Lsi megaraid sas 9261 8i что это

Обновлено: 07.07.2024

В конце 2013 года, компания LSI представила два новых набора продуктов: первый – это 12-гигабитные RAID-контроллеры, второй – новые позиции в линейке FlashStorage, отличающиеся наличием более дешевой памяти CMLC. Напомним, что HBA-адаптеры от LSI поступили в продажу еще в сентябре 2013 года. Мы решили разобраться в преимуществах, которые предоставляют новые поколения контроллеров LSI.

Зачем и почему?

Итак, прежде всего, для чего необходимы данные продукты? Первое – это большие объемы данных, растущие с каждым годом. Рост данных требует от систем хранения (далее СХД) высоких скоростных показателей обработки получаемой и хранимой информации. Второе - на данный момент главным двигателем роста производительности СХД, являются твердотельные накопители (SSD). Качественные характеристики SSD на сегодняшний день существенно улучшились. Отдельные модели SSD (SAS, SATA) показывают производительность ввода/вывода на уровне 95 тыс. IOPS. Снизилась стоимость твердотельной памяти. Уже сейчас производители гарантируют стабильную работу твердотельных накопителей в течение 3-5 лет, при условии, что в день на них будет записано определенное количество данных. Это количество может варьироваться от нескольких единиц до нескольких десятков терабайт, в зависимости от модели устройства. Повышение качества твердотельной памяти позволяет полностью заменить классические магнитные диски на SSD, а не только использовать их в качестве кэша.

12-гигабитные контроллеры

Первый продукт - семейство контроллеров SAS MR 9300. Здесь представлены несколько устройств: SAS MR 9341-4I, SAS MR 9341-8i, SAS MR 9361-4i и SAS MR 9361-8i. Как видно, в связи с переходом на новую версию протокола SAS (SAS3) коды продукции претерпели небольшие изменения, вторая цифра, фигурирующая в коде, изменилась с двойки на тройку, что собственно, и означает, 12 Гигабит. Напомним значение остальных цифробуквенных значений. Итак, цифрой «9» обозначаются контролеры SAS, далее – уровень или категория продукции, например цифра «4» – это начальный уровень (entry level). Устройства, относящиеся к данному уровню, используются в малом бизнесе для почтовых и файл-серверов. Цифра «6» - это интенсивность (value), контроллеры этого уровня используются в высоконагруженных приложениях. «8» - «Feature line» - контроллеры, способные справляться с высокой нагрузкой, на рисунке видно что, к контроллеру этой серии (9380-4i4e) можно подключить как внешнюю систему хранения, так и диски внутри сервера.

Далее идет некий модификатор продукции, затем цифра обозначающая количество портов, как правило, это 4 или 8 и буквы «i» (internal) или «e» (external), означающие наличие внешних или внутренних портов. Чипы, отвечающие за всю логику контроллеров, получили своеобразные названия – для SAS MR 9341I – это LSISAS3008 (Fury - ярость), для SAS MR 9361 – это LSISAS3108 (Invader - захватчик). Учитывая то, что компания LSI первой выпустила на рынок 12-гигабитные контроллеры, такие названия чипов в этом случае пришлись очень кстати – с их помощью произошел яростный захват рынка. Основные отличия чипов: наличие/отсутствие контроллера оперативной памяти (DDR3) и как следствие возможности построить RAID уровней 5, 6, 50 и 60, одноядерный или двухъядерный вариант процессора PowerPC 476.

На данный момент нет возможности полностью перейти на технологию 12 Гигабит/с по одной простой причине – отсутствие на рынке жестких дисков, поддерживающих данный стандарт. Единственная компания, которая объявила в апреле 2013 года о производстве твердотельных накопителей на базе ячеек MLC - Western Digital. Естественно, контроллеры, поддерживающие скорость передачи данных 12 Гигабит/с обратно совместимы с 6-гигабитными дисками. Здесь, пожалуй, самым главным преимуществом контроллеров семейства SAS MR 9300 является функция DataBolt. Ее возможности в полной мере раскрываются во время использования дисков с интерфейсом 6 гигабит. DataBolt при помощи буфера объединяет фреймы от двух 6-гигабитных источников и на выходе получается один 12-гигабитный фрейм. Существующие синтетические тесты отражают работу режима DataBolt только для HBA контроллеров, в частности LSI SAS 9300-8i Host Bus Adapter. Но в HBA 9300-8i установлен такой же чип, что и в контроллере SAS MR 9341I, и как мы отметили ранее основные отличия чипов контроллеров 9341 и 9361 заключаются в наличии или отсутствии контроллера оперативной памяти и в количестве ядер процессора. Поэтому результаты этих тестов, с определенными оговорками, вполне могут быть справедливы не только для HBA, но и для контроллеров 934x и 936x. На графиках можно увидеть существенную разницу между включенным (DB on) и отключенным (DB off) режимом DataBolt. Тесты проводились в режиме последовательного чтения и последователной записи. График показывает пропускную способность в мегабайтах.

Описание стенда, на котором производились замеры:

HBA 9300-8i;
12-гигабитный экспандер (Cobra);
Windows 2008 Enterprise Server, R2 SP1;
Iometer 1.1 (глубина очереди 8);
20 шт. Seagate Savvio 15K.3, 146 GB 6G SAS, ST 9146853SS;
Сервер SuperMicro 6027R-3RF4;
64 гигабайта оперативной памяти.

DataBolt позволяет использовать старые устройства и при этом получить выгоду от 12 гигабит просто используя ту же инфраструктуру и экспандеры lsi. К сожалению, подобного решения не было при переходе с 3 гигабит на 6.

LSI Nytro XP – меньше не значит хуже

Второй продукт, о котором мы упомянули в самом начале находит свое применение в больших центрах обработки данных или по другому гипермасштабируемых средах. То, что компания LSI выпускает в области систем хранения данных PCI-E, главным образом, направленно именно на рынок больших ЦОДов.

Данный рынок характеризуется определенными требованиями:

максимальная производительность;
быстрый доступ к информации (минимальные задержки) для пользователя посредством WEB;
общая стоимость владения;
бесшовная расширяемость.

Для этого типа рынка компания LSI представляет Flash-хранилище LSI Nytro XP 6200 PCI-E. Эти контроллеры родились в ходе дискуссии с Российскими и зарубежными специалистами таких компаний как Yandex, Facebook, Amazon и многих других. Основное отличие заключалась в том, что предыдущий контроллер (Nytro) хотя и был во всех смыслах продуктом замечательным, но обладал достаточно высокой стоимостью. Как показываете практика, производительность не всегда является важным показателем для дата-центров. Поэтому стоимость за гигабайт была определяющим фактором для нового поколения продуктов. В прошлых версиях устройств использовался тип памяти EMLC (Enterprise MLC), стоимость памяти за один гигабайт составляла порядка 8 долл., что для дата-центров слишком дорого. Цена за гигабайт у новых моделей составляет примерно 2 долл. Достичь такого сильного снижения цены удалось за счет использования памяти типа CMLC (Consumer multi-level cell). Данный тип памяти уступает EMLС по объему памяти, который возможно перезаписать за единицу времени, как правило, расчет ведется в днях (2 терабайта), а так же уступает по количеству дополнительных ячеек памяти (provisioning), которые приходят на замену вышедшим из строя. С учетом того, что срок службы данных устройств рассчитывается примерно на три года, то общий объем перезаписываемых данных, составит 2-4 петабайта, против 50-90 петабайт у Flash-устройств предыдущей серии. Этих показателей вполне достаточно для дата-центров, так как они хорошо знают свою рабочую нагрузку (чтение/запись).

В семействе XP 6200 всего две платы: XP6209, представлена в формате lowprofile с объемом памяти в 1 терабайт и XP6210 – это fullprofile плата, рассчитанная на 2 терабайта. Обе платы оснащены внутренней оперативной памятью, использующейся в качестве кэша. Для защиты от потери данных в оперативной памяти, установлены конденсаторы высокой емкости, которые питают ее во время отключения электричества. Что позволяет перенести информацию данные из ОЗУ в энергонезависимый flash-модуль. Изменилось размещение flash-модулей.

Если в предыдущих моделях это были отдельные модули, которые подключались к плате контроллера через специальные переходники, то, здесь они распаяны непосредственно на плате. Но у данного семейства контроллеров отсутствуют heatsink-пластины.

Что касается показателей операций ввода/вывода, то для произвольного чтения блоками по 4k - это 140000 iops, а для произвольной записи – 45000 iops. Эти значения говорят о том, что данные устройства хранения предназначены для интенсивного чтения. Как говорилось выше, дата-центры хорошо знают свою рабочую нагрузку и, как правило, весомую часть этой нагрузки составляет именно чтение. Поэтому эти устройства хорошо зарекомендуют себя в крупных центрах обработки данных.

Здесь же присутствует улучшенный вариант технологии RAISE (Redundant Array of independence Silicon Elements), своего рода RAID - данные записываются на несколько flash модулей и могут быть восстановлены для блока или для страницы.

Потребляемая мощность для XP6209 составляет 17 Вт, для XP6210 – 20 Вт.

В моделях XP6200 сохранилась поддержка загрузки, т.е. устройство может играть роль единственного хранилища данных и на него может быть установлена операционная система. При этом заявлена поддержка всех современных ОС.

Компания LSI представила продукты, которые будут актуальны в ближайшем будущем, и обладают достаточной для большинства применений производительностью, при этом используют форм-фактор PCI-E. Отдельной похвалы заслуживают функции, которые LSI добавляет в свои устройства, тем самым расширяя их возможности (достаточно вспомнитьфункцию CacheCade в контроллерах MegaRAID, которая впоследствии выросла в отдельных продукт Nytro), добавив в новые контроллеры серии SAS MR 9300 функцию DataBolt.

С момента анонса контроллеров серий 9260, исключая модели с приставкой “CV”, прошло примерно два года. За это время в русскоязычной части интернета нашими коллегами по ИТ-журналистике было опубликовано несколько обзоров, описывающих достоинства этой серии, и проведено немало тестов. Дабы не повторять весь путь наших коллег, мы решили раскрыть значение аббревиатуры “CV” в контроллерах обновленной серии. Поэтому тесты мы проводили с целью выявить разницу между уже знакомыми рынку контроллерами и обновлёнными, с маркировкой “CV”. Конечно, нам все же придется проделать те же шаги, что и наши коллеги, а именно снять результаты тестов уровней RAID. Но мы рассчитываем на то, что сравнительный анализ результатов работы контроллера с “Cache Cade” будет по достоинству оценен нашими читателями. Но обо всем по порядку.

Начнём с рассмотрения аппаратной части контроллера, его наиболее важных характеристик и возможностей, функционала, который он несет "на борту" и который обеспечивается дополнительным ПО.

Основные аппаратные и программные характеристики приведены в таблице

LSI MegaRAID SAS 9260CV-8i

Программное обеспечение MegaRAID CacheCade увеличивает производительность ввода-вывода, используя в качестве кэш-памяти твердотельный накопитель
Программное обеспечение MegaRAID Fast Path обеспечивает производительность до 150 000 операций ввода-вывода в секунду для массивов твердотельных накопителей

Контроллер 9260CV-8i относятся к серии Value Line (серия доступных решений). От контроллеров более дорогой серии Feature Line эту модель отличает наличие CacheVault (памяти NAND Flash) "на борту" контроллера и использование ионисторов (суперконденсаторов) вместо привычных литий-ионных резервных батарей (BBU). В отличие от устройств серии Entry, в 9260CV-8i используется более мощный процессор LSISAS2108 800 МГц с архитектурой PowerPC.

Типы поддерживаемых уровней RAID изменений не претерпели. Заявлены те же знакомые типы RAID и их модификации: 0, 00, 1, 10, 5, 50, 6 и 60.

Как мы упомянули выше, место привычного резервного аккумулятора BBU заняли суперконденсаторы, которые стали составной частью новой защиты кэша (Cache Vault). Основной принцип действия Cache Vault практически идентичен использованию BBU. Суперконденсатор поддерживает питание кэша. Но, если в случае классического BBU с литий-ионными ячейками информация в ОЗУ контроллера сохраняется в течение, примерно, 72-х часов, после чего данные пропадают, то ионистор, помимо того, что поддерживает в кэш рабочем состоянии, позволяет произвести запись информации из кэша на модуль флэш-памяти NAND, находящийся на контроллере. При возобновлении подачи питания информация из NAND вновь будет переписана в кэш контроллера. По данным LSI (LSI MegaRaid CacheVault Technology) информация в NAND может храниться примерно три года.

За отдельные деньги функции контроллера могут быть значительно расширены. В дополнительный функционал входят следующие фирменные технологии LSI.

Позволяет оптимизировать работу SSD дисков подключенных к контроллеру и увеличить количество операций ввода-вывода транзакционных приложений. Компания LSI уверяет о трехкратном увеличении производительности, до 150 000 операций ввода/вывода в секунду, при использовании MegaRAID FastPath.

Функция при помощи, которой SSD диск используется в качестве кэша для массива жестких дисков, что позволяет примерно в 50 раз повысить производительность в web-ориентированных приложениях, в базах данных и в обработке транзакций в реальном времени (OLTP)

Используя технологию моментальных снимков, данная функция позволяет создавать образы системы на уровне блоков. Возможно восстановление как отдельных папок и файлов, так и ранних состояний системы в целом.

Совместно со встроенной в диски системой шифрования SED (self-encrypting drives) обеспечивает высокий уровень безопасности от неавторизированного доступа и попыток изменить данные.

Наша методика основывается на собственном многолетнем опыте работы с серверным ПО. Но, как это обычно бывает, доля субъективизма присутствует. Поэтому мы готовы оттачивать методику совместно с читателями. Оставляйте в конце статьи свои пожелания.

Нами была использована платформа Windows 2008 R2, а для оценки подсистемы ввода/вывода использовалась утилита IOMeter версии 2006.07.27.

В тестировании нами использовался сервер Asustek RS720-E6. Конфигурация приведена в таблице ниже.

Конфигурация тестового сервера Asustek RS720-E6
Компонент	Характеристики
Системная плата	ASUS Z8PE-D18
Микропроцессор	2 х Intel Xeon E5620 (Westmere-EP), 2,40 ГГц, кэш 12 Мбайт
Оперативная память	12 х Samsung DIMM DDR3-1333 4 Гбайт PC3-10600 ECC Registered M393B5273BH1-CH9
Жёсткие диски	7 х Hitachi Ultrastar 15K600 SAS-2.0 600 Гбайт 15000 об/мин 64 Мбайт HUS156060VLS600
Твердотельный накопитель	Intel SSD 510 250 Гбайт

Один из семи дисков мы отвели под операционную систему. Корпус используемого нами сервера поддерживает установку 12 дисков, но из-за того, что его оснастка backplane не содержит экспандер, и подключение контроллера осуществляется через обычные 7-конатактные SATA-кабели, мы использовали только 7 дисков. Также одно посадочное место мы использовали для SSD под CacheCade.

На первом этапе была протестирована производительность ввода/вывода 14 конфигураций. Список представлен в таблице.

Тестовые конфигурации RAID
RAID-00	4 диска
RAID-00 + CacheCade	4 диска
RAID-0	5 дисков
RAID-0 + CacheCade	5 дисков
RAID-1R	4 диска
RAID-1 + CacheCade	4 диска
RAID-5	5 дисков
RAID-5 + Cache Cade	5 дисков
RAID-6	5 дисков
RAID-6 + CacheCade	5 дисков
RAID-10	4 диска
RAID-10 + CacheCade	4 диска
RAID-50	6 дисков
RAID-50 + CacheCade	6 дисков

RAID-1 из четырех дисков аналогичен RAID10, что подтверждается тестами.

Подробные цифры по всем графикам можно посмотреть в таблице.

Шаблон DataBase без использования CacheCade (СС)

Шаблон FileServer без использования CacheCade (СС)

Шаблон WorkStation без использование CacheCade (CC)

Шаблон WebServer без использование CacheCade (CC)

Рассмотрим те же шаблоны только с применением CacheCade:

Тест призван показать прирост производительности или отсутствие оного в операциях ввода/вывода

Шаблон DataBase c использованием CacheCade (СС)

Шаблон FileServer с использованием CacheCade (СС)

Шаблон WorkStation с использование CacheCade (CC)

Шаблон WebServer с использование CacheCade (CC)

При сравнении результатов можно отметить, что графики практически идентичны, но небольшое увеличение количества операций на некоторых типах массивов RAID все же присутствует, но оно столь мало, что почти во всех результатах им можно пренебречь.

Теперь посмотрим, насколько дополнительный кэш в виде SSD диска даст прирост по скорости последовательного чтения и записи. Вполне возможно, что он может показаться лишним, так как скоростные характеристики RAID массивов, как минимум, сравнимы с таковыми у одиночных SSD дисков. Как бы то ни было, тесты покажут.

Последовательное чтение, мегабайты в секунду, без использования CacheCade

По графику видно, что первое место занимает RAID 0, что логично, поскольку, чтение производится параллельно с нескольких дисков, на 5 дисках скорость в пике достигает 930 мегабайт в секунду. За ним следуют, практически, вровень три массива: RAID5, RAID00 и давший просадку на блоках размером 16 кбайт RAID50. RAID1 и RAID10 показывают идентичные результаты, поскольку, как было сказано выше, по сути, идентичны и раскрывают свой потенциал в данном тесте на блоках в 512 кбайт. RAID6 показывает равномерный результат, начиная с блоков размером от 4 кбайт.

Последовательно чтение, мегабайты в секунду, с использованием CacheCade

Последовательная запись, мегабайты в секунду, без использования CacheCade

Последовательная запись, мегабайты в секунду, с использованием CacheCade

Произвольное чтение, мегабайты в секунду, без использования CacheCade

Произвольное чтение, мегабайты в секунду, с использованием CacheCade

График аналогичен предыдущему, с той лишь разницей, что технология Cache Сade незначительно увеличила скорость работы c блоками 256 кбайт и 512 кбайт для RAID1 и RAID10.

Произвольная запись, мегабайты в секунду, без использования CacheCade

Запись вносит свои коррективы. По сравнению с предыдущими графиками скорость упала примерно на 50 Мбайт/с. Помимо того, что головки вынуждены "пробегать" по диску в поисках данных в хаотичном порядке, внося задержки, также оказывают влияние и параметры RAID-массивов, которые обеспечивают их надежность (контрольные суммы и дублирование).

Произвольная запись, мегабайты в секунду с использованием CacheCade

Теперь обратимся к результатам измерений количества операций ввода-вывода.

Последовательное чтение, операции в секунду, без использования CacheCade

Последовательные чтение, операции в секунду, с использованием CacheCade

Последовательная запись, операции в секунду, без использования CacheCade

Последовательная запись, операции в секунду, с использованием CacheCade

Из графиков видно, что весь свой потенциал CacheCade раскрывает при работе с последовательными операциями ввода вывода. Разница между тестами с CacheCade и без него для некоторых блоков данных составляет более 100 000 операций в секунду. Например, для RAID5 в случае чтения это 275 000 IOPS с CacheCade против 167 000 IOPS без использования кэша. Но это справедливо не для всех уровней RAID, например для RAID0, RAID10, RAID6 можно заметить разницу не в пользу CacheCade. Почему так происходит, мы затрудняемся ответить. Вопрос зададим специалистам LSI и, получив ответ, внесём разъяснения в статью.

Произвольное чтение, операции в секунду, без использования CacheCade

Произвольное чтение, операции в секунду, с использованием CacheCade

Произвольная запись, операции в секунду, без использования CacheCade

Произвольная запись, операции в секунду, с использованием CacheCade

Произвольные операции не получают преимуществ от использования CacheCade.

Тесты виртуальных машин

Результаты для одной виртуальной машины

Результаты для четырёх одновременно работающих виртуальных машин.

Вообще наша затея с тестом виртуальных машин относится к категории "а почему бы не попробовать?" Мы попытались посмотреть на работу контроллера в практических условиях, приближенных к "боевым".

Результаты тестов виртуальных машин нас не удивили. Единственное отличие, которое бросилось в глаза, касалось немного более высоких результатов в готовых шаблонах (DataBase, FileServer и WebSer). Возможно, причина кроется в особенности работы виртуальной машины с дисковой подсистемой. При непосредственно работе с дисковой подсистемой, утилите тестирования IOmeter передавался неразмеченный массив (Raw). В случае работы с виртуальной машиной, массив сначала форматировался (размер кластера 4 кбайт), затем для каждой виртуальной машины выделялся пул посредством создания файла *.VHD объемом в 100 Гбайт, который выступал для виртуальной машины в качестве диска. Можно предположить, что это каким-то образом позволило увеличить результаты в стандартных шаблонах.

Во второй части нашей статьи про сборку домашнего быстрого NAS, мы выбрали бюджетную материнскую плату Asus Prime J3355-C, именно из-за того, что она имеет 1 слот PCI Express 4x, в который мы установим дискретный контроллер для подключения всех винчестеров и SSD в нашей системе. Давайте рассмотрим, какие контроллеры бывают и определимся с выбором.

HBA или RAID?

Существует два типа дисковых контроллеров - Host Bus Adapter (HBA) и RAID. Первый представляет собой интерфейсную плату, имеющую несколько комбинированных внешних и внутренних портов SAS/SATA.

RAID-контроллер отличается от HBA тем, что умеет производить расчеты контрольных сумм (XOR), которые лежат в основе самых востребованных типов массивов - RAID 5 и RAID 6. Раньше эти вычисления считались очень ресурсоемкими, поэтому на RAID-контроллерах устанавливались мощные RISC-процессоры для расчета XOR. Сегодня же тренд совершенно обратный - все сложные операции берут на себя CPU компьютеров и, как показывает практика, даже дохлый Intel Atom первого поколения на программном уровне легко справляется с вычислениями контрольных сумм RAID 5/6, чего уж говорить про такие процессоры как Intel Xeon или Xeon D. Контроллеры, имеющие встроенный процессор (их еще называют XOR-процессор), принято называть «железными RAID», «честными RAID» или «настоящими RAID». Контроллеры, которые возлагают расчет XOR на CPU, обозначают терминами «софт RAID», «фейковый RAID» или «хост RAID».

ZFS или Btrfs?

Тенденции последних лет ведут к тому, что операционная система сама создает дисковый массив на уровне файловой системы. Лучший тому пример - ZFS, файловая система, имеющая функции дедупликации и сжатия данных на лету. Для её работы крайне желательно, чтобы ядро операционки имело прямой доступ к каждому диску для контроля состояния сбойных блоков, мониторинга S.M.A.R.T. и реализации всех своих функций масштабирования и отказоустойчивости. Фактически, в таком режиме контроллер работает просто как интерфейс SAS/SATA, поэтому не важно какие функции на нем есть, есть ли на нем кэш или какие-либо другие «фишки» - все что надо, сделает операционная система.

В то же время, ZFS не является 100%-отказоустойчивым решением, и целая армия поклонников аппаратного RAID считают, что лучше использовать более простые нересурсоемкие файловые системы, такие как Btrfs или EXT4, а работу с дисками доверить полноценному RAID-контроллеру. Такое решение имеет один существенный минус - не каждая операционная система позволит мониторить параметры дисков в RAID массиве и уж тем более предупреждать о сбойном жестком диске.

Файловая система ZFS по умолчанию используется в операционной системе FreeNAS, а так же в гипервизоре Proxmox, и для этих случаев нужен HBA-контроллер с режимом прямого доступа к дискам. Аппаратный же RAID можно использовать для NAS-оболочки Openmediavault или для гипервизора VMware ESXi.

Итого: выбираем RAID контроллер для OpenMediaVault или HBA для FreeNAS.

Требования к RAID контроллеру для OpenMediaVault

На небольших дисковых массивах лучше использовать RAID 5, как наиболее эффективный по объему, поэтому наш контроллер должен иметь встроенную кэш-память для быстрой записи. Обычно, объем кэша составляет от 64 до 128 Мб, и если у вас меньше 8 дисков, размер встроенной памяти не влияет на скорость, тем более в NAS-е. Учитывая нашу конфигурацию, требования к контроллеру следующие:

Интерфейс PCI Express
Не менее 6 внутренних портов SAS/SATA
Поддержка RAID 5
Встроенный кэш
Низкопрофильный размер

Скорость интерфейсов SAS/SATA не имеет особого значения, так как все контроллеры, выпущенные за последние 10 лет, имеют пропускную способность дискового интерфейса от 300 Мб/с и выше, а сетевой порт на материнской плате ограничен 110 мегабайтами в секунду.

Новый или БУ?

Самый дешевыми RAID-контроллерами, удовлетворяющими нашим требованиям, стали:

Adaptec (Microsemi) 8805 - 37 000 рублей
LSI MegaRAID 9261-8i - 27 000 рублей

Такие траты никак не вписываются в идею создания дешевого быстрого NAS-а - рынок поделен, производители в сговоре, благо у нас есть огромный рынок подержанного серверного оборудования, и вспоминая пункт 5 нашего руководства по покупке б.у. серверов, я считаю, что RAID-контроллер, не поддерживающий SATA-600, должен стоить копейки, тем более что у нас на материнской плате есть 2 порта SATA-600, к которым мы можем подключить SSD для кэширования.

Решение принято - ищем Б.У.

Нужен ли SSD кэш на контроллере?

Это очень сложный вопрос. Некоторые RAID-контроллеры, такие как LSI 9260-8i, могут хранить часто запрашиваемые данные на SSD, но данная функция требует лицензионного ключа и работает независимо от операционной системы. Аппаратный SSD кэш был востребован 6-7 лет назад, но сегодня его преимущества неоднозначны - запись горячих данных на SSD делается операционной системой, но прежде чем попасть на твердотельный диск, данные кешируются в памяти сервера.

Я считаю, что для NAS-а функцию SSD-кэширования надо настраивать софтом.

Оптимальный выбор для OpenMediaVault - HP P410

HP SmartArray P410 - это уникальный в своем роде контроллер, его как будто специально создавали для вторичного рынка. Он поддерживает SAS-600, но не поддерживает SATA-600, из-за чего он совершенно не нужен в домашнем игровом компьютере. Он не может работать в режиме HBA, поэтому для FreeNAS его не рекомендуют, хотя данная модель там работает, если заранее сконфигурировать логический том в другой операционной системе и презентовать ZFS уже целиком массив как логический диск.

SmartArray P410 имеет 8 внутренних портов и отдельный модуль кэш-памяти объемом 256, 512 Мб или 1024 Мб, причем 256-мегабайтный кэш представляет собой обычную память DDR2-800 и подключается к аккумуляторам (BBWC - Battery Backuped Write Cache) для защиты от перебоев электропитания, 512-мегабайтный модуль, как и 1024-мегабайтный, уже является тандемом из чипов DDR2 800 DRAM и флэш памяти, на которую сбрасывается кэш при отключении электричества, а вместо батареи здесь используется супер-конденсатор. Такая технология позволяет хранить закешированные данные в памяти контроллера вечно, в то время как обычный аккумулятор емкостью 650 мАч поддерживает питание памяти не более 2 часов. Пропускная способность кэша составляет 800 Мб/с, на век нашего NAS - хватит.

Средние цены на HP P410:

Российские фирмы, торгующие Б.У. - 4000 рублей за версию с 256 Мб без батарейки
Российские частники на Avito - 3000 рублей за версию с 256 Мб без батарейки
Aliexpress - 2300 рублей за версию с 256 Мб и батарейкой
Ebay - 1500 рублей, включая доставку, за версию с 512 Мб и супер-конденсатором

Совместимость с железом не от HP

Основных вопросов перед покупкой четыре:

будет ли контроллер HP работать в материнской плате «не HP»?
будет ли он работать с дисками не от HP?
будет ли он поддерживать SATA-600 диски?
будет ли он поддерживать диски объемом более 2 Тб?

На первые три вопроса один ответ - да! Привязка вендора к комплектующим обеспечивается за счет BIOS-а серверов, а не компонентов, поэтому HP P410 будет работать в материнских платах Asus, Gigabyte, MSI с жесткими дисками WD, Hitachi, Toshiba и Seagate и другими. SATA-600 диски обратно совместимы с SATA-300, поэтому здесь волноваться не о чем. Для совместимости с жесткими дисками объемом более 2 Тб, может потребоваться обновление прошивки до версии 5.0 или выше, самая свежая версия которой (6.64) располагается по этому адресу.

Контроллер HP P410 построен на базе процессора PMC PM8011, это Raid-on-Chip от компании PMC-Sierra, которая вместе с Adaptec ныне входит в холдинг Microsemi. Информации об этом чипе в открытом доступе нет, и кроме серверов Hewlett Packard, он больше нигде не используется, но его ближайший аналог, PMC PM8013 устанавливался на контроллеры Adaptec 6805. Процессор PMC PM8011 очень горячий, поэтому сверху его радиатор закрыт тепловым экраном, который можно снять, чтобы улучшить охлаждение от системного вентилятора корпуса, а можно оставить, чтобы RAID-контроллер не расплавил виброизоляцию, нанесенную на стенку корпуса в первой части статьи.

Если до вас предыдущий владелец купил и активировал соответствующую лицензию, то у вас будет поддержка RAID 6, но на такое счастье можно не рассчитывать, да и шестой RAID не особо нужен для массивов, содержащих менее 20 дисков.

Capacitor backup module состоит из двух 35-Фарадных конденсаторов номинальным напряжением 2.7 В, подключенных последовательно, что дает общую емкость в 17 Фарад. Конденсаторы в модуле резервного питания считаются вечными, и над их ресурсом можно не задумываться, как можно и не думать особо о ресурсе флэш-памяти FBWC: она задействуется только при аварийном отключении электричества, что бывает очень редко, и многие из этих флэш-чипов за всю свою жизнь так и не узнали, что такое запись.

Перепрошивка

Из всех прошивок для HP P410 имеет смысл обратить на две: версия 3.52 имеет полноценный BIOS с возможностью настройки массивов до загрузки операционной системы, но не поддерживает современные жесткие диски объемом более 4 Тб. Версия 6.64, последняя из доступных, поддерживает большие жесткие диски, но как и все после версии 5.0, не имеет встроенного BIOS-а, из-за чего с этим контроллером многие материнские платы не проходят POST-процесс и зависают при загрузке. На ASUS Prime J3355I-C есть режим совместимости, позволяющий игнорировать BIOS-ы плат расширения при загрузке. Включив его, мы сможем загрузиться с жесткого диска, подключенного к материнской плате или с флешки, но массив увидим только из-под ОС. Загружать операционку с HP P410 можно только на прошивке до версии 3.52, ну или при наличии сервера HP.

Контроллер HP P410 можно конфигурировать через софт HP Array Configuration Utility (ACU) из-под Windows, поэтому, если есть возможность, то лучше поставить Windows 7 или 10 на флешку или на временный жесткий диск и настроить RAID из приятного графического интерфейса. Почти для всех версий Linux, в том числе в OpenMediaVault, есть поддержка интерфейса утилиты настройки через командную строку (hpacucli), но нормальный графический интерфейс для контроллера есть только под Windows.

Соотношение объема кэша для чтения и записи по умолчанию установлено на 25/75%. Выровняем его до 50/50%, и на этом настройку дискового пула закончим.

Цена вопроса

Стоимость б/у HP SmartArray P410 512Mb FBWC вместе с супер-конденсатором составила 1600 рублей. Как говорится, комментарии здесь излишни.

Оптимальный выбор для FreeNAS - LSI 9240-8i с перепрошивкой в IT-режим

При использовании ZFS, кэширование осуществляется в ОЗУ сервера, и для нашей сборки 8 гигабайт памяти NAS-а должно хватить. Разработчики ZFS рекомендуют использовать серверную память с поддержкой ECC, но эта опция слишком сильно удорожает наш компьютер, поэтому сойдемся на обычной качественной геймерской памяти Geil.

Как вы можете видеть по фотографиям, плата достаточно простая, и для нас она удобна еще и тем, что SFF-разъемы выходят вбок, а не вниз, что облегчит прокладку кабелей.

Цена вопроса

HBA-адаптер LSI 9211-8i на вторичном рынке стоит дороже чем RAID-контроллер LSI 9240-8i, поэтому выгоднее купить именно 9240-8i (от 2 до 4 тысяч рублей) и перепрошить её в 9211-8i, чтобы дать файловой системе ZFS прямой доступ к жестким дискам. Надо иметь в виду, что очень много продающихся с рук экземпляров LSI 9240-8i были выпущены для компаний Dell (H310) и IBM (M1015) по OEM-схеме. Прошивка брендовых контроллеров отличается от прошивки оригинальных одной-единственной строчкой, но все же при прочих равных условиях лучше покупать оригинальный не-брендовый контроллер.

Процесс перепрошивки:

В процессе перепрошивки мы можем даже удалить из платы встроенный BIOS, ведь загружаться с HBA-адаптера нам не придется - FreeNAS прекрасно работает с флешки.

Устанавливаем LSI 9240-8i в материнскую плату и загружаемся с USB-флешки. Если BIOS контроллера ругается на то, что не видит диски, в UEFI материнской платы включаем режим Compatibility Support Mode и отключаем загрузку со storage-контроллеров.
В командной строке DOS вводим:
megarec -writesbr 0 sbrempty.bin
megarec -cleanflash 0
Перезагружаем компьютер и снова загружаемся с флешки

sas2flsh -o -f 2118it.bin если нам не нужен BIOS на контроллере

Теперь у нас вместо RAID-контроллера - обычный HBA, такой же как на материнской плате, и загрузив Windows, мы видим подключенный к нему жесткий диск точно так же, как если бы мы подсоединили HDD напрямую к материнской плате.

На всякий случай, вот команды для обратной перепрошивки в 9240-8i с поддержкой RAID:

Megarec -cleanflash 0
Megarec -writesbr 0 sbrm1015.bin
Перезагружаемся
Megarec -m0flash 0 0061_lsi.rom

После перепрошивки процессор LSISAS2008 совсем не греется, так как вычислений никаких не производит и о вентиляции в тесном корпусе можно даже не беспокоиться. В случае, если в будущем мы будем делать апгрейд материнской платы и выберем серверную с 8 портами SAS/SATA, то переподключив жесткие диски к материнке, мы не потеряем наши данные - ZFS автоматически пересоберет массив, а освободившийся слот можно будет использовать например для вывода внешних интерфейсных портов.

Кабели

Вместе с RAID-контроллером нам нужно заказать 2 комплекта кабелей типа SFF8087-SATA. Искать на AliExpress или Ebay нужно по запросу «Mini SAS SFF8087 to SATA» и выбирать самый короткий. Стоимость одного кабеля - в районе 350 рублей.

Процесс подключения и укладки кабелей показан на фотографиях ниже. Сначала - для HP P410

Контроллер LSI 9240-8i установить проще из-за бокового расположения SFF портов и отсутствия суперконденсатора.

После установки убеждаемся, что никакие коннекторы не стучат по корпусу, что ничто не цепляет за лопасти вентилятора и не мешает воздушному потоку.

Немного личных впечатлений

У нас нет самого главного - нет жестких дисков, чтобы произвести полноценное сравнение аппаратного RAID и программного ZFS. Но удержаться от первых тестов невозможно, и в систему был установлен древний WD Velociraptor на 150 Гб, который был протестирован в сборке с HP P410 / Openmediavault / EXT4 и LSI 9240-8i / FreeNAS / ZFS, а заодно я сравнил его с домашней хранилкой Synology DS1511+, где установлено 5 HDD на 7200 RPM 1 Tb.

Вообще, простое копирование 50-гигабайтной директории с играми с HDD на NAS в случае с сетапом OMV дает постоянные 112 Мб/с, на Synology прыгает от 110 до 80 Мб/с, на сетапе FreeNAS прыгает от 90 до 2 Мб/с. Но полноценное тестирование можно будет провести когда в NAS будут установлены нормальные жесткие диски.

Выводы

SATA/SAS контроллер может стать самым дорогим компонентом NAS-а, но здесь можно хорошо сэкономить, купив на Avito или Ebay подержанную плату, отслужившую 5-7 лет в серверах. Самый ненадежный компонент контроллера - это резервный аккумулятор встроенного кэша, чей ресурс составляет 2-3 года, поэтому лучше выбирать модели с супер-конденсаторами или подключать NAS к ИБП и настраивать автовыключение для защиты от потери закешированных данных.

Какое решение выбрать - аппаратное или программное? Изучив отзывы пользователей, становится ясно, что и серверы с ZFS и серверы с EXT4 или Btrfs одинаково часто ломаются и уносят в небытие десятки терабайт данных, поэтому выбирать стоит не по принципу «аппаратный RAID vs программный», а по удобству и функционалу операционной системы или гипервизора, которыми вы планируете пользоваться, но все же следует понимать, что аппаратный RAID уходит в прошлое.

Я хотел посвятить выбору и установке жестких дисков два абзаца, но получилась целая статья. В следующей части нашего проекта мы установим SAS винчестеры и будем бороться с перегревом.

Всем привет, сегодня у нас маленький эксперимент по подключению SAS дисков к обычному персональному компьютеру. Обычно в компьютер можно установить только SATA диски, так как на материнской плате есть встроенный SATA контроллер. А SAS диски в обычный ПК не вставишь.

Дело в том, что SATA контроллер поддерживает только SATA диски. А SAS контроллер может поддерживать и SAS диски и SATA диски. SAS обратно совместим с интерфейсом SATA: устройства 3 Гбит/с и 6 Гбит/с SATA могут быть подключены к контроллеру SAS, но не наоборот.

SATA (Serial ATA) — последовательный компьютерный интерфейс обмена данными с накопителями информации. Предназначен для настольных ПК.

SATA Revision 1.0 — до 1,5 Гбит/с
SATA Revision 2.0 — до 3 Гбит/с
SATA Revision 3.0 — до 6 Гбит/с

SAS (Serial Attached SCSI) — последовательный компьютерный интерфейс, разработанный для подключения различных устройств хранения данных, например, жёстких дисков и ленточных накопителей. Последняя реализация SAS обеспечивает передачу данных со скоростью до 12 Гбит/с на одну линию. Предназначен для серверов.

SAS не предназначен для настольных ПК, но иногда очень надо. Мне, например, по работе требуется иногда работать с SAS дисками. Подключаем SAS диск к ПК.

Что нужно для подключения SAS диска к ПК

Потребуется обычный ПК. Поскольку SAS контроллера на обычном ПК нет, то нам потребуется такой контроллер. Я попробую два варианта:

— это полноценный RAID контроллер, позволяющий объединять диски в RAID массивы. — это простой адаптер HBA, он не умеет объединять диски в RAID массивы. Вернее умеет, но со специальной прошивкой и не так хорошо как нормальный RAID контроллер.

Для подключения дисков к контроллеру без использования корзины потребуется кабель переходник. Купил такой:

Переходник позволяет подключить 4 HDD с интерфейсом SAS или SATA к контроллеру с разъемом SFF-8643. Питание подаётся на каждый диск через 4-pin Molex.

Подключение SAS диска через RAID контроллер Avago MegaRAID SAS 9380-8i8e

Готовим корпус ПК.

Устанавливаем контроллер в PCIe слот.

Подключаем диск через переходник.

RAID контроллер определился. Видим, что диск SAMSUNG тоже определился.

Для доступа в конфигурационную утилиту MegaRAID Configuration Utility нажимаем Ctrl+R.

Можем посмотреть настройки контроллера.

Можем посмотреть физические диски. Я подключал только один диск, он определился. Обратите внимание, что состояние диска UG — Unconfigured Good.

RAID контроллер по умолчанию показывает операционной системе не физические диски а RAID массивы. Я же хочу просто пробросить диск. Для этого необходимо RAID контроллер переключить в режим HBA.

В настройках контроллера меняем режим на JBOD-Mode. Применяем изменения и перезагружаем компьютер.

При загрузке уже 1 JBOD найден и handled by BIOS, это уже хорошо. Для проверки снова зайдем в настройки контроллера.

Читайте также: