Bør du satse på RAID?

Intel, Nvidia og VIA har alle integrert støtte for RAID i mange av sine brikkesett. Spesielt for hovedkortene man får kjøpt i løssalg har mange muligheter for RAID. Flere har også en ekstra RAID-kontroller i tillegg til den i brikkesettet. Er et RAID 0/1-oppsett noe for deg?

RAID står for «Redundant Array of Independent Drives», det begynner å bli rundt 3-4 år siden at vanlige PCer begynte til en viss grad å få støtte for dette – da gjennom hovedkort mer rettet mot entusiaster. Som sagt er det i dag integrert støtte for det i mange brikkesett, og flere PC-produsenter, bl.a. Dell, gir mulighet for å levere maskiner satt opp med RAID.

De aller største diskene på markedet har høyere pris per gigabyte enn de mellomstore. F.eks. er prisen av én 400 GB harddisk mer enn tre ganger så høy som for en 200 GB harddisk. Altså vil man kunne kjøpe tre harddisker, og få 600 GB lagringskapasitet, og ennå litt penger igjen. I et RAID-oppsett vil man kunne gjøre konfigurasjoner som gir økt ytelse eller økt datasikkerhet.

Det skal nevnes at selv om man ikke vil kjøre med en RAID-konfigurasjon vil enkeltvis mindre disker kunne ha flere fordeler. En ting er feil. Skulle en harddisk her gå i stykker vil det ikke påvirke dataene på alle diskene. Ytelsen ved bruk av flere disker vil i en del situasjoner også kunne være bedre ved flere individuelle disker enn ved en stor – f.eks. når parallelle diskoperasjoner skal utføres så vil to individuelle harddisker kunne gjøre disse uavhengig av hverandre.

Flere harddisker gir også ulemper, og da hovedsakelig støy. Nå er imidlertid harddisker gjerne ikke det største problemet støymessig i nye PCer, men er man opptatt av lavest mulig støynivå kan det å begrense antall disker være en fordel.

RAID 0 er løsningen som kan virke mest «fristende» for de fleste – ved å benytte to eller flere harddisker økes skrive- og leseytelsen gjennom at dataene spres over diskene. F.eks. i en RAID 0-konfigurasjon med to disker konfigurert med 64 kB pakker vil en fil på 256 kB bli fordelt i fire deler, derav to mot hver disk. Skrivingen av pakkene vil skje parallelt.

R-en i RAID står for Redundant – dette stemmer imidlertid ikke for RAID 0, der det er ingen forbedringer for feiltoleransen. Det er faktisk heller motsatt, da man med RAID 0 tildels kan bli mer sårbar for feil. Skulle den ene harddisken gå i stykker vil dataene som ligger på de andre være ubrukelige. Det er også et mer komplisert oppsett enn å kjøre med uavhengige disker, og dermed kan sjansene for ikke-fysiske feil også bli noe større. Med en normalt god sikkerhetskopieringsstrategi bør det imidlertid ikke være noe problem.

En del velger også å kjøre systemet og en del programvare fra en uavhengig disk, og videre ha disker i RAID 0 i tillegg – da spesielt for de data og programmer som krever den ekstra diskytelsen.

RAID 1 vil si speiling – dvs. at man har to eller flere harddisker med samme innhold. Skulle en harddisk gå i stykker vil en annen kunne ta over og maskinen fungere som normalt igjen.

RAID 1 gir ingen forbedringer for skriveytelsen, men ved lesing kan data hentes fra begge diskene, og dermed økes leseytelsen – hvor effektiv forbedringen avhenger av kontrolleren, og for mange blir det ikke ytelsesforbedring.

Man skal huske at RAID 1 ikke er noen erstatning for sikkerhetskopiering. Det eneste RAID 1 gjør er å øke feiltoleransen i forbindelse med fysiske diskfeil. Om man f.eks. skulle få et virus eller krasj som skader/sletter filer vil data slettes fra alle disker i RAID-oppsettet.

Med to harddisker i et RAID 1-oppsett vil man effektivt kunne få halvparten av total diskkapasitet tilgjengelig pga. samme innholdet legges på begge diskene. For at RAID 1 skal rettferdiggjøres må det gjerne være fordi man er helt avhengig av å ha PCen oppe å kjøre. Og i tilfelle krasj ønsker man ikke å bruke tid på skaffe en ny harddisk der operativsystem og programvare legges inn på nytt, samt data hentes fra sikkerhetskopier eller evt. legger inn en sikkerhetskopi som har både operativsystem, programmer og data.

Mange av hovedkortene og rimeligere kontrollerkortene støtter også RAID 0+1, altså en kombinasjon av RAID 0 og 1. Det finnes flere RAID-varianter som i praksis blir omtrent det samme som RAID 0+1, f.eks. RAID 10.

RAID 0+1 krever fire harddisker, og tilgjengelig kapasitet blir halvparten av den totale diskkapasiteten. Med at såpass mange disker kreves blir ikke RAID 0+1 noe som er aktuelt for de fleste, med mindre man ikke er villig til å betale ekstra for forbedret ytelse samtidig som man får bedre feiltoleranse. Man skal huske at fire harddisker også er med på å øke støynivået til maskinen.

Det er få hovedkort som i dag har støtte for RAID 5, men så vidt vi vet vil både Intel og VIA snart ha brikkesett med støtte for teknologien. RAID 5 baserer seg på bruk av distribuert paritetsdata for å gi bedre feiltoleranse. Paritetsdataene spres over de andre diskene i systemet, og skulle en disk slutte å fungere, vil det være mulig å bygge denne opp ved hjelp av paritetsdataene. RAID 5 gir en økning av leseytelsen, men skriveytelsen kan være svært avhengig av bl.a. kontrolleren fordi det kreves en del prosessering i henhold til paritetsdataene, og for at ekstra data skal skrives – dette kan redusere skriveytelsen.

RAID 5 krever minst tre harddisker. Den totale kapasiteten vil være antall harddisker x størrelse på harddiskene - 1. F.eks. med 4 x 120 GB vil total kapasitet være 360 GB.

Vi hadde for en tid tilbake en artikkel på Intels Matrix Storage Technology – denne finner man her. Kort oppsummert tilbyr denne teknologien muligheten til å kjøre en kombinasjon av RAID 0 og RAID 1 med kun to harddisker, mens at teknologier som RAID 0+1/10 krever fire harddisker. Poenget er at det som regel ikke er store datamengder man har som er kritiske – f.eks. kan man da sette av 20 GB til dokumenter, bilder, e-post osv. Skulle man få en krasj kan programvare installeres på nytt, men man vil ha kopi av de sentrale dataene som man kanskje ikke har rukket å få med i siste sikkerhetskopi.

Vår testmaskin var utstyrt med Intels eget 925X-hovedkort med ICH6R-brikken som har støtte for RAID 0 og 1 med Serial ATA. Vi benyttet to Maxtor MaxLine III 250 GB Serial ATA-harddisker med støtte for Native Command Queuing og 16 MB buffer. Som operativsystem benyttet vi Windows XP Pro m/SP2.

Med RAID 0 ble all kapasitet for diskene tatt i bruk, og en systempartisjon på 100 GB ble opprettet. All programvare ble installert på denne. Det ble også opprettet en partisjon på ca. 140 GB og en på 240 GB. For løsning med to separate disker uten RAID og løsning med RAID 1 ble det også opprettet en 100 GB systempartisjon og videre en 140 GB-partisjon. Etter at all programvare var installert benyttet vi Diskeeper 9 for defragmentering.

I tillegg til testresultater fra benchmarkprogrammene, og for operasjoner utført med de andre programmene, kjørte vi flere filoperasjoner direkte i Windows.

Ytelsen

Filbehanding med WinRAR har svært store forbedringer med RAID 0 i våre tester - i noen tilfeller rundt en fordobling, i andre tilfeller en flerdobling av ytelsen.

PCMark2004 gjør forskjellige typer simuleringer av virkelige oppgaver. Programmet benytter teknologi fra Intel der man har «gjort opptak» av operasjoner utført.

Totalt kommer RAID 0-konfigurasjonen best ut, men mye av forskjellen i totalgevinsten kommer fra filkopieringstesten. For oppstart av Windows og applikasjoner er enkeltdisken raskere -- noen stor forskjell er det ikke.

FC-Test baserer seg på mønster av virkelige filer delt inn i sett -- møster tatt av en mengde installasjonsfiler (en del store, noen små), ISO-filer (store filer), MP3-filer (middels store), programfiler (blanding, en del små, en del relativt små) og Windows (mange små, en del relativt små).

Programmet genererer først filene på disk. Videre har vi valgt at det skal tas en kopi av filene. Kopien kjører vi til den sekundære partisjonen.

Generelt ser vi rundt en fordobling av ytelsen.

Winbench 99 v2.0 baserer seg på «opptak» diskaktivitet ved utførelse av operasjoner i standard programvare. Vi ser her at diskoperasjonene i disse applikasjonene har svært mye raskere med RAID 0.

Fra HD Tach 3.0 ser vi at sekvensiell lesehastighet er omtrent fordoblet med RAID 0 - noe som samsvarer med andre tester der store filer behandles. Når det gjelder Burst-hastigheten er også denne omtrent fordoblet, men i praksis spiller dette liten rolle.

PC Worldbench 5 baserer seg på å utføre oppgaver i standardapplikasjoner. Operasjonene utføres i tempoet en normal bruker gjerne vil gjøre det. Poenget her blir reduksjon av forsinkelser forårsaket av diskaktivitet.

Totalt er det liten forskjell -- i Nero 6 ser vi imidlertid en stor forbedring. Her er det igjen behandling av store filer som ligger bak forbedringen.

RAID 0 gir ingen ytelsesforbedring spillmessig i spill. Med Half-Life 2 ser vi imidlertid at oppstart av spill, start av nytt spill og innhenting av lagret spill får en viss forbedring - spesielt oppstarten er raskere.

Mens det var forbedringer å se i Half-Life 2 er det i Doom III omtrent ingen forskjell.

Årsaken til at oppstarten av maskinen tar lengre tid er at initialiseringen av RAID-kontrolleren tar litt tid. Vi ser ellers at filoperasjoner direkte i Windows gjerne samsvarer med det vi har sett via testprogrammer. Prosessorbelastningen er imidlertid høyere med RAID, men samtidig utføres operasjonene på langt kortere tid.

Totale virussøk bør kjøres ved jevne mellomrom, og slike tar tid. Med vårt oppsett var det imidlertid noen minutte å spare.

Sikkerhetskopiering er også operasjoner som tar lang tid. Igjen blir det her i praksis snakk om filkopiering, og tallene fra Ner BackItUp samsvarer med det vi tidligere har sett.

SiSoft Sandra 2005 baserer seg også på litt større sekvensielle operasjoner, og igjen er ytelsen omtrent fordoblet.

Hvis vi ser på ytelsestallene fra våre tester varierer det fra marginal til meget store forbedringer i ytelsen. Når det gjelder filbehandling, f.eks. i forhold til kompresjon av litt større mengder data, kopiering av filer, innlesing og skriving av litt større eller et større antall filer o.l. blir forbedringene meget gode. Man ser imidlertid også at ytelsesforbedringen er svært stor på virussøk. Vi benyttet CA eTrust, og på ett sett på ca. 100 000 filer var det ca. 30 % ytelsesforbedring. Når vi ser på ytelsen i forhold til generelle applikasjoner hadde vi i WorldBench 5, som bl.a. benytter applikasjoner som MS Office, Adobe Photoshop, Mozilla m.m. hadde vi en forbedring på 6 %. Dette er ikke all verden, og årsaken her er i basis at mange av testene ikke er slik at de får spesielle forbedringer når diskytelsen øker, men heller bl.a. prosessor og minne. Ser man videre på Winbench 99-testene som simulerer mer diskaktivitet i forhold til standardapplikasjoner, så er det tildels meget store forbedringer. Likevel, ved «vanlig applikasjonsbruk» vil man nok ikke merke de store forskjellene i de fleste tilfellene.

RAID 0 vil for mange kunne gi en hyggelig forbedring av diskytelsen, men det kan være avhengig av bruksområdene om man vil merke så mye til ytelsesforbedringen i praksis. Spesielt hvis man jobber med behandling av mye større filer vil et RAID 0-oppsett kunne vise seg svært effektivt. Vi tror i basis at en del avanserte og kravstore brukere vil ha god ytelsesmessig nytte av et RAID 0-oppsett.

Vi kan også nevne at for RAID 1 fikk vi en mer realistisk testing enn vi kunne håpe på – en av våre harddisker døde under denne testingen, men det var ikke noe problem for maskinen å starte opp med kun den andre disken, og med en ny disk koblet til fikk man mulighet for å gjenopprette RAID 1-oppsettet (noe som tar litt tid hvis det er mye data som skal overføres). Er man veldig avhengig av PCen, og vil ha den raskt opp igjen etter en diskkrasj, kan en RAID 1-løsning være aktuelt. For de fleste vil nok imidlertid bedre tradisjonell sikkerhetskopiering være mer hensiktsmessig.

Oppsett av RAID

Konfigurasjonen av et RAID-oppsett skjer gjerne ved at RAID-kontrolleren har et eget «BIOS-oppsett» i oppstarten av PCen. Man vil her kunne definere de diskene som skal være med i oppsettet, samt bl.a. blokkstørrelsen det skal leses og skrives i – hva blokkstørrelsen skal være varierer litt med bruksområdet, men gjerne er det 128 kB som anbefales for vanlige PCer som skal kjøre RAID 0. Her bør man studere dokumentasjonen fra leverandør av hovedkort/kontroller.

Når Windows 2000/XP skal installeres vil man trenge en diskett med driverne til harddiskkontrolleren. For de fleste kontrollere trenger man ikke en slik diskett med standard diskoppsett, men ved utnyttelse av RAID vil det som regel være nødvendig. Et problem her kan faktisk være at enkelte maskiner med støtte for RAID har blitt levert uten diskettstasjon. En mulighet da er såkalt «slipstreaming», der man lager en ny installasjons-CD for Windows med driverne integrert. Programvare som f.eks. nLite kan benyttes til dette.

Med enkelte løsninger har man mulighet for å «konvertere» fra en vanlig diskoppsett RAID. Hvorvidt dette er mulig varierer med kontrolleren. F.eks. med Intels brikkesett med støtte for RAID kan dette gjøres via Intels «Application Accelerator RAID-Editon»-programvare.