Самарский портал "Технологии, компьютеры"

Уже достаточно давно на рынке существуют довольно оригинальные устройства – DAS-накопители. Их основное назначение – объединение нескольких дисков в RAID-массив (причем с использованием аппаратного контроллера) так, что для компьютера они представляются как один диск. Кроме того, DAS самостоятельно следит за состоянием жестких дисков и их температурой и сигнализирует при неисправности винчестера.

DAS-накопители можно поделить на две группы: на внутренние и внешние. Внешние накопители подключаются к компьютеру по интерфейсу USB или eSATA. Внутренние DAS устанавливаются непосредственно в корпус ПК – в 5,25” или 3,5” отсеки. Преимущества подобной схемы в том, что нет необходимости включать несколько устройств: питание на накопитель подается только при работе компьютера. Кроме того, в отличие от всем известных Mobile Rack, являющихся практически просто чем-то вроде оптимизировнных салазок, внутренние DAS являются законченным устройством - автономным модулем хранения, построение массива в котором происходит средствами самого DAS, как и у его внешних сородичей. С ПК его связывает только интерфейс питания и порт SATA, поэтому при необходимости он может быть легко перемещен в другой ПК или сервер. Один из таких накопителей - RAIDON MR2020-2S-S2R.

RAIDON MR2020-2S-S2R предназначен для установки непосредственно в системный блок, где он занимает один 5,25” отсек. В этот DAS устанавливается два диска формата 2,5” (применяются в основном в ноутбуках) высотой до 12,5 миллиметра. Диски можно объединить в массив RAID0 или RAID1, но работать независимо друг от друга они не могут. Корпус – прямоугольная алюминиевая труба толщиной два миллиметра (да, труба может быть не только круглого сечения), то есть от механических повреждений накопитель защищен действительно хорошо, хотя и рассчитан на монтаж внутри компьютера.

На передней панели расположены: два лотка для установки дисков, оборудованные защелками, индикаторы состояния дисков, кнопки управления, LCD-дисплей и светодиод «Alarm». На дисплее можно просматривать информацию об установленной прошивке, используемом типе RAID, состоянии дисков (исправен, поврежден, отсутствует), температуру хранилища и скорость вращения вентилятора. Следует отметить, что светодиод и подсветка дисплея не отключаются во время работы накопителя.

На задней панели DAS расположена решетка, за который находится вентилятор, а также несколько разъемов: Molex для питания накопителя, SATAII для обмена данными и RS-232 для низкоуровневой диагностики и прошивки устройства. Из-за используемого форм-фактора установлен вентилятор малого диаметра, поэтому скорость его вращения высока (порядка 7000 оборотов в минуту). Кроме того, при использовании SATA-кабеля с защелкой эта самая защелка оказывается непосредственно под портом RS-232, и ее нажатие вызывает небольшое затруднение.

Лотки оснащены кнопкой – при ее нажатии выщелкивается рычажок, потянув за который можно достать лоток. При установке этот рычажок защелкивается обратно. Кнопки оснащены фиксатором, предохраняющим от непреднамеренного их нажатия. Кнопки тугие и утоплены в корпус, поэтому случайно их нажать сложно даже при открытой защелке.

Кроме самого накопителя, в комплект входят: краткое руководство на английском и китайском языках, компакт-диски с русскоязычным руководством и ПО, кабели SATA и RS-232 и набор винтов М3x4 для крепления дисков к кассетам накопителя, а также самого DAS в системном блоке.

Внутри накопителя находятся: основная системная плата с RAID-контроллером; расположенная перпендикулярно к ней плата, на которой находятся SATA-порты; 3pin 30-мм вентилятор, скорость вращения которого меняется при изменении температуры накопителя; вспомогательные элементы (плата с дисплеем и кнопками, провода, шлейфы, спикер). В этом DAS используется аппаратный RAID-контроллер собственного производства компании RAIDON.v

Установка накопителя не вызывает сложностей. По умолчанию настроен RAID1, а для смены типа массива на RAID0 нужно при загрузке устройства перейти в режим настройки, ввести пароль (4 цифры, по умолчанию 0000), а затем подтвердить смену типа RAID, при этом происходит полное стирание данных с дисков. После этого необходимо отключить и снова включить питание накопителя, и он будет готов к работе.

При повреждении или отказе одного из дисков накопитель просигнализирует об этом как светодиодом, так и достаточно громким звуковым сигналом. После этого необходимо заменить диск (возможна, в том числе и горячая замена), а затем подтвердить перестроение массива. Если использовался RAID1, то доступ к данным не прервется при перестроении массива и перезагрузка накопителя не потребуется. В случае, если DAS был настроен на работу в RAID0, данные на нем пропадут при отказе одного из дисков.

После внешнего осмотра накопителя переходим к тестированию. Основная задача теста – проверить, дает ли накопитель преимущества по сравнению с использованием одиночного диска. Тестирование проводилось на двух компьютерах программой HD Tune 5, использовались SSD и HDD.

Тестовые стенды:

1. Intel DX58SO (SATA2), Intel i7-970, 6Gb DDR3, INTEL SSDSA2M160G2GC, Win7 x64.
2. Gigabyte P67A-UD3 (SATA3), Intel i5-2500, 8Gb DDR3, WDC WD10EALS, Win7 x64.

Используемые накопители:

1. HDD Hitachi Travelstar Z7K500 HTS725050A7E630
2. SSD Intel 520 SSDSC2CW060A310.

Варианты конфигурации дисков:

1. Два диска в DAS, массив RAID0
2. Два диска в DAS, массив RAID1
3. Один диск, подключенный напрямую к материнской плате.

Были проведены следующие тесты: бенчмарк на чтение и запись (потоковая работа), скорость случайного доступа на чтение и запись, бенчмарк файла (чтение и запись файла объемом от 0,5 до 8192 Кбайт). В терминологии HD Tune – (Benchmark,File Benchmark, Random Access).

Результаты сведены в две диаграммы: скорость работы в потоке (измеряется в МБ/с, актуальна для работы с большими файлами) и скорость случайного доступа (измеряется в миллисекундах, актуальна для работы с файлами малого объема и базами данных).

На первой паре диаграмм показана скорость чтения больших файлов.

На второй паре – время доступа к произвольному фрагменту.

По этим диаграммам можно сделать следующие выводы:

• При использовании HDD в RAID0 скорость обмена данными достигает 220 МБ/с, что в настоящее время недостижимо для одиночного винчестера. RAID1 и подключенный напрямую винчестер показали практически одинаковые результаты, а RAID0 превзошел их почти в два раза. Но по скорости случайного доступа данный вариант больше чем на порядок проигрывает SSD. Это неустранимый недостаток винчестеров – механика не способна работать настолько быстро, чтобы заметно сократить этот разрыв в скорости. Также следует отметить, что скорость случайного доступа у одиночного винчестера с прямым подключением и у RAID1 примерно одинакова, а RAID0 показывает заметно лучший результат.
• Использование SSD в рассмотренном DAS-накопителе не дает прироста скорости. Как видно из графиков, скорость работы подключенного к порту SATA3 SSD намного выше, чем в RAID0 – это объясняется тем, что в накопителе установлены порты более медленного SATA2. Скорость записи в массиве RAID1 незначительно отличается от таковой у HDD и в два раза ниже, чем у одиночного SSD с прямым подключением - возможно, контроллер просто не рассчитан на такую скорость. Таким образом, использование RAID0 для SSD абсолютно не оправдано, а использование RAID1 оправдано частично. Интересно, что скорость произвольного доступа при всех трех вариантах подключения практически одинакова.
• Использование встраиваемых DAS-накопителей позволяет создать на ПК отказоустойчивый и/или высокоскоростной массив, настройки которого не зависят от самого ПК. Ни переустановка системы, ни замена материнской платы не повлияют на состояние массива и сохранность данных. Легкость настройки DAS и замены диска в случае его отказа (достать кассету, заменить диск, установить обратно, подтвердить перестроение массива) должна порадовать начинающих пользователей, да и опытным такая простота будет приятна: альпинисты тоже пользуются лифтом.

При анализе модели использования была предпринята попытка построить RAID на материнской плате Intel DX58SO. Выяснилось, что без переустановки операционной системы создать RAID-массив невозможно. После перенастройки BIOS из режима AHCI (использовался ранее) в RAID (необходимо для работы утилиты, которая создает массив) Windows при загрузке «падал» в BSoD. А создать RAID-массив на накопителе RAIDON и подключить его к ПК можно без проблем – для компьютера это ещё один жесткий диск, не требующий установки драйверов.

Таким образом, варианты использования данного DAS-накопителя следующие:

• Автономный отказоустойчивый массив. Если достаточно хранить данные на компьютере, а не прибегать к использованию NAS, то DAS позволяет обеспечить сохранность данных. Использование 2,5” дисков актуально для Barebone-корпусов или корпусов под материнские платы формата MicroATX.
• Высокоскоростной массив большого объема. Покупка RAIDON MR2020-2S-S2R и двух винчестеров обойдется примерно в 10 тысяч рублей, а ёмкость массива в режиме RAID0 составит 1Тб или более. За те же деньги можно приобрести SSD объемом около 250Гб – выгода очевидна. Следует заметить, что если нужен объём меньше 250 ГБ с высокой скоростью случайного доступа и поточной производительностью, то здесь SSD с прямым подключением по SATA3 заметно обгоняет DAS с двумя винчестерами. Учитывая снижение цен на SSD, можно предполагать, что граница будет смещаться в сторону большего объёма.
• Отказоустойчивый массив с низким временем отклика. При использовании SSD в RAID1 достигается высокая скорость чтения. Вкупе с низким временем отклика и возможностью горячей замены дисков подобная схема может быть применена, например, для web-сервера.

И в заключение хочется отметить такую мысль: появись подобные накопители раньше, чем SSD – то они стали бы совершенно безальтернативным выбором. Сейчас они станут отличным выбором для тех, кто хочет гарантий от использования SSD или максимальной скорости и емкости от набора из 2.5" HDD. Продукт очень хорошо выполнен в каждой детали и наверняка найдет своего покупателя.

Автор благодарит компанию InPrice Distribution за предоставленный DAS RAIDON MR2020-2S-S2R и компанию Ulmart за предоставленные диски Hitachi Travelstar Z7K500 и Intel 520.