Promise:FastTrak66,让PC也可以RAID

产品介绍

  当人们提到磁盘阵列或RAID时,他们想到的常是SCSI RAID,现在,就在6月份,Promise 公司向我们推出了一款新型产品—命名为FastTrak66,这是第一款也是唯一的一款Ultra ATA/66 RAID卡。这比以前的RAID便宜多了;FastTrak66所能达到的数据传输率比一款Ultra ATA/66或Ultra2 SCSI硬盘的数据传输率都来得高。

  现在让我们先回顾一下Promise 公司的历史,他们是从1998开始生产此类产品的,可能在你的印象中他们的产品比较贵。到现在为止他们已经生产出了许多具有创新性的记录产品,如第一块带缓存的IDE 控制卡,第一块Ultra DMA控制卡,当然也有第一块IDE RAID卡了,这就是我们这次将要介绍的产品。

  FastTrak66分别面向两种不同的市场,一个为完全的服务器级、协同的工作站,这些是对数据要求很高的,另一方面是对追求性能的服务器市场。下面让我们来看看从其使用手册中说明的具体性能如何?

先进硬件设计
特点 好处
支持RAID 0、RAID 1、RAID 0+1 提供对驱动器性能的动增长,对性能可能自定义及从BIOS菜单中生建数据
支持Ultra DMA 4/3/2/1/0,DMA 2/1/0 从Ultra ATA/66硬盘上启动的系统其突发数据传输率可达66MB/s
支持PCI Plug-n-Play(即插即用),PCI 中断共享及和主板IDE控制器共存 容易安装,支持在一块FastTrack66卡上同时安装4个IDE硬盘。
支持双IDE控制卡 硬盘工作量在阵列成员之间被平行分布
支持IDE主总线操作 在数据传输时允许多任务这将提高CPU的效率,CPU能自由地从PCI总线与系统内存之间存取数据
从FastTrak66的BIOS上能利用FastBuild 自动菜单 提供pre-set应用特点能使桌面、服务器或A/V编辑达到最优化,具有Auto Setup选项能快速简单地建立阵列
当启动时能能显示状态与检正信息 能使用户及时发现可能发生的错误,在FastBuild上直接快速地从镜像磁盘上恢复数据
使用最近的Promise PCI Ultra ATA/66 ASIC技术 完全支持Ultra ATA/66,使数据传输率达到66MB/s及具有在高速运行上进行CRC错误检正
镜像磁盘能自动在后台进行重建数据 能在不重启时自动重新存储数据
兼容性
在本地机总线标准上兼容PCI V2.1 提供高水平的硬件兼容性
兼容PCI IDE总线标准,PCI 总线支持Windows 9x,Windows 3.5x,4.0 提供32位的I/O,IDE主总线,对可选系统性能具有Ultra ATA性能
能与主板上整合的IDE控制器共存 能对已存系统大幅提高性能
兼容Ultra ATA/66、Ultra ATA/33、EIDE及Fast ATA-2磁盘支持的Multi-word DMA 能与当前最新的IDE硬盘特点协同工作
在控制卡的BIOS上具有LBA及扩展的INT 13h 支持最大硬盘容量大于8.4GB

RAID技术简介

二、技术

      在正式讨论RAID之前,你有必要了解一下什么是RAID?现在让我们来看看RAID的真面目。如果你想使你系统的速度飞速般地提升,你可以选择RAID系统。RAID指 Redundant Array of Inexpensive Disks(廉价冗余磁盘阵列)。也就是以廉价的硬盘实现高价价硬盘才能有的高性能,以及保证数据的安全性和提高计算机系统的容错能力。在RAID的设计中它由多个硬盘驱动器组合面成,以实现硬盘存取的高速化和提高容错的能力。最近出现RAID系统几乎都换成了由多个磁盘驱动器组合而成,而且组成磁盘阵列的磁盘也不一定廉价,因此廉价冗余磁盘阵列也被改成了Redundant Array of Indenpendent(独立冗余磁盘阵列)。

      RAID有两种即为软件RAID与硬件RAID。软件RAID比硬件RAID要慢20%-30%,Windowns NT与Linuz 都支持软件RAID。软件RAID的好处就是不用买RAID控制卡,而硬件RAID需要一个给硬盘配一个独立的RAID控制卡。这个控制卡能在任何操作系统下使用。一个RAID控制卡的价格大约360$或更高

      根据速度和价格的不同,RAID又被定义为0到5级别,它们分别对不同的用途进行性能上的优化。

    RAID 0(至少要求2个硬盘)



  要求至少有2个硬盘,这两个硬盘要求是类型相同但不一定要一样,它的实现要点是通过对多个硬盘进行并行存取而提高硬盘存取速度及性能。它的工作原理与3DFX的SLI技术相似。其工作原理就是将连续的数据流分割成等量的数据块,然后依次交叉存储到多个独立的硬盘中,这样不论地在存取还是在写入数据时,系统均可同时进行并列处理,因而系列的性能也就随之而提高;但也要注意的是由于系统将一个连续数据分割成了数据块因此数据丢失的隐患被极大的提高。可以看出RAID 0 是为了追求存取数据的高速度而而将降低其安全性。

    RAID 1(至少要求2个硬盘)



  RAID 1是与RAID 0相反的系统,他极端地追求数据的安全性。实现办法就是将所有数据都完全地实时备份,因此这种做法也被称为数据冗余。具体的实现手段就是将数据同时写入2个硬盘中,以提高数据的容错能力。系统在写入任何数据时都会自动地向2个磁盘写入相同的数据,这样即使一个磁盘的数据丢失或损坏了,另一个磁盘上也有完整的数据。但这样也就牺牲了硬盘的空间及系统的性能。因此这种方法一般只用于对数据的安全性要求很高的应用场合中。

    RAID 0+1(至少要求4个硬盘)
  RAID 0+1是由RAID 0和RAID 1派生出来的一种RAID系统,也称为RAID 10,其原理就是用一部份磁盘作为RAID 0,实现在数据存取的高速度,另一部份硬盘当作RAID 2,以完全备份前一部份硬盘所存储的数据。当然这两部份磁盘数量上要求一样的!这种方法可以实现提高系统性能得同时提高数据的容错能力。但它付出的付价也是可想而知。因此一般不推荐使用这种系统。除非你对性能和容 错能力都要求很高。

    RAID 1+Spare(至少要求3个硬盘)
  此种RAID的安装与RAID 1相似但不同的在于其增加了另一块硬盘,这块扩展的可用来替换磁盘阵列中的损坏磁盘,也就是说当RAID中的硬盘有一块产生损坏或发生错误时,此extra硬盘将自动地进行数据重建以替换那块损坏的硬盘,因此而不影响系统性能,此extra硬盘必须和阵列中的几款硬盘相同大小且容量也必须相等。

    JBOD(至少要求1个硬盘)
  此种安装方法称为”Just a Bunch of Drives”,此处阵列总容量等于全部硬盘的容量相加,当你阵列中的一款硬盘容量用完时,系统会自动启动另一款硬盘来使用,这种方法与使用单个硬盘在性能上没有差别,其特点只是将数块硬盘合起来以增大容量使用而以。

安装指导

  此块FastTrak66卡很小,而且购买时会附送一本精美的用户手册,里面有详细的使用说明等,当然也有一些技术方面的东东。用户手册中还有详细的安装指导。同时还有图例等说明,可以说这是我见过的最为彻底的一本用户手册了。

      仔细阅读完了用户手册后我准备了两块硬盘,非常不辛我没能有两块一样的硬盘,我使用的两款硬盘分别为13.5GB的IBM 34GXP硬盘及10GB的Quantum EL硬盘,不过这样也好,我们以前可能见过用两款相同硬盘进行的测试,而没见过使用两款不同的硬盘进行的测试,那么此次就让我们来看看使用不同硬盘进行的评测吧^_^

      此款IBM硬盘的转速为7200RPM,且支持ATA/66,当然Quantum的那款硬盘在性能上是差点了,理论上按Promise公司所宣称的那样,使用了FastTrak66后的磁盘阵列的速度应为Quantum硬盘的两倍。

      现在开始我们的安装测试,我准备了一根40芯80针的IDE硬盘接口线,以使其全面支持Ultra ATA/66,然后在主板上找一个空的PCI插槽,将此卡插在空的PCI插槽上,接着将那两款硬盘都连到FastTrak66卡上就可以了。为了能达到最好的性能,我将两款硬盘分别连接在卡上的两个不同的通道上。

      这样物理的安装就完成了,接下来让我们来测试其性能。我使用的系统是Celeron 366@550 ,而此块FastTrak66卡的一个重要特点就是其能与主板上的IDE控制器共存(我使用的BP6就有其自己的ATA/66控制器)。启动后我进入BIOS设置(选择系统从SCSI启动选项),然后FastTrak 的BIOS就出现了。

      在开始使用此FastTrak66卡前,我必须安装此Array,安装过程也是非常简单的,在用户手册中也有其详细说明,对于一些预先定义的阵列有一些能自动设置的选项,对于不同的RAID类型其追求的目的不同:性能(RAID 0),安全(RAID 1),容量(JBOD)。为了测试在此环境下系统的性能如何,我选择RAID 0类型,至于具体的设置上没有困难的,只有一个比较容易搞乱的设置就是指定stripe block size(SBS,条纹块大小),对于商业应用推荐SBS设置为8K,对于服务器或Audio/Video(音像编辑)应用推荐SBS设置为64KB,此次测试我选择设置SBS为8KB。

      设置完了阵列后,然后开始安装操作系统,我选择安装的操作系统为Windows NT 4.0,我认为NT能在这个环境下得到产生更大的性能。^_^接下来就开始我们的benchmarks了。。。

产品评测及结论


测试平台:
CPU:双celeron 366@550
主板:Abit BP6
内存:128MB PC100 SDRAM
显卡:3DLabs Oxygen VX1 32MB
声卡:Diamond MX-300
控制卡:Promise FastTrak66
硬盘1:13GB IBM 34GXP
硬盘2:10GB Quantum EL
操作系统:Windows NT 4.0(SP6)

  首先,我将磁盘阵列设置为RAID 0,这能产生最大的性能,我使用了许多款测试软件来进行benchmark,包括Winbench 99 v1.1、Wintune 98、Clibench及直接的文件传输,为了得到基准成绩,我还测试了不使用RAID 0时单个硬盘的成绩。

  其次,你可能会疑惑RAID 卡与一个普通ATA/66卡比较起来到底那个性能上更好?好在那里?好多少呢?因此我也使用了BP6的ATA/66控制器来测试Quantum 及IBM硬盘以与使用FastTrak66卡得到的成绩进行一个比较

测试成绩

  此Winbench及CliBench的测试数据的单位都为KB/秒,测试是在系统经过分区后再进行磁盘碎片整理,没有其它应用程序在后台工作的环境下进行,为了进行数据传输测试,我使用一个20GB的Maxtor DiamondMax Plus(金钻硬盘)人为第二款硬盘,也就是说当将数据传送到RAID上时,数据是从Maxtor硬盘上传输的,当将从RAID传输来的数据时,这些数据也是传送到好块Maxtor硬盘上的。测试中传送的文件为大于700MB的文件。

Winbench 99测试 RAID Quantum IBM
普通商业磁盘性能测试 4,240 3,670 4,380
高端磁盘应用性能测试 12,100 7,510 10,000
磁盘存取时间 9.93 ms 15.4 ms 12.4 ms
磁盘CPU占用率 2.26% 1.88% 1.89%
AVS/Express 3.4 13,900 8,000 13,400
Frontpage 98 42,500 35,000 41,300
Microstation SE 16,400 11,400 16,200
Photoshop 4.0 6,770 3,930 5,460
Premiere 4.2 10,800 5,760 7,820
Sound Forge 4.0 11,800 8,240 8,710
Visual C++ 5.0 10,100 7,070 8,860

Wintune 98测试

RAID Quantum IBM
Cached Disk 221 MB/s 178 MB/s 178 MB/s
Uncached Disk 3.89 MB/s 2.95 MB/s 3.91 MB/s
CliBench测试 RAID Quantum IBM
Read Max 19,320 9624 9642
Read Average 18,826 8875 8691
Read Min 16,337 6965 6965
CPU 占用率 1% 0% 0%
Write Max 27,379 11302 21787
Write Average 25,409 10813 19154
Write Min 21,880 9110 17239
直接数据传输率测试 RAID Quantum IBM
Transfer To (write) 36 sec 93 sec 68 sec
Transfer From (read) 48 sec 83 sec 54 sec


  从上面的测试成绩中可以看出,使用了RAID后系统的性能是有大幅的提升的,特别是有些测试成绩是低速的Quantum硬盘的两倍,当然你可能也发现在有些项测试中IBM硬盘的成绩比RAID的成绩还来得高,但相比于Quantum其性能上的优势应该是非常明显的。从上面的数据你还会发现RAID系统的CPU占用率上比Quantum及IBM硬盘都为得高;看了上面的数据你应该考虑的一点就是此RAID中使用的Quantum硬盘是ATA/33的,因此整个RAID系统的性能相对低点。

  从上面的测试数据你还可能会发现IBM硬盘与Quantum硬盘间的不同,在CliBench的测试中可以看出对于Read 测试Quantum与IBM相当,可到了Write测试时,IBM硬盘的优势就明显多了。当然在Direct Transfer测试中比明显地体检到了RAID的优势,其数据传输的速率比任何一款硬盘都来得高得多。上面是使用FastTrak66卡得到的系统性能成绩,那对于使用普通ATA/66卡时,成绩又如何呢?下面让我们看看在Abit BP6 ATA/66控制器上测试得到的数据。

Winbench 99测试 Quantum IBM
普通商业磁盘性能测试 3,610 3,970
高端磁盘应用性能测试 7,470 9,550
磁盘存取时间 15.2 ms 12.3 ms
磁盘CPU占用率 1.74% 1.74%
AVS/Express 3.4 8,410 13,700
Frontpage 98 32,200 37,600
Microstation SE 12,200 16,600
Photoshop 4.0 3,920 4,900
Premiere 4.2 6,230 7,350
Sound Forge 4.0 7,130 8,900
Visual C++ 5.0 6,690 8,280

Wintune 98测试

Quantum IBM
Cached Disk 175 MB/s 178 MB/s
Uncached Disk 3 MB/s 3.38 MB/s
CliBench测试 Quantum IBM
Read Max 10,578 9,642
Read Average 10,112 8,832
Read Min 8,407 6,305
CPU 占用率 1% 0%
Write Max 12,610 19,320
Write Average 11,662 18,517
Write Min 8,393 16,410


  从上面的测试数据可以看出此两款硬盘在使用Abit BP6控制器的情况下其性能是差不了多少,当然7200RPM的IBM硬盘肯定是会比那款Quantum EL硬盘在性能上来得好点。当然从上面的数据中并不能很好地体现出每款硬盘的真正性能如何?只能说是给你一个相关性能的差别比较以及其与RAID间的性能比较。从上面还可以看出如何我们选用一块相同的IBM硬盘来代替上面的那款Quantum EL硬盘的话我想对RAID来说在性能上是有不小的提高的。

五、结论

优点:

  使用此FastTrak66组成的RAID系统从上面的测试中可以看出其优点的,使用了此RAID系统后对系统的性能应该是有不少的提升,而且我们做个假设,你购买4块13.5GB的IBM硬盘(每块大约为$135),再购买一块FastTrak66块(每块大约为$122)这样总计花费只有$662,而能得到杰出的性能及容量(总容量也就是54GB),而你如果想组装一个同样性能的SCSI系统那花费是不会低于$1000的,因此使用FastTrak66卡组成的RAID系统不仅在性能上有杰出的表现,而且在费用上也是非常有利的,可以说是物美价兼呀!

缺点:

  可以说我说不出它有什么明显的缺点,不过有一个小斑点就是其没有缓存(Cache),而通常的SCSI RAID卡都有16MB到64MB大小的数据缓存。另一点我感到遗憾的就是此次评测我没能使用两款相同的好硬盘,如果使用两块好硬盘来组建一个RAID系统我想在性能上还会有不小的提高。