です。

シリアルATA-PATA電源アダプタ：

左側はケーブルの概観です。右側では、PATAおよびシリアルATAコネクタの外観が拡大されています

ただし、より複雑なのは、シリアルデバイスをパラレルインターフェイスコネクタに接続するためのアダプタなどのデバイスの場合です。通常、このタイプのアダプタは小さなマイクロ回路の形で作られています。

SATA-IDEインターフェース間のユニバーサル双方向アダプターの外観

現在、シリアルATAインターフェイスは実質的にパラレルATAに取って代わり、PATAドライブは主にかなり古いコンピューターでのみ使用できるようになりました。広く普及している新しい規格のもう1つの機能は、サポートです。

IDEからSATAへのアダプタのタイプ

あなたはNCQ技術についてもう少し話すことができます。 NCQの主な利点は、SCSIプロトコルで長い間実装されてきたアイデアを使用できることです。特に、NCQは、システムにインストールされている複数のドライブへの読み取り/書き込み操作を順番に実行するためのシステムをサポートしています。したがって、NCQは、ストレージデバイス、特にハードディスクアレイのパフォーマンスを大幅に向上させることができます。

SATAからIDEへのアダプターのタイプ

NCQを使用するには、ハードディスク側とマザーボードのホストアダプタで技術サポートが必要です。 AHCIをサポートするほとんどすべてのアダプターはNCQもサポートします。さらに、NCQは、一部の古いプロプライエタリアダプタでサポートされています。また、NCQが機能するには、オペレーティングシステムからのサポートが必要です。

eSATA-外部SATA

これとは別に、eSATA（External SATA）形式についても言及する価値があります。これは、当時は有望であるように見えましたが、広く配布されていませんでした。名前から推測できるように、eSATAは外付けドライブに排他的に接続するように設計されたシリアルATAの一種です。 eSATA規格は、外部デバイスの規格のほとんどの機能を提供します。内部シリアルATA、特に同じ信号およびコマンドシステムと同じ高速。

ラップトップのESATAコネクタ

ただし、eSATAには、それを生み出した内部バス標準とはいくつかの違いがあります。特に、eSATAはより長いデータケーブル（最大2m）をサポートし、ドライブの電力要件も高くなります。さらに、eSATAコネクタは標準のシリアルATAコネクタとは少し異なります。

ただし、USBやFirewireなどの他の外部バスと比較すると、eSATAには1つの大きな欠点があります。これらのバスを使用すると、バスケーブル自体を介してデバイスに電力を供給できますが、eSATAドライブには専用の電源コネクタが必要です。したがって、データ転送速度が比較的高いにもかかわらず、eSATAは現在、外付けドライブを接続するためのインターフェイスとしてあまり普及していません。

結論

ハードディスクに保存された情報は、コンピュータの中央処理装置からアクセスされるまで、ユーザーにとって有用であり、アプリケーションプログラムで利用できるようになることはありません。ハードドライブインターフェイスは、これらのドライブとマザーボード間の通信手段です。今日、多くの異なるタイプのハードドライブインターフェイスがあり、それぞれに独自の長所、短所、および特徴的な機能があります。最新のハードディスクの選択は、容量、キャッシュメモリ、アクセス、回転速度などの内部特性だけでなく、主にその内部特性によって決定されるため、この記事で提供される情報が読者にとって多くの点で役立つことを願っています。また、それが設計されたインターフェースによっても。

20年以上の間、パラレルバスインターフェイスは、ほとんどのデジタルストレージシステムで最も一般的な通信プロトコルでした。しかし、帯域幅と柔軟性に対する需要が高まるにつれ、2つの最も一般的なパラレルテクノロジーであるSCSIとATAの欠点が明らかになりました。パラレルSCSIインターフェイスとATAインターフェイス（使用されるコネクタ、ケーブル、命令セットが異なる）間の互換性がないため、システムの保守、研究開発、トレーニング、および新製品の認定にかかるコストが増加します。

今日でも、パラレルテクノロジーは、パフォーマンスの点で最新のエンタープライズシステムのユーザーに適していますが、高速化、送信時のデータ保持の向上、物理サイズの縮小、および標準化の拡大に対する要求の高まりにより、パラレルインターフェイスの機能に疑問が投げかけられています。急速に増大するCPUパフォーマンスとハードドライブの速度に対応するための不要なコスト。さらに、緊縮財政により、企業がサーバーシャーシおよび外部ディスクエンクロージャー用の異種リアパネルコネクタの資金調達と保守、互換性のための異種インターフェイスの検証、および異種I / O接続のインベントリの作成がますます困難になっています。

パラレルインターフェースの使用は、他にも多くの問題を引き起こします。ワイドループケーブルを介したパラレルデータ伝送はクロストークが発生しやすく、追加の干渉が発生して信号エラーが発生する可能性があります。このトラップを回避するには、信号速度を遅くするか、ケーブル長を制限するか、またはその両方を行う必要があります。並列信号の終了には、特定の問題も伴います。各ラインを個別に終了する必要があります。通常、この操作は、ケーブルの端での信号の反射を防ぐために、最後のアキュムレータによって実行されます。最後に、パラレルインターフェイスで使用される大きなケーブルとコネクタにより、これらのテクノロジは新しいコンパクトコンピューティングシステムには不適切になります。

SASとSATAの紹介

Serial ATA（SATA）やSerial Attached SCSI（SAS）などのシリアルテクノロジは、従来のパラレルインターフェイスに固有のアーキテクチャ上の制限を克服します。これらの新しいテクノロジーは、並列テクノロジーで使用される複数のストリームとは対照的に、すべての情報が単一のストリームで順次（英語のシリアル）送信される信号送信の方法からその名前が付けられました。シリアルインターフェースの主な利点は、データが単一のストリームで転送される場合、パラレルインターフェースを使用するよりもはるかに高速に移動することです。

シリアルテクノロジーは、データの多くのビットをパケットに結合し、パラレルインターフェイスの最大30倍の速度でケーブルを介して送信します。

SATAは、ディスクドライブ間で1.5 GB /秒以上の速度でデータを転送できるようにすることで、従来のATAテクノロジの機能を拡張します。 SATAは、ギガバイトあたりのストレージ容量のコストが低いため、コストが主な考慮事項であるデスクトップ、エントリーレベルのサーバー、およびネットワークストレージシステムで引き続き主要なディスクインターフェイスになります。

パラレルSCSIの後継であるSASテクノロジーは、前任者の実証済みの機能に基づいて構築されており、今日のエンタープライズストレージシステムの機能を大幅に拡張することを約束します。 SASには、従来のストレージソリューションにはない多くの利点があります。特に、SASでは最大16,256台のデバイスを単一のポートに接続でき、最大3 Gb / sの速度で信頼性の高いポイントツーポイントのデイジーチェーン接続を提供します。

さらに、より小さなSASコネクタを使用すると、3.5インチドライブと2.5インチドライブの両方に完全なデュアルポート接続を提供します（以前は3.5インチファイバチャネルドライブでのみ使用可能でした）。これは、薄型ブレードサーバーなどのコンパクトなシステムに多数の冗長ドライブを収容する必要がある場合に非常に便利な機能です。

SASは、ドライブのアドレス指定とハードウェアエクステンダーとの接続を改善し、多数のドライブを1つ以上のホストコントローラーに接続できるようにします。各エクスパンダは、最大128の物理デバイスをサポートします。これらのデバイスは、他のホストコントローラ、他のSASエクスパンダ、またはディスクドライブです。この設計は適切に拡張でき、障害発生時の自動システム回復と負荷分散のためにマルチサイトクラスタリングを簡単にサポートするエンタープライズ規模のトポロジを作成できます。

新しいシリアルテクノロジーの主な利点の1つは、SASインターフェイスが低コストのSATAドライブとも互換性があることです。これにより、システム設計者は、2つの異なるインターフェイスをサポートするために追加の費用をかけることなく、同じシステムで両方のタイプのドライブを使用できます。。したがって、次世代のSCSIテクノロジを表すSASインターフェイスは、パフォーマンス、スケーラビリティ、およびデータの可用性の点で、並列テクノロジの既存の制限を克服します。

複数レベルの互換性

物理的な互換性

SASコネクタはユニバーサルであり、フォームファクタでSATA互換です。これにより、SASドライブとSATAドライブの両方をSASシステムに直接接続できるため、高性能と高速データアクセスを必要とするミッションクリティカルなアプリケーション、またはギガバイトあたりのコストが低い、より費用効果の高いアプリケーションにシステムを使用できます。

SATAコマンドセットはSASコマンドセットのサブセットであり、SATAデバイスとSASコントローラー間の互換性を提供します。ただし、SASドライブはSATAコントローラーでは機能しないため、誤った接続の可能性を排除するために、コネクターに特別なキーが装備されています。

さらに、SASおよびSATAインターフェイスの同様の物理パラメータにより、新しいユニバーサルSASバックプレーンはSASドライブとSATAドライブの両方に対応できます。その結果、SCSIドライブとATAドライブに2つの異なる背面パネルを使用する必要はありません。この相互運用性は、ハードウェアと設計のコストを削減することにより、バックプレーンメーカーとエンドユーザーの両方にメリットをもたらします。

プロトコルの互換性

SASテクノロジーには、3種類のプロトコルが含まれています。各プロトコルは、アクセスされているデバイスに応じて、シリアルインターフェイスを介してさまざまな種類のデータを転送するために使用されます。 1つはSCSIコマンドを送信するシリアルSCSIプロトコルSSPで、もう1つは制御情報をエクスパンダに転送するSCSI管理プロトコル（SMP）です。 3番目のSATAトンネルプロトコルSTPは、SATAコマンドの送信を可能にする接続を確立します。これらの3つのプロトコルを使用することにより、SASインターフェイスは、既存のSCSIアプリケーション、管理ソフトウェア、およびSATAデバイスと完全に互換性があります。

このマルチプロトコルアーキテクチャは、SASおよびSATAコネクタの物理的な互換性と組み合わされて、SASテクノロジをSASデバイスとSATAデバイス間の用途の広い接着剤にします。

互換性の利点

SASとSATAの相互運用性は、システム設計者、アセンブラ、およびエンドユーザーにさまざまな利点を提供します。

システム設計者は、SASとSATAの互換性により、同じ背面パネル、コネクタ、およびケーブル接続を使用できます。システムをSATAからSASにアップグレードすることは、基本的にディスクドライブを交換することです。対照的に、従来のパラレルユーザーの場合、ATAからSCSIへの移行は、背面パネル、コネクタ、ケーブル、およびドライブの交換を意味します。シーケンシャルテクノロジーの相互運用性のその他の費用効果の高い利点には、認証と材料管理の簡素化が含まれます。

VARリセラーとシステムビルダーは、適切なディスクドライブをシステムに接続するだけで、カスタムシステムを簡単かつ迅速に再構成できます。互換性のないテクノロジーを使用したり、特別なコネクタやさまざまなケーブル接続を使用したりする必要はありません。さらに、価格とパフォーマンスのバランスをとるための柔軟性が追加されたことで、VARリセラーとシステムビルダーは製品をより差別化できるようになります。

エンドユーザーにとって、SATAとSASの互換性は、適切な価格/パフォーマンス比の選択に関して、新しいレベルの柔軟性を意味します。 SATAドライブは、低コストのサーバーとストレージシステムに最適ですが、SASドライブは、最大のパフォーマンス、信頼性、および管理ソフトウェアの互換性を提供します。新しいシステムを購入せずにSATAドライブからSASドライブにアップグレードできるため、購入決定プロセスが大幅に簡素化され、システムへの投資が保護され、総所有コストが削減されます。

SASプロトコルとSATAプロトコルの共同開発

2003年1月20日、SCSI Trade Association（STA）とSerial ATA（SATA）IIワーキンググループは、SASテクノロジがシステムレベルでSATAディスクドライブと互換性があることを確認するためのコラボレーションを発表しました。

2つの組織は協力し、ストレージベンダーと標準化委員会の共同の取り組みにより、システム設計者、ITプロフェッショナル、およびエンドユーザーが最適なパフォーマンスと信頼性を実現するためにシステムを微調整するのに役立つさらに正確な相互運用性ガイドラインを提供しています。総所有コストが削減されます。

SATA 1.0仕様は2001年に承認され、現在、さまざまなメーカーからSATA製品が市場に出回っています。 SAS 1.0仕様は2003年の初めに承認され、最初の製品は2004年の前半に市場に出ると予想されています。

最新のRAIDコントローラーについて簡単に説明します

現在、スタンドアロンソリューションとしてのRAIDコントローラーは、市場の特殊なサーバーセグメントにのみ焦点を当てています。実際、消費者向けPC（サーバーボードではない）用の最新のマザーボードにはすべて、ハードウェアとソフトウェアのSATA RAIDコントローラーが統合されており、PCユーザーには十分すぎるほどです。ただし、これらのコントローラーはWindowsオペレーティングシステムの使用のみに焦点を合わせていることに注意する必要があります。 Linuxファミリのオペレーティングシステムでは、RAIDアレイはプログラムで作成され、すべての計算はRAIDコントローラから中央処理装置に転送されます。

サーバーは従来、ソフトウェア/ハードウェアまたは純粋なハードウェアRAIDコントローラーのいずれかを使用します。ハードウェアRAIDコントローラーを使用すると、オペレーティングシステムやCPUを必要とせずにRAIDアレイを作成および保守できます。このようなRAIDアレイは、オペレーティングシステムからは単一のディスク（SCSIディスク）と見なされます。この場合、特別なドライバーは必要ありません。標準の（オペレーティングシステムに含まれている）SCSIディスクドライバーが使用されます。この点で、ハードウェアコントローラーはプラットフォームに依存せず、RAIDアレイはコントローラーBIOSを介して構成されます。ハードウェアRAIDコントローラは、独自の専用プロセッサとRAMを使用して計算するため、すべてのチェックサムなどを計算するときに中央処理装置を使用しません。

ソフトウェアおよびハードウェアコントローラーには、標準のSCSIディスクドライバーに代わる専用のドライバーが必要です。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアコントローラには管理ユーティリティが装備されています。この点で、ソフトウェアとハードウェアのコントローラーは特定のオペレーティングシステムに関連付けられています。この場合に必要なすべての計算は、RAIDコントローラー自体のプロセッサーによっても実行されますが、ソフトウェアドライバーと管理ユーティリティを使用すると、コントローラーのBIOSだけでなく、オペレーティングシステムからコントローラーを制御できます。

SASドライブがすでにSCSIサーバードライブに取って代わったという事実を考慮すると、最新のサーバーRAIDコントローラーはすべて、サーバーでも使用されるSASまたはSATAドライブのサポートに重点を置いています。

昨年、新しいSATA 3（SATA 6 Gb / s）インターフェースを備えたドライブが市場に登場し始め、徐々にSATA 2（SATA 3Gb / s）インターフェースに取って代わり始めました。 SAS（3 Gb / s）ドライブは、SAS 2.0（6 Gb / s）ドライブに置き換えられました。当然、新しいSAS2.0標準は古い標準と完全に互換性があります。

したがって、SAS2.0標準をサポートするRAIDコントローラが登場しました。最速のSASディスクでも読み取りおよび書き込み速度が200MB / s以下で、SASプロトコル帯域幅（3 Gb / sまたは300MB / s）がある場合、SAS2.0標準に切り替えるポイントは何であるかと思われます。）で十分です。

実際、各ドライブがRAIDコントローラーの個別のポートに接続されている場合、3 Gb / sの帯域幅（理論的には300 MB / s）で十分です。ただし、個別のディスクだけでなく、ディスクアレイ（ディスクバスケット）もRAIDコントローラーの各ポートに接続できます。この場合、1つのSASチャネルが一度に複数のドライブで共有され、3 Gb / sの帯域幅では不十分になります。さらに、SSDドライブの存在を考慮する必要があります。SSDドライブの読み取りおよび書き込み速度は、すでに300 MB / sの基準を超えています。たとえば、新しいIntel SSD 510ドライブは、最大500 MB / sのシーケンシャル読み取り速度と最大315MB / sのシーケンシャル書き込み速度を提供します。

サーバーRAIDコントローラー市場の現状をざっと見てから、LSI 3ware SAS9750-8iコントローラーの特徴を見てみましょう。

3ware SAS 9750-8iRAIDコントローラーの仕様

このRAIDコントローラは、クロック周波数800MHzの専用XORプロセッサLSISAS2108とPowerPCアーキテクチャに基づいています。このプロセッサは、512MBのDDRII 800 MHzエラー訂正（ECC）メモリを使用します。

LSI 3ware SAS 9750-8iコントローラーはSATAおよびSASドライブと互換性があり（HDDドライブとSSDドライブの両方がサポートされています）、SASエクスパンダーを使用して最大96台のデバイスを接続できます。このコントローラーがSATA600 MB / s（SATA III）およびSAS2インターフェースを備えたドライブをサポートすることが重要です。

ドライブを接続するために、コントローラーは8つのポートを提供します。これらのポートは物理的に2つのMini-SAS SFF-8087コネクタに結合されます（各コネクタに4つのポート）。つまり、ディスクがポートに直接接続されている場合、合計8つのディスクをコントローラーに接続でき、ディスクケージが各ポートに接続されている場合、合計ディスク容量を96に増やすことができます。8つのコントローラーポートのそれぞれ帯域幅は6Gb / sで、これはSAS2およびSATAIII標準に対応します。

当然、ディスクまたはディスクケージをこのコントローラーに接続する場合、コントローラーに正確に接続されているものに応じて、一方の端に内部Mini-SAS SFF-8087コネクターがあり、もう一方の端にコネクターがある専用ケーブルが必要になります。。たとえば、SASディスクをコントローラーに直接接続する場合は、片側にMini-SAS SFF-8087コネクター、反対側に4つのSFF 8484コネクターがあるケーブルを使用する必要があります。これにより、SASディスクを直接接続できます。ケーブル自体はパッケージに含まれていないため、別途購入する必要があることに注意してください。

LSI 3ware SAS 9750-8iコントローラーは、64 Gbpsの帯域幅（各方向に32 Gbps）を提供するPCI Express 2.0x8インターフェースを備えています。この帯域幅は、それぞれ6 Gb / sの帯域幅を持つ完全にロードされた8つのSASポートに十分であることは明らかです。また、コントローラーには、LSIiBBU07バックアップバッテリーをオプションで接続できる特別なコネクターがあることに注意してください。

このコントローラーにはドライバーのインストールが必要であることが重要です。つまり、ハードウェアとソフトウェアのRAIDコントローラーです。 Windows Vista、Windows Server 2008、Windows Server 2003 x64、Windows 7、Windows 2003 Server、MAC OS X、LinuxFedora Core 11、Red Hat Enterprise Linux 5.4、OpenSuSE 11.1、SuSE Linux Enterprise Server（SLES）11などのオペレーティングシステムをサポートします。、OpenSolaris 2009.06、VMware ESX / ESXi 4.0 / 4.0update-1およびその他のLinuxシステム。このパッケージには、オペレーティングシステムを介してRAIDアレイを管理できる3ware Disk Manager2ソフトウェアも含まれています。

LSI 3ware SAS 9750-8iコントローラーは、標準のRAIDタイプ（RAID 0、1、5、6、10、および50）をサポートします。おそらくサポートされていないアレイタイプはRAID 60のみです。これは、このコントローラーが各コントローラーポートに直接接続された5つのディスクにのみRAID6アレイを作成できます（理論的には、RAID 6は4つのディスクに作成できます）。したがって、RAID 60アレイの場合、このコントローラーには少なくとも10個のディスクが必要ですが、これらは単に存在しません。

このタイプのアレイは2つのディスクのみで作成され、2つのディスクのみにこのようなコントローラーを使用することは非論理的で非常に無駄であるため、RAID1アレイのサポートがこのようなコントローラーに関係ないことは明らかです。ただし、アレイRAID 0、5、6、10、および50のサポートは非常に重要です。おそらく、RAID0アレイで急いでいましたが。それにもかかわらず、このアレイには冗長性がなく、したがって、信頼性の高いデータストレージを提供しないため、サーバーで使用されることはめったにありません。ただし、理論的には、この配列はデータの読み取りおよび書き込み速度の点で最速です。ただし、さまざまなタイプのRAIDアレイが互いにどのように異なり、それらが何であるかを覚えておいてください。

RAIDレベル

「RAIDアレイ」という用語は、1987年にカリフォルニア大学バークレー校のアメリカ人研究者、パターソン、ギブソン、カッツが「安価なディスクの冗長アレイの事例、RAID」で、このように複数の低コストのかかるハードドライブを単一の論理デバイスに組み合わせることができるため、システムの容量とパフォーマンスが向上し、個々のドライブに障害が発生してもシステム全体に障害が発生することはありません。この記事が公開されてから約25年が経過しましたが、RAIDアレイを構築する技術は今日でもその関連性を失っていません。それ以降に変更されたのは、RAIDの頭字語のデコードだけです。事実、当初RAIDアレイは安価なディスク上に構築されていなかったため、「安価」という言葉は「独立」に変更されました。これは、より現実に沿ったものです。

RAIDアレイのフォールトトレランスは、冗長性によって実現されます。つまり、ディスクスペースの一部がサービス目的で割り当てられ、ユーザーがアクセスできなくなります。

ディスクサブシステムのパフォーマンスの向上は、複数のディスクの同時操作によって提供されます。この意味で、アレイ内のディスクの数が多いほど（特定の制限まで）、優れています。

アレイ内のディスク共有は、並列アクセスまたは独立アクセスのいずれかを使用して実行できます。並列アクセスでは、ディスクスペースはデータ記録のためにブロック（ストリップ）に分割されます。同様に、ディスクに書き込まれる情報は同じブロックに分割されます。書き込み時には、別々のブロックが異なるディスクに書き込まれ、複数のブロックが同時に異なるディスクに書き込まれるため、書き込みパフォーマンスが向上します。必要な情報は、複数のディスクから同時に別々のブロックで読み取られます。これは、アレイ内のディスクの数に比例してパフォーマンスの向上にも貢献します。

並列アクセスモデルは、データ書き込み要求のサイズがブロック自体のサイズよりも大きい場合にのみ実装されることに注意してください。そうしないと、複数のブロックを並行して書き込むことはほとんど不可能です。個々のブロックのサイズが8KBで、データ書き込み要求のサイズが64KBである状況を想像してみてください。この場合、元の情報はそれぞれ8KBの8つのブロックにカットされます。 4つのディスクアレイがある場合は、一度に4つのブロック（32 KB）を書き込むことができます。明らかに、検討した例では、書き込み速度と読み取り速度は、単一のディスクを使用する場合の4倍になります。これは理想的な状況にのみ当てはまりますが、要求サイズは必ずしもブロックサイズとアレイ内のディスク数の倍数であるとは限りません。

書き込まれるデータのサイズがブロックサイズよりも小さい場合、根本的に異なるモデルが実装されます-独立したアクセス。また、このモデルは、記録データのサイズが1ブロックのサイズよりも大きい場合にも使用できます。独立したアクセスでは、単一の要求からのすべてのデータが別のディスクに書き込まれます。つまり、状況は1つのディスクで作業する場合と同じです。独立アクセスモデルの利点は、複数の書き込み（読み取り）要求が同時に受信された場合、それらがすべて互いに独立して別々のディスクで実行されることです。この状況は、たとえばサーバーでは一般的です。

アクセスの種類に応じて、RAIDアレイにはさまざまな種類があり、通常はRAIDレベルによって特徴付けられます。アクセスのタイプに加えて、RAIDレベルはそれらが配置される方法が異なり、冗長な情報が生成されます。冗長情報は、専用ディスクに配置することも、すべてのディスクで共有することもできます。

現在、広く使用されているRAIDレベルには、RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 10、RAID 50、およびRAID 60があります。以前は、RAID 2、RAID 3、およびRAID 4レベルもありましたが、これらはRAIDレベルは現在使用されておらず、最新のRAIDコントローラーはそれらをサポートしていません。最新のRAIDコントローラーはすべて、JBOD（Just a Bench Of Disks）機能もサポートしていることに注意してください。この場合、RAIDアレイについてではなく、単に個々のディスクをRAIDコントローラーに接続することについて話します。

RAID 0

RAID 0、つまりストライピングは、厳密に言えばRAIDアレイではありません。このようなアレイは冗長性がなく、データストレージの信頼性を提供しないためです。ただし、歴史的にはRAIDアレイとも呼ばれます。 RAID 0アレイ（図1）は、2つ以上のディスク上に構築でき、ディスクサブシステムの高性能を提供する必要があり、データストレージの信頼性が重要でない場合に使用されます。 RAID 0アレイを作成するとき、情報はブロックに分割され（これらのブロックはストライプと呼ばれます）、それらは同時に別々のディスクに書き込まれます。つまり、並列アクセスを備えたシステムが作成されます（もちろんブロックサイズが許せば）。 RAID 0は、複数のディスクからの同時I / Oを許可することにより、チェックサム用のストレージスペースを必要としないため、最速のデータ転送速度と最大のディスクスペース使用率を提供します。このレベルの実装は非常に簡単です。 RAID 0は主に、大量のデータの高速転送が必要な領域で使用されます。

米。 1. RAID0アレイ

理論的には、読み取りおよび書き込み速度の向上は、アレイ内のディスク数の倍数になるはずです。

RAID 0アレイの信頼性は、個々のディスクの信頼性よりも明らかに低く、アレイに含まれるディスクの数が増えると低下します。これは、いずれかのディスクに障害が発生すると、アレイ全体が動作しなくなるためです。各ディスクのMTTFがMTTFディスクの場合、RAID0アレイのMTBFは次のもので構成されます。 NSディスクは次のものと同じです。

MTTF RAID0 = MTTDディスク/ n。

後の1つのディスクの特定の期間にわたる障害の確率を指定する場合 NS、次にRAID0アレイの場合 NSディスクの場合、少なくとも1つのディスクに障害が発生する確率（アレイが落下する確率）は次のとおりです。

P（配列の落下）= 1-（1-p）n.

たとえば、運用から3年以内に単一のディスクに障害が発生する確率が5％の場合、RAID 0アレイが2つのディスクから落ちる確率はすでに9.75％であり、8つのディスクから落ちる確率は33.7％です。

RAID 1

RAID 1アレイ（図2）は、ミラーとも呼ばれ、2台のドライブの100％冗長アレイです。つまり、データは完全に複製（ミラーリング）されるため、非常に高いレベルの信頼性（およびコスト）が実現されます。 RAID 1では、ディスクとデータをブロックに事前に分割する必要がないことに注意してください。最も単純なケースでは、2つのドライブに同じ情報が含まれ、1つの論理ドライブになります。 1つのディスクに障害が発生した場合、その機能は別のディスクによって実行されます（これはユーザーに対して完全に透過的です）。アレイの復元は、単純なコピーによって行われます。さらに、理論的には、RAID 1アレイは読み取り速度を2倍にする必要があります。これは、この操作を2つのディスクから同時に実行できるためです。この情報ストレージスキームは、主にデータセキュリティのコストがストレージシステムの実装コストよりもはるかに高い場合に使用されます。

米。 2. RAID1アレイ

前の場合のように、1つのディスクの特定の期間の障害の確率を示した場合 NS、次にRAID 1アレイの場合、両方のディスクが同時に故障する確率（アレイが落下する確率）は次のとおりです。

P（落下配列）= p 2.

たとえば、動作から3年以内に1つのディスクが故障する確率が5％の場合、2つのディスクが同時に故障する確率はすでに0.25％です。

RAID 5

RAID 5アレイ（図3）は、分散チェックサムストレージを備えたフォールトトレラントディスクアレイです。書き込み時には、データストリームはバイトレベルでブロック（ストライプ）に分割され、アレイ内のすべてのディスクに循環順に同時に書き込まれます。

米。 3. RAID5アレイ

配列に次のものが含まれているとします NSディスク、およびストライプサイズは NS..。の各部分について NS-1ストライプチェックサムが計算されます NS.

縞 d 1最初のディスクに書き込まれ、ストライプ d 2-ストライプまでの2番目など。 d n–1、これは（n – 1）番目のディスクに書き込まれます。次に、チェックサムがn番目のディスクに書き込まれます p n、およびこのプロセスは、ストライプが書き込まれた最初のディスクから周期的に繰り返されます。 d n.

録音プロセス（ NS–1）ストライプとそのチェックサムは、すべてに対して同時に実行されます NSディスク。

チェックサムは、書き込まれるデータブロックに対してビット単位の排他的論理和（XOR）演算を使用して計算されます。だから、もしあれば NSハードドライブと NS-データブロック（ストライプ）の場合、チェックサムは次の式を使用して計算されます。

p n = d 1⊕ d 2 ⊕ ... ⊕ d n –1。

いずれかのディスクに障害が発生した場合、そのディスク上のデータは、制御データおよび正常なディスクに残っているデータから回復できます。確かに、アイデンティティを使用して （NS⊕ NS） NS NS= aと NS⊕ NS = 0 、私たちはそれを取得します：

p n⊕ (d k⊕ p n）= d l⊕ d n⊕ ...⊕ ...⊕ d n – l⊕ (d k⊕ p n）。

d k = d 1⊕ d n⊕ ...⊕ d k – 1⊕ d k + 1⊕ ...⊕ p n.

したがって、ブロックのあるディスクに障害が発生した場合 d k、その後、残りのブロックの値とチェックサムによって復元できます。

RAID 5の場合、アレイ内のすべてのディスクは同じサイズである必要がありますが、記録に使用できるディスクサブシステムの合計容量は正確に1つのディスクより少なくなります。たとえば、5つのディスクが100 GBの場合、100 GBは監査情報用に予約されているため、アレイの実際のサイズは400GBです。

RAID 5アレイは、3台以上のハードドライブ上に構築できます。アレイ内のハードドライブの数が増えると、その冗長性は低下します。また、1つのドライブのみに障害が発生した場合、RAID5アレイを回復できることにも注意してください。 2つのドライブに同時に障害が発生した場合（またはアレイの再構築中に2つ目のドライブに障害が発生した場合）、アレイを回復することはできません。

RAID 6

RAID 5アレイは、1つのディスクに障害が発生した場合に再構築可能であることが示されています。ただし、RAID 5アレイよりも高いレベルの信頼性を提供する必要がある場合があります。この場合、RAID 6アレイ（図4）を使用できます。これにより、2つのドライブに同時に障害が発生した場合でもアレイを復元できます。。

米。 4. RAID6アレイ

RAID6アレイはRAID5に似ていますが、ディスク全体に循環的に分散される1つではなく2つのチェックサムを使用します。最初のチェックサム NS RAID 5アレイと同じアルゴリズムを使用して計算されます。つまり、異なるディスクに書き込まれたデータブロック間のXOR演算です。

p n = d 1⊕ d2⊕ ...⊕ d n – 1.

2番目のチェックサムは、別のアルゴリズムを使用して計算されます。数学的な詳細に立ち入ることなく、これもデータのブロック間のXOR演算であるが、データの各ブロックには多項式係数が事前に乗算されているとしましょう。

q n = g 1 d 1⊕ g 2 d 2⊕ ...⊕ g n – 1 d n –1。

したがって、アレイ内の2つのディスクの容量がチェックサムに割り当てられます。理論的には、RAID 6アレイは4つ以上のドライブに作成できますが、多くのコントローラーでは、少なくとも5つのドライブに作成できます。

RAID 6アレイのパフォーマンスは、原則として、RAID 5アレイ（ディスクの数が同じ）のパフォーマンスよりも10〜15％低いことに注意してください。これは、大量のディスクが原因で発生します。コントローラによって実行される計算（2番目のチェックサムを計算し、各ブロックが書き込まれるたびに、より多くのディスクブロックを読み取って上書きする必要があります）。

RAID 10

RAID 10（図5）は、レベル0と1が混在しています。このレベルには、最低4台のドライブが必要です。 4つのディスクからなるRAID10アレイでは、それらはペアでRAID 1アレイに結合され、これらのアレイは両方とも論理ディスクとしてRAID 0アレイに結合されます。別のアプローチも可能です。最初に、ディスクがRAID0に結合されます。アレイ、次にこれらのアレイに基づく論理ディスク-RAID1アレイへ。

米。 5. RAID10アレイ

RAID 50

RAID 50は、レベル0とレベル5を組み合わせたものです（図6）。このレベルに必要な最小値は6つのディスクです。 RAID 50アレイでは、最初に2つのRAID 5アレイ（それぞれに少なくとも3つのディスク）が作成され、次に論理ディスクとしてRAID0アレイに結合されます。

米。 6. RAID50アレイ

LSI 3ware SAS9750-8iコントローラーのテスト方法

LSI 3ware SAS 9750-8i RAIDコントローラーをテストするために、専用のテストスイートIOmeter 1.1.0（バージョン2010.12.02）を使用しました。テストベンチの構成は次のとおりです。

プロセッサー-IntelCore i7-990（Gulftown）;
マザーボード-GIGABYTEGA-EX58-UD4;
メモリ-DDR3-1066（3 GB、3チャネル動作モード）;
システムドライブ-WDCaviar SE16 WD3200AAKS;
ビデオカード-GIGABYTEGeForce GTX480 SOC;
RAIDコントローラー-LSI3ware SAS 9750-8i;
RAIDコントローラーに接続されているSASドライブは、Seagate Cheetah 15K.7ST3300657SSです。

テストは、Microsoft Windows 7 Ultimate（32ビット）オペレーティングシステムで実行されました。

Windows RAIDコントローラードライバーバージョン5.12.00.007を使用し、コントローラーファームウェアをバージョン5.12.00.007に更新しました。

システムディスクはSATAに接続され、Intel X58チップセットのサウスブリッジに統合されたコントローラーを介して実装され、SASディスクは2本のMini-SAS SFF-8087-> 4SASケーブルを使用してRAIDコントローラーのポートに直接接続されました。

RAIDコントローラは、マザーボードのPCI Expressx8スロットに取り付けられました。

コントローラは、RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 10、およびRAID50でテストされました。RAIDアレイに結合されるディスクの数は、アレイのタイプごとに最小値から8まで変化しました。

すべてのRAIDアレイのストライプサイズは変更されず、256KBでした。

IOmeterパッケージを使用すると、論理区画が作成されたディスクと、論理区画のないディスクの両方で作業できることを思い出してください。論理パーティションを作成せずにディスクをテストすると、IOmeterは論理データブロックのレベルで動作します。つまり、オペレーティングシステムの代わりに、LBAブロックの書き込みまたは読み取りを行うコマンドをコントローラーに送信します。

論理区画がディスク上に作成される場合、最初にIOmeterユーティリティーは、デフォルトで論理区画全体を占めるファイルをディスク上に作成します（原則として、このファイルのサイズは、512バイトの数で指定することによって変更できます。セクター）、そしてそれはすでにこのファイルで動作します、つまり、それはこのファイル内の個々のLBAを読み書き（上書き）します。ただし、IOmeterはオペレーティングシステムをバイパスして動作します。つまり、データの読み取り/書き込みを求める要求をコントローラーに直接送信します。

一般に、HDDディスクをテストする場合、実際に示されているように、論理パーティションが作成されているディスクと作成されていないディスクのテスト結果に実質的な違いはありません。同時に、論理パーティションを作成せずにテストを実行する方が正しいと考えています。この場合、テスト結果は使用するファイルシステム（NTFA、FAT、extなど）に依存しないためです。これが、論理パーティションを作成せずにテストを実行した理由です。

さらに、IOmeterユーティリティを使用すると、データの書き込み/読み取りの転送要求サイズを設定できます。テストは、シーケンシャル（シーケンシャル）読み取りと書き込み、LBAブロックの読み取りと書き込みの両方、およびランダム。LBAブロックがランダムな順序で読み書きされる場合。負荷シナリオを生成するときに、テスト時間、シーケンシャル操作とランダム操作のパーセンテージ比（Percent Random / Sequential Distribution）、および読み取り操作と書き込み操作のパーセンテージ比（Percent Read / Write Distribution）を設定できます。さらに、IOmeterユーティリティは、テストプロセス全体を自動化し、すべての結果をCSVファイルに保存します。CSVファイルは、Excelスプレッドシートに簡単にエクスポートできます。

IOmeterユーティリティで実行できるもう1つの設定は、ハードディスクセクターの境界に沿ったいわゆるAlign I / Osです。デフォルトでは、IOmeterは要求ブロックを512バイトのディスクセクター境界にアラインメントしますが、任意のアラインメントを指定することもできます。実際、ほとんどのハードドライブのセクターサイズは512バイトであり、セクターサイズが4Kバイトのドライブが登場し始めたのはごく最近のことです。 HDDでは、セクターはディスクへの書き込みまたはディスクからの読み取りが可能な最小のアドレス可能なデータサイズであることを思い出してください。

テストを行うときは、データ転送要求のブロックの配置をディスクセクターのサイズで設定する必要があります。 Seagate Cheetah 15K.7 ST3300657SSドライブのセクターサイズは512バイトであるため、512バイトのセクターアライメントを使用しました。

IOmeterテストスイートを使用して、作成されたRAIDアレイのシーケンシャルな読み取りと書き込みの速度、およびランダムな読み取りと書き込みの速度を測定しました。送信されたデータブロックのサイズは512バイト、1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、および1024KBでした。

リストされたロードシナリオでは、データブロックを転送する各要求のテスト時間は5分でした。また、リストされているすべてのテストで、IOmeter設定でタスクキューの深さ（未処理のI / Oの数）を4に設定していることにも注意してください。これは、ユーザーアプリケーションで一般的です。

試験結果

ベンチマーク結果を確認したところ、LSI 3ware SAS 9750-8iRAIDコントローラーのパフォーマンスに驚かされました。そして、スクリプトを調べてエラーを特定し始め、RAIDコントローラーの他の設定で何度もテストを繰り返したほどです。 RAIDコントローラーのストライプサイズとキャッシュモードを変更しました。もちろん、これは結果に影響を与えましたが、データ転送速度のデータブロックのサイズへの依存の一般的な性質は変わりませんでした。そして、この依存関係を説明することはできませんでした。このコントローラーの作業は、私たちには完全に非論理的であるように思われます。まず、結果が不安定です。つまり、データブロックの固定サイズごとに、速度が定期的に変化し、平均結果に大きな誤差が生じます。通常、IOmeterユーティリティを使用してディスクとコントローラをテストした結果は安定しており、わずかに異なるだけであることに注意してください。

次に、ブロックサイズが大きくなると、データレートが増加するか、飽和モードで変更されないままである必要があります（レートが最大値に達したとき）。ただし、LSI 3ware SAS 9750-8iコントローラーの場合、一部のブロックサイズでデータレートが急激に低下します。さらに、RAID5とRAID6のディスク数が同じで、書き込み速度が読み取り速度よりも速い理由は、私たちには謎のままです。つまり、LSI 3ware SAS9750-8iコントローラーの動作を説明することはできません。残っているのは事実を述べることだけです。

テスト結果はさまざまな方法で分類できます。たとえば、ブートシナリオの場合、ブートのタイプごとに、接続されたディスクの数が異なる可能性のあるすべてのRAIDアレイについて結果が示されます。または、ディスクの数が異なるタイプごとに結果が示される場合は、RAIDアレイのタイプについて結果が示されます。シーケンシャル読み取りシナリオでのRAIDアレイの使用、シーケンシャル書き込み、ランダム読み取り、およびランダム書き込み。アレイ内のディスクの数で結果を分類することもできます。コントローラーに接続されているディスクの数ごとに、シーケンシャル読み取りとシーケンシャル書き込みのすべての可能な（ディスクの数が与えられた）RAIDアレイの結果がランダムに表示されます。読み取り、およびランダム書き込みのシナリオ。

グラフの数がかなり多いにもかかわらず、そのような表示がより視覚的であると私たちの意見ではあるため、配列のタイプに従って結果を分類することにしました。

RAID 0

RAID 0アレイは、2〜8台のドライブで作成できます。 RAID0アレイのテスト結果を図に示します。 7-15。


米。 7.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID0アレイに8台のディスクがある	米。 8.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID0アレイに7つのディスクがある

米。 9.シーケンシャル読み取り速度 RAID0アレイの6つのディスクで書き込みます	米。 10.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID0アレイに5つのディスクがある

米。 11.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID0アレイに4つのディスクがある	米。 12.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID0アレイに3つのディスクがある

米。 13.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID0アレイに2つのディスクがある	米。 14.ランダムな読み取り速度 RAID0アレイ内

米。 15. RAID0アレイでのランダム書き込みの速度

RAID 0アレイで最速のシーケンシャル読み取りおよび書き込み速度が、8つのディスクで達成されることは明らかです。 RAID 0アレイに8台と7台のディスクがある場合、シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度は実質的に同じであり、ディスクが少ないほど、シーケンシャルな書き込み速度は読み取り速度よりも速くなります。

また、特定のブロックサイズでは、シーケンシャルな読み取りおよび書き込み速度に特徴的な障害があることにも注意してください。たとえば、アレイに8個と6個のディスクがある場合、このような障害は1と64 KBのデータブロックサイズで観察され、7個のディスク（1、2、および128 KBのサイズ）で観察されます。同様の障害がありますが、他のサイズのデータブロックでは、アレイに4つ、3つ、および2つのディスクがあります。

シーケンシャルな読み取りおよび書き込み速度（すべてのブロックサイズで平均）に関して、RAID 0は、8、7、6、5、4、3、および2台のドライブを備えた構成で他のすべての可能なアレイよりも優れています。

RAID0アレイでのランダムアクセスも非常に興味深いものです。各データブロックサイズのランダム読み取り速度は、アレイ内のディスクの数に比例します。これは非常に論理的です。さらに、ブロックサイズが512 KBの場合、アレイ内に任意の数のディスクがあると、ランダム読み取り速度が特徴的に低下します。

アレイ内に任意の数のディスクを使用してランダムに書き込む場合、データブロックのサイズが大きくなると速度が上がり、速度が低下することはありません。同時に、この場合の最高速度は、8つではなく、アレイ内の7つのディスクで達成されることに注意してください。次にランダムな書き込み速度に関しては、6つのディスク、次に5つ、そして8つのディスクの配列です。さらに、ランダムな書き込み速度に関しては、8つのディスクのアレイは4つのディスクのアレイとほぼ同じです。

ランダム書き込み速度の点では、RAID 0は、8、7、6、5、4、3、および2台のドライブを備えた構成で他のすべての可能なアレイよりも優れています。一方、ディスクが8台の構成でのランダム読み取り速度に関しては、RAID0はRAID10およびRAID50より劣りますが、ディスクが少ない構成では、RAID0がランダム読み取り速度のリーダーです。

RAID 5

RAID 5アレイは、3〜8台のドライブで作成できます。 RAID5アレイのテスト結果を図に示します。 16-23。


米。 16.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID5アレイに8台のディスクがある	米。 17.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID5アレイに7つのディスクがあります

米。 18.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID5アレイに6台のドライブがあります	米。 19.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID5アレイに5つのディスクがあります

米。 20.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID5アレイに4台のドライブがあります	米。 21.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID5アレイに3台のドライブがあります

米。 22.ランダムな読み取り速度 RAID5アレイ内	米。 23.ランダムな書き込み速度 RAID5アレイ内

最高の読み取りおよび書き込み速度が8つのディスクで達成されることは明らかです。 RAID 5アレイの場合、シーケンシャル書き込み速度は平均して読み取り速度よりも速いことに注意してください。ただし、特定の要求サイズでは、シーケンシャル読み取り速度がシーケンシャル書き込み速度を超える場合があります。

また、アレイ内の任意の数のディスクについて、特定のブロックサイズのシーケンシャル読み取りおよび書き込み速度に一般的な障害があることにも注意してください。

8台のドライブを備えた構成での順次読み取りおよび書き込み速度では、RAID5はRAID0およびRAID50より劣りますが、RAID10およびRAID6よりも優れています。7台のドライブを備えた構成では、RAID5はRAIDよりも順次読み取りおよび書き込み速度が劣ります。 0であり、RAID 6アレイを超えています（指定された数のディスクでは他のタイプのアレイは使用できません）。

6ドライブ構成では、RAID5はRAID0およびRAID50よりもシーケンシャルが低く、シーケンシャル書き込み速度はRAID0のみです。

5、4、および3つのドライブを備えた構成では、RAID 5は、シーケンシャルな読み取りおよび書き込み速度でRAID0に次ぐ速度です。

RAID 5アレイでのランダムアクセスは、RAID 0でのランダムアクセスに似ています。したがって、各データブロックサイズのランダム読み取り速度は、アレイ内のディスクの数に比例し、512KBのブロックサイズでは任意の数になります。アレイ内のディスクの場合、ランダム読み取り速度が特徴的に低下します。さらに、ランダム読み取り速度はアレイ内のディスクの数に弱く依存することに注意してください。つまり、ディスクの数に関係なく、ほぼ同じです。

ランダム読み取り速度の点では、8、7、6、4、および3台のドライブを備えた構成のRAID 5は、他のすべてのアレイより劣っています。また、5台のドライブを備えた構成でのみ、RAID6アレイをわずかに上回ります。

ランダムな書き込み速度に関しては、8つのディスクを備えた構成のRAID5はRAID0とRAID50に次ぐものであり、7つと5つ、4つと3つのディスクを備えた構成ではRAID0に次ぐものです。

6ドライブ構成では、RAID5はランダム書き込み速度がRAID0、RAID 50、およびRAID10より劣ります。

RAID 6

LSI 3ware SAS 9750-8iコントローラーを使用すると、5〜8台のドライブのRAID6アレイを作成できます。 RAID6アレイのテスト結果を図に示します。 24-29。


米。 24.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID6アレイに8台のディスクがある	米。 25.シーケンシャルな読み取りと書き込みの速度 RAID6アレイに7つのディスクがありますまた、アレイ内の任意の数のディスクの特定のブロックサイズでのシーケンシャル読み取りおよび書き込み速度の特徴的な障害にも注意してください。シーケンシャル読み取り速度の点では、RAID 6は、任意の数（8〜5）のディスクを備えた構成で他のすべてのアレイより劣っています。シーケンシャル書き込み速度に関しては、状況はやや良くなります。ディスクが8つある構成では、RAID6はRAID10よりも優れており、ディスクが6つある構成では、RAID10とRAID50のアレイが優れています。ただし、ディスクが7つと5つある構成では、RAID10とのアレイを作成できない場合RAID 50、このアレイは、シーケンシャル書き込み速度の点で最後の位置にあることが判明しました。 RAID 6アレイのランダムアクセスは、RAID0およびRAID5のランダムアクセスに似ています。したがって、アレイ内の任意の数のディスクに対して512 KBのブロックサイズのランダム読み取り速度では、ランダム読み取り速度が特徴的に低下します。最大ランダム読み取り速度は、アレイ内の6つのディスクで達成されることに注意してください。ただし、ディスクが7つと8つある場合、ランダムな読み取り速度はほぼ同じです。アレイ内に任意の数のディスクを使用してランダムに書き込む場合、データブロックのサイズが大きくなると速度が上がり、速度が低下することはありません。さらに、ランダム書き込み速度はアレイ内のディスクの数に比例しますが、速度の違いは重要ではありません。ランダムな読み取り速度に関しては、8台と7台のドライブを備えた構成のRAID 6アレイは、RAID 5アレイよりも進んでおり、他のすべての可能なアレイよりも劣っています。 6ドライブ構成では、RAID6はランダム読み取り速度でRAID10およびRAID50より劣り、5ドライブ構成では、RAID0およびRAID5より劣ります。ランダムな書き込み速度の点では、RAID 6アレイは、任意の数のドライブが接続されている他のすべての可能なアレイよりも劣っています。全体として、RAID6アレイはRAID0、RAID 5、RAID 50、RAID 10アレイよりもパフォーマンスが劣っていると言えます。つまり、パフォーマンスの点では、このタイプのアレイが最後になります。	米。 33.ランダムな読み取り速度 RAID10アレイ内

米。 34. RAID10アレイでのランダム書き込みの速度

通常、8個と6個のディスクのアレイでは、シーケンシャル読み取り速度は書き込み速度よりも高速ですが、4個のディスクのアレイでは、これらの速度はどのデータブロックサイズでも実質的に同じです。

RAID 10アレイ、および考慮されている他のすべてのアレイの場合、アレイ内の任意の数のディスクの特定のサイズのデータブロックでは、シーケンシャルな読み取りおよび書き込み速度の低下が一般的です。

アレイ内に任意の数のディスクを使用してランダムに書き込む場合、データブロックのサイズが大きくなると速度が上がり、速度が低下することはありません。さらに、ランダム書き込み速度は、アレイ内のディスクの数に比例します。

シーケンシャル読み取り速度の点では、RAID10アレイは8、6、および4ディスクの構成でRAID 0、RAID 50、およびRAID 5アレイに続き、シーケンシャル書き込み速度の点では、RAID6アレイよりも劣ります。つまり、RAID 0アレイに従います。RAID50、RAID 5、およびRAID6。

一方、ランダムな読み取り速度に関しては、RAID 10アレイは、8、6、および4つのディスクを備えた構成の他のすべてのアレイよりも優れています。ただし、ランダムな書き込み速度に関しては、このアレイは、8つのディスクを備えた構成ではRAID 0、RAID 50、およびRAID 5アレイ、6つのディスク構成ではRAID0およびRAID50アレイ、 4ディスク構成。

RAID 50

RAID 50アレイは、6台または8台のドライブ上に構築できます。 RAID50アレイのテスト結果を図に示します。 35-38。

ランダム読み取りシナリオでは、他のすべての考慮されたアレイと同様に、512KBのブロックサイズでパフォーマンスが特徴的に低下します。

アレイ内に任意の数のディスクを使用してランダムに書き込む場合、データブロックのサイズが大きくなると速度が上がり、速度が低下することはありません。さらに、ランダム書き込み速度はアレイ内のディスクの数に比例しますが、速度の違いは重要ではなく、大きな（256 KBを超える）データブロックサイズでのみ観察されます。

シーケンシャル読み取り速度の点では、RAID50アレイはRAID0アレイに次ぐものです（8台と6台のドライブを備えた構成の場合）。シーケンシャル書き込み速度に関しても、RAID50は8台のドライブを備えた構成ではRAID0に次ぐものであり、6台のドライブを備えた構成ではRAID 0、RAID 5、およびRAID6に負けます。

一方、ランダムな読み取りおよび書き込み速度の点では、RAID50アレイはRAID0アレイに次ぐものであり、8台および6台のディスクで可能な他のすべてのアレイよりも進んでいます。

RAID 1

すでに述べたように、2つのディスクにしか構築できないRAID 1アレイは、このようなコントローラーでの使用には不適切です。ただし、完全を期すために、2つのディスク上のRAID1アレイの結果を示します。 RAID1アレイのテスト結果を図に示します。 39および40。

米。 39. RAID1アレイでの順次書き込みと読み取りの速度

米。 40. RAID1アレイでのランダムな書き込みと読み取りの速度

RAID 10アレイ、および考慮されている他のすべてのアレイの場合、特定のサイズのデータブロックでは、シーケンシャルな読み取りおよび書き込み速度の低下が一般的です。

ランダム読み取りシナリオでは、他のアレイと同様に、512KBのブロックサイズでパフォーマンスが特徴的に低下します。

ランダム書き込みの場合、データブロックのサイズが大きくなると速度が速くなり、速度の低下はありません。

RAID1アレイはRAID0アレイにのみマップできます（2つのディスクでは他のアレイは使用できないため）。 RAID 1アレイは、ランダム読み取りを除くすべての負荷シナリオで、2つのディスクを備えたRAID0アレイよりもパフォーマンスが優れていることに注意してください。

結論

LSI 3ware SAS9750-8iコントローラーをSeagateCheetah 15K.7 ST3300657SSSASドライブと組み合わせてテストしたときの印象はかなり複雑でした。優れた機能を備えている一方で、特定のデータブロックサイズでの速度障害を警告しています。これは、もちろん、実際の環境で動作している場合のRAIDアレイの速度パフォーマンスに影響します。

序章

最新のマザーボード（またはいくつかの古いプラットフォーム）を見てください。専用のRAIDコントローラーが必要ですか？ほとんどのマザーボードには、3ギガビットSATAポート、およびオーディオコネクタとネットワークアダプタがあります。次のような最新のチップセット AMD A75と Intel Z68、SATA 6Gb / sをサポートしています。このチップセットのサポート、強力なプロセッサ、およびI / Oポートを使用すると、追加のストレージカードと個別のコントローラが必要ですか？

ほとんどの場合、通常のユーザーは、マザーボードのオンボードSATAポートと特別なソフトウェアを使用してRAID 0、1、5、さらには10のアレイを作成でき、非常に高いパフォーマンスを実現できます。ただし、より複雑なRAIDレベル（30、50、または60）が必要な場合、より高いレベルのディスク管理またはスケーラビリティが必要になると、チップセット上のコントローラーがその状況に対処できない可能性があります。このような場合、プロフェッショナルグレードのソリューションが必要です。

このような場合、SATAストレージシステムに制限されなくなります。多数の専用カードがSAS（シリアル接続SCSI）またはファイバーチャネル（FC）ドライブのサポートを提供し、それぞれに固有の利点があります。

プロフェッショナルRAIDソリューション向けのSASおよびFC

3つのインターフェース（SATA、SAS、FC）にはそれぞれ長所と短所があり、無条件に最高とは言えません。 SATAベースのドライブの強みは、大容量と低コスト、そして高いデータ転送速度です。 SASドライブは、信頼性、スケーラビリティ、および高速I / O速度で有名です。 FCストレージシステムは、一定の非常に高いデータ転送速度を提供します。最大16台のデバイス（1台のコントローラーと15台のドライブ）を処理できますが、一部の企業は依然としてUltraSCSIソリューションを使用しています。さらに、この場合の帯域幅は320 MB / s（Ultra-320 SCSIの場合）を超えないため、最新のソリューションと競合することはできません。

Ultra SCSIは、プロフェッショナルなエンタープライズストレージソリューションの標準です。ただし、SASは、大幅に高い帯域幅を提供するだけでなく、混合SAS / SATAシステムでの作業時の柔軟性も向上するため、人気が高まっています。これにより、単一のJBOD（ディスクのセット）でもコスト、パフォーマンス、可用性、および容量を最適化できます。）。さらに、多くのSASドライブには、冗長性のために2つのポートがあります。 1つのコントローラカードに障害が発生した場合、フロッピードライブを別のコントローラに切り替えると、完全なシステム障害を回避できます。したがって、SASはシステム全体の高い信頼性を保証します。

さらに、SASは、コントローラーとストレージデバイスを接続するためのポイントツーポイントプロトコルだけではありません。エクスパンダを使用する場合、SASポートごとに最大255のストレージデバイスをサポートします。 2層SASエクスパンダー構造を使用すると、コントローラーがそのような多数のデバイスをサポートできる場合、理論的には255 x 255（または65,000をわずかに超える）ストレージデバイスを単一のSASチャネルに接続できます。

Adaptec、Areca、HighPoint、およびLSI：4つのSASRAIDコントローラーのベンチマーク

このベンチマークテストでは、Adaptec RAID 6805、Areca ARC-1880i、HighPoint RocketRAID 2720SGL、およびLSI MegaRAID9265-8iの4つの製品で表される最新のSASRAIDコントローラーのパフォーマンスを調べます。

なぜFCではなくSASなのか？一方では、SASはこれまでで最も興味深く関連性のあるアーキテクチャです。ゾーニングなど、プロのユーザーにとって非常に魅力的な機能を提供します。一方、プロフェッショナル市場でのFCの役割は低下しており、一部のアナリストは、出荷されたハードドライブの数に基づいて完全な離脱を予測しています。 IDCの専門家によると、FCの将来はかなり暗いように見えますが、SASハードドライブは2014年に企業のハードドライブ市場の72％を占める可能性があります。

アダプテックRAID6805

チップメーカーのPMC-Sierraは、2010年後半にRAID6コントローラーファミリーの「AdaptecbyPMC」シリーズを発売しました。シリーズ6コントローラーカードは、512MBおよび最大6Gbpsをサポートする8x6GBSRCデュアルコアROC（RAIDオンチップ）コントローラーに基づいています。 SASポートごと。 3つの目立たないモデルがあります：Adaptec RAID 6405（4つの内部ポート）、Adaptec RAID 6445（4つの内部ポートと4つの外部ポート）、そして私たちがテストしたモデル、8つの内部ポートを備えたAdaptec RAID6805は約460ドルです。

すべてのモデルは、0、1、1E、5、5EE、6、10、50、および60のすべてのレベルのJBODおよびRAIDをサポートします。

x8 PCI Express2.0を介してシステムに接続されたAdaptecRAID 6805は、SASエクスパンダを介して最大256台のデバイスをサポートします。メーカーの仕様によると、システムへの安定したデータ転送速度は2 GB / sに達する可能性があり、ピークは集約SASポートで4.8 GB / sに達し、PCIExpressインターフェイスで4GB / sに達する可能性があります-最後の数字はPCI Express2.0xバスの理論的に可能な最大値。

サポートを必要としないZMCP

テストユニットには、Zero Maintenance Cache Protection（ZMCP）を使用し、従来のバッテリーバックアップユニット（BBU）を使用しないAdaptec Falsh Module600が付属しています。 ZMCPは、停電時にコントローラーキャッシュをバックアップするために使用される4GBNANDフラッシュユニットです。

キャッシュからフラッシュへのコピーは非常に高速であるため、Adaptecはバッテリーではなくコンデンサーを使用して電力をサポートします。コンデンサの利点は、カード自体と同じ長さで使用できることですが、予備電源は数年ごとに交換する必要があります。また、フラッシュメモリにコピーすると、数年間保存できます。それに比べて、キャッシュされた情報が失われるまで、通常はデータを保存するのに約3日かかります。そのため、急いでデータを回復する必要があります。名前が示すように、ZMCPは停電に耐えることができるソリューションです。

パフォーマンス

RAID0モードのAdaptecRAID 6805は、ストリーミングの読み取り/書き込みテストで負けます。また、RAID 0は、データ保護を必要とする一般的なビジネスケースではありません（ただし、ビデオレンダリングワークステーションには十分に使用できます）。シーケンシャル読み取りは640MB / sで実行され、シーケンシャル書き込みは680 MB / sで実行されます。これらの2つのパラメーターについては、LSI MegaRAID9265-8iがテストでトップの位置を占めています。 Adaptec RAID 6805は、RAID 5、6、および10ベンチマークで優れたパフォーマンスを発揮しますが、絶対的なリーダーではありません。 SSDのみの構成では、Adaptecコントローラーは最大530 MB / sの速度で動作しますが、ArecaおよびLSIコントローラーよりも優れています。

Adaptecカードは、ハードドライブとSSDを組み合わせたHybridRaid構成と呼ばれるものを自動的に認識し、この構成で1〜10のRAIDレベルを提供します。このカードは、専用の読み取り/書き込みアルゴリズムで競合他社をしのいでいます。読み取りをSSDに自動的にルーティングし、書き込みをハードドライブとSSDの両方にルーティングします。したがって、読み取り操作はSSDからのシステムの場合と同様に機能し、書き込みはハードドライブからのシステムの場合よりも悪くはありません。

ただし、テスト結果は理論的な状況を反映していません。ハイブリッドシステムのデータ転送速度が機能するWebサーバーのベンチマークを除いて、SSDとハードドライブのハイブリッドシステムは、SSDだけのシステム速度に近づくことはできません。

Adaptecコントローラーは、ハードドライブのI / Oベンチマークではるかに優れたパフォーマンスを発揮します。ベンチマークのタイプ（データベース、ファイルサーバー、Webサーバー、またはワークステーション）に関係なく、RAID6805コントローラーはArecaARC-1880iおよびLSIMegaRAID 9265-8iと歩調を合わせ、1位または2位になります。 HighPoint RocketRAID2720SGLのみがI / Oテストをリードしています。ハードドライブをSSDに交換すると、LSI MegaRAID9265-8iは他の3つのコントローラーを大幅に上回ります。

ソフトウェアのインストールとRAIDの構成

AdaptecとLSIは、よく整理された使いやすいRAID管理ツールを提供します。管理ツールを使用すると、管理者はネットワークを介してコントローラーにリモートでアクセスできます。

アレイのセットアップ

アレカARC-188oi

Arecaは、ARC-1880シリーズを6Gb / s SASRAIDコントローラー市場にも導入しています。対象となるアプリケーションは、NASやストレージサーバーからHPC、冗長性、セキュリティ、クラウドコンピューティングまで多岐にわたります。

8つの外部SASポートと8つのPCIExpress2.0レーンを備えたテスト済みのARC-1880iサンプルは580ドルで入手できます。アクティブクーラーを備えたセット内の唯一のカードである薄型カードは、512 MBDDR2-800データキャッシュをサポートする800MHzROCに基づいています。 SASエクスパンダーを使用して、ArecaARC-1880iは最大128のストレージシステムをサポートします。停電時にキャッシュの内容を保持するために、オプションでバッテリーパックをシステムに追加できます。

シングルモードとJBODに加えて、コントローラーはRAIDレベル0、1、1E、3、5、6、10、30、50、および60をサポートします。

パフォーマンス

Areca ARC-1880iは、RAID 0の読み取り/書き込みテストで良好に機能し、960 MB / sの読み取りと900MB / sの書き込みに達します。この特定のテストでは、LSI MegaRAID9265-8iのみが高速です。 Arecaのコントローラーは、他のベンチマークでも失望しません。また、ハードドライブとSSDを使用する場合、このコントローラーは常にテストの勝者と積極的に競合します。 Arecaコントローラーは1つのベンチマーク（RAID 10での順次読み取り）のリーダーでしたが、非常に高い結果を示しました。たとえば、読み取り速度は793 MB / sでしたが、最速の競合製品であるLSI MegaRAID9265-8iのみでした。 572MB /秒を示しました。

ただし、情報の順次送信は全体像の一部にすぎません。 2つ目はI / Oパフォーマンスです。 Areca ARC-1880iはここでも見事に機能し、Adaptec RAID6805およびLSIMegaRAID9265-8iと同等の条件で競合します。データ転送速度ベンチマークでの勝利と同様に、ArecaコントローラーもI / Oテストの1つであるWebサーバーベンチマークで勝利しました。アレカコントローラーは、RAIDレベル0、5、および6でWebサーバーベンチマークを支配しますが、アダプテック6805はRAID 10をリードし、アレカはわずかな遅れで2位になります。

WebGUIとパラメータの設定

HighPoint RocketRAID 2720SGLと同様に、Areca ARC-1880iは便利なWebベースであり、構成が簡単です。

アレイのセットアップ

HighPoint RocketRAID 2720SGL

HighPoint RocketRAID 2720SGLは、それぞれ6Gb / sをサポートする8つの内部SATA / SASポートを備えたSASRAIDコントローラーです。メーカーによると、この目立たないカードは、中小企業やワークステーション向けのストレージシステムを対象としています。カードの主要コンポーネントはMarvell9485 RAIDコントローラーです。主な競争上の利点は、小型で8レーンのPCIe2.0インターフェイスです。

JBODに加えて、カードはRAID 0、1、5、6、10、および50をサポートします。

テストでテストされたモデルに加えて、薄型のHighPoint 2700シリーズにはさらに4つのモデルがあります。RocketRAID2710、RocketRAID 2711、RocketRAID 2721、およびRocketRAID 2722で、主にポートのタイプ（内部/外部）が異なります。）とその数（4から8）。テストでは、これらのRAIDコントローラーの中で最も安価なRocketRAID 2720SGL（$ 170）を使用しました。コントローラへのケーブルはすべて別売りです。

パフォーマンス

8台のFujitsuMBA3147RCドライブで構成されるRAID0アレイへの順次読み取り/書き込みのプロセスにおいて、HighPoint RocketRAID 2720SGLは、LSI MegaRAID9265-8iに次ぐ優れた971MB /秒の読み取り速度を示します。書き込み速度（697 MB / s）はそれほど高速ではありませんが、それでもAdaptec RAID 6805の書き込み速度を上回っています。RocketRAID2720SGLは、さまざまな非常に異なる結果も示しています。 RAID 5および6では、他のカードよりもパフォーマンスが優れていますが、RAID 10では、読み取り速度が485 MB / sに低下します。これは、テストした4つのサンプルの中で最も低い値です。 RAID 10のシーケンシャル書き込み速度はさらに遅く、わずか198MB /秒です。

このコントローラーは明らかにSSD用に構築されていません。ここでの読み取り速度は332MB / sに達し、書き込み速度は273 MB / sです。 Adaptec RAID 6805でさえ、SSDにはあまり適していませんが、2倍優れています。したがって、HighPointは、SSDで非常に優れたパフォーマンスを発揮する2枚のカード（ArecaARC-1880iとLSIMegaRAID 9265-8i）の競合製品ではありません。これらは、少なくとも3倍高速です。

I / OモードでのHighPointの動作について言えることはすべて私たちが言った。それにもかかわらず、RocketRAID 2720SGLは、4つのIometerベンチマークすべてのテストで最後にランク付けされています。 HighPointコントローラーは、Webサーバーのベンチマークを使用する場合、他のカードと非常に競争力がありますが、他の3つのベンチマークでは競合他社に大きく負けています。これは、RocketRAID2720SGLがSSDパフォーマンス用に最適化されていないことを明確に示しているSSDベンチマークで明らかになります。明らかに、ハードドライブよりもSSDを十分に活用していません。たとえば、RocketRAID2720SGLはデータベースベンチマークで17378IOPを示し、LSI MegaRAID 9265-8iはこのパラメーターで4倍優れており、75,037IOPを生成します。

WebGUIと配列設定

RocketRAID 2720SGL Webインターフェースは、便利で使いやすいです。すべてのRAIDパラメータは簡単に設定できます。

アレイのセットアップ

LSI MegaRAID 9265-8i

LSIは、MegaRAID9265-8iをSMB市場向けのデバイスとして位置付けています。このカードは、クラウドの信頼性やその他のビジネスアプリケーションに適しています。 MegaRAID 9265-8iは、私たちのテストで最も高価なコントローラーの1つです（630ドルかかります）が、テストが示すように、そのお金はその本当の利益のために支払われます。テスト結果を提示する前に、これらのコントローラーとFastPathおよびCacheCadeソフトウェアアプリケーションの技術について説明しましょう。

LSI MegaRAID 9265-8iは、8レーンPCIe2.0インターフェイスを使用するデュアルコアLSISAS2208ROCを使用します。デバイス名の末尾の数字8は、8つの内部SATA / SASポートがあり、それぞれが6Gb / sをサポートしていることを意味します。 SASエクスパンダーを介して最大128のストレージデバイスをコントローラーに接続できます。 LSIカードには1GBのDDR3-1333キャッシュが含まれており、RAIDレベル0、1、5、6、10、および60をサポートします。

ソフトウェアとRAID、FastPath、CacheCadeの構成

LSIは、FastPathがSSDを接続する際のI / Oパフォーマンスを劇的に高速化できると主張しています。 LSIの専門家によると、FastPathは任意のSSDで動作し、SSDベースのRAIDアレイの書き込み/読み取りパフォーマンスを大幅に向上させます。書き込みで2.5倍、読み取りで2倍、465,000IOPSに達します。この数字は確認できませんでした。ただし、このカードはFastPathを使用せずに5つのSSDから最大のものを絞り出すことができました。

MegaRAID9265-8iの次のアプリケーションはCacheCadeと呼ばれます。これを使用すると、1つのSSDをハードドライブのアレイのキャッシュメモリとして使用できます。 LSIの専門家によると、これにより、問題のデータのサイズ、アプリケーション、および使用方法に応じて、読み取りプロセスを最大50倍高速化できます。このアプリケーションを、7台のハードドライブと1台のSSD（キャッシュに使用されるSSD）を備えたRAID5アレイで試しました。 8台のハードドライブからなるRAID5システムと比較すると、CacheCadeはI / O速度だけでなく、全体的なパフォーマンスも向上させることが明らかになりました（常に使用されるデータの量が少なくなるほど）。テストでは、25 GBのデータを使用し、WebサーバーテンプレートでIometerあたり3877 IOPSを取得しましたが、通常のハードドライブアレイでは894IOPSしか得られませんでした。

パフォーマンス

最終的に、LSI MegaRAID 9265-8iは、I / Oの観点からこのラウンドアップで最速のSASRAIDコントローラーであることが判明しました。ただし、シーケンシャル読み取り/書き込み操作中、コントローラーのシーケンシャルパフォーマンスは使用しているRAIDレベルに大きく依存するため、コントローラーは平均的なパフォーマンスを示します。 RAID 0でハードドライブをテストすると、1080 MB / sのシーケンシャル読み取り速度が得られます（これは競合製品よりも大幅に高速です）。 RAID0レベルでのシーケンシャル書き込み速度は927MB / sであり、これも競合他社よりも高速です。ただし、RAID 5および6の場合、LSIコントローラーはすべての競合他社より劣り、RAID 10でのみそれらを上回ります。SSDRAIDテストでは、LSI MegaRAID 9265-8iは最高のシーケンシャル書き込みパフォーマンス（752 MB / s）を示し、Arecaのみです。 ARC-1880iは、シーケンシャル読み取りパラメーターの点で優れています。

高いI / Oパフォーマンスを備えたSSDに焦点を合わせたRAIDコントローラーを探しているなら、LSIコントローラーがリーダーです。まれな例外を除いて、ファイルサーバー、Webサーバー、およびワークステーションのI / Oテストで1位にランクされています。 RAIDアレイがSSDで構成されている場合、LSIの競合他社はそれとは何の関係もありません。たとえば、ワークステーションのベンチマークでは、MegaRAID9265-8iは70,172IOPSに達しますが、2位のAreca ARC-1880iは、36,975IOPSのほぼ2倍劣っています。

RAIDソフトウェアとアレイのインストール

Adaptecと同様に、LSIにはコントローラーを介してRAIDアレイを管理するための便利なツールがあります。ここにいくつかのスクリーンショットがあります：

CacheCadeソフトウェア

RAIDソフトウェア

アレイのセットアップ

比較表とテストベンチの構成


メーカー	アダプテック	ビンロウジュ
製品	RAID 6805	ARC-1880i
フォームファクタ	ロープロファイルMD2	ロープロファイルMD2
SASポート	8	8
	6 Gbps（SAS 2.0）	6 Gbps（SAS 2.0）
内部SASポート	2хSFF-8087	2хSFF-8087
外部SASポート	番号	番号
キャッシュメモリ	512 MB DDR2-667	512 MB DDR2-800
メインインターフェース	PCIe 2.0（x8）	PCIe 2.0（x8）
XORとクロック速度	PMC-Sierra PM8013 /データなし	データなし/ 800 MHz
サポートされているRAIDレベル	0、1、1E、5、5EE、6、10、50、60	0、1、1E、3、5、6、10、30、50、60
	Windows 7、Windows Server 2008/2008 R2、Windows Server 2003/2003 R2、Windows Vista、VMware ESX Classic 4.x（vSphere）、Red Hat Enterprise Linux（RHEL）、SUSE Linux Enterprise Server（SLES）、Sun Solaris 10 x86 、FreeBSD、Debian Linux、Ubuntu Linux	Windows 7/2008 / Vista / XP / 2003、Linux、FreeBSD、Solaris 10/11 x86 / x86_64、Mac OS X 10.4.x / 10.5.x / 10.6.x、VMware 4.x
バッテリー	番号	オプション
ファン	番号	がある


メーカー	ハイポイント	LSI
製品	RocketRAID 2720SGL	MegaRAID 9265-8i
フォームファクタ	ロープロファイルMD2	ロープロファイルMD2
SASポート	8	8
ポートあたりのSAS帯域幅	6 Gbps（SAS 2.0）	6 Gbps（SAS 2.0）
内部SASポート	2хSFF-8087	2хSFF-8087
外部SASポート	番号	番号
キャッシュメモリ	データが存在しません	1 GB DDR3-1333
メインインターフェース	PCIe 2.0（x8）	PCIe 2.0（x8）
XORとクロック速度	マーベル9485 /データなし	LSI SAS2208 / 800 MHz
サポートされているRAIDレベル	0, 1, 5, 6, 10, 50	0, 1, 5, 6, 10, 60
サポートされているオペレーティングシステム	Windows 2000、XP、2003、2008、Vista、7、RHEL / CentOS、SLES、OpenSuSE、Fedora Core、Debian、Ubuntu、FreeBSD bis 7.2	Microsoft Windows Vista / 2008 / Server 2003/2000 / XP、Linux、Solaris（x86）、Netware、FreeBSD、Vmware
バッテリー	番号	オプション
ファン	番号	番号

構成のテスト

8台のFujitsuMBA3147RC SASハードドライブ（各147GB）をRAIDコントローラーに接続し、RAIDレベル0、5、6、および10のベンチマークを実行しました。SSDテストは5台のSamsungSS1605ドライブで実施されました。

ハードウェア
CPU	Intel Core i7-920（Bloomfield）45 nm、2.66 GHz、8MB共有L3キャッシュ
マザーボード（LGA 1366）	Supermicro X8SAX、リビジョン：1.0、IntelX58チップセット+ ICH10R、BIOS：1.0B
コントローラ	LSI MegaRAID 9280-24i4e ファームウェア：v12.12.0-0037 ドライバー：v4.32.0.64
羊	3 x 1 GB DDR3-1333 Corsair CM3X1024-1333C9DHX
HDD	Seagate NL35 400GB、ST3400832NS、7200 RPM、SATA 1.5Gb / s、8MBキャッシュ
電源	OCZ EliteXstream 800 W、OCZ800EXS-EU
ベンチマーク
パフォーマンス	CrystalDiskMark 3
I / Oパフォーマンス	Iometer 2006.07.27 ファイルサーバーベンチマーク Webサーバーベンチマークデータベースベンチマークワークステーションのベンチマークストリーミング読み取りストリーミング書き込み 4kランダム読み取り 4kランダム書き込み
ソフトウェアとドライバー
オペレーティング・システム	ウィンドウズ7アルティメイト

試験結果

RAID0および5でのI / Oパフォーマンス

RAID 0のベンチマークは、HighPoint RocketRAID 2720SGLを除いて、RAIDコントローラー間で大きな違いはありません。

RAID 5のベンチマークは、HighPointコントローラーが失われた地面を取り戻すのに役立ちません。 RAID 0のベンチマークとは対照的に、3つの高速コントローラーはすべて、ここで長所と短所をより明確に示しています。

RAID6および10でのI / Oパフォーマンス

LSIは、MegaRAID 9265コントローラーをデータベース、ファイルサーバー、およびワークステーションのワークロード用に最適化しました。すべてのコントローラーはWebサーバーのベンチマークに合格し、同じパフォーマンスを示しています。

RAID 10バリアントでは、AdaptecとLSIが最初に競合し、HighPoint RocketRAID2720SGLが最後になります。

SSD I / Oパフォーマンス

ここで先導しているのは、ソリッドステートストレージを最大限に活用するLSI MegaRAID9265です。

RAID 0、5、およびRAID5劣化モードの帯域幅

LSI MegaRAID 9265は、このベンチマークを簡単にリードします。アダプテックRAID6805ははるかに遅れています。

キャッシュのないHighPointRocketRAID 2720SGLは、RAID5のシーケンシャル操作にうまく対応します。他のコントローラーはそれほど劣っていません。

劣化したRAID5

RAID 6、10、およびRAID6劣化モードの帯域幅

RAID 5と同様に、HighPoint RocketRAID2720SGLはRAID6で最高のスループットを提供し、ArecaARC-1880iを2番目に残します。 LSI MegaRAID9265-8iは単にRAID6が好きではないという印象があります。

劣化したRAID6

ここでは、LSI MeagaRAID 9265-8iは、Areca ARC-1880iに取って代わられていますが、最高の光を放っています。

LSI CacheCade

最高の6Gb / s SASコントローラーは何ですか？

全体として、テストした4つのSASRAIDコントローラーはすべて良好に機能しました。これらはすべて、必要なすべての機能を備えており、エントリーレベルおよびミッドレンジのサーバーで正常に使用できます。卓越したパフォーマンスに加えて、SASとSATAをサポートする混合環境での作業や、SASエクスパンダーによるスケーラビリティなどの重要な機能も備えています。 4つのコントローラーはすべてSAS2.0標準をサポートしており、スループットがポートあたり3Gb / sから6Gb / sに向上し、さらに、複数のコントローラーが単一のSASエクスパンダーを介してストレージリソースにアクセスできるようにするSASゾーニングなどの新機能が導入されています。

ロープロファイルフォームファクター、8レーンPCI Expressインターフェイス、8つのSAS 2.0ポートなどの類似点にもかかわらず、各コントローラーには独自の長所と短所があり、それらを分析して最適な使用法を推奨できます。

したがって、最速のコントローラーは、特にI / Oスループットの点でLSIMegaRAID9265-8iです。弱点もありますが、特にRAID 5および6の場合、パフォーマンスはそれほど高くありません。MegaRAID9265-8iは、ほとんどのベンチマークでリードしており、優れたプロフェッショナルグレードのソリューションです。このコントローラーのコスト（630ドル）は最も高く、それも忘れてはなりません。しかし、その高価格で、特にSSDを扱う場合に、競合他社をしのぐ優れたコントローラーを手に入れることができます。また、優れたパフォーマンスを備えているため、大規模なストレージシステムを接続する場合に特に役立ちます。さらに、FastPathまたはCacheCadeを使用することで、LSI MegaRAID 9265-8iのパフォーマンスを向上させることができます。もちろん、追加料金が必要になります。

Adaptec RAID6805とArecaARC-1880iコントローラーは同じパフォーマンスを提供し、価格は非常に似ています（460ドルと540ドル）。どちらも、さまざまなベンチマークが示すように良好に機能します。 Adaptecコントローラーは、Arecaコントローラーよりもわずかに優れたパフォーマンスを提供します。また、従来の電源障害の冗長性を置き換えて操作を続行できる、非常に人気のあるZMCP（ゼロメンテナンスキャッシュ保護）機能も提供します。

HighPoint RocketRAID 2720SGLの小売価格はわずか170ドルで、テストした他の3つのコントローラーよりもはるかに安価です。このコントローラーのパフォーマンスは、AdaptecまたはArecaコントローラーよりも劣りますが、通常のディスクで作業する場合はかなり適切です。また、SSDを操作するためにこのコントローラーを使用しないでください。

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