Надежность raid 10 ssd
Система хранения компьютера всегда была самым медленным компонентом в цепочке. Ваш ЦП имеет быструю кеш-память, которая гораздо медленнее (но все же быстро!) Взаимодействует с ОЗУ, и тогда у нас есть диски вашей системы, которые снова на несколько порядков медленнее.
Краткий обзор уровней RAID
Хотя универсального стандарта для конфигураций RAID не существует, существует несколько так называемых «уровней» RAID, которые стали довольно распространенным явлением. Когда мы сравниваем технологию HDD RAID с технологией SSD RAID, важно вспомнить плюсы, минусы и количество дисков, необходимых для каждого типа установки RAID. Давайте рассмотрим их в короткие сроки:
- RAID 0 требует двух дисков, не обеспечивает избыточности, но много скорости и нет дискового пространства
- RAID 1 требует двух дисков, обеспечивает избыточность, но только небольшой прирост скорости и 50% дискового пространства
- RAID 10 требует четырех дисков, обеспечивает избыточность, обеспечивает быстрое чтение, лучшую скорость записи и жертвует 50% дискового пространства.
Конечно, есть и другие более сложные уровни RAID (например, 1E, 5, 50, 6 и 60), но эти три наиболее распространенные, которые могут заинтересовать типичных пользователей.
HDD RAID против одного SSD
Мы полагаем, что наиболее распространенная причина, по которой кто-то может задаться вопросом о RAID и его связи с твердотельными накопителями, вытекает из этого конкретного сравнения. Так что сначала мы уберем это с дороги.
К сожалению, когда дело доходит до чистой скорости, один SSD всегда выигрывает у установки жесткого диска RAID 0. Даже самый быстрый и самый дорогой потребительский жесткий диск SATA III со скоростью вращения 10 000 об/мин только достигает 200 МБ / с. В теории . Таким образом, два из них в RAID0 обойдутся чуть меньше, чем в два раза.
Почти любой SATA III SSD будет очень близко к пределу соединения на скорости 600 МБ / с. Если мы говорим о SSM-накопителях NVME, использующих протокол PCIe, то типичная скорость чтения превышает 2000 МБ / с.
Другими словами, если вам нужна чистая производительность, один SSD всегда будет лучше пары механических приводов. Даже если они самые быстрые механические приводы в мире.
То же самое касается надежности и защиты данных. Если у вас есть установка RAID 10 с четырьмя жесткими дисками, вы все равно получаете удвоенную скорость диска, и вы можете потерять диск, не потеряв никаких данных. Несмотря на это, один SSD по-прежнему будет более надежным решением. SSD имеет ограниченное количество записей, прежде чем они больше не смогут перезаписывать существующие данные, но вы все равно можете прочитать все данные на диске.
Самопроизвольный выход из строя SSD невероятно редок, но у вас всегда есть возможность запустить два SSD в RAID 1. Нет существенного выигрыша в скорости, но один диск может полностью выйти из строя без потери данных. Мы не рекомендуем тратить деньги на установку RAID 1 SSD исключительно для безопасности данных. Гораздо более выгодно просто создать резервную копию образа жесткого диска на доступном внешнем диске или в облаке, поскольку большинство настольных систем не являются критически важными.
HDD RAID против SSD RAID: общие соображения
Теперь, когда мы рассмотрели сценарий с одним SSD, давайте поговорим о прямом сравнении RAID-RAID. То есть механические диски в RAID по сравнению с твердотельными накопителями в RAID. Есть три основных аспекта: производительность, цена и надежность данных. Давайте рассмотрим каждый из них более подробно.
Производительность
Вы, вероятно, не удивитесь, узнав, что конфигурация RAID на SSD всегда превосходит любую настройку RAID механического диска в исходной производительности. Реальный вопрос заключается в том, какую производительность вы получите от использования SSD в RAID и стоит ли это того. Это сложный вопрос.
Одним из факторов является аппаратный или программный RAID. Выделенный аппаратный RAID-контроллер обеспечит лучшую производительность, чем программное решение. Кроме того, по мере увеличения скорости другие компоненты вашего компьютера могут стать ограничивающим фактором или «узким местом».
Например, в повседневной работе есть небольшая разница между твердотельным накопителем SATA III и накопителем M.2 NVMe PCIe. несмотря на то, что последний в пять или шесть раз быстрее. Игры не загружаются заметно быстрее, а приложения не обязательно более быстрыми. С другой стороны, такие рабочие нагрузки, как редактирование видео или профессиональные приложения, связанные с масштабным анализом наборов данных, потребляют столько пропускной способности, сколько вы предлагаете.
Это означает, что размещение двух SSD в RAID 0, вероятно, не улучшит средний пользовательский опыт, и затраты могут быть лучше потрачены в других местах системы.
Хотя твердотельные накопители за последние несколько лет сильно упали в цене, они все равно во много раз дороже в расчете на гигабайт, чем механические накопители. Фактически, механические приводы в последнее время наращивают мощность, поскольку они не могут конкурировать по производительности.
Это делает SSD непривлекательными в качестве избыточного запоминающего устройства. Механические диски в чисто избыточных или избыточных конфигурациях RAID по-прежнему очень актуальны и экономичны для пользователей настольных компьютеров. Если вы используете домашнюю систему NAS (сетевое хранилище) для потоковой передачи или обмена файлами, это наиболее практичный выбор.
Если вам абсолютно необходима скорость двух твердотельных накопителей в RAID 0 или у вас есть критически важный накопитель с преимуществами RAID 1, вы рассчитываете вдвое дороже использовать один накопитель. Только вы можете решить, стоит ли 200% стоимости преимущества обоих вариантов.
Надежность и выносливость
Полная потеря данных, даже если SSD не может быть записан, очень маловероятна. Во многих отношениях RAID существует, потому что механические диски в первую очередь подвержены сбоям. Непосредственно, твердотельные накопители настолько надежны, что не делают избыточный RAID привлекательным.
Как видите, не существует ситуации, когда ответом всегда будет HDD RAID или SSD RAID (или иным образом). Это очень зависит от ваших конкретных потребностей. Тем не менее, мы можем предоставить некоторые общие рекомендации:
- Большинство пользователей не получат выгоды от повышения скорости SSD RAID.
- HDD RAID по-прежнему лучше всего подходит для хранения данных.
- Твердотельные накопители достаточно надежны, чтобы использовать RAID только для критически важных задач.
Имея четкое представление о том, где каждый подход работает лучше всего, у вас должно быть гораздо лучшее представление о том, какой вариант имеет для вас наиболее функциональный и экономический смысл.
Термин RAID вошел компьютерный обиход с тех самых пор, как на рынке появились первые накопители с интерфейсом SATA, тогда еще жесткие диски. Это был по сути единственный возможный способ повысить пропускную способность дисковой подсистемы ПК, пусть и ценой установки дополнительных HDD (в то время SSD не были доступны в принципе). Но даже сейчас, когда твердотельные накопители находятся на пике своего развития, RAID не потерял своей актуальности. В этой статье мы расскажем, как собрать массив из SSD, и насколько существенным будет прирост производительности.
Массив массиву рознь
Что же такое RAID? Это несколько накопителей, объединенных аппаратно или программно для взаимодействия между собой. В зависимости от типа массива, диски могут быть зеркальным отражением друг друга для повышения надежности, или же работать параллельно, поочередно записывая часть информации то на один, то на второй для повышения производительности.
 |
Самыми широко распространенными являются RAID-массивы из двух дисков, а именно: быстрый RAID 0 и зеркальный RAID 1. Первый увеличивает скорость, но уменьшает надежность системы, поскольку при выходе из строя одного из дисков, вторая половина информации становится нечитаемой. Второй наоборот увеличивает надежность ценой уменьшения итогового объема — из двух дисков получается всего один с обычной скоростью. Но зато поломка одного из составных дисков никак не повлияет на целостность данных, ведь на втором останется полная резервная копия.
 |
Существуют также более редкие виды массивов, например RAID 2, для которого требуется как минимум три диска, и RAID 3 из семи и больше дисков. Задачей таких массивов является специфическое резервирование, например, только самых свежих файлов.
 |
Существуют также RAID 10 — быстрый массив, состоящий из зеркальных массивов, и RAID 01 — полная противоположность, зеркальный массив из быстрых массивов. Но все это, как правило, не по карману рядовому обывателю, поэтому используется лишь на крупных предприятиях.
В рамках данной статьи нас интересует высокоскоростной RAID 0, который мы будем собирать из двух одинаковых M.2 SSD-накопителей Western Digital Blue SN500.
WD Blue SN500 — это яркий представитель бюджетных твердотельных накопителей поколения 2019 года. На фоне предшественников, он выгодно выделяется умеренной ценой при солидном объеме и довольно высокой скорости. Ведь работает этот М.2 SSD не по старой медленной шине SATA, а по более прогрессивной PCI-E 3.0 x2. Быстрее него только дорогостоящие SSD PCI-E 3.0 x4 и недавно анонсированные, но еще не доступные в свободной продаже PCI-E 4.0.
Чипы флеш-памяти 3D TLC тоже производства SanDisk. А вот отдельного чипа буферной оперативной памяти в целях экономии не предусмотрено. Но хорошо хоть Blue SN500 не отъедает часть общесистемной оперативки, как это делают некоторые другие SSD (технология Host Memory Buffer). Небольшой ОЗУ-кеш интегрирован прямо в контроллер.
Заявленные скорости последовательного чтения и записи составляют 1700 МБ/с (что практический максимум шины PCI-E 3.0 x2) и 1450 МБ/с соответственно. Естественно, тип флеш-памяти 3D TLC вынуждено снижает скорость записи очень крупных файлов после переполнения виртуального массива. К счастью, даже после снижения скорость записи остается достаточно высокой — около 700 – 800 МБ/с (у большинства конкурентов проседает аж до 500 МБ/с).
В итоге, WD Blue SN500 является одним из самых быстрых PCI-E 3.0 x2 SSD на рынке. Благодаря высокой скорости последовательной записи вне виртуального массива (заслуга отборной флеш-памяти), а также по показателям IOPS до 300K (уже заслуга мощного контроллера), он уже может составить конкуренцию многим твердотельным накопителям классом и ценой выше — PCI-E 3.0 x4. Гарантия также расширенная, больше свойственная флагманским SSD — пять лет.
Конфигурация тестового стенда
- процессор — AMD Ryzen Threadripper 1950X BOX ;
- кулер — Be quiet Dark Rock Pro 4 Цена от 7 350 до 8 760 р. ;
- материнская плата — Asus ROG ZENITH EXTREME ;
- оперативная память — 2x8GB DDR4-2666;
- видеокарта — Asus Radeon RX 570 ROG-STRIX-RX570-4G-GAMING ;
- твердотельный накопитель — WD Blue SSD 3D NAND WDS500G2B0A 500 ГБ Цена от 5 490 до 7 206 р. ;
- два твердотельных накопителя — WD Blue SN500 WDS500G1B0C 500 ГБ ;
- жесткий диск — WD NasWare Red WD40EFRX 4 ТБ кэш 64 МБ Цена от 8 410 до 19 999 р. ;
- блок питания — Be quiet Dark Power Pro 11 BN255 ;
- корпус — Be quiet Silent Base 601 Window оранжевый Цена от 13 010 до 16 728 р. .
Раз, два, три — массив собери
Существует два способа создания RAID — аппаратный и программный. Аппаратный настраивается через меню BIOS материнской платы и сложность процедуры может варьировать в зависимости от модели (универсальной инструкции, к сожалению, нет). Это единственный вариант, если вы планируете установить на массив операционную систему. При этом материнская плата обязательно должна поддерживать аппаратный RAID (все современные чипсеты AMD и только старшие чипсеты Intel).
 |
Программный же RAID создается намного проще — инструментами установленной на другой не-RAID накопитель операционной системы. В таком случае массив может быть вторым или любым последующим дисковым разделом (диск «D», «E», «F». ), но никак не первым (диск «C» с установленной ОС). К тому же, программный RAID работает немного медленнее аппаратного.
 |
Например, в случае ОС Windows настройка производится в меню «Управление компьютером – Управление дисками». Кликните правой кнопкой мыши по одному из дисков будущего массива и в появившемся контекстном меню выберите пункт «Создать чередующийся том» (для RAID 0). Далее выберите из списка второй диск, который тоже станет частью массива. Дальше уже дело автоматики, отметим лишь, что процесс создания виртуальной файловой системы на массиве может занять довольно много времени, даже для быстрых SSD, придется подождать.
 |
Поскольку для тестирования мы использовали два одинаковых SSD WD Blue SN500, то скорость RAID выросла почти вдвое. Но будь у нас два разных накопителя — быстрый и медленный, то итоговое быстродействие массива было бы лишь вдвое больше скорости медленного, ведь именно он стал бы узким «бутылочным горлышком». Тесты проводились в программах Crystal Disk Mark, ATTO Disk Benchmark, Anvil's Storage Utilities и AIDA64. Стоит отметить, что в CDM скорости традиционно несколько выше, чем в других программа по причине отличающихся алгоритмов тестирования.
 |
Так, в CDM скорость последовательного чтения выросла с 1745 до 3395 МБ/с (+94 %), а последовательной записи — с 1464 до 2861 МБ/с (+95 %). А это уже уровень флагманских SSD PCI-E x4. Еще больший интерес вызывает скорость случайного чтения мельчайших 4K-блоков (можно узнать в Crystal Disk Mark, кликнув «Файл – Копировать» и вставив полученный текст в «Блокнот»). Этот показатель и у одного Blue SN500 очень высокий — почти 300 тысяч IOPS для чтения и записи, а после создания массива вырос до 450 тысяч, что даже больше чем у топовых SSD PCI-E x4. Правда, выросла лишь скорость случайной записи, тогда как чтение почти не ускорилось.
 |
Выводы
Как показало тестирование, массив RAID 0 даже из двух недорогих твердотельных накопителей по ряду важных показателей оказался существенно быстрее любого отдельного флагманского SSD. Так кому же на практике может понадобиться такой RAID-массив? Первые — это профессиональные видеомонтажеры 4K-видео и постепенно набирающего популярность формата 8K. Для ускорения процесса монтажа им нужен не столько емкий, сколько очень быстрый диск для кеширования. Вторые — это программисты систем управления базами данных (СУБД). Ведь как известно, базы данных представляет собой несметное количество мелких файлов, и только RAID из SSD может обеспечить нужную скорость их обработки. Наконец, третьи — это заядлые геймеры и компьютерные энтузиасты, которые всегда стараются выжать из своих ПК максимум производительности.
Все знают, что SSD это здорово. Многие также считают, что RAID массивы – залог высокого быстродействия. А хотели ли вы собрать RAID из SSD? Или может быть прикидывали, что выгоднее: приобрести один большой диск, либо наладить совместную работу нескольких маленьких?
Данный материал должен помочь определиться с выбором.
реклама
Участники тестирования
Новых накопителей в этот раз не будет. Все они уже участвовали в более ранних статьях. Разница лишь в их количестве.
OCZ Vertex 3 Max IOPS, 128 Гбайт
Одиночный Vertex 3 Max IOPS был протестирован в обзоре Vertex 4. Здесь он выступает в роли «среднего среди лучших» в весовой категории 128 Гбайт.
Прошивка перед тестированием в массивах была обновлена до версии 2.22. Кстати, CrystalDiskInfo 5.0 научился видеть параметры дисков внутри RAID.
Crucial M4, 64 Гбайта
реклама
Данный SSD участвовал в статье о накопителях Plextor и проявил себя как весьма шустрый для такого объема накопитель. Основная задача – проверить, как массив из маленьких дисков справится с одним большим.
Использовалась последняя доступная прошивка, а именно 000F.
WD Caviar Blue, 500 Гбайт
Этот уже в полном смысле слова ветеран был протестирован в обзоре кэширующих SSD, а знакомство с линейкой AAKX состоялось еще в 2010м году. Несмотря на то, что Western Digital уже вовсю осваивает терабайтные «блины», этот жесткий диск еще не снят с производства. Возраст же работающих у людей «винчестеров» достигает десятка лет, многие не меняют их до момента поломки, так что можно утверждать, что модель двухлетней давности будет быстрее среднестатистического диска. Если это ваш случай, можете прикинуть, насколько SSD будут быстрее.
Значения S.M.A.R.T. с момента прошлого знакомства «подросли», тем не менее, накопитель в хорошем состоянии.
Сводная таблица технических характеристик
Тестовый стенд и методика тестирования
Тестовый стенд:
Запись процесса загрузки системы и внутриигровых видео осуществлялась через HDMI с помощью ТВ-тюнера AVerMedia AVerTV CaptureHD на другом ПК.
Системное ПО:
- Операционная система: Windows 7 x64 SP1 Ultimate RUS;
- Обновления операционной системы: все на 08.03.2012, включая Direct X;
- Драйвер для видеокарты: NVIDIA GeForce 295.73;
- Драйвер для SATA контроллера: Intel RST 11.1, контроллер работает в режиме RAID.
Методика тестирования
реклама
- В ОС не установлен никакой антивирус, способный влиять на результаты замеров, Windows Defender отключен.
- По той же причине отключены служба индексирования файлов, служба обновлений и плановая дефрагментация.
- Отключен Windows UAC, который делал невозможным работу некоторых тестовых программ.
- Отключены System Restore и гибернация – экономия места на диске.
- Отключен Superfetch.
- Файл подкачки – 1 Гбайт.
- Профиль электропитания – высокая производительность. Отключать диски – никогда.
- В момент снятия замеров не используются программы фонового мониторинга типа Crystal Disk info, HWMonitor, счетчиков perfmon и прочих.
- Кэш записи дисков включен, если не указано иное (в диспетчере устройств в свойствах диска на вкладке «политика» поставлена галка «разрешить кэширование записей для этого устройства»). «Повышенная производительность» не активирована. Включен TRIM (DisableDeleteNotify=0). Обычно диск по умолчанию настроен так, но все же нужно удостовериться.
- Все накопители подключались к порту SATA-III, если не указано иное.
Набор тестовых приложений следующий:
- Crystal Disk Mark 3.0 x64. Завоевавший популярность тест, который позволяет измерить скорость диска в восьми режимах: чтение и запись при последовательном доступе, в случайном режиме крупными блоками по 512 Кбайт, мелкими блоками по 4 Кбайта и те же 4-Кбайтные запросы при длине очереди к диску в 32 запроса (проверка эффективности работы NCQ и механизмов распараллеливания нагрузки). Использовались настройки по умолчанию, а именно пятикратный прогон несжимаемых данных на участке 1000 Мбайт.
- PCMark 7 x64. Последняя версия тестового пакета Futuremark.
- Intel NAS Performance Toolkit 1.7.1. NASPT – очень мощный тест, сопоставимый по функционалу с IOMeter и разработанный прежде всего для тестирования сетевых накопителей. Вполне пригоден и для тестирования локальных дисков.
- FC-test 1.0 build 11. Программа работала над двумя NTFS разделами, представляющими собой все доступное для форматирования пространство, разделенное пополам. Перед началом каждого замера компьютер перезагружался, весь процесс полностью автоматизирован.
SSD диск превосходит обычный винчестер (HDD) по скорости чтения и записи блоков размером 4к. А ведь в этом и состоит основная нагрузка операционной системы на диск. Средний HDD при таких операциях выдает скорость около 1 мегабайта в секунду. Средний «твердотельник» окажется быстрее в десятки раз: 20-40 мегабайт в секунду. Но, не всё так хорошо. SSD диск имеет ограничение в количествах раз, когда вы записали или перезаписали данные, после которого он перестанет работать. У обычного HDD это количество раз — намного выше.
Чтобы повысить надежность хранящихся на SSD данных, придумали делать SSD RAID. Интегрированные RAID контроллеры присутствуют на любой «вменяемой» современной материнской плате. Поэтому есть 3 повода, чтобы сделать рейд из таких дисков:
- для улучшения надежности. За это отвечает RAID 1;
- для повышения скорости передачи данных. Для этого можно сделать RAID 0;
- всё и сразу. За это у нас отвечает RAID 10.
Начнем с RAID 0. Повышать скорость и без того высокоскоростного SSD диска — придет в голову не каждому, но уж если пришло, тогда вам надо знать, что улучшения будут заметны лишь при простых файловых операциях, например при действиях с файлами формата avi. В большинстве же приложений производительность обычно ограничивается центральным процессором, причем чаще всего скоростью какого-нибудь одного ядра. Важно, что скорость чтения записи мелких блоков данных все равно не поменяется:
При этом, конфигурация из одного SSD будет проще в использовании, ведь его прошивку легко обновить, а массив надо будет еще разобрать. Плюс ко всему, будет затруднена диагностика в случае появления проблем. И уж если вы собрались использовать рейд массив из SSD для установки туда игр — оно того не стоит, сильно лучше не станет. Время загрузки игровых локаций будет примерно таким же, как при использовании одного SSD диска, только для создания массива вам придется потратиться на дополнительный твердотельный накопитель.
И это еще без учета недостатков RAID 0 массива, как такового. Про преимущества и недостатки различных типов RAID массивов я уже рассказывал в статье про создание RAID массива из HDD, не буду повторяться. Да и сама процедура создания массива из SSD — ничем не отличается от таковой, в случае с обычными жесткими дисками. Поэтому, рекомендую прочитать.
Хорошо, с RAID 0 разобрались. А есть ли смысл делать RAID 1 из SSD накопителей, спросите вы? Тут очень спорная ситуация. Теоретически создание массива первого уровня повысит надежность хранимых на твердотельных дисках данных. Массив RAID 1 спокойно переносит выход из строя любого одного диска, но ведь у SSD дисков ограниченное количество циклов перезаписи!
Появляется опасность возникновения ситуации, при которой оба диска могут выйти из строя, пускай и не одновременно, а один за другим, с небольшим интервалом по времени. Ситуация усугубляется, если твердотельные накопители одной модели, куплены в одно время и ранее не использовались.
А вот RAID 10 на 4-х SSD (минимальное необходимое количество) нивелирует недостатки предыдущих двух конфигураций. Тут вам и скорость — ничуть не хуже, чем у RAID 0. И надежность — на уровне. Согласитесь, выход из строя одновременно 3-х SSD накопителей в RAID массиве уже менее вероятен. А к поломке любых 2-х из них RAID 10 «относится» спокойно. В случае чего, вы успеете заменить их на исправные.
Какой SSD выбрать для создания массива?
Учитывая особенности массивов с чередованием, наиболее логично будет выбрать какие-нибудь стабильные и испытанные SSD, от которых уж точно можно не ждать неприятных «сюрпризов» в самый неподходящий момент. Таких дисков полно. Можете зайти в «яндекс маркет» и отсортировать их по количеству отзывов. В отзывах о популярных моделях вы с большой вероятностью найдете информацию о том, как ведет себя данный диск в массиве.
Когда делаете рейд, полезно проверять состояние SSD накопителей с помощью параметров SMART, чтобы контролировать появление ошибок в прошивках и контроллерах. Хорошим вариантом будет SSD, основанный на контроллерах SF (SandForce) — эти модели опробовали много пользователей, а ошибки были исправлены на программном и аппаратном уровнях.
SSD, основанные на SF контроллерах, обладают мощным набором параметров SMART, в результате чего вы сможете получить всю необходимую информацию о его состоянии. «Бонусом» также будет наличие большого количества технологий, в том числе «RAISE» и «DuraWrite», которые продляют долговечность флеш-памяти. В общем, по надежности такие SSD будут самым лучшим вариантом.
Могу порекомендовать поискать SSD на контроллере SF-2281. При этом, фирмы-производители могут быть разные. Кто-то предпочитает Intel за их качество, а кому-то придется «по душе» более дешевый Kingston HyperX. Но учтите, что модели с объемом в 480 Гб могут оказаться медленнее тех, что имеют на борту всего 240 Гб. Всё дело в том, что для первых — используется восьмикратное чередование NAND, а это вносит некоторые задержки.
Читайте также: