Performance Charts: Festplatten in RAID-Konfiguration

Wie verändert sich die Leistungsfähigkeit von RAID-Arrays mit steigender Anzahl an Festplatten? Lohnt der Mehraufwand? Mit wie vielen Festplatten enstehen Flaschenhälse, so dass keine weitere Leistungssteigerung mehr möglich ist? Antworten und flexible Vergleichsmöglichkeiten bringen unsere ultimativen RAID Performance-Charts.

festplatte, Samsung

Die meisten Power-User denken aus Performance-Gründen über RAID-Arrays nach; mit Aspekten wie Datensicherheit beschäftigen sich dagegen vor allem Administratoren. Die meisten im Einsatz befindlichen Arrays bestehen jedoch lediglich aus zwei Festplatten, die in einem einfachen RAID 0 Stripe-Set oder RAID 1 ausgeführt werden.

Unser Vorhaben ist so einfach wie auch aufwändig: Wir wollten alle erdenklichen RAID-Betriebsarten testen und dabei alle möglichen Konfigurationen mit zwei bis acht Laufwerken durchtesten. Letzteres halten wir für die absolute Obergrenze für Hardcore-Anwender sowie Server für kleine und mittlere Unternehmen. Noch mehr Laufwerke lassen sich schon physisch kaum in konventionelle PC-Gehäuse unterbringen. Somit sind 10 und mehr Laufwerke meist nur mit einem Umstieg auf externe Geräte mit eSATA oder SAS zu realisieren. Professionelle RAID-Controller für mehr als acht Laufwerke erfordern allerdings auch Multilane-Kabel- manchmal auch "mini SAS" genannt - und teure Appliances statt einzelner Kabel pro Laufwerk.

Dies ist der erste von zwei Artikeln. Während wir uns hier RAID 0, RAID 1 und RAID 0+1 widmen, gehen wir im zweiten Artikel genauer auf RAID 5 und RAID 6 ein.

Wieso RAID-Charts?

Es gibt viele Gründe, weswegen wir uns für die Durchführung dieses Vorhabens ausgesprochen haben. Zum einen gibt es zahlreiche Anwendungen, die hohe Leistung des Festplatten-Subsystems erfordern. Denken Sie dabei nur an Audio- oder Video-Anwendungen, die sich auf einen konstanten Datenstrom verlassen, wie z.B. hochauflösendes HD Video- oder Audio. Sobald Sie die Komprimierung verringern oder ganz absetzen werden die notwendigen Übertragungsraten gen Himmel schießen; genau dasselbe passiert bei multiplen Aufnahmekanälen im Audio-Bereich. Datenserver großer Netzwerke müssen ebenso in der Lage sein, mehreren Client-PCs Software-Updates in angemessener Geschwindigkeit gleichzeitig zur Verfügung zu stellen. Oder stellen Sie sich Server vor, die schlicht Daten sammeln, wie z.B. die Abspeicherung duzender Fotos von Überwachungskameras pro Sekunde, das Speichern von Kommunikationslogs oder Messdaten, die von Sensoren wissenschaftlicher Anwendungen wie beispielsweise eines Teilchenbeschleunigers übermittelt werden.

Doch ein hohes Maß an Datendurchsatz ist auch nicht alles: Andere Anwendungen erfordern hunderte I/O-Operationen pro Sekunde. Große Datenbanken, die nicht im Systemspeicher zwischengespeichert werden können, verlassen sich ebenfalls auf hohe I/O-Performance. Denken Sie dabei an Bank-Transaktionen, Kreditkarten-Zahlungen oder Bestellungen, die ein warenwirtschaftssystem einbeziehen etc.

In unseren RAID Performance-Charts finden Sie alle Ergebnise, die Sie brauchen, um die Anzahl der für Ihre Anwendungserfordernisse benötigten Festplatten abschätzen zu können. Dabei haben wir die Zugriffszeiten gemessen, die Leistungen der Schnittstellenbandbreite genauer unter die Lupe genommen sowie die Höchst-, Durchschnitts- und Mindestübertragungsrate beim Lesen und Schreiben getestet. Natürlich sind auch I/O Leistungs-Tests für typische Anwendungen wie z.B. als Datenserver, Webserver, Datenbankserver oder Workstations dabei.

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8 Kommentare
    Dein Kommentar
  • Nach einem Monat von engl auf deutsch übersetzt:
    http://www.tomshardware.com/2007/07/02/raid_scaling_charts/index.html

    Dort wurde ja auch schon fleissig diskutiert:
    http://www.tomshardware.com/forum/242954-32-raid-scaling-charts-part

    Ich hätte Fragen:
    Welchen Einfluss haben die Zugriffszeit und die Transferrate in der Praxis? Wie www.storagereview.com auch, müsst ihr Anwendungen testen! Von mir aus ein Spiel. Oder wenn ihr Euch schon die Mühe macht h2benchw zu starten, dann doch bitte auch mit dem Anwendungsindex!

    Der Artikel lässt in mir ersthaft Zweifel aufkommen, ob Patrick Schmidt überhaupt weiß was die Queue Tiefe im I/O Benchmark bedeutet! Wenn er es denn wüsste und auch die Meßwerte kennen würde, welche Queue Tiefe im 08/15 Windows Programmier-/Office-/Gaming Environment in der Praxis auftritt, das 99% der Leser von Tomshardware abdeckt, dann könnte er die Diagramme auch interpretieren und ihm würde auffallen sie gleich ganz herauszulassen.

    Der tolle Areca ARC-1220 ist auch etwas Leserfremd. 99% benutzen nForce MCP, intel ICH*, SIl, Highpoint ... Auch das ist wichtig! Denn bei dem tollen I/O Benchmark mit Queuetiefen steigt die I/O Leistung nur deshalb weil Kommandos umsortiert und parallel ausgeführt werden. Das geht aber nicht allein mit NCQ, sondern muss der RAID Controller unterstützen. Gerade bei dem RAID-0. Und hier habt ihr mit dem falschen Controller gemessen.
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  • Man nehme einen Controller den keiner kennt (Baugleich mit Controller von Tekram) und eine Hardware die keiner hat ... da müsst ihr euch schon die Frage gefallen lassen, welche Zielgruppe ihr damit ansprechen wollt. Ich kann mit dem Test weder im Heimbereich noch im SOHO etwas anfangen. Und so altmodisch es auch klingt, ich hätte dann schon gerne die Performance über den gesamten Festplattenbereich gesehen und 2-3 Anwendungen wären auch keine praxisfremde Idee gewesen.
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  • Hallo!

    Ihr redet, als wenn es niemanden interessieren würde.

    Ich selbst habe ein Tyan Thunder K8W S2885 mit zwei Opteron CPUs, 4GB RAM, 3Ware 8-Kanal Hardware RAID-Controller und weiteren Spielereien im Einsatz. Das ist grob vergleichbare Hardware.

    Was mich an dem Artikel am meisten Stört ist die Tatsache, daß der Intel-Prozessor offensichtlich Probleme hat und der Autor dies als generelles Problem des Controllers darstellt.

    Bei 5 oder 6 Festplatten kann ich bei meinem betagten RAID-Controller K-E-I-N-E Zunahme der Zugriffszeiten feststellen. Die Annahme, daß 8 Festplatten zum Positionieren brauchen als eine ist Schwachsinnig, da alle Festplatten GLEICHZEITIG angesprochen werden können, wenn der Controller halbwegs vernünftig entwickelt wurde. Ja, die durchschnittliche Positionierung aller Köpfe geht dann zwar ehr in Richtung der maximalen Positionierungszeit, kann dann also "etwas" höher sein als bei einer einzelnen Festplatte, ist aber bestimmt nicht bei 30ms - wenn der Controller gut arbeitet.

    Der Größte Fehler ist also, daß hier nur EIN Controller getestet wurde. Das Top-Produkt von 3Ware (nun AMCC) wäre ein netter Vergleich. Vielleicht auch noch ein SAS-Controller (die sind bekannter Weise meistens rückwärtskompatibel).

    Die Hardwaregrundlage ist jedoch bestimmt kein Unfug. Wer ein vergleichbares RAID aufbaut, der braucht auch eine leistungsfähige Plattform. OK, RAID-0 ist Schwachsinn. Da habe ich keinerlei bedenken. Sowas trifft man eh nur bei Heimanwendern, die sich keine Gedanken machen oder denen die Datensicherheit egal ist. Nur in ausnahmefällen gibt es Spezialanwendungen, die RAID-0-Performance für temporäre Daten im professionellen Umfeld verlangen.
    Ansonsten sind RAID-Systeme dieser Größenordnung nicht für den Heimbereich gedacht. Ebensowenig wie diese dazu passenden RAID-Controller.
    Außerdem wäre es vielleicht nett gewesen eine zweite CPU hinzuzufügen. Das sollte nichts an den Ergebnissen ändern, passt aber ehr zum Board. Die Aussage, daß nicht mehr RAM benutzt wurde, da es nicht benötigt würde, war etwas lachhaft. Es klang ehr nach: "Wir hatten nicht mehr." Das wäre wenigstens ehrlich gewesen. Aber auch hier sollte 1GB vollkommen ausreichend sein für die durchgeführten Tests.

    Highpoint, Silicon Image, Promise und wie der ganze billigst-Müll sonst heißt, hat da NICHTS verloren. Soetwas reicht vielleicht für eine Daddel-Kiste, sollte jedoch nie den Weg in ein produktives System finden. Das ist Spielzeug. Wie Medion-Komplettrechner aus dem Aldi. Billig. Mehr jedoch nicht.
    Vor allem sind das keine Hardware-Raid-Controller! Das sind sogenannte Soft-RAID-Controller. Die können nur die Festplatten ansprechen - RAID-Berechnungen (z.B. XOR bei Raid-5) müssen von der CPU durchgeführt werden. BBUs sind hier in den wenigsten Fällen zu bekommen.

    Ach, noch eine Sache: Wieso wurde 0+1 getestet und nicht Anständiges RAID-10? Kann der Controller das nicht? Wundert mich ein wenig bei ARECA. Eigentlich zählen die auch schon zu den besseren Herstellern, da sollte richtiges RAID-10 drin sein. (Ja, es gibt einen wichtigen Unterschied, was die Ausfallsicherheit betrifft)


    Also, bevor ihr über den Artikel meckert:
    Es geht hier nicht um die typische Benutzung eines Heim-PCs. Das wurde durch die Hardware und durch die durchgeführten Tests recht deutlich. Tomshardware hat oft genug die RAID-Performance der Intel-Chipsätze auseinandergepflückt. Da waren dann RAIDs von 2 bis 4 Platten im Test, also das, was jedem Heimanwender mehr als nur reichen sollte und bereits die Ansprüche von 95% der User deutlich überschreitet.


    Und noch eine Anmerkung: Ein Spiel ist kein geeigneter Test um die Performance eines RAIDs zu testen. Was willst Du da feststellen? Höhere FPS-Raten? Bei Spielen wird doch meistens nur beim Start und eventuell zwischen Leveln nachgeladen. Das ist unkritisch und interessiert nichtmal hardcoregamer wirklich.
    Das, was auf einem RAID richtig schnell ablaufen kann sind Datenintensive Anwendungen. Datenbanken, verschiedene Serverumgebungen und von mir aus auch Videobearbeitung und sonstige Datengenerierung. DAS sind die Gründe für RAID-Systeme. Keine Spiele.
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  • @ tomshardware-team !!

    welche stripe size wurde für diese tests im arc.1220 verwendet ?

    warum steht das eigentlich nicht dabei ?

    danke

    lg mario
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  • achja und bitte auch von meiner seite einen vergleichstest mit einem 3ware controller
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  • was mich ein wenig stört warum soviel Geld für Opteron 875 ausgeben wenn es 275 auch getan hätten da es sowieso nur ein Dualboard ist oder wolltet ihr die noch für andere Test auf Quad bzw. Octa-Boards?
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  • Wer kann mir bei der oben diskutierten HD helfen; Nach einem Jahr in Betrieb läuft das Teil nicht mehr, "ev. Motoren schaden". Wie bringe ich den HArdisk wieder zum laufen?
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  • Naja, Zugriffszeiten und RAID überhaupt sollte bei 7200 und bei 5400er Disks überhaupt kein Thema sein dürfen :)
    Wer z.B. im Home-Bereich etwas rumfreakelt sollte schon mit 10'000+rpm oder SSD/Hybrid (und vor Allem SSD) arbeiten.
    Habe selbst ein RAID-0 mit 4x MAXIOps SSD's von OCZ und kann volle 2000 MB/s nutzen.
    Das bringt mir zwar am Ende nichts, da ich hauptsächlich auf meinen NAS arbeite... (8x 2 TB R5, 8x 2 TB R5 und 6x R10 mit Spare).

    @Ghostrider.. wie merkst du keine Zunahme der Zugriffszeiten? Denke ist genau so, wie du das beschreibst, zumindest bei herkömmlichen Disks und ohne Berücksichtigung von Cache und SSD. Aber merken tut da ein Mensch ohne Benchmark oder produktive Umgebung nichts.

    Und ja. Stripe-Size + Cluster-Size wären interessant.

    PS: Habe den Artikel nicht gelesen nur die Kommentare :) Bin an sich auf der Suche nach einem Benchmark.
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