HDD

Seagate Enterprise Capacity 3.5 v5 (ST2000NM0055): производительность массива RAID0

Несмотря на широкую распространенность твердотельных накопителей, классические жесткие диски остаются весьма популярными, благодаря на порядок более низкой стоимости одного гигабайта. Но существенным недостатком по сравнению с SSD остаются скоростные показатели, которые можно повысить, используя массив RAID0. Сегодня редакция ServersTech.ru создаст массив RAID0 из двух накопителей Seagate Enterprise Capacity 3.5 v5 (ST2000NM0055) и измерит его производительность.

Массив RAID0 позволяет повысить производительность кратно количеству накопителей - теоретически два накопителя удваивают производительность. Проверим это на практике. Intel RSTe рекомендует размер полосы (Strip Size) для двух 2-терабайтных накопителей Seagate Enterprise Capacity 3.5 - 128КБ. Так и сделаем.
Обзор накопителя Seagate Enterprise Capacity 3.5 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 RAID0 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, но Вы можете сравнить результаты по абсолютным значениям, делая поправку на разные условия.

CrystalDiskMark (100MB)

Как можно заметить, массив RAID0 в два с лишним раза быстрее одиночного накопителя, что говорит о высокой эффективности «чипсетного» RAID-контроллера.

Производительность массива RAID0 при чтении малыми блоками на порядок превосходит таковую у одиночного накопителя (стоит заметить, что SSD Kingston KC300 120GB не так уж и далеко ушел от RAID0-массива в данном сценарии, показывая скорость чтения на уровне 30 МБ/с - здесь).

С добавлением очереди ситуация не меняется - массив RAID0 в два с лишним раза быстрее одиночного накопителя, которому в конечной области диска удается «отыграться».

Превосходство массива RAID0 над одиночным накопителем колоссальное - в пике массив в 26 раз быстрее «одиночки»!

В операциях записи картина кардинально не меняется - массив RAID0 вдвое быстрее одиночного накопителя (стоит заметить, что даже в наихудшем сценарии - операции в конце диска - производительность массива выше, чем у SSD Kingston KC300 120GB).

В операциях записи 4К-блоками массив RAID0 вдвое быстрее «одиночки».

Использование очереди «добавляет баланс» в тестирование - два накопителя вдвое быстрее одного.

ATTO Disk Benchmark (QD8)

В операчиях чтения всё просто - больше накопителей, больше производительность.

Чего не скажешь про операции записи, где у RAID0-массива наблюдается провал на графике в области малых блоков, что весьма странно, так как в CrystalDiskMark картина полностью противоположная - разное ПО, разные сценарии, разные результаты.

В середине диска картина не меняется - массив RAID0 показывает меньшую производительность, чем одиночный накопитель в области малых блоков.

Anvil's Storage Benchmark

В Anvil's Storage Benchmark в операциях чтения масштабируемость ухудшается - удвоение дисков не увеличивает вдвое производительность.

В отличие от операций чтения при записи с масштабируемостью всё в порядке - два накопителя почти втрое быстрее одного.

В общем зачете RAID0-массив показал приемлемую масштабируемость.
Ниже приведены детальные результаты в IOPS.

Заключение

Анализируя результаты, можно сказать следующее: удвоение количества накопителей приводит к линейному росту производительности дисковой подсистемы; в некоторых сценариях классические жесткие диски показывают себя на уровне SSD, а иногда и опережают их, но при этом необходимо понимать, что винчестеры имеют разные скоростные показатели в начале и конце диска (в отличие от SSD), то есть скорость доступа к данным в значительной мере зависит от того, где эти данные находятся; используемое ПО в значительной мере влияет на результат, а следовательно и в реальных задачах скоростные показатели будут «плавать» от сценария к сценарию. В целом, учитывая низкую стоимость одного гигабайта у винчестеров (относительно SSD) и достаточно высокую производительность у RAID0-массива (которая в некоторых сценариях достигает уровня корпоративных SSD), корпоративные жесткие диски еще рано списывать со счетов.
Материал по теме "Влияние размера полосы (Strip) на производительность двухдискового массива RAID0" - здесь
Остальные материалы по RAID-массивам на базе HDD - здесь.