Maksimer ydelsen på Microsoft Vista og Intel Matrix RAID

Hvis der nogensinde var en sort kunst i IT-verdenen, passer RAID bestemt til regningen. I dette dokument detaljerede jeg nogle RAID-ydelsesproblemer og beskriver, hvordan man maksimerer Vista's ydelse, når du bruger RAID. Jeg laver også test i den virkelige verden for at se præcist, hvad du kan forvente, når du implementerer RAID på en stationær pc. De resultater, jeg finder, og de konklusioner, jeg drager, kan overraske dig.

Oversigt

Jeg har været interesseret i RAID i flere år nu. Det var sensommeren 2006, da jeg købte to 250 GB Maxtor SATA-drev til brug i en RAID-matrix. Jeg har siden lært af den virkelige oplevelse af fordele og ulemper ved RAID 0, RAID 1, RAID 5 og Intel® Matrix RAID.

Jeg læste med interesse den skrevne skænderi mellem George Ou og Robin Harris på CNET i sommeren 2007. De diskuterede fordelene ved dataredundans for RAID på stationære pc'er. Jeg vil gerne se på RAID-problemet fra en anden vinkel - ved at bruge RAID primært til hastighed og ikke dataredundans.

Jeg vil diskutere RAID og Windows Vista på en stationær pc, selvom koncepterne gælder for alle versioner af Windows fra Windows 2000 på (for purister derude - NT 4.0 Workstation understøtter RAID 0). RAID-kapaciteterne, der er omtalt i denne artikel, vedrører specifikt Intel® Matrix RAID.

Hvis du beslutter, at RAID hører til din stationære pc, er de vigtigste overvejelser, hvilke RAID-niveau eller -niveauer, der skal implementeres, og hvilket RAID-niveau der er bedst for operativsystemet. Præcis hvordan du implementerer RAID vil have en stor indflydelse på den endelige ydelse af RAID-array og Windows Vista.

Jeg vil ikke gå ind på RAID-grundlæggende i dette blogindlæg, men hvis du vil have mere information om RAID, skal du læse " Hvad er RAID? Nogle RAID-basics ."

Bemærk: Jeg har sørget meget for at verificere nøjagtigheden af ​​oplysningerne i denne artikel, men RAID er kompliceret. Hvis du finder en fejl, skal du rapportere den i forummet.

Dette er den første af en todelt serie. Dette blogindlæg er også tilgængeligt i PDF-format i en gratis TechRepublic-download .

Behovet for hastighed

Hvad er den bedste måde at forbedre din Windows Vista-systems ydeevne på? Hvis du har en GB systemhukommelse, ville svaret være at tilføje mere hukommelse. Hvis du imidlertid allerede har to eller flere gigabyte systemhukommelse, er svaret at tackle den næste sandsynlige flaskehals i dit system. Og den flaskehals er din harddisk.

Du kan gå med en 10.000 o / min harddisk som Western Digital VelociRaptor eller et Solid-State Drive (SSD). Begge tilbyder hurtigere ydelse - til en pris af lavere kapacitet og højere omkostninger. Der er en anden mulighed takket være den store tilgængelighed af bundkort, der understøtter Intel Matrix RAID. Intel Matrix RAID tilbyder forbedret ydelse og muligheden for dataredundans som en bonus. I tilfælde af at du undrede dig over, kan du bruge 10.000 RPM-drev og SSD'er i en RAID-matrix med det advarsel, at SSD'er fra efteråret 2009 kan være problematiske og meget dyre.

Ydelsestest

Jeg har læst oplysninger på Internettet, der hævder, at et RAID 0-volumen på to drev er næsten dobbelt så hurtigt som et enkelt drev. Jeg har også læst, at ydeevne fordele ved RAID 0 striping er en myte. Jeg ville gøre nogle test for at få nogle resultater fra den virkelige verden. Testene blev kørt med og uden lydstyrke til at skrive tilbage cache aktiveret, så lad mig tage et øjeblik til at forklare, hvad lydstyrke til at skrive tilbage cache er, og hvordan det kan forbedre RAID-ydelsen, før vi kommer til testresultaterne.

Volumen tilbagebetalt cache

En funktion ved Intel Matrix RAID, der kan forbedre ydeevnen, er volumen-tilbageleveringscache (VWBC). Ikke forveksle cache-back-cache med harddiskdata-cache (se definition nedenfor).

Volumen tilbagebetalt cache bruger systemhukommelse på en lignende måde som disk cache bruges på en harddisk. Datatransput forbedres ved midlertidigt at gemme ofte anvendte datasektorer i systemhukommelsen. Cache til tilbagelevering af lydstyrke kan forbedre skrivehastighederne, især på en RAID 5-matrix. Det kan dog føre til datatab eller korruption på grund af en forkert nedlukning af systemet.

Det er bedst at have en god UPS, hvis du vil tænde cache-back-cache til ethvert RAID-niveau med datafejltolerance. Hvis din computer er tilsluttet en UPS, og der opstår strømafbrydelse, deaktiveres VWBC automatisk og midlertidigt.

Volumen tilbageleveringscache kan deaktiveres eller aktiveres for hver RAID-lydstyrke ( figur A ).

Figur A

Højreklik på lydstyrken, og klik derefter på Aktiver lydstyrke-cache-tilbage-cache i Intel Matrix Storage Manager-konsollen for at aktivere lydstyrke-tilbagecache-cache.

Intel Matrix RAID bruger også en coalescer, der kombinerer skriveanmodninger. Koalescer er aktiveret som standard og kan ikke slukkes.

Procedurer for præstationsprøvning

Tabellerne nedenfor viser de procentvise gevinster eller tab i ydelsen for fire forskellige RAID-niveauer sammenlignet med et enkelt drev.

  • Tabel A viser præstationsgevinster eller -tab med lydstyrke til at skrive tilbage cache deaktiveret.
  • Tabel B viser de samme test med lydstyrke til at skrive tilbage cache aktiveret.
  • Tabel C viser ændringerne i ydeevne, positive eller negative, når cache-back-cache er aktiveret.

Testene blev udført med Windows Vista Ultimate x64 SP2, der kørte på et enkelt drev, et to-drevs RAID 0-volumen, et to-drevs RAID 1-volumen, et tre-drevs RAID 0-volumen og et tre-drevs RAID 5-volumen. Fem forskellige systemværktøjer blev kørt i syv forskellige test ved hjælp af en applikation, jeg skrev til at starte og tidspunkt hver proces. Hvert systemværktøj læser fra og skriver til filer på RAID-niveau, der testes.

Stribestørrelser på 128 KB til RAID 0 og 64KB til RAID 5 blev anvendt. De tider, der er registreret til testen med et enkelt drev, bruges som en basislinje til at beregne de procentvise gevinster eller tab.

Hver Vista-installation inkluderede følgende applikationer - Intel Matrix Storage Manager, avast! Opdateringer af anti-virus og definition gennem 5-21-2009, Windows Automated Installation Kit og min Script Builder og Timer app. Driverne og kontrolpanelerne blev installeret til nVIDIA-grafikkortet og Realtek indbyggede HD-lyd. Der blev installeret drivere til skærmen.

Alle test blev udført på følgende system:

  • Foxconn x48 ICH9R BlackOps bundkort
  • Intel Core 2 Quad Q9650 3.0GHz CPU
  • 2 x 1 GB Corsair TWIN3X2048-1333C9 1333MHz DIMM'er
  • 3 x Samsung Spinpoint F1 HD753LJ 750 GB SATA II 7200 RPM 32MB harddiske
  • CORSAIR CMPSU-400CX 400 Watt strømforsyning
  • Samsung SH-S202G PATA WriteMaster 20X DVD-brænder
  • eVGA 256-P2-N549-TR Geforce 7600GS 256 MB GDDR2 PCI Express x16-videokort

Tiderne varierer meget fra system til system. Brug tidspunkterne i tabellerne som vejledning til at sammenligne relative tidspunkter mellem forskellige RAID-niveauer.

Tabel A

Procentdelgevinster eller -tab for fire RAID-niveauer sammenlignet med et enkelt drev. Cache for tilbagelevering af lydstyrke er deaktiveret.

Tabel B

Procentdelgevinster eller -tab for fire RAID-niveauer sammenlignet med et enkelt drev. Cache til tilbagelevering af lydstyrke er aktiveret.
konklusioner
  • Alle opgaver kører hurtigere på en RAID 0-lydstyrke.
  • Prestationsgevinster på over 10% er typiske for RAID 0.
  • Ydelsestab på mere end 10% er muligt for RAID 1 og RAID 5.

Tabel C

Procentdelgevinster eller -tab, når der tændes for cache til tilbagskrivning af lydstyrken.

Tænding af cache-back-cache bør i teorien forbedre ydelsen. Tabel C viser dårligere ydeevne for nogle processer undtagen for dem, der kører på RAID 5. Bliv ikke vildledt af cellerne for RAID 5; aktivering af VWBC forbedrede effektiviteten af ​​RAID 5-volumen, men tabel B viser, at fire af de syv testprocesser stadig tog længere tid at udføre end på et enkelt drev.

konklusioner
  • Brug af lydstyrke til at skrive tilbage cache på en RAID 0-lydstyrke kan faktisk reducere ydelsen.
  • Volumen tilbagebetalt cache kan have en betydelig positiv indvirkning på ydeevnen for RAID 1.
  • Volumen tilbagebetalt cache har den mest markante positive indvirkning på ydeevnen for RAID 5.
  • Brug lydstyrke til at skrive tilbage med omhu. En forkert lukning er sandsynligvis årsag til datakorruption, og cache-back-cache kan forårsage dårligere ydelse.

Bemærk, at den blanding af opgaver, du udfører dagligt, bestemmer dine præstationsgevinster eller -tab. Imagex- testresultaterne er en god kombination af læse / skriveanmodninger og intensiv CPU-brug. Resultaterne af xcopy og oscdimg er bedst at bruge, hvis du laver en masse læse / skrivebehandling. Formattestresultaterne giver en god forventning om de præstationsgevinster eller -tab, du skal se for opgaver, der beder en masse skrivebegivenheder til RAID-volumen. Hvis du udfører en masse skrivebeskyttede opgaver, skal du lægge større vægt på resultaterne fra findstr- testen.

Jeg udførte fire serier af tests. I den første testserie målte jeg Vista Ultimate X64 SP2 installation og opstartstid. Jeg fandt, at installationstiderne var et overraskende konsistent 24 minutter for alle undtagen RAID 5. Det tog 31 minutter at installere Vista til en RAID 5-lydstyrke. Forskellene i opstartstider, fra tænding til ur, der vises på skrivebordet, var ubetydelige for alle RAID-niveauer.

Bedste stripestørrelse til ydeevne

Stribestørrelse kan have indflydelse på ydelsen. Den bedste stripestørrelse til ydeevne er typisk mindre stripestørrelser, når du arbejder med store filer. Brugere af desktop pc'er udfører en lang række opgaver, og disse opgaver kan ændre sig over tid, så der virkelig ikke er nogen bedste stripestørrelse.

Problemet med at vælge den optimale stripestørrelse er, at stripestørrelsen indstilles, når RAID-lydstyrken oprettes og ikke kan ændres. Medmindre du har meget fritid på dine hænder, er der ingen nem måde at eksperimentere med forskellige stripestørrelser.

Den bedste mulighed til brug på skrivebordet er blot at acceptere standardstribevalgene. For RAID 0 er standard 128 KB og for RAID 5 er standardværdien 64 KB.

RAID 1 bruger ikke striping, så du behøver ikke at indstille en stripestørrelse.

Andre faktorer, der påvirker ydeevnen

Der er en række teknologier, der er udviklet til at forbedre datagennemstrømning til og fra diskdrev. Som ingeniører nogle gange vil gøre, har de brugt en alfabetssuppe med forkortelser for at navngive disse teknologier.

  • SMART: SMART står for selvovervågning, analyse og rapporteringsteknologi. Det bruges på harddiske til at rapportere drevets sundhed og status. Eventuelle datafejl, der opstår på en harddisk med SMART, gemmes og rapporteres af værktøjer, der kan læse SMART-oplysningerne. Når du kører Intel Matrix RAID, er SMART-oplysningerne til RAID-array-medlemsdrev ikke tilgængelige for OS eller værktøjer, der kan læse SMART-oplysningerne. Intel Matrix RAID-controlleren kan og kan dog læse SMART-data. Hvis der rapporteres en SMART-fejlbegivenhed til controller, får brugeren besked om, at der er opstået en SMART-begivenhed.
  • Harddiskbuffer eller cache: Harddiske har on-board hukommelse, typisk 8MB til 32MB, der bruges til at cache data, som de er skrevet til disken. Denne hukommelsesbuffer forbedrer datagennemstrømningen, men kan forårsage datakorruption, hvis der opstår en BSOD eller forkert lukning, før dataene kan skylles fra hukommelsen og skrives til disken ( figur B ).

Figur B

Højreklik på RAID-arrayvolumen i Enhedshåndtering under Diskdrev og vælg Egenskaber og fanen Politik for at deaktivere eller aktivere cache-cache til harddisk. Skrivecachen vil blive aktiveret eller deaktiveret for alle RAID-array-medlemsdrev.
  • NCQ: NCQ eller Native Command Queuing forbedrer datagennemstrømningen ved at ombestille op til 32 læse- / skriveanmodninger til drevet. Mens jeg er gennemsigtig og uafhængig af RAID-controlleren, inkluderer jeg NCQ her, fordi det kan forbedre den samlede RAID-ydelse ( figur C ).

Fig

Intel Matrix Storage Manager-konsollen viser Native Command Queuing Support og harddisk-datacache aktiveret med status af Ja eller aktiveret.
  • TLER, ERC og CCTL: TLER - Tidsbegrænset gendannelse af fejl, Western Digital; ERC - Kontrol af gendannelse af fejl, Seagate; og CCTL - tidsbegrænsning af kommando, Samsung og Hitachi

TLER, ERC og CCTL muliggør bedre håndtering af datafeil mellem diskdrevet og RAID-controlleren. Tænding af denne funktion tillader et drev at afslutte gendannelsesprocessen for datafeil, før RAID-controlleren kan droppe den fra RAID-arrayen.

Seagates ERC er kun tilgængelig på Barracuda ES og ES.2 SATA enterprise drev.

Selvom denne teknologi kan være fordelagtig på en harddisk, der kører på en server, er dens fordele på en stationær pc tvivlsomme. Det er ikke nødvendigt, når du kører Intel Matrix RAID, da et medlemsdrev ikke vil blive tabt fra matrixen, hvis der opstår en SMART-begivenhed.

Hvilket RAID-niveau er bedst til Windows Vista?

Operativsystemet er kernen i enhver aktivitet, der udføres på en pc. Hvilket RAID-niveau, du vælger at installere OS på, kan have en betydelig indflydelse på systemets ydelse.

Hvis du kører Windows Vista og overhovedet er opmærksom på LED'en, der viser diskaktivitet, vil du vide, at diskdrevene ofte er optaget, når systemet er inaktivt. Ideelt set ønsker du, at al denne baggrundsdiskaktivitet skal udføres så hurtigt som muligt, hvis kun for at reducere mængden af ​​arbejde, som medlemsdrevene skal udføre.

Windows Vista på RAID 0

Det er klart, at RAID 0 er det rigtige sted for Windows Vista, hvis du leder efter maksimal ydeevne, men hvad med en drevfejl? Er det ikke bedre at installere Windows på en RAID 1-lydstyrke, hvor dataene ikke ville gå tabt, når et drev mislykkes?

Når du kommer helt ned til det, er der ikke meget data i en typisk Windows-installation, som du ikke let kan erstatte eller konfigurere igen. Der er en relativt kort liste ( tabel D ) over, hvad der vil gå tabt, hvis en Windows-geninstallation er nødvendig på grund af en drevfejl.

Tabel D

E-mails, du muligvis modtager i Windows Mail eller din valgte e-mail-læser E-mails kan rutinemæssigt eksporteres til en RAID 1-lydstyrke. Du skal allerede have en standard backup-rutine. Det bør ikke ændres, hvis du implementerer RAID. Kopier af e-mails skal findes som en del af en rutinemæssig sikkerhedskopieringsplan.
Overførte filer, billeder, videoer, musik osv., Der muligvis er gemt i en personlig brugermappe Downloadede filer, billeder eller andre brugerspecifikke data skal også findes på sikkerhedskopien. Du kan ændre destinationsmappen for applikationer, der gemmer filer i brugerens standardmapper, eller du kan flytte de downloadede filer, billeder osv. Til RAID 1-lydstyrken, når overførslen er afsluttet.
Unikke og vigtige data indsamlet og gemt af en applikation De fleste applikationer kan installeres på en RAID 0-lydstyrke. Du kan ændre destinationsmappen for applikationer, der gemmer vigtige data, eller du kan installere disse programmer på en RAID 1-lydstyrke.
Foretrukne eller bogmærker, du muligvis har gemt i din browser Bogmærker og favoritter kan lejlighedsvist eksporteres til en fil på en RAID 1-lydstyrke og findes på sikkerhedskopien.
Tilpassede Windows-indstillinger Tilpassede Windows-indstillinger kan gendannes ret hurtigt.
Drivere og opdateringer Drivere og opdateringer kan let downloades og installeres.
Personlige oplysninger, Windows-opdateringer og tilpasninger går tabt, når du kører Vista på en RAID 0-lydstyrke, og et drev mislykkes, og hvad du kan gøre for at forhindre datatab.

Heldigvis er harddiskfejl ikke meget almindelige. Du bliver sandsynligvis nødt til at geninstallere Windows mindst en gang, før du oplever glæden ved en drevfejl - og det er det perfekte tidspunkt at finde ud af, hvor gode dine sikkerhedskopier virkelig er.

Hvis du laver noget planlægning på forhånd og er disciplineret med dine sikkerhedskopier, kan du med succes køre Windows Vista på en RAID 0-lydstyrke uden tab af personlige data.

Windows Vista på RAID 1

Intel anbefaler denne løsning. Roger Bradford fra Intel har det at sige:

"Vores holdning til RAID 1 er omkring databeskyttelse og minimering af nedetid for erhvervsmiljøer og mainstream-forbrugere, der muligvis ikke er villige til at pådrage sig den nedetid, der er forbundet med en HDD-fiasko og måske ikke har den ekspertise eller ressourcer til rådighed til hurtigt at få deres systemer op igen og kører ... I sidste ende muliggør vi valg. "

Hvis du vælger at installere Windows på en RAID 1-lydstyrke, bliver du nødt til at acceptere lidt langsommere responstider end et enkelt drev. Den største fordel ved RAID 1 er, at Windows Vista stadig indlæses efter et enkelt drevfejl.

Hvis du imidlertid ønsker maksimal ydelse, skal du ikke placere operativsystemet på en RAID 1-lydstyrke.

Windows Vista på RAID 5

Windows Vista på en RAID 5-lydstyrke er en dårlig idé, især hvis du leder efter forbedret ydelse.

Jeg begyndte oprindeligt at skrive nogle forvirrende ord om brugen af ​​RAID 5 på et skrivebord. Efter at have udført fejltest og opdaget, at de fleste gendannelsesbegivenheder kræver meget mindre tid end tiden for en fuld genopbygning, har jeg modereret min mening lidt. Jeg synes stadig ikke, at RAID 5 på en stationær pc er en god ide, men der er et par desktop-brugere, der kan drage fordel af RAID 5 - hvis de implementerer både RAID 0 og RAID 5, skal du sætte OS på RAID 0-lydstyrken, og behandle deres nye array med en lidt ekstra øm kærlig pleje. For eksempel skal du behandle din RAID 5-lydstyrke til en ny UPS.

Roger Bradford anbefaler RAID 5 til multimediecenteret til hjemmet. "HTPC-miljøet passer godt til RAID 5 på skrivebordet, da de beder om store mængder lagring og databeskyttelse."

For en fuldstændig genfortælling af mine RAID 5-forkerte fejl og mere information om, hvorfor RAID 5 muligvis er en dårlig idé på en stationær pc, skal du læse " RAID 5 på en stationær computer er ikke sådan en god ide! "

Windows Vista på Intel Matrix RAID

Næsten alle har vigtige data, som de ikke har råd til at miste. Intel Matrix RAID-løsningen tillader to RAID-volumener på kun to drev pr. RAID-matrix. For at opnå den bedste ydelse skal du overveje at oprette to RAID-bind, en stribet RAID 0-lydstyrke til OS og apps og en spejlet RAID 1-lydstyrke til alle dine vigtige data, e-mails, fotos, musik, dokumenter osv. En RAID 1-lydstyrke er det perfekte supplement til en RAID 0-lydstyrke.

RAID niveauerer resultatkortet

Sammenfattende har jeg scoret de fire RAID-niveauer baseret på ydeevne på scorekortet vist i tabel E.

Tabel E

Rangordninger fra 1 (bedst) til 5 (værst) med hensyn til ydeevnen for de fire RAID-niveauer og et enkelt drev med lydstyrke-tilbageleveringscache deaktiveret og lydstyrke-tilbage-cache aktiveret.

Den bedste forklaring på de dårlige placeringer for RAID 1 og RAID 5 er, at dataredundans har en pris, og at prisen er dårlig ydeevne.

I den anden del af denne serie diskuterer jeg, hvad der sker med din RAID-matrix, når ting går galt, og hvordan dette kan have en stor indflydelse på ydeevnen.

Forfatterens note

Jeg vil gerne takke Roger Bradford og Intel for deres hjælp og Intel Matrix RAID-ekspertise og mine forældre for gaven, der gjorde det muligt at købe tre nye harddiske og RAID 5.

TechRepublics Windows Vista og Windows 7 Report nyhedsbrev, der leveres hver fredag, tilbyder tip, nyheder og scuttbutt på Vista og Windows 7, herunder et kig på nye funktioner i den nyeste version af Windows OS.

© Copyright 2020 | mobilegn.com