Что быстрее sas или ssd
Обновлено: 04.07.2024
При массовом распространении SATA SSD серверного класса (пример - интеловская серия S3700 многие задаются вопросом: а нужны ли в сервере SAS? Если речь о 2-4 SSD, скорее всего, протокол SAS действительно лишний.
Кому нужны низкие задержки доступа к данным, выберут NVMe SSD (снижение латентности почти в три раза). Правда, их не объединить в аппаратный RAID.
Но когда нужны минимальные задержки и объединение в аппаратный RAID нескольких устройств – альтернативы протоколу SAS просто нет.
SATA – это всегда 6Gb. SAS бывает 6Gb и 12Gb. Грубо, предельная теоретическая пропускная способность интерфейса SATA 6Gb на коротком блоке в 4К равна 150 KIOPS (600 MB/s поделить на 4KB). Это без учета накладных расходов самого протокола. Интерфейс SATA полудуплексный (half-duplex), в отличие от полнодуплексного (full-duplex) SAS. Для SATA эти 150 KIOPS – полная скорость в обоих направлениях, в то время как для SAS 6Gb потенциально возможны 300 KIOPS для операций чтения и записи одновременно (что было не важно для HDD, но может стать актуальным для SSD). Для SAS 12Gb на тех же блоках 4KB мы получим удвоение потенциала пропускной способности - до 300 KIOPS в одном направлении или до 600 KIOPS в смешанном режиме чтения/записи.
Дадим шанс SATA – останемся в рамках стандарта 6Gb. Если разделить 6Gb/s на 150 KIOPS, то получим теоретические 6,67 микросекунды на одну транзакцию по передаче блока 4KB. На самом деле это совпадает с реальной длительностью такой транзакции, которая близка к 6,83 микросекунды.
Сам протокол SATA при передаче каждого пакета тратит порядка 760 наносекунд на установку регистров (12*8bits*10/8) и обработку прерываний на стороне хоста. В результате получаем теоретическую пропускную способность на уровне 572 MB/s. Лучшие из SATA устройств вытягивают скорость передачи до 550 MB/s. Это примерно соответствует пределу в 132 KIOPS.
На практике, интерфейс SAS 6Gb обеспечивает в среднем на 52% выше эффективность относительно SATA 6Gb даже в условиях использования всего одного своего двунаправленного порта (У SAS их два, но это востребовано в двухконтроллерных системах хранения с двойными экспандерами – где достигается удвоение пропускной способности).
SATA работает в режиме «устройство-хост», обособлено с каждым устройством. SAS по своей логической структуре – это сеть. Т.е. SAS умеет мультиплицированно работать с множеством устройств, имея расширенное адресное пространство и не тратя времени каждой раз на формирование канала заново.
Как известно всем, кто хоть раз запускал тесты – максимальной производительности дисковое устройство достигает только тогда, когда идут не одиночные запросы, а выстояна очередь. На длине очереди 1 и 32 – будут кардинально различные результаты даже у SATA SSD. Длина очереди команд, поддерживаемых устройством SATA – 32 команды. А SAS – 256 и более команд. Важность этого параметра подчеркивает новейший стандарт NVMe, который устанавливает стартовую планку в 32000 команд.
Популярность твердотельных накопителей на основе флеш-памяти неуклонно растет, и они не ограничиваются потребительским уровнем. В частности, за последние годы компания Kingston вывела на рынок много SATA и NVMe SSD серверного класса (A2000, DC500 и т.д.) с длительными гарантийными сроками (до пяти лет).
Этот факт заставил нас задуматься: а нужны ли в нынешних серверах SAS-накопители? Почему производители накопителей все чаще выводят на рынок твердотельные решения корпоративного класса с поддержкой SATA и NVMe, которые даже позиционируются надежнее SAS-решений (если смотреть на сроки гарантии, например)? Не стал ли протокол SAS лишним?
Давайте сразу ответим на вопрос «почему же в последние пару-тройку лет производители начали выпускать корпоративные решения на базе SATA и NVMe, как горячие пирожки?». Нетрудно догадаться, что на рынок твердотельных накопителей влияют многие факторы, наиболее очевидным из которых является ежегодное снижение цен на флеш-память NAND, которая используется в картах памяти и твердотельных накопителях.
Снижение стоимости чипов флеш-памяти подтолкнуло производителей на разработку соответствующих решений для центров обработки данных и корпоративных сценариев использования. С другой стороны, более низкая стоимость клиентских твердотельных накопителей побуждает производителей оригинального оборудования (OEM) встраивать их в потребительские ПК и растущее число корпоративных устройств хранения данных.
В этой статье мы разберем все типы накопителей и постараемся разобраться для каких задач они подходят лучше всего: в каких сценариях можно отдать предпочтение SATA и NVMe-решениям, а в каких по-прежнему стоит полагаться на SAS. В конечном счете, чтобы правильно выбрать твердотельный накопитель для различных серверных нагрузок, ИТ-менеджеры должны знать плюсы и минусы всех интерфейсов SSD.
SATA SSD, SAS SSD и NVMe SSD: в чем разница между накопителями и протоколами подключения?
SATA, SAS и NVMe – это три наиболее распространенных интерфейса. Первые два используют наборы команд ATA и SCSI соответственно. NVMe, по сравнению с ними, – это относительно новый набор команд, который работает по шине PCI-e.
Разница лишь в том, что если SATA и SAS SSD мешает ограничение по скорости, которое диктуют интерфейсы SATA III и SAS III, то NVMe-накопители не утыкаются в потолок своих «собратьев», предлагая более высокую производительность. А для грамотного применения накопителей NVMe в центрах обработки данных разработаны специальные стандарты передачи команд NVMe через RDMA (поверх InfiniBand или Ethernet — RoCE и iWARP) и Fibre Channel без трансляции в SCSI под названием NVMe over Fabrics.
По сути, на все эти интерфейсы возлагается одна и та же задача – передача данных и обеспечение взаимодействия серверов с контроллерами и накопителями. Но дьявол, как говорится, кроется в деталях. Так и в нашем случае – в основе каждого протокола лежат разные принципы работы, а на выходе получаются разные результаты в отношении скорости обработки данных, времени доступа к ним и т.п.
1. SATA SSD (Serial ATA)
Многие представители отраслей корпоративного хранения данных полагают, что интерфейс SATA достиг предела производительности. Более того, в его дальнейшем развитии и улучшении уже давно не предвидится никаких разработок.
Что ж. с одной стороны производительность SATA SSD находится на стабильном уровне. Но в то же время она может быть узким местом для серверов, не позволяя процессору своевременно обрабатывать необходимые операции. Как итог: недостаточное использование вычислительных возможностей сервера повлияет на количество пользователей, которые могут обслуживаться одновременно, и вызовет лишь неудобства для последних.
В частности, команды ввода-вывода при развертывании твердотельных накопителей SATA на сервере должны проходить через программный стек, который не может полностью использовать производительность флеш-памяти, потому что набор команд изначально был разработан для недорогих жестких дисков низкого уровня. Из-за этого серверы с мощными многоядерными процессорами и большим количеством DRAM могут ждать завершения операций или транзакций, что не позволяет использовать весь потенциал вычислительных ресурсов на максимум.
2. SAS SSD (Serial Attached SCSI)
По сравнению с корпоративными твердотельными накопителями SATA SSD, SAS-накопители предлагают значительные улучшения по части полосы пропускания и пропускной способности. При передаче данных SATA использует только полудуплекс и одновременно задействует только одну полосу. Но SAS – полнодуплексный. Это означает, что твердотельные накопители SAS имеют гораздо более высокую скорость передачи данных.
Кроме того, твердотельные накопители SAS III обеспечивают скорость передачи данных от 6 Гбит/с до 12 Гбит/с, что в два раза быстрее, чем SSD-накопители на базе SATA III (до 6 Гбит/с). А значит интерфейс SAS всегда в два раза быстрее, чем SATA, и в 4 раза быстрее, если учесть, что SAS двухпортовый и дуплексный. Если исходить из теории, пропускная способность SATA III при манипуляции блоками 4K равна 150 000 IOPS (операций в секунду). И это максимальная скорость в двух направлениях (чтение/запись). Потенциальная скорость для SAS 6Gb в этом случае будет 300 000 IOPS (полный дуплекс), а для SAS 12Gb – 600 000 IOPS (300 000 IOPS при чтении и 300 000 IOPS при одновременной записи).
По сравнению с SSD на основе SATA, твердотельные накопители на основе SAS обеспечивают лучшую общую сквозную целостность данных и обладают более гибко настраиваемой структурой отчетности. Наконец, если массив или сервер поддерживает интерфейс SAS, к нему можно подключить твердотельные накопители на базе SAS или SATA, и оба будут работать. Однако в массивы или сервера с объединительной платой SATA накопители SAS установить не получится: в этом случае будут работать только твердотельные SATA-решения.
Отметим, что раньше SATA использовался как недорогой интерфейс для жестких дисков потребительского уровня. В то время как SAS был разработан для улучшения инфраструктуры и возможностей управления дисками в серверных массивах. То есть у SAS изначально больше возможностей, чем у SATA. Например, он умеет работать с несколькими устройствами одновременно, в то время как SATA работает по принципу «устройство-хост» и никакой мультизадачности не подразумевает. SAS-накопители предлагают несколько уровней безопасности и шифрования данных, поддерживают восстановление ошибок и создание отчетов об ошибках. Безусловно, все эти опции предлагают и современные SATA- и NVMe-SSD на уровне контроллера, но разница в работе все-таки перевешивает.
3. NVMe SSD (Non-Volatile Memory Express)
NVMe намного быстрее, чем интерфейс SATA: за счет прямого подключения к шине PCI-e максимальная скорость передачи данных достигает 985 Мбайт/с на полосу, при этом накопители NVMe могут использовать четыре полосы PCI-e 3.0 и достигать скорости в 3940 Мбайт/с (3,9 Гбайт/с). Это отличный потенциал, если учитывать, что стоимость NVMe-решений практически сравнялась с SATA-устройствами.
Вкупе с NVMe-решениями клиент получает независимость от ограничений стеков SATA и SAS, предлагая новый набор команд, принцип обработки очередей и поддержку многопоточных нагрузок. Это как раз тот накопитель, который может задействовать процессорные ресурсы на полную мощность, если мы говорим о связке NVMe с мощными многоядерными процессорами.
К сожалению, серверный рынок медленно поддается изменениям, поэтому NVMe-решения в системах хранения и обработки данных встречаются реже, чем SAS- и SATA-решения. Это связано с тем, что работа с устройствами на базе новых стандартов требует изменений в подходах к масштабированию и обслуживанию. Например, клиентские устройства должны обладать поддержкой форм-фактора M.2 или U.2/U.3 (для этого в серверах могут использоваться гибридные объединительные панели U.2/SAS/SATA).
Однако стандартных софтверных средств бывает недостаточно, чтобы раскрыть потенциал NVMe в рамках сервера на полную. Сейчас эту проблему помогают решить трехрежимные аппаратные RAID-контроллеры Broadcom, которые позволяют обслуживать все накопители (NVMe/SAS/SATA) через SAS-стек микросхемы RoC (RAID on Chip). Но в этом случае контроллер выступает посредником между NVMe и процессором. А еще подобное подключение не позволяют использовать больше двух или четырех NVMe SSD. Связано это с тем, что контроллеры, обычно, поддерживают 8 линий PCI-e (реже 16).
Выходит, что с одной стороны гибридные платформы удобны своей универсальностью, а с другой стороны – будущее серверных систем заключается в полном переходе на U.2/U.3-накопители. Тогда мы и сможем воочию оценить максимальную производительность без вкрапления так называемых «посредников».
SAS-, SATA-, NVMe SSD: в каких серверах и для каких целей использовать
Наше сопоставление накопителей SAS, SATA и NVMe полностью базируется на сценариях использования и на финансовых затратах для организации, а не просто сравнении скоростей передачи данных, скорости интерфейсов, времени доступа и т.п. Поэтому мы просто составили несколько советов, которые помогут определиться: для каких целей использовать то или иное хранилище.
1. Если нужно хранить много данных в общем доступе
В случае, когда основной задачей является общее хранение файлов на сервере – можно ограничиться SATA SSD, ведь SATA-интерфейс лучше всего работает при передаче данных на накопитель. RAID-массив в этом случае станет здравым вариантом для ускорения, при этом скорость интерфейса не будет выступать ограничением.
Рекомендация эта применима по большей части к малому бизнесу с небольшим штатом сотрудников, которые могут одновременно использовать серверное пространство. Для сервера, в котором установлено от двух до четырех накопителей использование SATA-решений также вполне приемлемо. А вот при использовании большого количества накопителей с перспективой расширения офисной экосистемы — логичнее полагаться на SAS.
2. Если нужно минимизировать задержки доступа
В ситуациях, когда клиенту необходимо обеспечить максимальную скорость отклика для систем ввода/вывода данных – логичней использовать сервера с поддержкой NVMe SSD (латентность, по скромным меркам, снижается примерно в три раза). Такие накопители оптимально подходят для систем видеоаналитики, обучения нейросетей, высокочастотного трейдинга и распространения контента.
Необходимы они и VPS-провайдерам, которые разворачивают игровые площадки (в духе Steam и Epic Games Store) или игровые сервера под MMO-игры. А при условии, что стоимость U.2 NVMe-накопителей (таких как Kingston DC1000M) не сильно отличаются от ценников на SATA SSD – вопрос выбора особо и не стоит. Единственный минус – такие накопители не получится объединить в аппаратный RAID-массив. Если такая необходимость есть – переходим к третьему пункту.
3. Если нужны минимальные задержки и аппаратный RAID
В случае с твердотельными SAS-накопителями мы получим быстрое чтение и быструю запись данных непрерывно. К тому же SAS работает со множеством устройств, как с единой сетью, позволяя объединить их в аппаратный RAID. Альтернативы в этом плане у них попросту нет.
Да, и в целом SAS — более быстрая технология, чем SATA, поскольку передает данные из хранилища так же быстро, как и в хранилище. Серверы и рабочие станции в значительной степени зависят от передачи данных, поэтому в серверах, подразумевающих сильную нагрузку, лучше иметь оборудование, которое может отправлять и получать информацию в быстром темпе.
Итоги
Если принимать во внимание, что SATA-интерфейс пришел в промышленную сферу с потребительского рынка, накопители SAS применять предпочтительнее, а SATA SSD, как мы уже отметили выше, подойдут для менее серьезных задач, которые не предполагают серьезных затрат на развертывание корпоративной сети и высокую нагрузку. А когда NVMe-решения прочно придут на смену SAS и SATA, вытеснив их с рынка – у нас будет новый повод поговорить об этом. Делитесь в комментариях своими наблюдениями и рассказывайте, какие накопители выбираете для собственных нужд. А главное – почему?
Для получения дополнительной информации о продуктах Kingston Technology обращайтесь на официальный сайт компании.
Накопители такого типа предназначены для высокопроизводительных корпоративных целей. Устройства SAS имеют два порта, каждый из которых находится в другом домене. В случае аварийного переключения, если один из путей терпит неудачу, он использует другой независимый путь для связи. Порты SAS попадают на транспортный и физический уровень. SAS имеет четко определенный адрес/идентификатор, уникальный для каждого его диска.
С точки зрения непрофессионала, это разъем, который соединяет материнскую плату сервера с жесткими дисками. Они заменяют традиционные диски SCSI. Ключевым атрибутом SAS накопителей является последовательное соединение.
Что такое SSD?
Первый SSD выпущен в 1970 году для суперкомпьютеров IBM. SSD относится к типу внутренних технологий. Они построены из кремниевого чипа памяти без движущихся частей и задержки вращения, что сокращает время отклика. Они обеспечивают сквозную целостность данных и включают такую функцию, как исправление ошибок, для повышения надежности.
Сравнение SAS и SSD (Инфографика)
Давайте обсудим некоторые ключевые различия между SAS и SSD:
Ключевые различия между SAS и SSD
- SSD может быть полезен для приложений, которым требуется высокая производительность при ограниченной емкости. Они не шумят, поскольку не имеют механических компонентов.
- Особенностью SSD является длительная возможность хранения данных, например, если SSD изымается из сервера, сохраненная информация будет доступна годами. Поскольку SSD не имеет подвижных частей, он, вероятно, сохранит данные в безопасности.
- Он потребляет меньше энергии и невосприимчив к фрагментации данных, что является основным преимуществом.
- SSD использует механизм кэширования SSD, хранит временную копию активных данных.
- SSD имеет нулевую задержку и намного более высокую частоту случайных операций ввода-вывода (IOPS) в секунду.
Диски SAS вписываются в многопортовые массивы хранения, поэтому бизнес-предприятия используют для хранения данных. Диски SAS могут обеспечивать последовательную скорость передачи данных.
- SAS снижает частоту отказов системы хранения, уменьшая количество физических разъемов.
- SAS диск имеет большее среднее время наработки на отказ (MTBF). Они имеют расширенную коррекцию ошибок для целостности данных
- SAS позволяет каждому устройству использовать полную пропускную способность для нескольких устройств. Интерфейс SAS поддерживает устройства SATA (serial ATA) на скорости 150 МБ/с.
- Для некритических серверов SAS является хорошим решением, является стабильным и быстрым протоколом, обеспечивает высокое качество пользовательских данных и высокую надежность
Заключение: SAS против SSD
Заказчики должны учитывать как производительность SSD относительно SAS, так и соотношение затрат при выборе накопителей. SAS подходит для хранения на корпоративном сервере. SCSI требуется для управления несколькими серверами SAS на серверах. Наилучшим образом диски SAS подходят для того, чтобы организовывать хостинг в силу высокой надежности сохранности информации. Если планируется использование виртуального сервера в качестве сервера баз данных (например, для 1С), настоятельно рекомендуется выбирать высокую производительность оборудования. В соревновании SAS vs SSD при любой конфигурации серверного компьютера побеждают твердотельные накопители.
Такие диски отлично подходят для таких задач:
- организация работы СУБД;
- высоконагруженные WEB-сервера;
- системы, которые проводят обработку большого числа запросов.
SSD играет важную роль в достижении высокой производительности ввода-вывода (IOPS). Он отвечает требованиям современной сложной среды. В отличие от жестких дисков твердотельные накопители памяти практически не поддаются никакому ремонту в случае их поломки. Для минимизации возникновения подобной ситуации пользователям SSD рекомендуется проводить регулярное резервное копирование всех своих данных.
плюсы SAS:
1) большая скорость работы, но больше ли, чем SSD.
2) с разбивкой на несколько дисков, скорость не падает
3) не надо следить за размерами свободного пространства (у SSD при заполнении более 50% возможно потеря производительности)
плюсы SSD:
1) малое потребление
2) больше вероятность, что отработает гарантийный период + послегарантийный
3) меньше греется
у кого подобные задачи, что вы выбрали?
для бэкапов обычный диск само собой (RE, чтобы дольше жил)при выделенном бюджете придется отказаться от зеркала и поставить 3 разных жестких диска
1) систему залить на SSD (обслуживание терминальных сессий улучшится ли от этого?)
2) БД поставить на SAS
3) и бэкапить все на обычный простой SATA RE?
вопрос собственно вот главный в чем
если БД 1С на sql-е, то SSD будет более быстрей работать, а если файловая большая, то разница между SSD и SAS, скорее всего будет в пользу SAS
работа 1С-ки как раз и основной фактор тут для выбора.
сдохли ваши SAS, за последние четыре дня производители выкатили:
Терабайты ССД с миллионами йопсов. Стоимость гигабайта на совершенно других скоростях уже будет сравнима с САС, жизненный цикл уже дешевле.
(0) Так же интересует вопрос. Два сервака на одном 6 х SAS по 300 Г винтов, на другом 4х1Тб, что нужно докупить под Terminal+SQL server (15) Пятый рейд для ДБ это сакс. Пятый рейд для ССД это сакс в квадрате, т.к. люто снижает ресурс. (0) Как вероятность то для SSD считал? Или по статьям из середны 2000х годов судите? (23) для работы с файловой БД размера 10-15Gb (может и 20Gb)что быстрее будет SAS или SSD? (24) При работе с базами данных заруливают IOPSы, а не линейное чтение/запись. А у SSD IPSы на порядки больше чем у SASов Нафиг тебе под систему ССД вообще? Чтоб быстрее грузилось чтоли? Там и работать с файлами максимум что будет это файл подкачки, так перекинь его на ССД и не морочься. (24) это для sql-ных БД, а если БД 1С в виде файла одного. (25) это для sql-ных БД, а если БД 1С в виде файла одного. +(30) У вас к тому же объемы маленькие. SSD - отличное решение. Но желательно не потребительских серий. (28) какая разница каким образом записывать в один или в много файлов. На уровне диска это все равно отдельные транзакции записи. (31) В мощных и дорогих серверах используют SAS 3.0 RAID контроллер с кэшем 1-2GB + SAS HDD + 1-2 SSD в качестве промежуточного кэша, но это для наших задач слишком круто уже и в бюджет не впишется (33) спасибо, как раз и рассматриваем не потребительские серии (36) что такое "промежуточный кэш"?
И почему "в бюджет не впишется"? контроллер с четырьмя SAS будет стоить 50 наших, это "дорогие сервера"? (36) По этому поводу есть золотая поговорка: "Скупой платит дважды". Имхо, там где требуется скорость и надёжность, экономить не стоит.
плюсы SAS:
1) большая скорость работы, но больше ли, чем SSD.
На линейном чтении одинаково, на случайном SSD быстрее на порядок.
2) с разбивкой на несколько дисков, скорость не падает
Не понял, что за разбивка? Где скорость падает?
3) не надо следить за размерами свободного пространства (у SSD при заполнении более 50% возможно потеря производительности)
При заполнении диска под завязку скорость падает у любого диска, хоть SAS, хоть SSD. Откуда цифра в 50% непонятно.
SSD однозначно быстрее и намного, вопрос лишь в том нужна ли вам эта скорость под базу? Скуль с памятью хорошо работает, в диск не часто упирается, поэтому как правило скорости SAS хватает.
Если база файловая - на SSD.
Если терминал - однозначно систему, профили пользователей, подкачку на SSD.
год назад встала такая проблема.посчитав, сколько стоит промышленный ssd (2 минимум) и набор hdd дисков, склонились к последнему варианту. Все равно этому серверу было уже 7 лет.
(43)А в данном случае под файловую базу и тридцать юзеров в терминале нафига кому то может потребоваться промышленный ssd.
Читайте также: