Контроллер Promise TX2000

Введение

Некоторое время назад мои коллеги из украинского компьютерного еженедельника ITC поделились со мной результатами своего тестирования ATA100 RAID-контроллеров (в числе прочих там были и контроллеры Promise FastTRAK100 TX2 и FastTRAK100 TX4). Заинтересовался я этими результатами потому, что контроллеры Promise показали у моих коллег значительно более высокие результаты, чем в тестах, проведённых мною. Отбросив мысль о собственной "криворукости", я стал искать причину столь резкого роста быстродействия. И нашёл! :)
Как выяснилось, за время, прошедшее с момента моего тестирования, компания Promise обновила драйвера для контроллеров TX2 и TX4, и эти новые драйвера (насколько я выяснил, первые турбо-драйвера имели версию 2.00. build 18) и обеспечили резкий прирост быстродействия.
К чему я это всё веду... Тот контроллер, который мы сегодня рассмотрим - Promise FastTrak TX2000, сразу при рождении получил "в нагрузку" драйвера, заряженные по тому же рецепту, что и драйвера FastTrak100 TX2 и TX4, и поэтому в процессе чтения этого обзора Вас ждёт множество сюрпризов.

Контроллер

Начнём с внешнего вида контроллера:

Как говорится, если ты видел один контроллер Promise, ты видел их все... :)


Итак, основное отличие FastTrak TX2000 от FastTrak100 TX2 - это поддержка протокола ATA133, что, по заявлению Promise, должно повысить быстродействие массивов RAID1 и RAID01.
Подробно рассматривать программное обеспечение Promise в этот раз я не буду, так как Вы наверняка уже неоднократно видели скриншоты в предыдущих обзорах продуктов Promise.

Тестовая система

Тестовая система осталась неизменной:

материнская плата - SuperMicro 370DLE
процессор - Intel Coppermine 600MHz;
память - 2*128Mb SDRAM Micron PC133 ECC Registered;
винчестер - Quantum FB EL 10GB;
видеокарта - Matrox Millennium 4Mb;
операционная система - Windows 2000 Pro SP2;

Для создания массивов использовались четыре диска Maxtor D740X-6L (6L020J1). Тестировался контроллер с биосом 2.00.0.22 на драйверах 2.00 build 24.

Методика тестирования

Размер stripe-блока при создании массивов устанавливался в 64КБ. Для тестов в WinBench массивы размечались в FAT32 и NTFS одним разделом с размером кластера по умолчанию.
Тесты проводились по четыре раза, результаты усреднялись. Винчестеры между тестами не охлаждались.
Использовались следующие тесты:

WinBench 99 1.2
IOMeter 1999.10.20

Для сравнения скорости работы контроллера в различных типах RAID-массивов при помощи теста IOMeter использовались новые паттерны StorageReview, анонсированные в третьей редакции их методики тестирования жёстких дисков.


Эти паттерны призваны измерить производительность дисковой подсистемы при нагрузке, типичной для file&web-серверов.
На основании проведённого Storagereview исследования о характере нагрузки на дисковую подсистему при работе с обычными Windows-приложениями наш автор, Романов Сергей aka GReY, создал паттерн для теста IOMeter:


Этим паттерном мы будем руководствоваться для оценки привлекательности винчестеров и RAID-контроллеров для обычного Windows-пользователя.

Дополнительно проведено сравнение скорости работы контроллера с различными типами RAID-массивов при изменяемом соотношении операций чтения/записи. Был создан паттерн, в котором использовались 100% случайные 8КБ-блоки данных, а соотношение числа чтений/записей менялось от 100/0 до 0/100 c шагом -10/+10.

Ну и, наконец, была проверена способность контроллера работать с Sequential-запросами переменного размера на чтение и запись в различных типах RAID-массивов.

Winbench99 (FAT32)

Тестирование в Winbench99 позволит нам судить о пользе, которую обладатель RAID-контроллера может получить при работе в обычных Windows-приложениях.


И, не затрудняясь анализом таблицы, сразу переходим к диаграммам:


Для Business-теста максимально эффективным оказался RAID0-массив из двух винчестеров, а для High-End-теста - чем больше винчестеров, тем больше результат. Конечно, скорость растёт не "в разы", но небольшой прирост всё-таки есть.


При сравнении скорости RAID0 и RAID1-массивов, построенных на одном и двух каналах контроллера, мы, как и в обзоре HighPoint RocketRAID 133, убеждаемся, что двухканальные массивы всегда быстрее. И так же, как и в случае RocketRAID 133, массив RAID01 не показывает высокой скорости.

Winbench99 (NTFS)

Следующие диаграммы только подтверждают всё вышесказанное:



Итак, тесты Winbench99 показали, что максимально эффективен RAID0-массив из двух винчестеров. Дальнейшее увеличение количества винчестеров в RAID0-массиве в большей мере увеличивает ёмкость массива, чем его скорость. Что касается RAID1-массивов, то нужно отметить, что они работают, как минимум, со скоростью одиночного винчестера вне зависимости от того, построены они на одном или двух каналах контроллера.

IOMeter

Итак, начнём с результатов нового паттерна:


Обратите внимание, что варианты нагрузки (глубина очереди команд) для этого паттерна несколько отличается от стандартного набора в 1,4,16,64,256 исходящих запросов. Так как этот паттерн эмулирует работу одиночного пользователя, то диапазон интересующих нас нагрузок смещён в меньшую сторону.
По результатам тестирования можем сказать, что:

1. скорость контроллера в RAID0 растёт не линейно - для RAID0 на трёх винчестерах наблюдается снижение производительности по отношению с RAID0 на двух винчестерах.

2. массив RAID0 на двух винчестерах, разнесённых на разные каналы, быстрее, чем массив, построенный на одном канале контроллера.

3. массив RAID1, построенный на одном канале, при линейной нагрузке (queue=1) не уступает в скорости своему двухканальному аналогу, но при увеличении нагрузки проигрывает ему.

4. массив RAID01 при линейной нагрузке оказался чуть быстрее одиночного винчестера, но значительно быстрее него при любой более серьёзной нагрузке. При этом массив RAID01 уступает в скорости только RAID0-массиву на четырёх винчестерах!

Перейдём к тестам контроллера в паттернах, эмулирующих серверную нагрузку:


Посмотрите, как растёт скорость контроллера в любом режиме (исключая JBOD, конечно) при увеличении глубины очереди команд! Вот это я называю "правильной" работой! :)
Отметим, что, как и в новом паттерне Workstation, на RAID0-массиве из трёх винчестеров мы можем наблюдать некоторое уменьшение производительности относительно двух-винчестерной конфигурации. По всей видимости, оно вызвано тем, что при подключении к "идеальной" конфигурации (два канала-два винчестера) третьего винчестера он подсаживается к одному из винчестеру на один шлейф. Как мы уже неоднократно видели, два винчестера на одном шлейфе мешают друг другу и не могут обеспечить максимум производительности. Особенно хорошо это видно на результатах RAID0-массива из двух винчестеров на одном канале в паттерне Webserver. В этом паттерне присутствуют только операции чтения, и мы видим, что скорость такого массива оказалась даже ниже, чем у одиночного винчестера.
Обратите внимание, что у RAID1-массивов скорость работы при малой нагрузке выше, чем у RAID0-массивов. Достигается это, судя по всему, за счёт чередования запросов на чтение на оба винчестера в зеркальной паре.

Настала пора посмотреть на результаты самого загадочного нашего паттерна (того, в который переродился паттерн Database). На всякий случай повторю, что в этом паттерне идёт обработка абсолютно случайных 8КБ-блоков данных, причём соотношение доли операций чтений и записей в общем потоке изменяется от 100/0 до 0/100 с шагом -10/+10. Таким образом мы можем посмотреть на поведение контроллеров (или отдельных винчестеров) при разном характере нагрузке. В старом паттерне Database доля операций записи была фиксированной и составляла 33 процента. Если кто-нибудь из Вас ноcтальгирует по старому паттерну Database, то его результаты можно найти в результатах нового паттерна, нужно только провести вертикальную линию, соответствующую 33 процентам записей, и посмотреть точки пересечения графиков с этой линией.


Если Вы не сломали глаза на этой таблице, то давайте поразглядываем весёлые картинки:


Не правда ли знакомая картина? Ведь мы видели такую же картину (или похожую) в обзоре RocketRAID 133! При небольшой нагрузке скорость массива RAID0 начинает увеличиваться только тогда, когда доля операций записи достигает 30 и более процентов. При меньшей доле операций записи скорость массива почти не зависит от количества винчестеров в нём.


Но при увеличении нагрузки картина резко меняется (а на RocketRAID такого не произошло, как Вы помните...)! Массивы RAID0 всегда быстрее одиночного винчестера, массив RAID0 на трёх винчестерах при доле записей, меньшей 50 процентов, уступает в скорости массиву RAID0 на двух винчестерах, но при большей доле операций записи обгоняет его.


Что интересно, при дальнейшем увеличении глубины очереди команд графики чётко делятся на две группы: в первой группе находятся графики массивов RAID0 на трёх и четырёх винчестерах, а во второй - JBOD и RAID0 на двух винчестерах. Обратите внимание, что скорость массивов, в которых есть пары винчестеров, работающих на одном шлейфе, растёт при увеличении доли операций записи. В то же время, графики JBOD и RAID0 на двух винчестерах имеют обратный наклон, то есть скорость этих массивов падает при увеличении доли записей. Что же получается, драйвера осуществляют "оптимизацию" запросов на запись только "внутри шлейфа"?

Посмотрим, как себя ведут массивы RAID0 и RAID1, построенные на одном и двух каналах контроллера:


Интересное кино... При малой доле операций записи массив RAID1 оказался быстрее RAID0 на двух винчестерах! При этом совершенно неважно на скольких каналах мы построили массив, так как результаты одно- и двухканального RAID1 серьёзно отличаются только в режиме RandomWrite.


При увеличении глубины очереди команд картина становится сюрреалистической, но только на первый взгляд. Массив RAID0 на двух каналах демонстрирует линейный рост производительности в зависимости от доли операций записи и резко теряет скорость в режиме RandomWrite. Одноканальный же вариант RAID0 гораздо чувствительнее реагирует на увеличение доли операций записи, и его скорость растёт значительно более высокими темпами.
И уж совсем загадочно ведёт себя массив RAID1: скорость его двухканального варианта снижается по мере увеличения доли операций записи, а у его одноканального варианта скорость, наоборот, растёт!


После того, как мы увеличиваем глубину очереди команд до 256, картина становится ещё загадочнее...
Максимальная разница между одно- и двухканальными вариантами RAID0 и RAID1 наблюдается в режиме RandomRead, а к режиму RandomWrite массивы подходят с примерно одинаковой скоростью.

Посмотрим, как обстоят дела у TX2000 со скоростью линейного чтения и записи:



Хм... Вот уже второй контроллер не может выдавить из Maxtor D740X-6L больше чем 86МБ/сек... С одной стороны, 86МБ/сек. - это много, но, с другой стороны, мне хотелось бы более явно увидеть пользу от ATA133-протокола.

Выводы

Контроллер Promise TX2000 показал неплохие результаты в тестах Winbench и просто блестящие результаты во всех паттернах IOMeter. Особенно впечатляет работа контроллера в "тяжёлых" режимах, то есть в режимах с высокой нагрузкой на дисковую подсистему. Хочется отдельно отметить работу, проведённую программистами Promise по оптимизации драйверов. Как мы могли видеть, проделана огромная работа по минимизации потерь производительности при работе винчестеров на одном шлейфе - узком месте всех двухканальных IDE RAID-контроллеров.

Но на этом наши приключения не окончились! Впереди нас ждёт встреча с ещё одним ATA133 RAID-контроллером - SiI 0680 от Silicon Image.
Далее мы проверим быстродействие контроллеров HighPoint RocketRAID 133 (на новых драйверах) и Promise TX2000 в слоте PCI32/66МГц и сравним Promise TX2000 с Promise FastTrak100 TX2, чтобы понять что нам дают новые драйвера, а что - ATA133.
Ну и, конечно, впереди нас ждёт сравнение четырёхканальных контроллеров HighPoint и Promise и много, много других интересных вещей. Так что оставайтесь с нами! :)