RAID на домашнем компьютере

Раньше RAID применялся исключительно в серверах и дорогостоящих рабочих станциях. Времена меняются, и сегодня большинство материнских плат, особенно если это “продвинутая” модель, имеют интегрированные RAID-контроллеры. Помимо этого, последние южные мосты современных наборов логики также имеют необходимые возможности для создания RAID-массивов. Взять, к примеру, компанию Intel и её южный мост ICH5R, который без проблем допускает объедение двух Serial-ATA жёстких дисков в RAID-массив. Меня это очень сильно заинтриговало: а есть ли вообще польза от использования RAID в домашних условиях? Что ж, это мы и попытаемся выяснить.

Что такое RAID?

Термин RAID можно расшифровать двумя способами: Redundant Array of Independent Disks - избыточный массив независимых дисков или Redundant Array of Inexpensive Disks - избыточный массив недорогих дисков. Сама технология берёт своё начало ещё в 1987 году, сама идея RAID основана на объединении нескольких жёстких дисков, ограничений на использование которых нет. Для массива могут быть использованы как производительные и ёмкостные винчестеры, так и дешевые. И в том, и в другом случае теоретически можно получить высокопроизводительную дисковую подсистему. Замечу, теоретически! Никто не спорит, что в серверах и рабочих станциях, где необходимо постоянно обрабатывать несколько больших потоков данных, а также постоянные запросы, прирост производительности несомненно будет. Но вот будет ли он в домашней системе, где нет ни огромных потоков, ни запросов, а есть компьютерные игры, офис, мультимедия и, в крайнем случае, работа с видео – это уже большой вопрос, но вернёмся к нашим баранам.

Различают два типа создания RAID-массивов, каждый из которых имеет свой плюс: отказоустойчивость дисковой подсистемы или повышение производительности дисковой подсистемы.

Здесь очень важно определиться, что важно для вас: повышение безопасности или производительности дисковой подсистемы. Для домашнего компьютера выбор очевиден: производительность, производительность и ещё раз производительность. Это, конечно, в том случае, если у вас не хранятся данные государственной важности.

Возможность организации одновременной работы с несколькими винчестерами можно осуществить двумя методами - с использованием параллельного и независимого способов. В первом случае рабочая область жёстких дисков, объединённых в массив, размечается на зоны определённого размера, на каждую из которых, в свою очередь, записывается информация, которая также разбивается на определённые блоки. При считывании необходимой информации последняя собирается из разных блоков.

При независимом доступе область жёстких дисков также размечается на зоны определённого размера, а информация обслуживается (записывается и считывается) одним жёстким диском.

Каждый из вышеприведённых случаев даёт прирост производительности, однако есть несколько “но”. При независимом доступе скорость записи не станет выше, а останется на том же уровне, как если бы использовался один жёсткий диск. Однако массив данного типа может обслуживать одновременно несколько запросов, что, согласитесь, в домашних условиях не будет востребовано, чего не скажешь о параллельном способе, при использовании которого скорость записи и чтения увеличивается пропорционально количеству жёстких дисков, использованных в RAID-массиве.
В настоящий момент различают восемь уровней RAID-массивов. Рассматривать их все нет необходимости - это выходит за рамки данного материала, тем более что современные интегрированные контроллеры обычно поддерживают уровни только RAID-0 и RAID-1, а также комбинированный RAID-0+1. Если же вы всё-таки хотите знать больше о RAID-уровнях, тогда пишите мне, на все вопросы я с радостью отвечу, и, вполне может быть, напишу расширенный материал.

Итак, RAID-0: данный уровень подразумевает использование как минимум двух жёстких дисков. Информация обслуживается (записывается и считывается) одновременно двумя жёсткими дисками, т. е. поток информации при записи расщепляется и записывается на два винчестера, считывается информация также с двух жёстких дисков, в результате чего повышается производительность дисковой подсистемы. Однако есть и оборотная сторона медали - RAID-0 не обладает избыточной ёмкостью или контролем четности, поэтому поломка одного жёсткого диска неминуемо приведет к потере всей информации.

Так же и для построения RAID-1 нужны как минимум два жёстких диска, которые здесь работают по принципу зеркалирования, т. е. информация при записи дублируется на всех винчестера массива. Выход из строя одного жёсткого диска не приводит к трагическим последствиям, так как информация присутствует на втором диске.

RAID-0+1 представляет собой совокупность уровней 0 и 1. Для построения данного массива потребуется как минимум четыре жёстких диска: каждая пара винчестеров объединена в массив RAID-1, а, соответственно, два массива RAID-1 объединены в RAID-0. Таким образом, RAID-0+1 позволяет убить двух зайцев: вы получаете и скорость, и надёжность.


Что же выбрать?

Целесообразность применения массива RAID-0+1 в домашних условиях маловероятна из-за своей цены: согласитесь, что приобретение четырёх винчестеров – дело достаточно накладное, хотя если у вас есть деньги, то вперёд.

RAID-1 в домашних условиях тоже не нужен: у вас ведь дома на компьютере не хранится секретная информация, потеря которой может стоить тысяч жизней… Или же всё-таки хранится?:)

RAID-0 – это то, что нужно: из двух недорогих винчестеров теоретически можно получить быструю и объёмистую дисковую подсистему.

От теории к практике

Теоретическая сторона вопроса была рассмотрена, осталась лишь практическая: необходим ли RAID в домашних условиях?


Последние ЦУ перед стартом…
Мы уже выяснили, какой RAID-массив будем строить, что ж, теперь давайте строить. Для построения RAID-массива уровня 0 была взята материнская плата EPoX 8RDA3+, которая оснащена Serial-ATA RAID-контроллером от Silicon Image, который, в свою очередь, имеет функции для организации RAID-массива из дисков Serial-ATA (последние, кстати, были Seagate Barracuda 7).

Тестирование было решено проводить двумя способами: во-первых, прогнать тесты ZD WinBench 99, HD Tach, Intel I/O meter и FC-Test, от которых домашнему пользователю не жарко не холодно - для них привычнее производительность в мультимедиа приложениях, скорость сжатия и обработки видео, скорость загрузки тех или иных приложений, - в общем, всё то, что находится ближе к нему, нежели “неземные” цифры. От WinBench 99, HD Tach и Intel I/O meter я не стал отказываться по двум причинам: во-первых, появится возможность сравнить прирост производительности в так называемых “земных” и “неземных” тестовых приложения, а во-вторых, чтобы у продвинутого читателя не сложилось мнение, дескать автор этой статьи не лишён некоторой лености и откровенно схалтурил, не удосужившись провести “взрослое” тестирование. В общем, результаты ZD WinBench 99, HD Tach, Intel I/O meter и FC-Test будут интересны профессионалам.
Начнём с “земных” тестов. Давайте посмотрим, что даёт нам RAID-массив в плане общей производительности. Для этого воспользуемся тестовым пакетом PCMark 2004.

Что ж, прирост общих “попугаев” несомненно есть. Давайте посмотрим на таблицу внимательнее: подробные результаты говорят нам, что прирост производительности наблюдается лишь в тестах дисковой подсистемы, чего и следовало ожидать.

Интересно, скажется ли быстродействие RAID на времени кодирования аудио, видео и загрузки компьютерной игры (в нашем случаи это FarCry)?

Как видим, нет…

Тестирование в пакетах, отображающих производительность в офисных приложениях, мы проводить не стали по причине неприхотливости последних. Им и без RAID-массива живётся замечательно, а вот профессиональным задачам прирост производительности, возможно, и не помешал бы.

Посмотрим на диаграммы: SPEC Viewperf 7.1 и CINEBENCH 2003 как-то даже и не заметили использование RAID-массива.

Плавно переходим к “взрослому” тестированию -возрадуйтесь профессионалы.

Запускаем Intel I/O meter и паттерн Workstation – прирост производительности на лицо, особенно хорошо это видно при пиковой нагрузке.

Winbench и HD Tach опять же убеждают всех и каждого, что RAID-массив – это именно то, что нужно на сегодняшний день.

FileCopy Test (FC-Test) сложно назвать “неземным”: копирование файлов на ПК происходит каждый день. Диск и, соответственно, RAID-массив разбивался на два равных по величине диска. Диски форматировались в FAT32. На первом логическом диске создавался набор файлов, затем этот набор файлов читался с диска, далее набор файлов копировался на второй логический диск. Использовались пять наборов файлов.

Преимущества RAID-массива на лицо.

Выводы

Применение RAID-массива на домашнем ПК кажется мне очень сомнительным. Как показывает проведённое тестирование, RAID не даёт практически никакого прироста производительности в повседневных задачах. Конечно, скорость копирования возрастает, но стоит ли она потраченных средств? Это решать вам, дорогие листатели. Если деньги есть, то почему бы и не попробовать? Серьёзные тестовые приложения показывают, что RAID-массив проявляет себя во всей красе лишь при огромном количестве запросов к жёстким дискам и при активном использовании последнего, т. е. массив востребован в серверах и рабочих станциях, но никак не в домашнем ПК, если, конечно, он у вас по совместительству не подрабатывает сервером…