Текст книги "Журнал PC Magazine/RE №07/2008"

Автор книги: PC Magazine/RE

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 17 страниц) [доступный отрывок для чтения: 7 страниц]

Наша лаборатория
Тесты и обзоры: pcmag.ru/reviews

Serial Attached SCSI как прорыв в будущее

Олег Денисов, Константин Яковлев

Проблема стандартизации и унификации интерфейсов в ИТ-индустрии в ближайшие три – пять лет может выйти на первый план.

Главная причина – согласование пропускной способности основных и вспомогательных шинных магистралей.

Это только на первый взгляд кажется, будто история развития компьютерной техники связана с последовательным ростом частот. Обратная величина от единицы времени сама по себе, вне привязки к происходящим вокруг процессам, выполнять функции локомотива не в состоянии. Если повнимательнее присмотреться, уже не первое десятилетие все вращается вокруг согласования скорости потоков принятой и переданной далее по цепочке информации. Давайте будем объективны и попробуем исходить из того, что даже типовой компьютер постепенно перестает быть замкнутой системой. Это означает, что сеансы взаимодействия ПК с внешним миром начинают носить регулярный характер, а для некоторых машин (например, объединенных в вычислительные Grid-сети или составляющих «цифровой дом») такой режимом работы становится штатным. Сегодня мы стоим на пороге качественных перемен, когда ГП начинают привлекаться к расчетам процессов на уровне ДНК, а разработчики ЦП всерьез рассматривают Atom-арную концепцию как панацею от будущих проблем с делением ядра на два, четыре, восемь… сколько их там будет через пару лет?

В том случае, если у грандов индустрии имеются планы двигаться дальше, хотят они того или нет, им придется по многим вопросам вырабатывать общую стратегию. Тернистый путь одиночек, по-видимому, должен влиться в общий поток. Это нужно, чтобы выработать общую программу действий и решить, кто, чем и на каком участке будет конкретно заниматься. Чтобы внести ясность, заметим, что речь не идет о прекращении разработок альтернативных платформ, ОС или чего бы то ни было самобытно-уникального. Вопрос в другом. Складывается ощущение, что мы опять стоим перед очередным «моментом истины», и без серьезного понимания необходимости унификации дальнейшее поступательное движение становится крайне затруднительным.

На рубеже веков все насмотрелись на пресловутые «войны стандартов», которые тормозили распространение прогрессивных технологий. Отголоски этих процессов еще дают о себе знать и сегодня – стоит лишь вспомнить историю взаимоотношений двух форматов воспроизведения видео высокой четкости. Строго говоря, отрасль сейчас уже работает на стыке технологий, а это означает, что без согласования на всех уровнях стандартов и унификации никак не обойтись. Моделей поведения как минимум две: совместная разработка открытого стандарта или полузакрытая модель, своего рода клуб для избранных, члены которого намерены диктовать условия всем и вся впоследствии.

Seagate Savvio 15K.1 ST973451SS

Изучив скоростные качества пяти протестированных жестких дисков с интерфейсом Serial Attached SCSI, рассчитанных на применение в корпоративных системах (серверы, системы хранения данных, NAS-накопители и др.), мы удостоили отличия «Редакция советует» 2,5-дюйм накопитель ST973451SS семейства Savvio 15K.1 компании Seagate Technology. Изделие успешно завершило весь цикл испытаний, продемонстрировав впечатляющее быстродействие на большинстве задач. Совокупность характеристик и результаты тестирования позволяют рекомендовать эту модель в качестве оптимального продукта для построения дисковой подсистемы высокопроизводительной рабочей станции, файл-сервера, Web-сервера, а также сетевого хранилища на базе доступных RAID-технологий.

Кроме того, мы отмечаем почетным упоминанием 2,5-дюйм SAS-накопитель Seagate ST973402SS семейства Savvio 10K.2. На фоне достаточной производительности продукт Seagate выгодно отличает совокупность потребительских свойств, среди которых в первую очередь отметим повышенный срок службы изделия и соотношение цена/качество.

Не в SCSI счастье…

Столь пространная прелюдия потребовалась неслучайно. Необходимость кардинальных перемен в отношении будущего дисковой подсистемы ощущается наиболее остро. Ограниченные возможности SCSI– и SATA-интерфейсов (фактически производный вариант от сходящего со сцены интерфейса PATA) побудил наиболее прогрессивные силы в составе технического комитета T10 (подробнее по адресу www.t10.org), действующего под патронажем Американского национального института стандартов (ANSI, American National Standard Institute), разработать, а затем начать внедрение альтернативного стандарта Serial Attached SCSI (SAS). Среди членов T10, принимавших самое активное участие в судьбе SAS, была и остается корпорация LSI Logic (ныне LSI Corporation, www.lsi.com), усилиями которой в 2004 г. был создан первый 3-Гбит SAS-контроллер. Интерфейс SAS использует последовательный протокол передачи данных, допускает подключение значительного числа устройств (более 16 тыс.), обеспечивает скорость передачи данных до 6 Гбит/с, использует схему соединения точка-точка по выделенному каналу и совместим с SATA-устройствами. Это лишь малая часть информации о преимуществах интерфейса. С его подробностями можно ознакомиться, изучив 706-страничный документ Serial Attached SCSI-2 (SAS-2), опубликованный ANSI в июле 2006 г. (см. дополнительные материалы к обзору на нашем компакт-диске).

В рамках предлагаемой публикации мы не ставили задачу в деталях охарактеризовать все возможности и перспективы применения SAS-устройств в общем случае и SAS-накопителей в частности. Заметим только, что инициативная группа T10 намерена представить в конце 2012 г. первые образцы устройств, взаимодействие которых между собой будет осуществляться по шине с пропускной способностью 12 Гбит/c. На фоне объективных проблем, с которыми столкнулись разработчики в своих попытках увеличить плотность записи на пластину и ограничений по скорости вращения шпинделя, – это настоящий прорыв. В связи с этим есть только одно пожелание к тем, кто твердо решил идти до конца, претворяя в жизнь поставленные цели. Определитесь с ценой вопроса, делитесь знаниями с коллегами и информируйте общественность. За последние 20 лет нам довелось слышать достаточно деклараций о намерениях. К сожалению или к счастью, далеко не все из них обрели зримые законченные формы. Возможно, к Serial Attached SCSI, не слишком популярному сегодня, завтра судьба будет более благосклонна. Во всяком случае, он этого достоин.

Большому кораблю…

Условия, в которых приходится работать SAS-накопителям в составе отказоустойчивых систем хранения данных, существенно отличаются от графика работы жестких дисков ноутбуков и настольных ПК. Нагрузка на жесткие диски сервера составляет 24 часа в сутки 7 дней в неделю. При такой интенсивности обращения к данным, помимо скорости обработки запросов, особую ценность приобретают надежность дисковой подсистемы, реализованная средствами сложного программно-аппаратного комплекса, – ноу-хау компании-изготовителя. Рассчитывая стоимость владения сервером или сетевым хранилищем данных, не следует забывать и о том, какой вклад привносит в эту цифру дисковый массив. Именно с этих позиций мы и оценивали пять жестких дисков на базе интерфейса, у которого есть все, чтобы стать доминирующим в ближайшем будущем.

2,5-дюйм SAS-накопители

Fujitsu MAY2036RC

Реальная розничная цена: 140 долл.

Fujitsu Group, www.fujitsu.com

Оценка: очень хорошо

Для рынка корпоративных систем хранения данных компания Fujitsu освоила выпуск накопителей с интерфейсом SCSI, Fiber Channel и SAS (всего 21 модификация в составе восьми семейств) емкостью от 36 до 300 Гбайт. Наиболее представительным выглядит сегмент Serial Attached SCSI жестких дисков, насчитывающий 12 изделий. Заметим, что половина из них – 3,5-дюйм SAS-диски со скоростью вращения шпинделя 15 тыс. об/мин. Среди компактных моделей формфактора 2,5 дюйма изготовитель предлагает только два скоростных продукта, а еще четыре имеют скорость вращения шпинделя 10 тыс. об/мин. Среди них протестированный нами 36-Гбайт диск семейства MAY20RC – младшая модель в ряду SAS-накопителей Fujitsu категории Enterprise.

У MAY2036RC минимальная стоимость 1 Гбайт емкости, адекватный срок службы и пятилетняя гарантия. Это самый экономичный с точки зрения энергопотребления и самый дешевый с учетом доступного дискового пространства продукт среди всех представленных в обзоре. Два указанных ключевых параметра объясняют востребованность накопителя заказчиками, проектирующими достаточно быструю, недорогую и экономичную дисковую подсистему, к которой предъявляются повышенные требования по энергосбережению.

Среди особенностей изделий серии MAY20RC, выпускаемых в рамках инициативы RoHS, отметим фирменное GDT-покрытие (Glass Direct Media) пластин, обеспечивающее плотность записи данных на уровне 70 Гбайт/дюйм². Продлить жизненный цикл основных узлов и накопителя в целом помогает специальный механизм парковки головок и развитая схема мониторинга состояния поверхности пластин. По расчетам специалистов, срок эксплуатации накопителей этого семейства не менее пяти лет, а наработка на отказ (параметр MTBF) – 1,4 млн. ч. По сути, указанные характеристики, наряду с 16-Мбайт кэш-буфером, – стандарт де-факто для дисков рассматриваемого класса.

Изделие Fujitsu отличает хорошая сбалансированность всех подсистем. Именно эта особенность позволила накопителю MAY2036RC продемонстрировать очень ровные результаты, выполняя тесты, определяющие быстродействие на операциях чтения-записи. Заметим также, что утилита HD Tune зафиксировала у MAY2036RC самую высокую скорость обмена данными по шине в burst-режиме. Неплохо выглядят показатели диска и по итогам выполнения всех трех тестов пакета Iometer.

Итак, на фоне альтернативных предложений конкурентов изделие MAY2036RC представляется едва ли не оптимальным вариантом для дисковой подсистемы недорогого и в то же время достаточно производительного blade-сервера. Его возможности в полной мере раскроются в составе RAID-массива специализированной рабочей станции, а также файл-сервера и сервера Web-приложений. Остается добавить, что в рассматриваемом семействе накопителей, кроме MAY2036RC, изготовитель предлагает модель Fujitsu MAY2073RC – диск вдвое большей емкости.

Hitachi HUC101473CSS30

Реальная розничная цена: 260 долл.

Hitachi Global Storage Technologies,

www.hitachigst.com

Оценка: очень хорошо

Серийная продукция семейства Ultrastar C10K147 дискового подразделения Global Storage Technologies компании Hitachi появилась на рынке в середине II квартала 2007 г. В настоящий момент эта серия представлена двумя SAS-накопителями емкостью 73 и 147 Гбайт (модели HUC101414CSS300 и HUC101473CSS300), скорость вращения шпинделя которых 10 тыс. об/мин. Среди накопителей Hitachi, адресованных корпоративному рынку, изделия серии Ultrastar C10K147 занимают уникальную нишу 2,5-дюйм устройств с интерфейсом Serial Attached SCSI. Формфактор всех остальных продуктов категории Enterprise (четыре семейства; интерфейсы Ultra SCSI, Fiber Channel, SAS и SATA) – 3,5 дюйма.

У диска серии Ultrastar C10K147 емкий 16-Мбайт кэш-буфер, а также самая высокая в отрасли плотность записи данных на пластину – 137 Гбайт/дюйм². Кроме того, изделия Hitachi выгодно отличает минимальное в своем классе среднее время поиска, а также повышенная устойчивость к ударным нагрузкам и вибрации, которая стала возможной благодаря фирменным технологиям TrueTrack и RVS (Rotational Vibration Safeguard). Заслуживает внимания и функция TFC (Thermal Fly-height Control) – технология адаптивного контроля за высотой, на которой расположена головка чтения-записи по отношению к пластине (по сути, своеобразный датчик высоты). Актуальность функции становится понятной, если учесть повышенную температуру внутри рабочей камеры накопителя и нагрузку на дисковую подсистему в составе сервера или сетевого хранилища данных, которым приходится работать круглосуточно.

В рамках этого обзора мы протестировали 73,4-Гбайт модель HUC101414CSS300, сравнив полученные результаты с показателями продуктов аналогичного класса компаний Fujitsu и Seagate. Анализируя выступление накопителя Hitachi, отметим довольно высокую скорость, которую развивает HUC101473CSS30 на операциях чтения, чего не скажешь о скорости записи. Двукратное падение производительности на этих операциях, которое зафиксировала утилита HD Tune Pro, несколько обескураживает. Очевидно, что причина здесь не в специфике тестовой утилиты, поскольку пакет Iometer также выявил указанную особенность продукта Hitachi. Заметим, что время доступа к произвольным данным у предоставленного на тестирование накопителя оказалось максимальным. Единственное, в чем HUC101473CSS30 не уступает конкурентам, – стоимость одного гигабайта емкости.

2,5-дюйм изделие Hitachi можно порекомендовать в качестве возможной кандидатуры для дисковой подсистемы низкопрофильных устройств, которым предстоит обслуживать преимущественно запросы чтения (например, Web-сервер или сетевое хранилище данных). Что касается дискового массива в составе универсального файл-сервера или сервера приложений, предполагающих чередование выполнения операций чтения-записи, очевидно, имеет смысл обратиться к предложениям конкурентов.

Seagate ST973402SS

Реальная розничная цена: 260 долл.

Seagate Technology, www.seagate.com

Оценка: очень хорошо

Компания Seagate Technology, крупнейший поставщик жестких дисков для настольных систем, продолжает наращивать присутствие на рынке накопителей для серверов и сетевых хранилищ данных. Кроме широко распространенных на рынке 3,5-дюйм накопителей семейства Cheetah и обретающих популярность SATA– и SAS-дисках серии Barracuda ES/ES.2, изготовитель активно развивает модельный ряд дисков семейства Savvio.

В настоящее время в составе серии Savvio 10K.2 компания предлагает два продукта формфактора 2,5-дюйма емкостью 73,4 и 146,8 Гбайт (модели ST973402SS и ST9146802SS), которые выпускаются в исполнении Serial Attached SCSI. У протестированного нами 73-Гбайт диска ST973402SS – пластины с высокой плотностью записи, функция NCQ и фирменная технология QuietStep, предназначенная для снижения акустического шума, сопровождающего работающий механизм позиционирования головок. Кроме того, накопители серии Savvio 10K.2 оснащены функцией G-Force Protection, призванной защищать изделие от ударных нагрузок. Сплав высоких технологий позволяет успешно применять изделия рассматриваемого семейства в качестве дисковых массивов, установленных в высокопроизводительных лазерных сетевых принтерах и МФУ, blade-серверах, серверах баз данных, а также промышленных и встраиваемых системах.

О широких возможностях продуктов Seagate красноречиво свидетельствуют результаты наших испытаний. Модель ST973402SS, фаворит в категории 2,5-дюйм накопителей со скоростью вращения шпинделя 10 тыс. об/мин, продемонстрировала ряд лучших или близких к лучшим результатов на тестах Iometer и HD Tune Pro. Среди ключевых характеристик отметим высокое быстродействие продукта Seagate на операциях чтения-записи и минимальное время произвольного доступа к данным. Среднее время поиска у накопителей семейства Savvio 10K.2 – одно из минимальных в своем классе. С учетом всех параметров, в том числе адекватной цены ST973402SS, мы отметили этот SAS-накопитель почетным упоминанием в разделе «Редакция советует».

Лабораторные испытания: SAS-накопители для корпоративных систем

Наиболее полное представление о возможностях современных накопителей с интерфейсом Serial Attached SCSI помог составить специализированный тестовый пакет Iometer (сборка 2006.07.27.win32, подробнее по адресу www.iometer.org или http://sourceforge.net/projects/iometer). На базе встроенных сценариев Iometer позволяет моделировать нагрузку на дисковую подсистему, работающую в составе файл-сервера, Web-сервера или рабочей станции. Процедуру измерения наиболее важных параметров протестированных изделий завершила оценка скорости обработки запросов (число обработанных запросов в единицу времени для различных вариантов загрузки переменной Outstanding I/O). Ядро Iometer оперирует обращениями к единому пространству физических неформатированных дисков, что гарантирует безусловную чистоту эксперимента.

Быстродействие накопителей, выполняющих типовые файловые операции, а также рабочая температура изделий оценивались с помощью утилиты HD Tune Pro (свободно распространяемую версию 3.0 можно загрузить с сайта разработчика www.hdtune.com). C помощью четырех встроенных сценариев оценивались: скорость последовательного считывания данных с диска, скорость передачи данных по шине в burst-режиме (Read Speed Burst), а также скорость последовательной записи данных, длительность операции произвольного доступа к данным (Random Access Time) и интенсивность загрузки ЦП (CPU Utilization). По результатам испытаний определялась средняя (Read Speed Average), максимальная (Read Speed Maximum) и минимальная (Read Speed Minimum) скорость чтения-записи. Кроме указанных измерений, изучался график зависимости скорости чтения-записи данных от их расположения в логическом адресном пространстве носителя.

Для проведения испытания жестких SAS-дисков был подготовлен стенд, на базе системной платы P5E3 Premium WiFi-AP (НМС Intel X48 Express, версия BIOS 0151) и 3,2-ГГц четырехъядерного процессора Intel Core 2 Extreme QX9770 (ядро Yorkfield, частота системной шины 1600 МГц). Конфигурацию дополнили модули ОЗУ DDR3-1600 SDRAM (общий объем 2 Гбайт, тайминги 7–7–7–20). Сценарии тестов выполнялись под управлением 32-разрядной операционной системы Windows Vista Ultimate с подключенным обновлением Service Pack 1 (файловая система NTFS). В качестве основного жесткого диска для инсталляции ОС и необходимого ПО был выбран 1-Тбайт SATA-накопитель ST31000340AS семейства Barracuda 7200.11 компании Seagate Technology.

Все исследуемые изделия подключались к PCI-Express адаптеру Adaptec RAID 3805 (совместим с интерфейсами SAS и SATA, унифицированная архитектура Adaptec Unified Serial, низкопрофильный формфактор MD2). Этот универсальный восьмипортовый контроллер оснащен встроенным 128-Мбайт ОЗУ, обеспечивает организацию RAID-массивов наиболее востребованных уровней, включая RAID JBOD, 5, 5EE, а также RAID 50 и RAID 60 (максимальная скорость передачи данных для каждого порта – до 3 Гбайт/c) и наделен фирменными функциями Copyback Hot Spare и Snapshot Back. Управление консолидированным дисковым массивом осуществляется средствами ПО Adaptec StorageManager.

Seagate ST973451SS

Реальная розничная цена: 520 долл.

Seagate Technology, www.seagate.com

Оценка: отлично

На рынке систем хранения данных одним из самых значимых для Seagate событий 2007 г. следует признать начало серийных поставок 2,5-дюйм SAS-накопителей со скоростью вращения шпинделя 15 тыс. об/мин. Новый модельный ряд, получивший название Savvio 15K.1, образовали два накопителя емкостью 36,2 и 73,4 Гбайт, оснащенные 16-Мбайт кэш-буфером. Изделия этой серии обеспечиваются пятилетней гарантией, при этом наработка на отказ составляет не менее 1,6 млн. ч, что превышает средний показатель по отрасли.

В рамках обзора мы протестировали флагманский продукт компании – 73,4-Гбайт жесткий диск ST973451SS. В отличие от дисков со скоростью вращения шпинделя 10 тыс. об/мин идентичной емкости, в которых установлена одна пластина, у накопителя Seagate их две. По такому же пути, если говорить о конструкции, пошли и другие изготовители. Такое решение вызвано необходимостью соблюдать определенные меры предосторожности, поскольку скорость вращения пластин, как впрочем, и цена ошибки, с учетом характера применения дисков такого класса, чрезвычайно высоки.

На сегодня продукт со схожими характеристиками есть только у компании Fujitsu (модель MBB2073RC). Наращивать емкость дисков с такими характеристиками изготовители не торопятся. У этих отнюдь не дешевых изделий иная задача – обеспечить максимально возможное быстродействие. Надо признать, что с поставленными задачами SAS-накопитель ST973451SS справляется блестяще. Не случайно диски семейства Savvio 15K.1 сегодня востребованы на рынке скоростных blade-серверов и сетевых хранилищ, высокопроизводительных принтеров и цифровых копиров, дисковых массивов, применяемых в узкоспециализированных рабочих станциях, а также промышленных и встраиваемых системах.

Проведенные испытания изделия Seagate подтвердили его высокие скоростные качества. Отметим чрезвычайно высокую для своего класса скорость на операциях чтения-записи и минимальное время произвольного доступа к данным. Взглянув на сводку характеристик, нетрудно видеть, что стоимость одного гигабайта емкости у ST973451SS самая высокая среди пяти протестированных продуктов. Однако главное не в этом. Объективно 73,4-Гбайт накопитель компании Seagate – один из самых быстрых на сегодня 2,5-дюйм жестких дисков категории Enterprise. Оценив по достоинству изделие, мы удостоили жесткий диск Seagate ST973451SS отличия «Редакция советует».