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¡Hola lectores del blog!
Hoy habrá otro artículo sobre un tema informático, y estará dedicado a un concepto como Matriz de incursión - Estoy seguro de que este concepto no dirá absolutamente nada a muchos, y aquellos que ya han oído hablar de él en alguna parte no tienen idea de qué se trata. ¡Vamos a resolverlo juntos!

¿Qué es Raid?

Sin entrar en los detalles de la terminología, una matriz Raid es una especie de complejo construido a partir de varios discos duros, lo que le permite distribuir funciones entre ellos de manera más inteligente. ¿Cómo solemos colocar los discos duros en un ordenador? Nos conectamos a Sata uno disco duro, luego otro, luego un tercero. Y los discos D, E, F y demás aparecen en nuestro sistema operativo. Podemos poner algunos archivos en ellos o instalar Windows, pero en realidad serán discos separados: al quitar uno de ellos no notaremos absolutamente nada (si el sistema operativo no estaba instalado en él), excepto que no podremos acceder a la grabado en sus archivos. Pero hay otra forma: combinar estos discos en un sistema, establecerles un cierto algoritmo trabajo conjunto, como resultado de lo cual la confiabilidad del almacenamiento de información o la velocidad de su trabajo aumentará significativamente.

Pero antes de que podamos crear este sistema, necesitamos saber si la placa base es compatible con las matrices Raid. Muchas placas base modernas ya tienen un controlador de redada, que le permite combinar discos duros. Los esquemas de matrices admitidos están disponibles en las descripciones de tarjeta madre. Por ejemplo, tomemos el primer Yandex Market que me llamó la atención. Tablero ASRock WiFi P45R2000.

Aquí, se muestra una descripción de los arreglos admitidos por Raid en la sección Controladores de disco Sata.

EN este ejemplo vemos que el controlador Sata admite la creación de matrices Raid: 0, 1, 5, 10. ¿Qué significan estos números? Esta designación varios tipos matrices en las que los discos interactúan entre sí diferentes esquemas, que están diseñados, como dije, ya sea para acelerar su trabajo o aumentar la confiabilidad de la pérdida de datos.

Si tarjeta madre computadora no es compatible con Raid, entonces puede comprar un controlador Raid por separado en forma de placa PCI, que se inserta en la ranura PCI de la placa base y le permite crear matrices a partir de discos. Para que el controlador funcione después de su instalación, también deberá instalar el controlador raid, que viene en un disco con este modelo, o simplemente puede descargarlo de Internet. Mejor para este dispositivo no ahorres y compra a algún fabricante conocido, como Asus, y con chipsets Intel.

Sospecho que todavía no tienes una idea muy buena de qué se trata, así que echemos un vistazo más de cerca a cada uno de los tipos más populares de arreglos Raid para que quede todo un poco más claro.

Raid 1 es una de las opciones más comunes y económicas que utiliza 2 discos duros. Esta matriz está diseñada para brindar la máxima protección a los datos del usuario, ya que todos los archivos se copiarán simultáneamente en 2 discos duros a la vez. Para crearlo, tomamos dos discos duros del mismo tamaño, por ejemplo, 500 GB cada uno, y hacemos la configuración adecuada en el BIOS para crear una matriz. Después de eso, un disco duro no de 1 TB, sino de 500 GB de tamaño será visible en su sistema, aunque dos discos duros funcionan físicamente; la fórmula de cálculo se proporciona a continuación. Y todos los archivos se escribirán simultáneamente en dos discos, es decir, el segundo será una copia de seguridad completa del primero. Como comprenderá, si uno de los discos falla, no perderá ni una sola pieza de su información, ya que tendrá una segunda copia de este disco.

Además, el sistema operativo no notará la falla, que continuará funcionando con el segundo disco, solo programa especial, que controla el funcionamiento de la matriz. Solo tienes que quitar mal manejo y conecte el mismo, solo uno que funcione: el sistema copiará automáticamente todos los datos del disco de trabajo restante y continuará funcionando.

El volumen del disco que verá el sistema se calcula aquí usando la fórmula:

V = 1 x Vmín, donde V es la capacidad total y Vmin es la capacidad de memoria del disco duro más pequeño.

Otro esquema popular, que está diseñado para aumentar no la confiabilidad del almacenamiento, sino, por el contrario, la velocidad de operación. También consta de dos HDD, sin embargo, en este caso, el sistema operativo ya ve el volumen total total de dos discos, es decir. si combina discos de 500 GB en Raid 0, el sistema verá un disco de 1 TB. La velocidad de lectura y escritura aumenta debido al hecho de que los bloques de archivos se escriben alternativamente en dos discos, pero al mismo tiempo, la tolerancia a fallas de este sistema es mínima: si uno de los discos falla, casi todos los archivos serán dañado y perderá parte de los datos, el que se escribió en el disco dañado. Después de eso, deberá restaurar la información que ya está en el centro de servicio.

La fórmula para calcular el volumen total del disco, ventanas visibles, tiene este aspecto:

V = V1 + V2

Si, antes de leer este artículo, en general no estaba preocupado por la tolerancia a fallas de su sistema, pero le gustaría aumentar la velocidad de trabajo, entonces puede comprar un disco duro adicional y no dude en usar este tipo. En general, en casa, la gran mayoría de los usuarios no almacenan ninguna información superimportante, y puede copiar algunos archivos importantes en un duro externo disco.

Asalto 10 (0+1)

Como su nombre lo indica, este tipo de matriz combina las propiedades de las dos anteriores: es como dos matrices Raid 0 combinadas en Raid 1. Se utilizan cuatro discos duros, la información se escribe en dos de ellos en bloques a la vez, como se hizo. en Raid 0, y en los otros dos, se crean copias completas de los dos primeros. El sistema es muy fiable y al mismo tiempo bastante rápido, pero muy caro de organizar. Para crear, necesita 4 HDD, mientras que el sistema verá el volumen total de acuerdo con la fórmula:

V = 2 x Vmín

Es decir, si tomamos 4 discos de 500 GB cada uno, el sistema verá 1 disco con un tamaño de 1 TB.

Este tipo, así como el siguiente, se usa con mayor frecuencia en organizaciones, en computadoras servidor, donde es necesario garantizar una alta velocidad y la máxima seguridad contra la pérdida de información en caso de circunstancias imprevistas.

Raid 5 es la mejor combinación de precio, velocidad y confiabilidad. En esta matriz, se pueden usar 3 HDD como mínimo, el volumen se calcula a partir de una fórmula más compleja:

V = N x Vmín - 1 x Vmín, donde N es el número de discos duros.

Entonces, digamos que tenemos 3 discos de 500 GB cada uno. El volumen visible para el sistema operativo será de 1 TB.

El esquema de operación de la matriz es el siguiente: los bloques de archivos divididos se escriben en los primeros dos discos (o tres, dependiendo de su número), y la suma de verificación de los primeros dos (o tres) se escribe en el tercer (o cuarto) disco . Por lo tanto, si uno de los discos falla, su contenido se puede restaurar fácilmente utilizando la suma de verificación disponible en el último disco. El rendimiento de una matriz de este tipo es inferior al de Raid 0, pero es tan fiable como Raid 1 o Raid 10 y, al mismo tiempo, más económico que este último. puedes ahorrar en el cuarto duro.

El siguiente diagrama muestra un diagrama Raid 5 de cuatro HDD.

También hay otros modos: Raid 2, 3, 4, 6, 30, etc., pero en general se derivan de los enumerados anteriormente.

¿Cómo instalar el disco RAID en Windows?

Con la teoría, espero, resuelta. Ahora veamos la práctica: inserte un controlador en la ranura PCI Raid e instale los controladores, creo Usuarios avanzados La PC no funcionará. ¿Cómo crear ahora una matriz RAID a partir de discos duros conectados?

Es mejor, por supuesto, hacer esto cuando acaba de comprar y conectar discos duros limpios sin un sistema operativo instalado. Primero, reinicie su computadora y vaya a Configuración del BIOS- aquí debe encontrar los controladores SATA a los que están conectados nuestros discos duros y configurarlos en modo RAID.

Después de eso, guarde la configuración y reinicie la PC. En una pantalla negra, aparecerá información de que tienes habilitado el modo Raid y sobre la clave con la que puedes acceder a su configuración. El siguiente ejemplo le pide que presione la tecla "TAB".

Dependiendo del modelo del controlador Raid, puede ser diferente. Por ejemplo, CONTROL+F

Entramos en la utilidad de configuración y hacemos clic en el menú, algo así como "Crear matriz" o "Crear incursión"; las inscripciones pueden diferir. Además, si el controlador admite varios tipos de Raid, se le pedirá que elija cuál crear. En mi ejemplo, solo Raid 0 está disponible.

Después de eso, volvemos al BIOS y en la configuración del orden de arranque no vemos varios discos separados, sino uno en forma de matriz.

Eso es todo: RAID está configurado y ahora la computadora percibirá sus discos como uno solo. Así es como, por ejemplo, Raid será visible al instalar Windows.

Si está interesado en este artículo, aparentemente se ha encontrado o espera encontrar pronto uno de los siguientes problemas en su computadora:

- claramente no hay suficiente volumen físico del disco duro, como un solo disco lógico. La mayoría de las veces, este problema ocurre cuando se trabaja con archivos grandes (video, gráficos, bases de datos);
- obviamente no hay suficiente rendimiento del disco duro. La mayoría de las veces, este problema ocurre cuando se trabaja con sistemas de edición de video no lineales o cuando una gran cantidad de usuarios acceden a archivos en un disco duro al mismo tiempo;
- obviamente no hay suficiente confiabilidad del disco duro. La mayoría de las veces, este problema ocurre cuando necesita trabajar con datos que nunca deben perderse o que siempre deben estar disponibles para el usuario. La triste experiencia muestra que incluso el equipo más confiable a veces se estropea y, por regla general, en el momento más inoportuno.

Estos y algunos otros problemas pueden resolverse creando un sistema RAID en su computadora.

¿Qué es "RAID"?

En 1987, Patterson, Gibson y Katz de la Universidad de California, Berkeley, publicaron A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID). Este artículo describió diferentes tipos de conjuntos de discos, abreviados como RAID: conjunto redundante de discos independientes (o económicos) (conjunto redundante de unidades independientes (o económicas)). RAID se basa en la siguiente idea: al combinar varias unidades pequeñas y/o económicas en una matriz, puede obtener un sistema que supera a las unidades más costosas en términos de volumen, velocidad y confiabilidad. Además de eso, desde el punto de vista de una computadora, dicho sistema parece una sola unidad.
Sabemos que el tiempo medio entre fallas de una matriz de unidades es igual al tiempo medio entre fallas de una sola unidad dividido por el número de unidades en la matriz. Como resultado, el MTBF de una matriz es demasiado corto para muchas aplicaciones. Sin embargo, se puede hacer que una matriz de discos tolere una falla de una sola unidad de varias maneras.

En el artículo anterior, se definieron cinco tipos (niveles) de arreglos de discos: RAID-1, RAID-2, ..., RAID-5. Cada tipo proporcionó tolerancia a fallas, así como diferentes ventajas sobre una sola unidad. Junto con estos cinco tipos, la matriz de discos RAID-0 no redundante también se ha vuelto popular.

¿Cuáles son los niveles de RAID y cuál debo elegir?

RAID-0. Normalmente se define como un grupo de unidades no redundantes sin paridad. RAID-0 a veces se denomina "Striping" ("rayado" o "chaleco") por el método de colocar información en las unidades incluidas en la matriz:

Dado que RAID-0 no es redundante, la falla de una unidad hace que falle toda la matriz. Por otro lado, RAID-0 proporciona la máxima velocidad de intercambio y un uso eficiente del espacio en disco. Dado que RAID-0 no requiere cálculos matemáticos o lógicos complejos, sus costos de implementación son mínimos.

Alcance: aplicaciones de audio y video que requieren una transferencia de datos continua de alta velocidad, que no puede proporcionar una sola unidad. Por ejemplo, la investigación realizada por Mylex para determinar la configuración óptima sistema de disco para una estación de edición de video no lineal muestran que, en comparación con una unidad, una matriz RAID-0 de dos unidades proporciona un aumento del 96 % en la velocidad de escritura/lectura, de tres unidades, en un 143 % (según Miro VIDEO EXPERT Benchmark prueba).
El número mínimo de unidades en una matriz "RAID-0" es 2.

RAID-1. Más comúnmente conocido como "Mirroring", es un par de unidades que contienen la misma información y forman una unidad lógica:

La grabación se realiza en ambas unidades de cada par. Sin embargo, las unidades de un par pueden realizar lecturas simultáneas. Por lo tanto, la "duplicación" puede duplicar la velocidad de lectura, pero la velocidad de escritura sigue siendo la misma. RAID-1 tiene una redundancia del 100% y la falla de una unidad no provoca la falla de toda la matriz: el controlador simplemente cambia las operaciones de lectura/escritura a la unidad restante.
RAID-1 proporciona el rendimiento más alto entre todos los tipos de arreglos redundantes (RAID-1 - RAID-5), especialmente en un entorno multiusuario, pero el peor uso del espacio en disco. Dado que RAID-1 no requiere cálculos matemáticos o lógicos complejos, sus costos de implementación son mínimos.
El número mínimo de unidades en una matriz "RAID-1" es 2.
Se pueden combinar varias matrices RAID-1 en RAID-0 para aumentar la velocidad de escritura y garantizar la confiabilidad de los datos. Esta configuración se denomina RAID de "dos niveles" o RAID-10 (RAID 0+1):

El número mínimo de unidades en una matriz "RAID 0+1" es 4.
Alcance: arreglos económicos, en los que lo principal es la confiabilidad del almacenamiento de datos.

RAID-2. Distribuye datos en franjas del tamaño de un sector en un grupo de unidades. Algunas unidades están dedicadas a almacenar ECC (Código de corrección de errores). Dado que la mayoría de las unidades almacenan códigos ECC por sector de forma predeterminada, RAID-2 ofrece pocas ventajas sobre RAID-3 y, por lo tanto, no se usa mucho.

RAID-3. Como en el caso de RAID-2, los datos se distribuyen en franjas de un tamaño de sector y una de las unidades de la matriz se asigna para almacenar información de paridad:

RAID-3 se basa en los códigos ECC almacenados en cada sector para la detección de errores. En caso de falla de una de las unidades, la información almacenada en ella se puede restaurar calculando OR exclusivo (XOR) a partir de la información de las unidades restantes. Cada entrada generalmente se distribuye en todas las unidades, por lo que este tipo de arreglo es bueno para aplicaciones que hacen un uso intensivo del disco. Dado que cada operación de E/S accede a todas las unidades de la matriz, RAID-3 no puede realizar varias operaciones al mismo tiempo. Por lo tanto, RAID-3 es bueno para un entorno de un solo usuario y una sola tarea con escrituras largas. Para trabajar con grabaciones cortas, se requiere la sincronización de la rotación de las unidades de disco, ya que de lo contrario es inevitable una disminución en el tipo de cambio. Rara vez se usa, porque. supera a RAID-5 en términos de uso de espacio en disco. La implementación es costosa.
El número mínimo de unidades en una matriz "RAID-3" es 3.

RAID-4. RAID-4 es idéntico a RAID-3 excepto que el tamaño de la franja es mucho más grande que un sector. En este caso, la lectura es de una sola unidad (sin contar la unidad que almacena la información de paridad), por lo que se pueden realizar varias lecturas al mismo tiempo. Sin embargo, dado que cada operación de escritura debe actualizar el contenido de la unidad de paridad, no se pueden realizar varias operaciones de escritura al mismo tiempo. Este tipo de arreglo no tiene ventajas notables sobre un arreglo RAID-5.
RAID-5. Este tipo de matriz a veces se denomina "matriz de paridad rotatoria". Este tipo de matriz supera con éxito la desventaja inherente a RAID-4: la incapacidad de realizar simultáneamente varias operaciones de escritura. Esta matriz, como RAID-4, utiliza rayas talla grande, pero, a diferencia de RAID-4, la información de paridad no se almacena en una unidad, sino en todas las unidades a la vez:

Las operaciones de escritura acceden a una unidad con datos y a la otra unidad con información de paridad. Dado que la información de paridad para diferentes franjas se almacena en diferentes unidades, solo es posible realizar varias escrituras simultáneas en el raro caso de que los datos o las franjas de paridad estén en la misma unidad. Cuantas más unidades haya en la matriz, menos coincidirán la ubicación de la información y las bandas de paridad.
Alcance: arreglos confiables de gran volumen. La implementación es costosa.
El número mínimo de unidades en una matriz "RAID-5" es 3.

¿RAID-1 o RAID-5?
En comparación con RAID-1, RAID-5 utiliza el espacio en disco de forma más económica, ya que no almacena una “copia” de información por redundancia, sino un número de control. Como resultado, se puede combinar cualquier cantidad de unidades en RAID-5, de las cuales solo una contendrá información redundante.
Pero se logra una mayor eficiencia en el uso del espacio en disco a expensas de una menor tasa de intercambio de información. Mientras escribe información en RAID-5, debe actualizar la información de paridad cada vez. Para hacer esto, debe determinar qué bits de paridad han cambiado. En primer lugar, se lee la información antigua a actualizar. Esta información luego se XOR con la nueva información. El resultado de esta operación es una máscara de bits, en la que cada bit = 1 significa que la información de paridad en la posición correspondiente debe reemplazarse con un valor. Luego, la información de paridad actualizada se escribe en la ubicación apropiada. Por lo tanto, por cada solicitud de programa para escribir información, RAID-5 realiza dos lecturas, dos escrituras y dos XOR.
El uso más eficiente del espacio en disco (se almacena un bloque de paridad en lugar de una copia de los datos) tiene un costo: se necesita más tiempo para generar y escribir información de paridad. Esto significa que la velocidad de escritura en RAID-5 es menor que en RAID-1 en una proporción de 3:5 o incluso 1:3 (es decir, la velocidad de escritura en RAID-5 es de 3/5 a 1/3 de la velocidad de escritura). velocidad RAID-1). Debido a esto, no tiene sentido crear RAID-5 en el software. Tampoco se pueden recomendar en casos en los que la velocidad de escritura es crítica.

¿Qué forma de implementar RAID: software o hardware?

Al leer las descripciones de los diferentes niveles de RAID, notará que en ninguna parte hay requisitos de hardware específicos que se requieren para implementar RAID. De lo cual podemos concluir que todo lo que se necesita para implementar RAID es conectar la cantidad requerida de unidades al controlador disponible en la computadora e instalar un software especial en la computadora. ¡Esto es cierto, pero no del todo!
De hecho, existe la posibilidad Implementación de software REDADA. Un ejemplo sería el sistema operativo Microsoft Windows Servidor NT 4.0, que puede implementar software RAID-0, -1 e incluso RAID-5 (Microsoft Windows NT 4.0 Workstation proporciona solo RAID-0 y RAID-1). Sin embargo, esta solución debe considerarse extremadamente simplificada, ya que no permite aprovechar al máximo las capacidades de una matriz RAID. Baste decir que con una implementación de software de RAID, toda la carga de colocar información en unidades de disco, calcular códigos de control, etc. cae en UPC, que naturalmente no aumenta el rendimiento y la fiabilidad del sistema. Por las mismas razones, prácticamente no hay funciones de servicio y todas las operaciones para reemplazar una unidad defectuosa, agregar una nueva unidad, cambiar nivel RAID etc. se realizan con una pérdida total de datos y con una prohibición total de realizar cualquier otra operación. La única ventaja de una implementación de software de RAID es el costo mínimo.

- un controlador especializado libera a la CPU de las operaciones básicas con RAID, y la eficiencia del controlador es tanto más notable cuanto mayor es el nivel de complejidad del RAID;
- los controladores, por regla general, están equipados con controladores que le permiten crear un RAID para casi cualquier sistema operativo popular;
- el BIOS incorporado del controlador y los programas de control adjuntos le permiten al administrador del sistema conectar, desconectar o reemplazar fácilmente las unidades incluidas en el RAID, crear varias matrices RAID, incluso de diferentes niveles, monitorear el estado matriz de discos etc. Con los controladores "avanzados", estas operaciones se pueden realizar "sobre la marcha", es decir, sin apagar unidad del sistema. Se pueden realizar muchas operaciones en " fondo", es decir. sin interrumpir el trabajo actual e incluso de forma remota, es decir. desde cualquier (por supuesto, si tiene acceso) lugar de trabajo;
- los controladores pueden ser equipados memoria intermedia("caché"), en el que se almacenan los últimos bloques de datos que, con acceso frecuente a los mismos archivos, pueden aumentar significativamente la velocidad del sistema de disco.

La desventaja del hardware RAID es el costo relativamente alto de los controladores RAID. Sin embargo, por un lado, hay que pagar por todo (fiabilidad, rapidez, servicio). Por otro lado, en Últimamente, con el desarrollo de la tecnología de microprocesadores, el costo de los controladores RAID (especialmente los modelos más jóvenes) comenzó a disminuir drásticamente y se volvió comparable al costo de los controladores de disco ordinarios, lo que le permite instalar sistemas RAID no solo en mainframes costosos, sino también en entrada servidores de nivel e incluso estaciones de trabajo.

¿Cómo elegir un modelo de controlador RAID?

Existen varios tipos de controladores RAID en función de su funcionalidad, diseño y coste:
1. Controladores de unidades con funcionalidad RAID.
De hecho, este es un controlador de disco ordinario que, gracias a un firmware BIOS especial, le permite combinar unidades en una matriz RAID, generalmente de nivel 0, 1 o 0 + 1.

Controlador SCSI Ultra (Ultra Wide) de Mylex KT930RF (KT950RF).
Externamente, este controlador no es diferente de un controlador SCSI ordinario. Toda la "especialización" está en el BIOS, que está, por así decirlo, dividido en dos partes: "Configuración SCSI" / "Configuración RAID". A pesar del bajo costo (menos de $200), este controlador tiene un buen conjunto de funciones:

- Combinación de hasta 8 unidades en RAID 0, 1 o 0+1;
- apoyo repuesto de emergencia para reemplazar "sobre la marcha" una unidad fallida;
- la posibilidad de sustitución automática (sin intervención del operador) de una unidad defectuosa;
- control automático de integridad e identidad (para RAID-1) de datos;
- la presencia de una contraseña para acceder al BIOS;
- Programa RAIDPlus que proporciona información sobre el estado de las unidades en RAID;
- controladores para DOS, Windows 95, NT 3.5x, 4.0

Interconectados por canales de alta velocidad y percibidos por el sistema externo en su conjunto. Según el tipo de matriz utilizada, puede proporcionar diversos grados de rendimiento y tolerancia a fallas. Sirve para aumentar la fiabilidad del almacenamiento de datos y/o para aumentar la velocidad de lectura/escritura de información (RAID 0).

La abreviatura RAID originalmente significaba "matriz redundante de discos económicos" ("matriz redundante (redundante) de discos económicos", ya que eran mucho más baratos que la RAM). Así es como sus creadores David A. Patterson, Garth A. Gibson y Randy H. Katz presentaron RAID en 1987. Con el tiempo, RAID comenzó a descifrarse como "matriz redundante de discos independientes" ("matriz redundante (redundante) de discos independientes"), porque había que usar equipos caros para las matrices (discos de bajo coste significaban discos para una PC).

(+) : Tiene alta confiabilidad: funciona siempre que al menos una unidad en la matriz esté funcionando. La probabilidad de falla de dos discos a la vez es igual al producto de las probabilidades de falla de cada disco. En la práctica, si uno de los discos falla, se deben tomar medidas urgentes: se debe restaurar la redundancia nuevamente. Para ello, con cualquier nivel de RAID (excepto cero), se recomienda utilizar discos de repuesto en caliente. La ventaja de este enfoque es mantener una disponibilidad constante.

(-) : La desventaja es que tienes que pagar el costo de dos unidades de disco duro, obteniendo un volumen útil de sólo una disco duro.

RAID 1+0 y RAID 0+1

Duplicar en muchos discos - RAID 1+0 o RAID 0+1. RAID 10 (RAID 1+0) se refiere a la opción cuando dos o más RAID 1 se combinan en RAID 0. RAID 0+1 puede significar dos opciones:

RAID 2

Los arreglos de este tipo se basan en el uso del código de Hamming. Los discos se dividen en dos grupos: para datos y para códigos de corrección de errores, y si los datos se almacenan en discos, se necesitan discos para almacenar códigos de corrección. Los datos se distribuyen en discos destinados a almacenar información, de la misma manera que en RAID 0, es decir, se dividen en pequeños bloques según el número de discos. Los discos restantes almacenan códigos de corrección de errores, según los cuales, en caso de falla del disco duro, es posible recuperar la información. El método Hamming se ha utilizado durante mucho tiempo en la memoria ECC y le permite corregir errores únicos y detectar errores dobles sobre la marcha.

Dignidad RAID 2 es para mejorar la velocidad de las operaciones del disco en comparación con el rendimiento de un solo disco.

desventaja matriz RAID 2 es que la cantidad mínima de discos para los que tiene sentido usarla es 7. Al mismo tiempo, se necesita una estructura de casi el doble de la cantidad de discos (para n = 3, los datos se almacenarán en 4 discos ), por lo que este tipo de matriz no se usa mucho. Si hay entre 30 y 60 discos, el exceso es del 11 al 19 %.

RAID 3

En una matriz de discos RAID 3, los datos se dividen en fragmentos más pequeños que un sector (se dividen en bytes) o bloques y se distribuyen por los discos. Otro disco se utiliza para almacenar bloques de paridad. En RAID 2, se usó un disco para este propósito, pero la mayor parte de la información en los discos de control se usó para la corrección de errores sobre la marcha, mientras que la mayoría de los usuarios están satisfechos con la recuperación simple de información en caso de falla del disco, por que hay suficiente información que cabe en un disco duro dedicado.

Diferencias entre RAID 3 y RAID 2: la imposibilidad de corrección de errores sobre la marcha y menos redundancia.

ventajas:

• datos de lectura y escritura de alta velocidad;
• El número mínimo de discos para crear una matriz es tres.

Defectos:

• una matriz de este tipo es buena solo para trabajos de una sola tarea con archivos grandes, ya que el tiempo de acceso a un sector separado, dividido por discos, es igual al máximo de los intervalos de acceso a los sectores de cada uno de los discos. Para tamaños de bloque pequeños, el tiempo de acceso es mucho más largo que el tiempo de lectura.
• una gran carga en el disco de control y, como resultado, su confiabilidad cae significativamente en comparación con los discos que almacenan datos.

RAID 4

RAID 4 es similar a RAID 3, pero se diferencia en que los datos se dividen en bloques en lugar de bytes. Por lo tanto, fue posible "ganar" parcialmente el problema de la baja tasa de transferencia de datos de una pequeña cantidad. Las escrituras son lentas debido al hecho de que la paridad de un bloque se genera durante las escrituras y se escribe en un solo disco. De los sistemas de almacenamiento generalizados, RAID-4 se utiliza en dispositivos de almacenamiento de NetApp (NetApp FAS), donde sus deficiencias se han eliminado con éxito al operar discos en un modo de grabación de grupo especial determinado por el almacenamiento interno utilizado en los dispositivos. sistema de archivos WAFL.

RAID 5

La principal desventaja de los niveles RAID 2 a 4 es la incapacidad de realizar operaciones de escritura en paralelo, ya que se usa un disco de paridad separado para almacenar la información de paridad. RAID 5 no tiene este inconveniente. Los bloques de datos y las sumas de verificación se escriben cíclicamente en todos los discos de la matriz, no hay asimetría en la configuración del disco. Las sumas de comprobación son el resultado de una operación XOR (o exclusiva). xor tiene una característica que se usa en RAID 5, que hace posible reemplazar cualquier operando con el resultado, y al aplicar el algoritmo xor, obtenga el operando que falta como resultado. Por ejemplo: a x o b = c(Dónde a, b, C- tres discos de la matriz raid), si a se niega, podemos conseguirlo poniéndolo en su lugar C y habiendo gastado xor entre C Y b: x o b = a. Esto se aplica independientemente del número de operandos: a xor b xor c xor d = e. si falla C Entonces mi toma su lugar y xor como resultado obtenemos C: a xor b xor e xor d = c. Este método esencialmente proporciona tolerancia a fallas de la versión 5. Solo se necesita 1 disco para almacenar el resultado de xor, cuyo tamaño es igual al tamaño de cualquier otro disco en la redada.

(+) R: RAID5 se ha generalizado, principalmente debido a su rentabilidad. El tamaño de una matriz de discos RAID5 se calcula mediante la fórmula (n-1)*hddsize, donde n es el número de discos de la matriz y hddsize es el tamaño del disco más pequeño. Por ejemplo, para una matriz de 4 discos de 80 gigabytes, el volumen total será (4 - 1) * 80 = 240 gigabytes. Se gastan recursos adicionales en escribir información en un volumen RAID 5 y el rendimiento cae, ya que se requieren operaciones de escritura y cálculos adicionales, pero cuando se lee (en comparación con un disco duro separado), hay una ganancia, porque los flujos de datos de varios discos de matriz pueden procesarse en paralelo.

(-) : El rendimiento de RAID 5 es notablemente más lento, especialmente en las operaciones de escritura aleatoria (escribe en orden aleatorio), en las que el rendimiento cae entre un 10 y un 25 % con respecto al rendimiento de RAID 0 (o RAID 10), ya que requiere más operaciones de disco (cada escritura del servidor se reemplaza por tres en el controlador RAID: una lectura y dos escrituras). Las desventajas de RAID 5 aparecen cuando falla uno de los discos: todo el volumen entra en modo crítico (degradación), todas las operaciones de escritura y lectura van acompañadas de manipulaciones adicionales, el rendimiento cae bruscamente. En este caso, el nivel de confiabilidad se reduce a la confiabilidad de RAID-0 con la cantidad adecuada de discos (es decir, n veces menor que la confiabilidad de un solo disco). si antes recuperación completa la matriz falla o se produce un error de lectura irrecuperable en al menos un disco más, la matriz se destruye y los datos que contiene no se pueden restaurar mediante métodos convencionales. También hay que tener en cuenta que el proceso de Reconstrucción RAID (recuperación de datos RAID por redundancia) tras un fallo de disco provoca una carga de lectura intensiva de los discos durante muchas horas continuas, lo que puede provocar que alguno de los discos restantes falle en este menos un período protegido de operación RAID, así como para detectar fallas de lectura no detectadas previamente en matrices de datos fríos (datos a los que no se accede durante la operación normal de la matriz, datos archivados e inactivos), lo que aumenta el riesgo de falla durante la recuperación de datos. El número mínimo de discos usados ​​es tres.

RAID 5EE

Nota: no se admite en todas las controladoras El nivel RAID-5EE es similar a una matriz RAID-5E, pero con un uso más eficiente disco de respaldo y menor tiempo de recuperación. Similar al nivel 5E de RAID, este nivel de RAID crea filas de suma de comprobación y datos en todas las unidades de la matriz. La matriz RAID-5EE ha mejorado la seguridad y el rendimiento. Cuando se utiliza el nivel 5E de RAID, la capacidad de un volumen lógico está limitada por la capacidad de dos discos duros físicos en el arreglo (uno para control y otro para respaldo). La unidad de repuesto es parte de una matriz RAID de nivel 5EE. Sin embargo, a diferencia del nivel 5E de RAID, que utiliza espacio libre no compartido para el disco de repuesto, el nivel 5EE de RAID tiene bloques de suma de comprobación insertados en el disco de repuesto, como se muestra en el siguiente ejemplo. Esto le permite reconstruir rápidamente los datos en caso de que falle un disco físico. Con esta configuración, no podrá usarla con otros arreglos. Si necesita una unidad de repuesto para otra matriz, debe tener otra unidad de disco duro de repuesto. RAID nivel-5E requiere un mínimo de cuatro unidades y, según el nivel de firmware y la capacidad, admite de 8 a 16 unidades. RAID nivel-5E tiene un firmware específico. Nota: Para el nivel 5EE de RAID, solo puede usar un volumen lógico por matriz.

ventajas:

• 100% protección de datos
• Gran capacidad de disco físico en comparación con RAID-1 o RAID-1E
• Mayor rendimiento que RAID-5
• Más rápida recuperación RAID frente a RAID-5E

Defectos:

• Menor rendimiento que RAID-1 o RAID-1E
• Compatibilidad con un solo volumen lógico por matriz
• Incapacidad para compartir una unidad de repuesto con otras matrices
• No todos los controladores son compatibles

RAID 6

RAID 6: similar a RAID 5, pero tiene un mayor grado de confiabilidad: la capacidad de 2 discos se asigna para sumas de verificación, 2 sumas se calculan utilizando diferentes algoritmos. Requiere un controlador RAID más potente. Proporciona operabilidad después de fallas simultáneas de dos discos: protección contra fallas múltiples. La matriz requiere un mínimo de 4 discos. Por lo general, el uso de RAID-6 provoca una caída del 10-15 % en el rendimiento del grupo de discos en comparación con RAID-5, lo que se debe a una gran cantidad de procesamiento para el controlador (la necesidad de calcular una segunda suma de verificación, así como leer y reescriba más bloques de disco en cada bloque de escritura).

RAID 7

RAID 7 es una marca comercial registrada de Storage Computer Corporation y no es un nivel de RAID independiente. La estructura de la matriz es la siguiente: los datos se almacenan en discos, un disco se usa para almacenar bloques de paridad. Las escrituras en los discos se almacenan en caché usando memoria de acceso aleatorio, la matriz en sí requiere un SAI obligatorio ; en caso de un corte de energía, los datos se corrompen.

RAID 10

Diagrama de arquitectura RAID 10

RAID 10 es una matriz duplicada que escribe datos secuencialmente en varios discos, similar a RAID 0. Esta arquitectura es una matriz RAID 0 cuyos segmentos son matrices RAID 1 en lugar de discos individuales, por lo que una matriz de este nivel debe contener al menos 4 discos. RAID 10 combina alta tolerancia a fallos y rendimiento.

Los controladores actuales utilizan este modo de forma predeterminada para RAID 1+0. Es decir, un disco es el principal, el segundo es un espejo, los datos se leen uno por uno. Ahora podemos considerar que RAID 10 y RAID 1+0 son solo nombres diferentes para el mismo método de duplicación de disco. La afirmación de que RAID 10 es la opción más confiable para el almacenamiento de datos es errónea, ya que, a pesar de que para este nivel de RAID es posible mantener la integridad de los datos si fallan la mitad de los discos, la matriz se destruye de forma irreversible cuando fallan dos de ellos. discos si están en el mismo par reflejado.

Hay muchos artículos en Internet que describen RAID. Por ejemplo, este describe todo con gran detalle. Pero como de costumbre, no hay suficiente tiempo para leer todo, por lo que necesita algo breve para comprender: ¿es necesario o no, y qué es mejor usar en relación con el trabajo con un DBMS (InterBase, Firebird o algo más) realmente no importa). Ante tus ojos, solo un material así.

En la primera aproximación, RAID es la combinación de discos en una matriz. SATA, SAS, SCSI, SSD: no importa. Además, casi todas las placas base normales ahora admiten la capacidad de organizar SATA RAID. Repasemos la lista de qué son los RAID y por qué lo son. (Me gustaría señalar de inmediato que necesita combinar discos idénticos en RAID. Combinar discos de diferentes fabricantes, del mismo pero de diferentes tipos o de diferentes tamaños es un mimo para una persona sentada en una computadora doméstica).

RAID 0 (banda)

En términos generales, se trata de una combinación secuencial de dos (o más) discos físicos en un disco "físico". Adecuado solo para organizar grandes espacios de almacenamiento, por ejemplo, para aquellos que trabajan con edición de video. No tiene sentido mantener bases de datos en dichos discos; de hecho, incluso si su base de datos tiene un tamaño de 50 gigabytes, ¿por qué compró dos discos de 40 gigabytes cada uno y no 1 x 80 gigabytes? Lo peor de todo es que, en RAID 0, cualquier falla de uno de los discos conduce a la inoperancia total de dicho RAID, porque los datos se escriben alternativamente en ambos discos y, en consecuencia, RAID 0 no tiene forma de recuperarse en caso de fallas.

Por supuesto, RAID 0 proporciona un aumento del rendimiento debido a la creación de bandas de lectura/escritura.

RAID 0 se usa a menudo para almacenar archivos temporales.

RAID 1 (espejo)

Duplicación de disco. Si Shadow en IB/FB es una duplicación de software (consulte Operations Guide.pdf), entonces RAID 1 es una duplicación de hardware y nada más. Ahórrese el uso de la duplicación de software mediante el sistema operativo o el software de terceros. Es necesario o "hierro" RAID 1, o sombra.

En caso de falla, verifique cuidadosamente qué unidad ha fallado. El caso más común de pérdida de datos en RAID 1 son las acciones incorrectas durante la recuperación (el disco incorrecto se especifica como "completo").

En cuanto al rendimiento, al escribir la ganancia es 0, al leer es posible hasta 1,5 veces, ya que la lectura se puede hacer "en paralelo" (a su vez desde diferentes discos). Para bases de datos, la aceleración es pequeña, mientras que con acceso paralelo a diferentes (!) Partes (archivos) del disco, la aceleración será absolutamente precisa.

RAID 1+0

Por RAID 1+0 se refieren a la variante de RAID 10, cuando dos RAID 1 se combinan en RAID 0. La variante cuando dos RAID 0 se combinan en RAID 1 se llama RAID 0+1, y "fuera" es el mismo RAID 10 .

RAID 2-3-4

Estos RAID son raros ya que usan códigos Hamming o bloqueo de bytes + sumas de verificación, etc. pero el resumen general es que estos RAID solo brindan confiabilidad, con 0 ganancias de rendimiento y, a veces, incluso su deterioro.

RAID 5

Requiere al menos 3 discos. Los datos de paridad se distribuyen en todas las unidades de la matriz

Suele decirse que "RAID5 utiliza acceso a disco independiente, por lo que las solicitudes discos diferentes se puede ejecutar en paralelo". Debe tenerse en cuenta que, por supuesto, estamos hablando de solicitudes de E / S paralelas. Si dichas solicitudes son secuenciales (en SuperServer), entonces, por supuesto, no obtendrá el efecto de paralelizar el acceso en RAID 5. Por supuesto, RAID5 aumentará el rendimiento si el sistema operativo y otras aplicaciones funcionan con la matriz (por ejemplo, contendrá memoria virtual, TEMPERATURA, etc.).

En general, RAID 5 solía ser la matriz de discos más utilizada para trabajar con DBMS. Ahora, una matriz de este tipo también se puede organizar en discos SATA y resultará mucho más económica que en SCSI. Puedes ver los precios y controladores en los artículos
Además, debe prestar atención al volumen de discos comprados; por ejemplo, en uno de los artículos mencionados, RAID5 se ensambla a partir de 4 discos con un volumen de 34 gigabytes, mientras que el volumen del "disco" es de 103 gigabytes.

Prueba de cinco controladores SATA RAID -

Las matrices RAID se están convirtiendo cada vez más en una parte integral de computadora personal al igual que los servidores. Hay muchas razones para ello: en los últimos años discos duros Avanzó mucho en términos de tecnología: cambiaron varias interfaces de ATA / 33 a SATA 300, aumentó la cantidad de memoria caché y la tecnología de grabación perpendicular redujo drásticamente el costo de un gigabyte de espacio en disco duro. Una cosa permanece sin cambios: la confiabilidad de los discos duros. Y aunque hoy en día los fabricantes garantizan los discos duros de sobremesa hasta 5 años, y el tiempo declarado entre fallos es de hasta 136 años (1,2 millones de horas), nadie garantiza que el disco duro no vaya a fallar en ningún momento. Las investigaciones muestran que los discos duros fallan muy a menudo durante los primeros tres meses de servicio, lo que es más despreciable cuando un usuario confía tanto en un nuevo disco duro rápido.

La fiabilidad de los discos duros modernos se muestra claramente en un estudio realizado por Google. A continuación proporcionamos un gráfico de la probabilidad de falla de un disco duro en función de su vida útil y carga. Puede familiarizarse completamente con la investigación de Google y ganar pesimismo descargando el informe sobre idioma en Inglés en formato .pdf.

Probabilidad de fallo del disco duro en función de su antigüedad

Probabilidad de fallo del disco duro en función de su carga

La forma más fácil de mejorar la confiabilidad de los datos es usar una matriz RAID 1 duplicada. En este caso, dos discos duros funcionan como uno solo, duplicando el contenido del otro. Cuando instalas dos discos en RAID 1, pierdes el volumen dos veces (obtienes el volumen de un HDD), pero si alguno de ellos falla, el sistema seguirá funcionando y tendrás tiempo para Copia de reserva y sustitución de discos duros. Debo decir que la tecnología RAID 1 es tan antigua como el mundo, pero recién ahora se está generalizando más en las computadoras domésticas. Y aquí están las razones:

Los discos duros modernos son lo suficientemente baratos como para poder instalar 2 unidades de disco duro en lugar de uno de los habituales computador de casa

La mayoría de los usuarios tienen suficiente volumen y un disco duro que vale $80

Los discos duros modernos son lo suficientemente rápidos como para cambiar la velocidad por la confiabilidad.

Los discos duros modernos aún no son confiables

Por supuesto, una copia de seguridad oportuna le permite evitar gastos innecesarios para crear matrices RAID, pero hacer copias de seguridad discos duros grandes es posible, tal vez, en los mismos discos duros grandes. Además, si el disco principal falla, dedicará tiempo a restaurar los datos del archivo. El uso de RAID 1 no libera de ninguna manera al usuario de crear copias de seguridad, porque. el arreglo aún permanece desprotegido contra acciones del usuario y fallas de software (virus, ataques de hackers etc.), pero en caso de falla de uno de los discos duros protegidos, la computadora continuará trabajando en el segundo HDD.

Pero aún no todas las placas base admiten RAID. Si tiene una placa base de este tipo, si la placa ya carece de puertos para conectar un par de unidades más, o si desea usar un controlador para poder actualizar fácilmente la placa base, tendrá que elegir un modelo de controlador RAID.

RAID 1: la elección óptima para el hogar

Convencionalmente, los controladores RAID se pueden dividir en dos tipos: totalmente de hardware y controladores de host, semi-software. Los primeros se distinguen por la presencia de su propio procesador, con una frecuencia de hasta 800 MHz (e incluso más en el futuro), que asume toda la carga del mantenimiento de la matriz. La potencia de este procesador es demandada en arreglos RAID 5, RAID 50, RAID 6 y RAID 60. Este no es nuestro caso. controladores RAID para uso doméstico, por regla general, tienen 2 o 4 puertos. Esto le permite construir arreglos de nivel 0, 1, 10 y 5 en ellos, los dos últimos en controladores de 4 puertos. Considere por qué descartamos todos menos uno de los tipos.

RAID 0: conecta discos duros en un circuito en serie. Si alguno de ellos se rompe, pierde datos en la matriz. Con cada agregado a la matriz disco duro, la confiabilidad de la solución disminuye. Una matriz RAID 0 es la mitad de fiable que un disco duro 1.

RAID 10: conecta cuatro discos duros: dos en serie y dos en paralelo. Se considera confiable, como RAID 1, pero requiere 4 discos. Como resultado, obtiene un volumen igual a la suma de dos HDD. ¿Pero es realmente tan confiable? Si dos cadenas en serie de dos discos duros funcionan en paralelo, ¿qué tan confiable es? RAID 10 permite que dos unidades fallen. Con su estructura A1B1+A2B2, soporta las siguientes combinaciones de averías: A1, B1, A2, B2, A1B1, A1B2, A2B1, A2B2. Pero quedan dos combinaciones mortales: A1A2 y B1B2, así como cualquier fallo de 3 discos. La probabilidad de que dos unidades A1A2 o B1B2 fallen al mismo tiempo es el doble que si la matriz constara de dos unidades. Por tanto, la paranoia triunfa, y abandonamos RAID 10.

RAID 5: requiere mucha potencia de procesamiento, un mínimo de tres unidades y, al mismo tiempo, puede soportar la falla de una sola unidad. Dando una ventaja en volumen, tiende a "desmoronarse", especialmente en controladores semi-software. Es una tecnología demasiado compleja como para confiar en un controlador de $50. Quizás haya miles de ejemplos de implementación exitosa de RAID 5 confiable en controladores baratos, pero la misma cantidad de mensajes en los foros que gritan "guarde, RAID 5 se derrumbó" es suficiente para la paranoia.

Resulta que la matriz económica más simple y confiable es RAID 1. Su implementación no requiere tantos recursos como RAID 5. Se puede implementar en dos discos. No requiere reestructurar la estructura del disco, en cuyo caso, el disco duro puede extraerse del conjunto y conectarse directamente a la placa base, incluso a otra computadora. Todos los controladores RAID admiten RAID 1 y, a veces, estas soluciones son varias veces más baratas que un disco duro.

Pero al crear RAID 1, debemos estar preparados para el hecho de que la velocidad de la matriz disminuirá en comparación con un solo disco, la carga de la CPU aumentará y el volumen de la matriz será igual al volumen de uno de los dos unidades de disco duro.

Si busca en las listas de precios de las tiendas de informática en busca de controladores RAID, encontrará que difícilmente puede encontrar las buenas y antiguas soluciones HighPoint, Adaptec e incluso Promise. Nuevo mundo trajo cambios, y ahora tenemos marcas como Orient, Tekram y STLab.

Probamos los siguientes modelos de controlador RAID:

Oriente S-822R (SiI3112), PCI, 2x SATA

Tekram TR-824 (SiI 3114), PCI, 4xSATA

Oriente V-802R (VIA VT6421A), PCI, 2xSATA, 1xPATA

Oriente S3132 RAID (SiI3132), PCI-Express 1x, 2+2 SATA

STLab A-341 (SiI3132), PCI Express 1x, 2x SATA + 2x E-SATA

Cuatro controladores en chips Silicon Image, uno, en un chip VIA, tres, con una interfaz PCI, dos, con un PCI Express 1x más nuevo. Y solo tendremos la oportunidad de comprobar cómo el nuevo bus PCI Express 1x ofrece ventajas sobre PCI 2.3.

Todos los controladores tienen su propio BIOS y le permiten arrancar desde una matriz RAID

Todos los controladores vienen con cables. Serial ATA

Todos los controladores se suministran con adaptadores de corriente PCPlug-SATA

Todos los controladores admiten el modo JBOD, que permite utilizar los discos duros de uno en uno, sin organizar una matriz RAID

Ninguno de los controladores tiene una barra de perfil bajo para la instalación en cajas de perfil bajo.

Configuración de prueba:

Intel Pentium D 820 (2,8 GHz)

2x512 Mb DDR2 PC5300

• 2xSamsung HD161HJ 160Gb

Para la prueba, tomamos dos discos duros Samsung HD161HJ. Estos discos tienen una capacidad de 160 GB, caché de 8 MB, interfaz SATA 300 y velocidad de giro de 7200 rpm. Es compatible con NCQ, que mostrará beneficios al trabajar con controladores compatibles con Native Command Queing. En general, un disco ordinario, moderno y económico. Durante la prueba, el disco duro se formateó en NTFS con un tamaño de sector de 64Kb.

Para cada dispositivo, daremos los resultados de la prueba y luego resumiremos la comparación final. Esto es lo que mostró un disco duro Samsung HD161HJ en las pruebas CrystalMark 2.1, HDTach 2.61, SiSoft Sandra XII y PCMark05. Haga clic en el diagrama para ampliar.

Los interesados ​​pueden ver los resultados de un disco y pasaremos al primer controlador RAID, Orient S-822R.

Oriente S-822R

Tenemos ante nosotros un controlador RAID Serial ATA de dos canales basado en el chip Silicon Image SiI3112. Tablero rojo de perfil bajo con barra de metal estándar. A un costo promedio 19$ , esta es una solución muy común para aquellos que necesitan un controlador RAID con una interfaz PCI.

Este es un chip bastante antiguo, admite el estándar Serial ATA 1.5 Gbps (SATA 150), por lo que los discos duros modernos con interfaz SATA 300 deben cambiarse a Modo SATA 150. En algunos discos, esto se hace mediante puentes, en algunos, mediante programación, automáticamente. En nuestro caso, no fue necesario cambiar la interfaz del disco duro, todo funcionó automáticamente.

El chip Silicon Image SiI3112 admite la interfaz PCI de 32 bits/66 MHz, lo que le permite transferir datos al puente sur hasta 266 Mb/s, por supuesto, si la placa base admite este modo de bus PCI.

La placa tiene un chip ST39SF010A, una EEPROM Flash regrabable con una capacidad de 1 Mbit. Con las tendencias actuales de instalar chips no regrabables en los controladores, la placa Orient S-822R parece preferible.

Desde el BIOS del controlador, puede crear una matriz RAID de nivel 0 o 1, y es posible guardar datos en el primer disco. También puede formatear discos a un nivel bajo en caso de malos sectores, así como la reconstrucción de la matriz. Carece, quizás, de la función de verificar la correspondencia de los discos en el arreglo. Si la matriz se destruyó, después de insertar un nuevo disco, la reconstrucción se realiza en segundo plano sin interferir con su trabajo.

Crear una matriz RAID 1 sin almacenar datos en discos, por ejemplo, en computadoras nuevas, toma solo un par de segundos. Después de eso, puede trabajar con la unidad lógica.

Dado el bajo costo y la capacidad de flashear el BIOS, este es el controlador RAID más probable para 2 unidades SATA en una computadora doméstica. Y el siguiente modelo es una continuación lógica del anterior.

Tekram TR-824

El controlador de una marca conocida se basa en el chip Silicon Image SiI3114 y admite hasta 4 discos duros con interfaz SATA. Debido a la compatibilidad con cuatro discos, le permite crear matrices de RAID 0, RAID 1, RAID 10 y RAID 5. Este controlador también tiene una compatibilidad limitada con unidades SATA 150 y también es compatible con PCI de 32 bits/ autobús de 66 MHz.

El soporte para hasta cuatro discos le permite crear configuraciones con discos de "intercambio en caliente", Hot Spare, que están inactivos en la computadora hasta que falla una de las unidades en la matriz RAID. Tan pronto como esto sucede, la unidad de repuesto dinámico se conecta a la matriz en lugar de la rota, después de lo cual se reconstruye la matriz. Hot Spare se usa activamente en configuraciones de varios discos, en matrices RAID 5 y RAID 6, donde después de la falla de un disco duro, la carga en los restantes aumenta considerablemente, lo que puede provocar su falla.

En casa, el tiempo de funcionamiento de una matriz RAID en un estado degradado no es tan importante como en los servidores, y ya hemos considerado las razones por las que rechazamos RAID 5. Y para RAID 1, los discos intercambiables en caliente son relevantes solo cuando el usuario se preocupa más por los datos (léase trastorno paranoico).

Pero la capacidad de construir RAID 10 o conectar cuatro unidades puede ser necesaria para aquellos usuarios que necesitan un mayor rendimiento del sistema de disco con mayor confiabilidad que RAID 0, y que están listos para instalar 4 unidades de disco duro en una computadora para esto.

El controlador Tekram TR-824 tiene conectores para conectar cuatro indicadores LED, además los indicadores están instalados debajo de cada puerto S-ATA. Esto es muy conveniente, ya que no todos los controladores RAID de nivel de entrada harán que el indicador HDD en la carcasa de su computadora parpadee.

El controlador tiene un chip de memoria flash Winbond flashable, cuya modificación exacta no se pudo leer: la etiqueta borró todas las inscripciones.

La compatibilidad con 4 canales hace que este controlador sea el más caro de nuestra comparación: 45$ . Y para darse cuenta de sus ventajas, tendrá que gastar el doble en discos duros: no todos los usuarios están dispuestos a invertir tanto en el subsistema de disco de la computadora.

El siguiente controlador también le permite conectar 4 unidades, pero es más interesante para aquellos que tienen discos duros SATA e IDE instalados en el sistema.

Oriente V-802R

Los chips VIA rara vez se usan en los controladores RAID, pero le permiten crear soluciones universales para conectar IDE antiguos y nuevos. unidades SATA. Un ejemplo sorprendente de esto es el controlador Orient V-802R basado en el chip VIA Vectro VT6421A. Este controlador RAID tiene dos puertos SATA 150 y un puerto ATA133/100/66.

Y aunque no puede combinar discos duros SATA e IDE en una matriz RAID, este controlador es muy útil para aquellos que no tienen dónde conectar discos duros antiguos. De hecho, las placas base modernas suelen tener un solo conector IDE para conectar unidades de DVD.

El controlador Orient V-802R también es compatible con el bus PCI 2x, lo que proporciona velocidades de transferencia de datos de hasta 266 Mb/s en placas base compatibles.

La placa tiene un chip flash recargable WinBond W49V002AP, por lo que puede cargar actualizaciones en la EEPROM si es necesario.

El BIOS del controlador tiene una función creación automática matriz, que salvará al usuario de gestos innecesarios. Aunque el proceso de combinar discos en arreglos no es difícil de llamar lenguaje, es difícil para nosotros decir si es más fácil para los chips VIA o Silicon Image.

Por supuesto, la compatibilidad con unidades antiguas es buena, pero cuando un controlador para 2 dispositivos SATA y 2 dispositivos IDE cuesta solo 14$ - esto está bien, pero el progreso no se detiene, y para aquellos que buscan un controlador RAID para una computadora moderna, los siguientes dos modelos.

Orient S3132 RAID y STLab A-341

Estos dos controladores RAID son un ejemplo de un enfoque moderno para el desarrollo de dispositivos. En primer lugar, utilizan el chip Silicon Image SiI3132 más moderno y, en segundo lugar, tienen una interfaz PCI Express 1x, por lo que habrá algo para usar puertos en la placa base que todavía tienen poca demanda. En tercer lugar, son tan compactos que afectan menos al flujo de aire de la carcasa que otros. Y al final son parecidos, como hermanos gemelos, pero encontraremos diferencias en ellos.

El chip Silicin Image SiI3132 admite dos dispositivos SerialATA 300 en un lado y un bus PCI Express 1x en el otro lado, lo que proporciona tasas de transferencia de bus de interfaz de hasta 2,5 Gb/s (312 Mb/s). Esta ya es una aplicación seria para las matrices RAID modernas que no están limitadas en velocidad por una interfaz lenta. Este chip es compatible con NCQ, lo que lo coloca en una mejor posición cuando se utilizan discos que admiten esta tecnología.

Ante nosotros hay dos controladores construidos sobre el diseño de referencia: a la izquierda, STLab A-341, a la derecha, Orient S3132 RAID. Exteriormente son muy similares, y como podéis ver en las fotografías, cada placa tiene cuatro puertos: dos externos y dos internos.

Dado que el chip SiI3132 solo admite dos dispositivos SATA 300, puede usar solo la mitad de los puertos en la placa, cuáles, externos o internos, configura con puentes.

Además, los puertos externos del controlador STLab A-341 corresponden al estándar ESATA para conectar discos duros externos con esta interfaz, mientras que el Orient SiI3132 RAID tiene puertos SATA ordinarios disponibles desde el exterior, a los que se pueden conectar dispositivos ESATA solo a través de un adaptador comprado por separado.

El controlador STLab A-341 tiene instalado un chip EON EN29LV040A FLASH, que se puede bloquear para escribir o borrar, de modo que el usuario no pueda comprar un controlador SATA similar más económico sin soporte RAID y agregarlo actualizando el BIOS. En nuestro caso, solo había un BIOS bloqueado: el programa se negó a actualizarlo. La placa RAID Orient S3132 tiene un chip flash Winbond W27E010P, que no tiene esa protección, lo que definitivamente es bueno, porque. en caso de salida nuevo firmware para el controlador, se puede actualizar.

El BIOS de los controladores es el mismo y es idéntico al utilizado en el Orient S-822R. Le permite crear RAID 1, RAID 0 y JBOD. En realidad, como se mencionó anteriormente.

Los controladores se instalan en el sistema de la misma manera, la interfaz PCI Express 1x no afecta el proceso de instalación de ninguna manera: puede iniciar el sistema desde una matriz integrada en este controlador. si solo en Sistema operativo se han instalado los controladores.

El controlador STLab A-341 se vende al por menor por aproximadamente 23$ , mientras que el modelo Orient S3132 RAID es aproximadamente 21$ . En consecuencia, si no hay necesidad de usar dispositivos eSATA externos y la placa se toma específicamente para RAID 1 doméstico, ¿es necesario pagar más?

Resultados de la prueba RAID de Orient S3132:

Resultados de la prueba STLab A-341:

Bueno, hemos revisado y probado todos los controladores, ahora es el momento de reunir todos los resultados y sacar conclusiones.

Resultados de la prueba

Entonces, antes de resumir los resultados en diagramas generales, recordemos una vez más nuestra configuración de prueba.

Configuración de prueba:

Intel Pentium D 820 (2,8 GHz)

2x512 Mb DDR2 PC5300

• Windows XP SP2 en Maxtor DiamondMax 9 80Gb

  2xSamsung HD161HJ 160Gb

En el modo de prueba de un disco duro, el disco duro se conectó al puerto SATA del puente sur de la placa base.

Marca de disco de cristal

En la prueba CrystalDisk Mark 2.1, se utilizaron las configuraciones predeterminadas: el tamaño de la tabla de prueba es de 50 MB, 5 ejecuciones de cada prueba.

La primera prueba da muy resultados interesantes- en los controladores STLab A-341 y Orient S3132, la escritura secuencial da mejores resultados que la lectura secuencial. Dado que en cualquier caso la grabación no supera la velocidad de un solo disco, podemos decir con confianza que el algoritmo de grabación está muy bien depurado. Pero al leer, ganan los controladores Orient V-802R basados ​​en el chip VIA y Orient S-822R basados ​​en el chip Silicon Image S3112.

En caso de escritura accidental, se repite la situación con los controladores PCI Express, pero la solución en el chip VIA ya no ofrece ninguna ventaja.

A medida que disminuye el tamaño del bloque, la situación con los controladores se vuelve más lineal y la diferencia en las lecturas se puede atribuir al error de medición. Podemos decir que aquí RAID 1 no afecta la velocidad del subsistema del disco de ninguna manera.

Tacómetro HD 2.61

La prueba HDTach 2.61 es interesante, en primer lugar, por sus diagramas, que ya podías ver en nuestra descripción de cada controlador. Aquí presentamos los valores mínimo, máximo y promedio.

Curiosamente, es una sola unidad que muestra el valor de velocidad mínima, el controlador en el chip VIA lo supera ligeramente. Pero si consideramos los valores promedio al leer, entonces todos los controladores tienen aproximadamente la misma velocidad.

Al grabar, los controladores con la interfaz PCI Express nuevamente muestran los mejores resultados. Ganan alrededor del 10% del resto y pierden la misma cantidad con un disco. Pero su velocidad de escritura mínima es el doble que la de un solo disco. Y el Orient V-802R definitivamente parece un extraño en esta prueba, el Tekram de 4 puertos no está lejos de eso.

Dado que el tiempo de acceso aleatorio de los controladores difiere en términos de error, es interesante observar la carga del procesador. Como muestra HDTach 2.61, la mayoría de los controladores no cargan mucho el sistema. Y solo los conductores de VIA son más glotones. Os recuerdo que nuestro procesador es un Pentium D 820 con una frecuencia de 2,8 GHz.

SiSoft Sandra XII

La prueba de Sandra debería mostrarnos explícitamente las limitaciones de la interfaz al usar el almacenamiento en búfer.

Sí, la lectura en búfer muestra la ventaja del bus PCI Express 1x sobre el obsoleto PCI. Pero las lecturas secuenciales y aleatorias muestran aproximadamente los mismos resultados para todas las configuraciones de prueba.

En las pruebas de escritura, solo podemos notar las ventajas de los controladores Orient S3132 RAID y STLab A-341 sobre los demás. El controlador Orient V-802R nuevamente muestra los resultados más bajos.

Pero el hecho de que el tiempo de acceso en los controladores RAID resulte ser menor que en un solo disco indica una implementación competente del trabajo con dos discos. Y nuevamente, Silicon Image SiI3132 gana, mientras que VIA VT6421A pierde. Y el controlador Orient S-822R muestra un tiempo de acceso bajo por segunda vez. Aparentemente, está en el firmware.

PCMark05

La prueba PCMark05 es más interesante para los usuarios domésticos, ya que al trabajar con el subsistema de disco, muestra los resultados del trabajo en tareas reales: Arranque de Windows XP, inicio del programa, etc. Veamos qué da RAID 1 aquí.

En pruebas que emulan tareas reales, RAID 1 muestra sus ventajas sobre una sola unidad. Quizás porque el controlador admite NCQ o lee información de dos discos a la vez. También es interesante que el Tekram TR-824 se vea muy débil aquí.

Y el último diagrama confirma completamente todas las conclusiones anteriores.

conclusiones

Si decide que los datos almacenados en su computadora son más costosos que un segundo disco duro y un controlador RAID, entonces debe protegerse instalando una matriz RAID 1. Como descubrimos, es simple, rápido, económico y usted está Garantizado para sacrificar sólo el espacio en disco del sistema, y ​​la velocidad puede ser incluso mayor que la de un solo disco duro. Lo principal es no cometer un error con la elección de un controlador RAID.

Entre los controladores que probamos, las soluciones basadas en el chip Silicon Image SiI3132 demostraron ser las mejores. Esta es una solución moderna que admite interfaz SATA 300, NCQ y bus PCI Express 1x. El modelo RAID Orient S3132 basado en este chip ganó en la mayoría de los textos. Dado que estamos seleccionando un controlador para una matriz RAID que brinde una mayor confiabilidad, no nos importa que pueda cambiar los puertos de interno a externo. Más importante aún, esta placa tiene un BIOS flashable normal que permitirá futuras actualizaciones de firmware del controlador.

Por su bajo costo, el Orient S3132 RAID es La mejor decision para la computadora doméstica moderna.

Si necesita usar unidades IDE antiguas y unidades S-ATA, entonces el controlador Orient V-802R será una excelente compra. Aunque no mostró récords de velocidad, brinda la versatilidad necesaria y el soporte para cuatro dispositivos.

Tekram TR-824 no demostró ser tan digno en las pruebas como se esperaba. Vale la pena comprar este modelo solo si decide instalar una matriz RAID 10 o RAID 1 + Hot Spare. Es decir, para más de dos discos duros. En nuestra pregunta específica de crear RAID 1, este es un claro extraño: el precio es alto y la velocidad en todas partes, excepto en la prueba con el búfer en Sandra XII, no coincide con el costo.

Orient S-822R es una opción extraña. Para computadoras más antiguas sin PCI Express y SATA, donde necesita instalar nuevos discos duros, el V-802R más asequible, que también tiene soporte IDE, es más adecuado. Para las computadoras lanzadas en los últimos años, el modelo RAID S3132 es más adecuado. A menos que, cuando claramente no se necesita un puerto IDE, pero no hay PCI Express en la placa base.

Cualquiera que sea el controlador que elija, recuerde que a menudo instalamos discos duros del mismo lote en una matriz RAID 1, funcionan en las mismas condiciones y con la misma carga. Por lo tanto, si falla un disco duro, será necesario reemplazar ambos: la probabilidad de que el segundo disco duro se rompa es muy alta. Pero lo más probable es que tenga tiempo para guardar los datos y reconstruir la matriz en discos nuevos, evitando perder sus fotos favoritas y molestias innecesarias. Sea como fuere, no olvides hacer copias de seguridad, porque nadie está inmune a las malas circunstancias.

Agradecemos a Elena Nikolaeva, jefa del departamento de marketing de Orient, por proporcionar el equipo.

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03/03.2008