So unglaublich das auch klingen mag: Serial ATA hat - richtig angewandt und mit einer ausreichend schnellen Schnittstelle zum System - Performancevorteile gegenüber Ultra320 SCSI. Das liegt daran, dass jede SATA-Festplatte über ihre eigene, 150 MB/s schnelle Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit dem Controller kommuniziert, während der SCSI-Bus von allen Geräten gemeinsam genutzt wird. Bei hohem Datenverkehr entsteht damit unter Umständen ein Flaschenhals. Das ist hinreichend bekannt, weshalb schon an Serial Attached SCSI (SAS) gefeilt wird. Bis das jedoch soweit ist, ist Serial ATA am Zug.
Damit Ultra320 SCSI tatsächlich in Bedrängnis kommt, müssen die verfügbaren Serial-ATA-Produkte von Entscheidungsträgern ernst genommen werden können. Mit den Mehrkanal-Controllern von 3Ware (8500 und 8506 mit 4, 8 oder 12 Ports) stehen seit vielen Monaten leistungsfähige Produkte zur Verfügung, die ihren SCSI-Pendands nur in wenigen Bereichen nachstehen. Adaptec, Highpoint, ICP Vortex, LSI Logic und Promise haben ebenfalls interessante RAID-Lösungen mit bis zu sechs SATA-Kanälen im Portfolio. Einzig Acard und Silicon Image spielen noch nicht in der professionellen Liga, da sie keine RAID-5-fähigen Produkte anbieten.
Auch im Festplattenlager tut sich eine Menge, denn alle wichtigen Hersteller haben passende SATA-Laufwerke im Programm. Ungeschlagen ist nach wie vor Western Digitals Raptor mit 10.000 U/Min, die als einziges Laufwerk schnell genug ist, um auf den Sweet Spot im SCSI-Markt zu zielen. Die einzige Schwäche der Raptor ist die geringe Kapazität von nur 36 GB, doch dieses Manko sollte in Kürze aus der Welt geschafft sein.
Der stärkste Ruck geht in diesen Tagen von einer jungen Firma namens RAIDCore aus, deren RAID-Controller, ein Technologieträger, auf einer vielschichtigen Software-Architektur namens Fulcrum basiert. RAIDCore wurde im Jahr 2000 von ehemaligen Adaptec-Mitarbeitern gegründet und hat sich zum Ziel gesetzt, den Storage-Markt im High-End-Bereich gehörig umzukrempeln.
Tatsächlich führt die RAIDCore-Website (http://www.raidcore.net/fulcrum_architecture.html) für die Fulcrum-Architektur einen Funktionsumfang auf, der über die gewohnten Features hochwertiger Ultra320 RAID-Controller hinausgeht. Dies allein war Anlass genug, den Technologieträger von RAIDCore namens RC4000 einem ausführlichen Test zu unterziehen und ihn mit den erhältlichen Lösungen von Adaptec und LSI Logic (Dual-Channel Ultra320 RAID) sowie 3Ware und HighPoint (Achtkanal Serial ATA RAID) zu vergleichen.
Serial ATA unter Dampf
Allmählich geht es sozusagen um die Wurst, denn alle Hersteller haben inzwischen Serial-ATA-Festplatten im Portfolio. Bei Maxtor ist es die DiamondMax Plus 9 oder die MaXLine Plus II, Hitachi bietet die 7K250 mit Serial ATA, Seagate hat die 7200.7 und Western Digital liefert die Special-Edition-Laufwerke mit 8 MB Cache auch als SATA-Varianten aus. Noch dazu gibt es die besagte Raptor mit 10.000 U/Min. Bei Fujitsu ist man ebenfalls gerüstet (http://www.de.tomshardware.com/storage/20021105/index.html), auch wenn von 3,5"-Laufwerken nach wie vor nicht gesprochen wird. Das könnte sich jedoch ändern, wenn Serial ATA tatsächlich sichtbar Marktanteile von traditionellen SCSI-Domänen wegknabbert.
Eine weitere Neuerung, die deutliche Bewegung in den Serial-ATA-Markt bringen wird, ist Western Digitals angekündigte Raptor mit 74 GB. Schon die 36-GB-Version WD360 (http:// www.de.tomshardware.com/storage/20030430/index.html) erfreut sich großer Akzeptanz. Einzig die bislang geringe Speicherkapazität stempelt die Raptor ein wenig zum Pilotprojekt ab. Mit der WD740, so die offizielle Bezeichnung, stellt Western Digital in Kürze ein Laufwerk zur Verfügung, das in Verbindung mit den in diesem Artikel getesteten Controllern große Leistungsfähigkeit und Gesamtkapazitäten bis in den Bereich von 500 GB ermöglicht. RAIDCore setzt hierbei klar die Trends und bietet eine Option zum Ausbau des/der RAIDs durch die Verwendung mehrerer Controller. Mehr dazu später.
Hinzu kommt die Unterstützung von Command Queuing (Serial ATA II, 150 MB/s). Dieses Feature ermöglicht das Absenden von zahlreichen Befehlen an ein Serial-ATA-Gerät, das die Befehlsreihenfolge in Eigenregie ändern kann, um möglichst effizient zu reagieren. Notwendig ist die Unterstützung von Command Queuing sowohl vom SATA-Controller als auch den Laufwerken. Das Ergebnis ist ein ordentlicher Leistungsschub.
Grundlagen: RAID-Modi
Bevor wir auf die Details der jeweiligen Controller eingehen, wollen wir die wesentlichen Features im professionellen RAID-Bereich ein wenig beleuchten. Mit am wichtigsten ist sicherlich das Wissen um die grundlegenden RAID-Modi und die aus der Kombination dieser entstehenden, komplexen Varianten (Nested RAID). Unter einem RAID-Array versteht man die gemeinsame Verwendung mehrerer, idealweise gleichartiger, Festplatten. Das Ziel ist zum einen die Erhöhung der Ausfallsicherheit, zum anderen eine Steigerung der Leistungsfähigkeit.
- JBOD steht für "just a bunch of drives" und ermöglicht es, mehrere Festplatten zusammenzuschalten.
- RAID 0 ist ein Aufbau, der dem Grundsatz eines "Redundant Array of Independent/Inexpensive Drives" nicht entspricht, denn Redundanz bzw. Datensicherheit ist nicht vorhanen. Hierbei wird über zwei oder mehr Festplatten, je nach Controller, ein so genanntes Stripe Set angelegt, sodass Daten im Reißverschlussverfahren auf allen Festplatten geschrieben und gelesen werden. Das bringt die größtmögliche Performance, doch das Risiko eines Ausfalls vervielfacht sich mit der Anzahl der Laufwerke. Stirbt ein Laufwerk, so reißt es das gesamte Array mit.
Geeignet ist RAID 0 überall dort, wo ein Datenverlust verschmerzbar ist, z.B. für temporäre Daten oder ein schnelles Laufwerk für Videoschnitt.
- RAID 1 dagegen ist das komplette Gegenteil, denn es bietet die größtmögliche Sicherheit bei geringstem Hardwareaufwand. Der Inhalt einer Festplatte wird hierbei gleichzeitig auf eine zweite Festplatte geschrieben (so genanntes Mirroring), sodass beim Ausfall eines Laufwerks das zweite Laufwerk den Betrieb fortsetzt. Der große Nachteil von RAID 1 ist die halbierte nutzbare Speicherkapazität. Es sind auch Aufbauten mit mehr als einem Mirror möglich, dann ist die Nutzkapazität jedoch entsprechend kleiner. Gute Implementationen von RAID 1 lesen gleichzeitig von beiden Festplatten, so dass wenigstens die Leseleistung größer ist als bei nur einem Laufwerk.
RAID 1 ist ideal für Arbeitsplatzrechner oder kleine Server, die unterbrechungsfrei zur Verfügung stehen sollen oder aber zur Schaffung eines Bereiches für kurzfristige Backups.
- RAID 3 ist heute fast bedeutungslos. Es benötigt mindestens drei Festplatten und verwendet ein Laufwerk gezielt zur Ablage von Paritätsinformationen. Auf alle anderen Laufwerke wird ein Stripe Set geschrieben, ähnlich wie bei RAID 0. Fällt das Paritätslaufwerk aus, so bleibt das RAID-Array in Funktion. Fällt eines der Stripe-Laufwerke aus, muß dessen Inhalt anhand der Daten des Paritätslaufwerks in Echtzeit wiederhergestellt werden. Hier entsteht jedoch ein Flaschenhals, denn das Paritätslaufwerk bestimmt das Tempo. Das trifft übrigens auch auf jeden Schreibvorgang zu, weshalb RAID 3 an Bedeutung verloren hat.
Interessant ist RAID 3 unseres Erachtens nur bei wenigen Festplatten und bei Systemen, auf denen es vor allem auf gute Lese-Performance ankommt.
- Auch RAID 5 ist ein "sicherer" RAID-Modus, denn auch hier werden Paritätsdaten mit gespeichert. Anders als bei RAID 3 werden diese jedoch auf alle Festplatten verteilt, so dass das Arbeitstempo eines RAID-5-Arrays mit jeder zusätzlichen Festplatte zunimmt.
Erweiterte RAID-Modi/Nested RAID
Darüber hinaus lassen sich RAID-Modi in vielen nur denkbaren Kombinationen verbinden. Ein RAID 50 beispielsweise verwendet zwei RAID-5-Arrays, um daraus ein RAID 0 zu erstellen. Rechnerisch ist ein RAID 50 mit 6 oder 8 Festplatten besser als ein RAID 5, da in jedem RAID-0-Arm ein Laufwerk ausfallen darf - auch wenn dies der Performance ganz und gar nicht gut täte. Denken Sie jedoch daran, dass die Kapazität zwei einzelner Festplatten für Paritätsspeicherung weg fällt.
Bekannter ist sicherlich RAID 01, welches zwei RAID-0-Stripes in einem übergeordneten RAID 1 spiegelt. Dazu benötigt man vier Festplatten, üblich ist dies im professionellen Bereich nicht.
Feinheiten im RAID
Für den Fall eines Laufwerksdefektes gibt es bei professionellen Controllern die Möglichkeit, einen so genannten Hot Spare zur Verfügung zu stellen. Dabei handelt es sich um eine zusätzliche Festplatte gleicher Bauart, die im Fall eines Laufwerksdefektes innerhalb des Arrays als Ersatz dient. Zu unterscheiden sind globale Spares, die für beliebige Arrays gelten, und dedizierten Spares, die bestimmten Arrays zugeordnet werden.
Ein wichtiges Detail bei der Erstellung eines komplexen RAID-Arrays ist die Tatsache, dass dieses eine Initialisierung durchlaufen muß. Je nach Anzahl der verwendeten Festplatten und der sich daraus ergebenden Kapazität kann dies durchaus viele Stunden dauern. Gute Controller bieten die Möglichkeit, diese Initialisierung im Hintergrund durchzuführen, sodass das neu erstellte Array sofort nutzbar ist - allerdings mit deutlich reduzierter Performance.
Gerade bei SCSI-Controllern sollte man genau überlegen, wie ein RAID-Array aufgebaut werden soll. Die hochwertigen Geräte verfügen über zwei Kanäle, die jeweils die übliche Bandbreite von 320 MB/s zur Verfügung stellen. Über PCI-X mit 100 oder gar 133 MHz wird diese auch nahtlos zum System realisiert. Kommen so viele Festplatten zum Einsatz, dass die Bandbreite eines Kanals überstiegen werden könnte, sollten beide Kanäle genutzt werden. Das gewünschte Array lässt sich meist unabhängig von der Anbindung der Laufwerke erstellen, hinzu kommt dann ab sechs Festplatten die Möglichkeit, ein RAID 50 zu erstellen.
Bei Serial ATA RAIDs gibt es diese Limitierung nicht. Jedes Laufwerk arbeitet an einem eigenen Kanal mit bis zu 150 MB/s.
In Serverumgebungen ist eine hohe Flexibilität des RAID-Controllers gefragt. Wichtige Grundlage hierfür ist die Möglichkeit, Laufwerke im Betrieb anzuhängen bzw. zu entfernen. Im Fall von Ultra320 SCSI sind Hot-Swap-Wechselrähmen gefragt; idealerweise sollte man sich für Festplatten mit 80-poligem SCA-Interface entscheiden. Serial ATA sieht Hot Swapping bereits vor, so dass bei Verwendung der SATA-Stromanschlüsse prinzipiell nicht einmal ein Hot-Swap-Gehäuse notwendig wäre. Doch Vorsicht mit konventionellen Stromanschlüssen: Diese haben so große mechanische Toleranzen, dass nicht sichergestellt werden kann, welche Kontakte zuerst geschlossen werden.
Mit diesem Mittel sollte ein RAID-Array änder- und erweiterbar sein, ohne den Rechner abzuschalten oder neu zu starten. Schlagworte hierfür sind RAID Level Migration, also die Änderung der RAID-Konfiguration während des Betriebs, sowie Online Capacity Expansion. Dabei werden zusätzliche Festplatten ohne Unterbrechung in das RAID-Array integriert.
Zur Verwaltung eines RAID-Controllers stehen von den Herstellern Software-Werkzeuge zur Verfügung. Diese ermöglichen Überwachung und Konfiguration des Controllers, um die eben genanngten Features zu ermöglichen. Ein gängiger Ansatz ist außerdem die Installation eines Dienstes, der als Webserver agiert und die entfernte Konfiguration des Controllers auch über Netzwerke hinweg ermöglicht. Dies ist jedoch kein klassisches RAID-Feature, sondern einzig die Fleißarbeit geschickter Programmierer, da ohnehin eine Schnittstelle vorhanden sein muß, an die jede Management-Software anknüpft.
64 Bit DMA
Um auch in Zukunft über DMA (Direct Memory Access) auf Hauptspeicherinhalte zugreifen zu können, muss ein Controller den gesamten Speicherbereich adressieren können. Bei 32-Bit-Systemen stellt das kein Hindernis dar, wohl aber bei 64-Bittern wir dem Intel Itanium 2 oder AMDs Athlon 64. Diese Vorkehrung hat RAIDCore nach eigenen Angaben bereits getroffen - wir haben dies mangels eines passend ausgestatteten Systems nicht nachvollzogen. Adaptec und LSI können das selbstverständlich auch.
Mehrere Arrays pro Laufwerk
Ein gerne erwähntes, aber seltenes Feature. Adaptec bewirbt es, wir hatten einige Schwierigkeiten damit. Auch RAIDCore nimmt diese Funktionalität ins Programm auf. Gemeint ist folgendes: Gerade wenn mehrere Festplatten verwendet werden, sollte eine für jeden Anwendungsfall möglichst passende Konfiguration möglich sein. Sollte beispielsweise bei insgesamt 8 Festplatten vor allem Performance gefragt sein und nur wenige Daten redundant gespeichert werden, würde sich ein großes RAID 0 über alle Festplatten anbieten, das nicht die gesamte Kapazität nutzt. Der Rest könnte auf ein RAID 5 entfallen, welches die wirklich wichtigen Daten speichert. Im Defektfall gehen die Inhalte des RAID 0 zwar verloren, das RAID 5 verrichtet seine Arbeit jedoch nach bekanntem Schema.
Interface: PCI oder PCI-X mit 64 Bit
So schnell ein RAID-Controller auch arbeiten kann: Er sollte die hohen Datenraten auch zum System weiterreichen können. Üblich waren bislang 64 Bit breite PCI-Busse mit 33 oder 66 MHz (3Ware 8506, Adaptec 2200S, LSI MegaRAID 320-2). Immer mehr in Fahrt kommt jedoch der bis zu 133 MHz schnelle und ebenfalls 64 Bit breite PCI-X.
Welches Tempo letztlich nötig ist, entscheidet der Einsatzzweck des Controllers. Am einfachsten berechnen Sie dies, in dem Sie die maximale Transferrate einer einzelnen Festplatte mit deren Gesamtanzahl multiplizieren. Bei acht WD Raptor-Laufwerken mit jeweils rund 60 MB/s ergeben sich 480 MB/s. 66 MHz wären dafür schon wieder zu wenig, denn der neue Controller sollte auch Festplatten zukünftiger Generationen ausreichend schnell bedienen können. In solch einem Fall würden wir PCI-X mit 100 MHz den Vorzug geben - wenn gleich diese Zahlenspiele im Fall eines RAID 5 sehr theoretisch werden: Hier spielt die Architektur des Controllers eine ebenso große Rolle.
Externe Geräte
Ein bislang wichtiger Vorteil von SCSI ist die verfügbare Peripherie für den externen Betrieb beliebiger Geräte. Da ein SCSI-Bus abhängig von der Konfiguration bis zu 12 Meter lang sein darf, kommen auch ausgefallene Geräteaufbauten in Frage. Zwar gibt es von HighPoint inzwischen brauchbare externe Serial-ATA-Lösungen namens e.SATA (http://www.de.tomshardware.com/storage/20030915/index.html), diese leiden jedoch ein wenig an der vergleichsweise geringen Kabellänge.
- Adaptec 2200S
Der 2200S von Adaptec genießt einen guten Ruf. Der Zweikanal-Controller mit 64 Bit PCI und 66 MHz Takt hält die Low-Profile-Maße ein und eignet sich daher auch für flache 19??-Systeme. Bei 15 Laufwerken pro Kanal sind insgesamt bis zu 30 Laufwerke möglich - inklusive des in der Einleitung erwähnten Bandbreitenproblemes bei Sättigung der 320 MB/s pro Kanal durch entsprechend schnelle Festplatten. Fünf schnelle 15.000er genügen für dieses Szenario übrigens schon.
64 MB Cache sind auf dem 2200S integriert, einen Batterie-Puffer gibt es gegen Aufpreis. Der Betriebssystem-Support ist groß: Caldera Open, Novell Netware 5.1 und 6, RedHat Linux, SCO Open Server, SCO UnixWare, SuSE Linux und alle aktuellen Windows-Versionen. Für den Betrieb externer Geräte stehen zwei 68-polige VHDCI-Stecker zur Verfügung.
Für Testzwecke lässt sich die Initialisierung beschleunigen: Wenn "clear" gewählt wird, wird das gesamte Array lediglich überschrieben - eine XOR-Initialisierung findet nicht statt. Das spart Zeit: 10 Minuten anstelle von 75 Minuten ist ein Wort - wenn gleich das im Produktiveinsatz nicht zu empfehlen ist.
Während Festplatten innerhalb eines RAID-Arrays die gleiche Größe und idealerweise auch die selber Firmware haben sollten, wirbt Adaptec mit dem Gegenteil. Was auch immer Sie zusammenschalten, die volle Kapazität kann genutzt werden. Das nennt sich Optimized Disk Utilization.
Bei den Benchmark-Messungen waren wir zuerst etwas überrascht, im Winbench 99 2.0 (dieser zeichnet ein schönes Datentransferdiagramm) lediglich 150 MB/s sequenziell lesend zu erhalten. Wie unsere Messungen mit IOMeter jedoch zeigten, kann der Controller bis knapp 200 MB/s im RAID 5 liefern - je nach verwendeter Blockgröße
- 3Ware Escalade 8506-8
Der 8506-8 ist eine Weiterentwicklung der 8500-Familie, nun mit 64 Bit und 66 MHz - bislang war bei 33 MHz Schluss. Alle SATA-Controller von 3Ware basieren auf einer Architektur, die StorSwitch genannt wird. StorSwitch bezieht sich schon vom Wort auf Packet-Switching, einer Art Paketvermittlung, die vielen von Ihnen vermutlich aus dem Ethernet-Bereich bekannt sein dürfte.
Dabei kommuniziert jedes Laufwerk über einen so genannten Port-Identifier autark mit dem Controller, 3Ware führt hier die Schlagwörter Point-to-Point und Non-Blocking an. Dies führt gegenüber einem geteilten Bus wie SCSI zum Vorteil, dass jedes Laufwerk gleichzeitig und unabhängig von den anderen agieren kann. Besonders ist dies insofern, als dass das auch für die UltraATA-Version 7506 gilt.
Konkret teilt sich die notwendige Hardware des Escalade 8506 in zwei Bestandteile: Zum einen die ATA-Interfaces, die jeweils bis zu vier Ports unterstützen und zum anderen der eigentliche RISC-Prozessor mit Hardware XOR-Engine, der gleichzeitig das 64 Bit PCI-Interface beinhaltet.
Zur Konfiguration und Verwaltung des/der Laufwerksarrays gibt es den 3Ware Disk Manager, der auch die für den Business-Einsatz notwendigen Features wie Ausfallbenachrichtigung per Email oder Pager beherrscht.
Die Website 3ware.biz glänzt nicht gerade durch gutes Deutsch, was beim ersten Besuch nicht unbedingt den Eindruck von Professionalität weckt, der 3Ware gerecht wäre. Daher haben wir uns vor allem auf der englischsprachigen Website umgesehen, wo 3Ware allerlei Informationen bereitstellt. Gut gefällt uns die klare Aussage, dass Arrays maximal 2 TB groß sein dürfen - HighPoint beispielsweise schweigt sich zu diesem Thema aus.
Neben RAIDCore unterstützt auch 3Ware mehrere Controller gleichzeitig. Deren vier können gemeinsam verwendet werden. Allerdings geht die Array-Unterstützung nicht ganz so weit, denn ein Escalade-Controller kann zwar mehrere Arrays verwalten - diese müssen sich jedoch auf verschiedenen Festplatten befinden.
HighPoint RocketRAID 1820
Der RocketRAID 1820 ist derzeit das Topmodell bei HighPoint. Im Gegensatz zu den Hostadaptern von 3Ware und RAIDCore bietet der RocketRAID jedoch keinen eigenen Cache-Speicher. Ein PCI-X-Interface kommt genauso zum Einsatz, das mit bis zu 133 MHz betrieben werden kann. Somit ist sind die bevorzugten Anwendungen für diesen Controller klar: Alles, was viel Bandbreite benötigt, ist herzlich willkommen.
Unterstützt werden alle Windows-Versionen ab Windows 98 und NT 4.0. Windows Server 2003 wird auf den Installations-Disketten zwar erwähnt, ein entsprechender Ordner fehlt allerdings. Doch keine Panik, die Treiber für Windows XP sind auch geeignet für 2003.
Zum Thema Disketten müssen wir erwähnen, dass viele Systeme heutzutage nicht mehr über ein Diskettenlaufwerk verfügen. Erst nach erfolgter Kopie der HighPoint-Treiber über ein Notebook auf einen Fileserver ließ sich der Controller in Betrieb nehmen.
Unerfreulich wird das Jonglieren mit den Disketten jedoch, wenn eine davon kaputt gehen sollte. In diesem Fall nützt die HighPoint-Website nämlich gar nichts, denn Windows-Treiber fanden wir dort nicht. Lediglich Linux-Treiber-Updates waren vorhanden. Eine zusätzliche CD mit Treibern und Software würde zumindest den Lieferumfang aufwerten.
HighPoint erlaubt es, wie auch Adaptec und LSI, den Zugriff auf die Konfigurationssoftware per Passwort zu schützen. Adaptec löst dieses am besten, indem der Vollzugriff nur einem Windows-User mit Administratorrechten gewährt wird. HighPoint baut auf einer eigenen User-Verwaltung auf, die wohl nicht minder sicher, jedoch etwas umständlicher zu administrieren ist.
Bei unseren Tests lieferte der RocketRAID 1820 ordentliche Transferperformance. Das Fehlen einer Hardware-XOR-Einheit macht sich jedoch deutlich bei den Applikationsbenchmarks des Winbench 99 2.0 bemerkbar. Hier ist der HighPoint einsames Schlusslicht. Doch wie wir bereits erwähnten ist er nicht für diese Art Anwendung vorgesehen. Mit 220 bis 172 MB/s lesend im RAID 5 unterwegs zu sein ist ein gutes Ergebnis. Übertroffen wird der 1820 lediglich vom RAIDCore RC4852, der noch bessere Leistungen bietet.
Kritisch wird die Leistungsabgabe im Fall eines Festplattendefektes. Wie unsere Testergebnisse zeigen, bleiben von über 200 MB/s lediglich 5 MB/s (!) übrig. Die Wiederherstellung unseres etwa 260 GB großen Arrays dauerte somit etwa 13 Stunden.
Die Zugriffszeit liegt bei etwa 9,1 ms und damit etwas über dem Niveau einer einzelnen Western Digital Raptor. 3Ware genehmigt sich minimal mehr Zeit, RAIDcore minimal weniger. In dieser Disziplin kann den SCSI-RAIDs jedoch keiner etwas vor machen - wenn gleich der Hauptgrund für die Fabelwerte vor allem die hohe Umdrehungsgeschwindigkeit der Festplatten ist - 15.000 U/Min.
Fulcrum: Die Features überholen Adaptec und LSI
Die bereits genannten Funktionen gelten im Enterprise-Bereich als Standard. RAIDCore hat sich darüber hinaus Gedanken gemacht, denn tatsächlich ließen sich die vorhandenen Ressourcen eines mit Festplatten gut bestückten RAID-Controllers noch besser nutzen, als das bislang möglich ist. Im Folgenden gehen wir auf die Möglichkeiten der Fulcrum-Architektur ein.
Automatic Performance Tuning
Es ist interessant zu lesen: RAIDCore erlaubt lediglich die Auswahl, ob Caching aktiviert werden soll oder nicht. Weitere performancerelevanten Parameter wie etwa die Blockgröße wird automatisch bestimmt.
Weiterhin ist die Fulcrum-Architektur in der Lage, die Paritätsdaten in einem RAID 5 begrenzt zu cachen, was tatsächlich einen gehörigen Leistungsvorteil bei zufälligen Schreibvorgängen mit sich bringt. Für diese müssen die alten Daten gelesen werden, gefolgt von den passenden Paritätsdaten. Anschließend werden die neuen Daten geschrieben, wiederum gefolgt von den generierten Paritätsdaten.
Distributed Spare
Das Vorhandensein eines Hot-Spare ist Voraussetzung für den reibungslosen Betrieb eines RAID-Arrays. Schließlich kann eine Festplatte jederzeit den Geist aufgeben, und genau dann sollte ein Ersatzlaufwerk so schnell wie möglich bereit stehen, um die Wiederherstellung des mit Paritätsdaten gesicherten Datenbestandes einleiten zu können - damit nicht der schlimmste denkbare Fall eintritt: Der Defekt einer weiteren Festplatte.
Dabei gibt es jedoch einige Fragen, über die sich der eine oder andere Administrator nicht unbedingt Gedanken macht. Was, wenn der Hot Spare defekt ist? Im Normalfall ist er es nicht, doch auch während des Betriebs kann ein Hot Spare kaputt gehen. Um dieses Szenario abzufangen, ermöglicht es die Fulcrum-Architektur, einen so genannten Distributed Spare einzurichten. Dabei wird keines der Laufwerke als Hot Spare deklariert und untätig abgestellt, sondern auf jedem Laufwerk ein kleiner Bereich ungenutzt gelassen. Darauf wird das Array im Fall eines Defektes "ausgebreitet", die Wiederherstellung funktioniert somit eher wie eine RAID-Level-Migration unter Verwendung einer Festplatte weniger, als wie ein klassischer Rebuild.
Positiv wirkt sich diese Methode auch auf die Zugriffszeiten und Minimaltransferraten aus, denn die Schreib-/Leseköpfe der Festplatten haben geringere Strecken zurückzulegen, die minimale Transferrate des Laufwerks wird nur im Defektfall erreicht
Mehrere Arrays auf einer Festplatte
Dieses Feature ist bislang selten: Eine Festplatte muß nicht komplett in ein Array eingebunden werden, sondern kann zu entsprechenden Teilen auch in zwei oder drei Arrays Dienst tun.
Wozu das gut ist? Würden Sie ein RAID-5-Array bestehend aus vier Festplatten ? 200 GB um zwei weitere Laufwerke erweitern wollen, können sie in Zukunft auch zwei 300-GB-Festplatten verwenden. Da auf jeder Festplatte je 100 GB ungenutzt blieben, erlaubt Fulcrum die Erstellung eines zusätzlichen Arrays über diese beiden. Ein RAID 0 für temporäre Daten vielleicht?
Von großer Bedeutung könnte dieses Feature auch im Low-Cost-Bereich sein, man denke nur an Konfigurationen mit nur zwei Festplatten: Die erste Hälfte der beiden Laufwerke liesse sich als RAID 0 verwenden - perfekt für das Betriebssystem mitsamt der Auslagerungsdatei. Auf den zweiten Teil der Laufwerke spiegeln wir den Datenbestand in einem RAID 1. Würde eine der Festplatten ausfallen, müsste ein Ersatzlaufwerk angeschafft und Windows neu installiert werden. Ihre wirklich wichtigen Daten sind jedoch auf beide Festplatten gespiegelt und stehen sofort wieder bereit!
Eine weiteres Szenario wäre die gleichzeitige Nutzung mehrerer Festplatten für zwei Anwendungen. Man nehme beispielsweise 8 Laufwerke ? 100 GB. Im RAID 5 stünden damit 700 MB zur Verfügung (die Kapazität eines Laufwerks fällt für Paritätsdaten weg). Wenn wir uns mit nur 500 MB begnügen, steht noch genug Platz zur Verfügung, um ein 200 GB großes RAID 0 über die gleichen Laufwerke einzurichten. Somit steht ein "sicherer" Datenbereich mit RAID 5 und ein sehr schneller Bereich für temporäre Daten zur Verfügung. Was will man mehr...
Fazit: Harte Zeiten für SCSI
Für uns war dieser Vergleichstest ausgesprochen interessant. Klar wird zu aller erst: SCSI in seiner jetzigen Form hat über kurz oder lang ausgedient, denn überzeugend ist der Gesamteindruck in Relation zum Preis nicht mehr. Hersteller, die noch keine Produkte auf Basis von Serial ATA in der Schublade haben, werden langsam in ernsthafte Bedrängnis geraten. Zumal Serial ATA nicht das Ende des SCSI-Protokolles bedeutet, sondern auch als Zwischenschritt zu SAS gesehen werden darf.
Die beiden SCSI-Veteranen Adaptec und LSI Logic haben innerhalb ihrer traditionellen Domänen ein gutes Bild abgegeben und die Controller von 3Ware und HighPoint auf die Plätze verwiesen. Installation und Konfiguration verlaufen reibungslos, die Performance ist gut bis sehr gut und auch die Verwaltung über das Browser-Interface (Adaptec) bzw. den Management-Client klappt einwandfrei. Die jahrelange Erfahrung im professionellen Storage-Business merkt man beiden an. In den Schreibtests ist LSI nicht zu schlagen. Adaptec erzielt gleich bleibend gute Performance in allen Disziplinen.
HighPoint konnte in einigen Punkten überraschen, allerdings gleichermaßen auch enttäuschen. Ungeschlagen schnell arbeitet der RocketRAID 1820 beim Lesen und deklassiert die Konkurrenten. Genauso gering ist die Performance allerdings beim Schreiben. Ähnlich verhält es sich beim Festplattendefekt: Von mehreren hundert Megabyte pro Sekunde bleiben lediglich 5-10 MB/s - kein akzeptabler Wert.
3Ware leistete sich keine Schwächen bei Installation und Konfiguration, bietet allerdings nicht ganz das Leistungsniveau der Controller von Adaptec, LSI und RAIDCore. Gut mithalten kann er dagegen bei den Lesebenchmarks mit IOMeter. Zusammen mit dem ausgereiften, wenn gleich simplen Web-Interface ist der Escalade 8506-8 nach wie vor ein gutes Produkt.
Bleibt der RC4852 von RAIDCore, der sich in vielen Benchmarks mit den etablierten Controllern von Adaptec und LSI messen kann und diese gleichzeitig im Preis so deutlich unterbieten soll, dass man schon etwas stutzig wird. Für $ 350 wäre dieser Controller tatsächlich für das Gros der Anwendungen die Wahl schlechthin. Mit bis zu 300 GB großen Serial-ATA-Festplatten lassen sich Arrays in Terabyte-Dimension im Handumdrehen erstellen Mit 10.000er-Laufwerken vom Schlage einer WD Raptor sind zudem Leistungen möglich, die SCSI-Konfigurationen schnell vergessen machen. Wie sich wohl ein 12- oder 16-Kanal-Controller mit Fulcrum machen würde?
RAIDCore hat mit dem RC4852 ein Produkt vorgestellt, das gleichwertige Leistungen, mehr Flexibilität und geringere Kosten als SCSI-Lösungen bietet. Diese Lösung kann auch bei hohen Ansprüchen tatsächlich ernst genommen werden.
Laut Angaben von RAIDCore gibt es bereits Kunden für die Fulcrum-Architektur, sodass es in den kommenden Monaten durchaus noch mehr Produkte mit dieser Neuentwicklung geben dürfte. Mehr dazu lesen Sie auf Tom's Hardwareseite.
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