HDD

Seagate Enterprise Capacity v5 (ST2000NM0055): производительность массива RAID1

В корпоративном сегменте вопрос надежности хранения данных стоит на первом месте, так как стоимость информации зачастую превышает стоимость оборудования. Для увеличения надежности дисковой подсистемы используются RAID-массивы. Сегодня редакция ServersTech.ru создаст массив RAID1 из двух накопителей Seagate Enterprise Capacity v5 (ST2000NM0055) и измерит его производительность.

Наиболее популярными массивами для повышения надежности хранения данных являются RAID1, RAID5 и RAID10. Каждый из перечисленных типов массивов базируется на разных технологиях резервирования информации: RAID1 - зеркалирование; RAID5 - чередование без выделенного диска четности; массив RAID10 представляет собой массив RAID0, созданный на базе двух массивов RAID1. Выбор типа массива зависит от располагаемого бюджета, так как для создания определенного типа массива требуется свое минимальное количество дисков, так например, для создания массива RAID1 требуется два диска, для RAID5 - от трех, для RAID10 - от четырех. Таким образом, наиболее бюджетным вариантом является RAID1.
Исходя из архитектуры, теоретически зеркальный массив RAID1 должен не только повышать надежность дисковой подсистемы, но и скорость чтения информации благодаря параллельным запросам к накопителям. Остается теорию проверить практикой.
Обзор накопителя Seagate Enterprise Capacity v5 (ST2000NM0055) можно прочитать по ссылке.

Тестовый стенд: Intel Xeon E3-1275v5, Supermicro X11SAE-F, Samsung DDR4-2133 ECC 8GB, Seagate Enterprise Capacity 3.5

Детализация

- Процессор: Intel Xeon E3-1275v5 (HT on; TB on);
- Материнская плата: Supermicro X11SAE-F;
- Оперативная память: 4x Samsung DDR4-2133 ECC 8GB (M391A1G43DB0-CPB);
- Накопитель: Seagate Enterprise Capacity 3.5 2ТБ (ST2000NM0055);
- ОС: Windows Server 2016.

Методика тестирования

- CrystalDiskMark v5.2.1 x64;
- ATTO Disk Benchmark v3.05;
- Anvil's Storage Benchmark v1.1.0.

Поскольку жесткий диск базируется на пластинах, то его скоростные показатели зависят в значительной мере от того, где находятся данные: чем ближе к внешнему радиусу пластины, тем выше скорость. То есть при наличии нескольких разделов на диске первый будет самым быстрым, а последний - самым медленным. Поэтому целесообразно измерять скоростные показатели как в начале диска, так и в конце - с этой целью диск был разбит на 5 разделов: первый тестовый раздел, промежуточный раздел для заполнения места, второй тестовый раздел, второй промежуточный раздел и третий тестовый раздел. Соответственно, тестовые разделы будут называться: Primary, находящийся в самом начале диска; Middle, находящийся примерно в середине диска; и Final, находящийся в конце диска.

Результаты тестирования массива RAID1 на базе 2-терабайтных Seagate Enterprise Capacity ST2000NM0033 третьего поколения можно посмотреть по ссылке. Они не включены в статью по причине смены платформы, RAID-контроллера, ОС и версий ПО, что делает невозможным прямое сравнение массивов RAID1, но Вы можете сравнить результаты по абсолютным значениям, делая поправку на разные условия.

CrystalDiskMark (100MB)

При последовательном чтении картина следующая: производительность в начале диска у RAID1 находится на уровне одиночного накопителя; в середине диска зеркальный массив быстрее на 28% одиночного накопителя; а в конце диска - на 29%.

Что касается последовательных операций записи, то производительность зеркального массива находится на уровне одиночного накопителя - зеркалирование не сказалось на скорости последовательной записи.

Скорость чтения 4-килобайтными блоками у массива RAID1 выше на 5-10%, чем у одиночного накопителя.

В операциях записи оба участника показали одинаковый результат - посмотрим, как изменится картина с добавлением очереди.

Добавление очереди сократило разрыв между зеркальным массивом и одиночным накопителем с 28 до 12% в середине диска.

На операциях записи зеркальный массив показал схожую с одиночным накопителем производительность.

Смотря на полученные результаты, чтение 4-килобайтными блоками с очередью - это сценарий, в котором использование массива RAID1 повышает производительность в 6-7 раз относительно одиночного накопителя.

В операциях записи оба участника показали одинаковую производительность.

ATTO Disk Benchmark (QD8)

В отличе от CrystalDiskMark ATTO Disk Benchmark не заметил разницы между участниками - разве что чуть большая производительность зеркального массива на малых блоках (512-2048 байт).

На операциях записи наблюдается огромный провал производительности у зеркального массива в области 16-килобайтных блоков - данная картина наблюдается как в начале диска, так и в середине, и конце.

Скорость чтения в середине диска у массива RAID1 выше, чем у одиночного накопителя.

В области 16-килобайтных блоков у зеркального массива наблюдается существенный провал производительности.

В конце диска зеркальный массив показывает большую производительность, чем одиночный накопитель.

А на операциях записи у зеркального массива наблюдается закономерный провал производительности в области 16-килобайтных блоков.

Anvil's Storage Benchmark

В общем зачете в операциях чтения зеркальный массив показал меньшую скорость, чем одиночный накопитель - исключение лишь конечная область диска, где RAID1 отыгрался.

Удивительно, но в операциях записи зеркальный массив показал вдвое большую производительность, чем одиночного накопителя.

В общем зачете производительность зеркального массива оказалась выше на 20-30%, чем у одиночного накопителя.
Ниже приведены детальные результаты в IOPS.

Заключение

Анализируя полученные результаты, можно заключить, что зеркальный массив позволяет не только решить основную свою задачу - повышение надежности хранения информации, но и повысить производительность дисковой подсистемы в операциях чтения.
Остальные материалы по RAID-массивам на базе HDD - здесь.