Maksimer ytelsen til Microsoft Vista og Intel Matrix RAID

Hvis det noen gang var en svart kunst i verden av IT, passer RAID absolutt regningen. I dette dokumentet detaljerer jeg noen RAID-ytelsesproblemer og beskriver hvordan jeg kan maksimere Vista-ytelsen når du bruker RAID. Jeg gjør også noen virkelige tester for å se nøyaktig hva du kan forvente når du implementerer RAID på en stasjonær PC. Resultatene jeg finner og konklusjonene jeg gjør kan overraske deg.

Oversikt

Jeg har interessert meg for RAID i flere år nå. Det var sensommeren 2006 da jeg kjøpte to 250 GB Maxtor SATA-stasjoner som skal brukes i en RAID-matrise. Jeg har siden lært av den virkelige erfaringen fordeler og ulemper med RAID 0, RAID 1, RAID 5 og Intel® Matrix RAID.

Jeg leste med interesse det skrevne skumlet mellom George Ou og Robin Harris på CNET sommeren 2007. De diskuterte fordelene med dataredundans for RAID på stasjonære PC-er. Jeg vil se på RAID-problemet fra en annen vinkel - bruker RAID først og fremst for hastighet og ikke dataredundans.

Jeg vil diskutere RAID og Windows Vista på en stasjonær PC, selv om konseptene gjelder alle versjoner av Windows fra Windows 2000 på (for puristene der ute - NT 4.0 Workstation støtter RAID 0). RAID-funksjonene som er omtalt i denne artikkelen, gjelder spesifikt Intel® Matrix RAID.

Hvis du bestemmer deg for at RAID hører hjemme på din stasjonære PC, er de viktigste hensynene hvilke RAID-nivå eller -nivåer som skal implementeres, og hvilket RAID-nivå som er best for operativsystemet. Nøyaktig hvordan du implementerer RAID vil ha stor innvirkning på den endelige ytelsen til RAID-arrayen og Windows Vista.

Jeg vil ikke gå inn på RAID-grunnleggende i dette blogginnlegget, men hvis du vil ha mer informasjon om RAID, kan du lese " Hva er RAID? Noen RAID-grunnleggende ."

Merk: Jeg har lagt stor vekt på å verifisere nøyaktigheten av informasjonen i denne artikkelen, men RAID er komplisert. Hvis du finner en feil, kan du rapportere den i forumet.

Dette er den første av en todelt serie. Dette blogginnlegget er også tilgjengelig i PDF-format i en gratis nedlastning av TechRepublic .

Behovet for fart

Hva er den beste måten å forbedre ytelsen til Windows Vista-systemer på? Hvis du har en GB systemminne, vil svaret være å legge til mer minne. Hvis du imidlertid allerede har to eller flere gigabyte med systemminnet, er svaret å takle den neste sannsynlige flaskehalsen i systemet. Og den flaskehalsen er harddisken din.

Du kan gå med en harddisk på 10 000 o / min som Western Digital VelociRaptor eller en SSD (Solid-State Drive). Begge tilbyr raskere ytelse - til en pris av lavere kapasitet og høyere kostnader. Det er et annet alternativ takket være den store tilgjengeligheten til hovedkort som støtter Intel Matrix RAID. Intel Matrix RAID tilbyr forbedret ytelse og muligheten til dataredundans som en bonus. I tilfelle du lurte på det, kan du bruke 10.000 RPM-stasjoner og SSD-er i en RAID-matrise med forbehold om at SSD-er fra høsten 2009 kan være problematiske og veldig dyre.

Ytelsestesting

Jeg har lest informasjon på Internett som hevder at et to-drevs RAID 0-volum er nesten dobbelt så raskt som en enkelt stasjon. Jeg har også lest at ytelsesfordelene med RAID 0 striping er en myte. Jeg ville gjøre noen tester for å få resultater fra den virkelige verden. Testene ble kjørt med og uten volumetilbakemeldingsbuffer aktivert, så la meg ta et øyeblikk for å forklare hva volumet er å skrive tilbake cache og hvordan det kan forbedre RAID-ytelsen før vi kommer til testresultatene.

Cache for tilbakeskriving av volum

En funksjon i Intel Matrix RAID som kan forbedre ytelsen, er volumetilbakemeldingsbuffer (VWBC). Ikke forveksle cache-back-cache med harddiskdatebuffer (se definisjon nedenfor).

Cache for tilbakeskriving av volum bruker systemminne på en lignende måte som diskbuffer brukes på en harddisk. Dataoverføring forbedres ved midlertidig lagring av ofte brukte datasektorer i systemminnet. Volumet for tilbakeskrivingsbuffer kan forbedre skrivehastighetene, spesielt på en RAID 5-matrise. Det kan imidlertid føre til tap av data eller korrupsjon på grunn av feil avstengning av systemet.

Det er best å ha en god UPS hvis du vil slå på cache for tilbakemelding av volum for et hvilket som helst RAID-nivå med datafeiltoleranse. Hvis datamaskinen er koblet til en UPS og et strømbrudd oppstår, blir VWBC automatisk og midlertidig deaktivert.

Cache for tilbakeskriving av volum kan deaktiveres eller aktiveres for hvert RAID-volum ( figur A ).

Figur A

Høyreklikk på volumet, og klikk deretter på Aktiver volumeterskrivingsbuffer i Intel Matrix Storage Manager-konsollen for å slå på volumettsendingsbufferen.

Intel Matrix RAID bruker også en coalescer som kombinerer skriveforespørsler. Coalescer er aktivert som standard og kan ikke slås av.

Prosedyrer for ytelsestesting

Tabellene nedenfor viser prosentvis gevinst eller tap i ytelse for fire forskjellige RAID-nivåer sammenlignet med en enkelt stasjon.

  • Tabell A viser ytelsesgevinster eller -tap når volumetilbakemeldingsbuffer er deaktivert.
  • Tabell B viser de samme testene når volumet er tilbakeskrevet cache.
  • Tabell C viser endringene i ytelse, positive eller negative når volumet er tilbakeskrevet cache.

Testene ble utført med Windows Vista Ultimate x64 SP2 som kjørte på en enkelt stasjon, et to-drevs RAID 0-volum, et to-drevet RAID 1-volum, et tre-drevs RAID 0-volum og et tre-drevet RAID 5-volum. Fem forskjellige systemverktøy ble kjørt i syv forskjellige tester ved å bruke et program jeg skrev for å starte og tid for hver prosess. Hvert systemverktøy leser fra og skriver til filer på RAID-nivået som testes.

Stripestørrelser på 128 KB for RAID 0 og 64KB for RAID 5 ble brukt. Tidene som er registrert for testen med en enkelt stasjon, brukes som en grunnlinje for å beregne prosentvis gevinst eller tap.

Hver Vista-installasjon inkluderte følgende applikasjoner - Intel Matrix Storage Manager, avast! Antivirus- og definisjonsoppdateringer gjennom 5-21-2009, Windows Automated Installation Kit og min Script Builder og Timer-app. Driverne og kontrollpanelene ble installert for nVIDIA-grafikkortet og Realtek ombord HD-lyd. Drivere ble installert for skjermen.

Alle testene ble utført på følgende system:

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

Tidene vil variere mye fra system til system. Bruk tidene som er gitt i tabellene som en guide til å sammenligne relative tider mellom forskjellige RAID-nivåer.

Tabell A

Prosentvis gevinst eller tap for fire RAID-nivåer sammenlignet med en enkelt stasjon. Cache for tilbakeskriving av volum deaktivert.

Tabell B

Prosentvis gevinst eller tap for fire RAID-nivåer sammenlignet med en enkelt stasjon. Cache for tilbakemelding av volum aktivert.
konklusjoner
  • Alle oppgavene kjøres raskere på et RAID 0-volum.
  • Ytelsesgevinster over 10% er typiske for RAID 0.
  • Ytelsestap over 10% er mulig for RAID 1 og RAID 5.

Tabell C

Prosentvis gevinst eller tap når du slår på volumet for tilbakemelding av cache.

Å slå på volumet for tilbakemeldingsbuffer bør i teorien forbedre ytelsen. Tabell C viser dårligere ytelse for noen prosesser, bortsett fra for de som kjører på RAID 5. Ikke bli villet av cellene for RAID 5; Aktivering av VWBC forbedret ytelsen til RAID 5-volumet, men tabell B viser at fire av de syv testprosessene fortsatt tok lengre tid å utføre enn på en enkelt stasjon.

konklusjoner
  • Hvis du bruker volumet til å skrive tilbake cache på et RAID 0-volum, kan det faktisk redusere ytelsen.
  • Cache for tilbakeskriving av volum kan ha en betydelig positiv innvirkning på ytelsen for RAID 1.
  • Cache for tilbakeskriving av volum har den mest positive effekten på ytelsen for RAID 5.
  • Bruk volumetilbakemeldingsbuffer med omhu. Ukorrekt avstengning er mer sannsynlig å forårsake datakorrupsjon, og volumet kan bli dårligere.

Vær oppmerksom på at blandingen av oppgaver du utfører på daglig basis vil avgjøre resultatgevinstene eller tapene dine. Testresultatene fra imagex er en god kombinasjon av lese- / skriveforespørsler og intensiv CPU-bruk. Testresultatene til xcopy og oscdimg er best å bruke hvis du gjør mye lese- / skrivebehandling. Testresultatene i formatet gir en god forventning om ytelsesgevinster eller -tap du bør se for oppgaver som krever mange skriveforespørsler til RAID-volumet. Hvis du gjør mange skrivebeskyttede oppgaver, legger du mer vekt på resultatene fra findstr- testen.

Jeg utførte fire serier med tester. I løpet av den første serien med tester målte jeg installasjonen og oppstartstiden for Vista Ultimate X64 SP2. Jeg fant ut at installasjonstidene var et overraskende konsistent 24 minutter for alle unntatt RAID 5. Å installere Vista til et RAID 5-volum tok 31 minutter. Forskjellene i oppstartstidene, fra strøm til klokke som vises på skrivebordet, var ubetydelige for alle RAID-nivåer.

Beste stripestørrelse for ytelse

Stripestørrelse kan ha innvirkning på ytelsen. Den beste stripestørrelsen for ytelse er vanligvis mindre stripestørrelser når du arbeider med store filer. Stasjonære PC-brukere utfører et bredt spekter av oppgaver, og disse oppgavene kan endres over tid slik at det virkelig ikke er noen beste stripestørrelse.

Problemet med å velge den optimale stripestørrelsen er at stripestørrelsen stilles inn når RAID-volumet opprettes og ikke kan endres. Med mindre du har mye fritid på hendene, er det ingen enkel måte å eksperimentere med forskjellige stripestørrelser.

Det beste alternativet for stasjonær bruk er å bare godta standard stripevalg. For RAID 0 er standard 128 KB og for RAID 5 er standardverdien 64 KB.

RAID 1 bruker ikke striping, så du slipper å angi en stripestørrelse.

Andre faktorer som påvirker ytelsen

Det er en rekke teknologier som er utviklet for å forbedre datamengden til og fra diskstasjoner. Som ingeniører noen ganger vil gjøre, har de brukt en alfabetesuppe med forkortelser for å nevne disse teknologiene.

  • SMART: SMART står for selvovervåking, analyse og rapporteringsteknologi. Den brukes på harddisker for å rapportere stasjonen helse og status. Eventuelle datafeil som oppstår på en harddisk med SMART blir lagret og rapportert av verktøy som kan lese SMART-informasjonen. Når du kjører Intel Matrix RAID, er SMART-informasjonen for RAID-array-medlemsstasjoner ikke tilgjengelig for OS eller verktøy som kan lese SMART-informasjonen. Intel Matrix RAID-kontrolleren kan imidlertid lese SMART-dataene. Hvis en SMART-feilhendelse rapporteres til kontrolleren, vil brukeren bli varslet om at en SMART-hendelse har skjedd.
  • Harddiskbuffer eller -buffer: Harddisker har innebygd minne, vanligvis 8MB til 32MB som brukes til å cache data som det skrives til disken. Denne minnebufferen forbedrer datagjennomstrømningen, men kan forårsake datakorrupsjon hvis det oppstår en BSOD eller feil avstengning før dataene kan spyles fra minnet og skrives til disken ( figur B ).

Figur B

Høyreklikk på RAID-matrisevolumet i Enhetsbehandler under Diskstasjoner og velg Egenskaper og fanen Retningslinjer for å deaktivere eller aktivere hurtigbufring av harddisken. Skrivebufferen vil være aktivert eller deaktivert for alle RAID-matrisemedlemstasjoner.
  • NCQ: NCQ eller Native Command Queuing forbedrer gjennomstrømningen av data ved å ordne opptil 32 lese- / skriveforespørsler til stasjonen. Mens jeg er gjennomsiktig og uavhengig av RAID-kontrolleren, inkluderer jeg NCQ her fordi det kan forbedre den generelle RAID-ytelsen ( figur C ).

Figur C

Intel Matrix Storage Manager-konsollen som viser støtte for Native Command Queuing og harddiskdata-buffer aktivert med statuser som Ja eller aktivert.
  • TLER, ERC og CCTL: TLER - Time-Limited Error Recovery, Western Digital; ERC - Kontroll av feilgjenoppretting, Seagate; og CCTL - tidsbegrensning for kommandofullføring, Samsung og Hitachi

TLER, ERC og CCTL muliggjør bedre håndtering av datafeil mellom diskstasjonen og RAID-kontrolleren. Hvis du slår på denne funksjonen, kan en stasjon fullføre gjenopprettingsprosessen for datafeil før RAID-kontrolleren kan slippe den fra RAID-matrisen.

Seagates ERC er kun tilgjengelig på Barracuda ES og ES.2 SATA enterprise-stasjoner.

Selv om denne teknologien kan være fordelaktig på en harddisk som kjører på en server, er fordelene på en stasjonær PC tvilsom. Det er ikke nødvendig når du kjører Intel Matrix RAID, siden en medlemsstasjon ikke vil droppes fra matrisen hvis det oppstår en SMART-hendelse.

Hvilket RAID-nivå er best for Windows Vista?

Operativsystemet er kjernen i all aktivitet som utføres på en PC. Hvilket RAID-nivå du velger å installere OS på, kan ha betydelig innvirkning på systemytelsen.

Hvis du kjører Windows Vista og i det hele tatt tar hensyn til lysdioden som viser diskaktivitet, vil du vite at diskstasjonene ofte er opptatt når systemet er inaktivt. Ideelt sett vil du at all bakgrunnsdiskaktiviteten skal fullføres så raskt som mulig, bare for å redusere mengden arbeid medlemsstasjonene må utføre.

Windows Vista på RAID 0

Det er tydelig at RAID 0 er det rette stedet for Windows Vista hvis du er ute etter maksimal ytelse, men hva med en stasjonsfeil? Er det ikke bedre å installere Windows på et RAID 1-volum der dataene ikke ville gå tapt når en stasjon mislykkes?

Når du kommer helt til rette, er det ikke mye data i en typisk Windows-installasjon som du ikke lett kan erstatte eller konfigurere på nytt. Det er en relativt kort liste ( tabell D ) over hva som vil gå tapt hvis en Windows-installering er nødvendig på grunn av en stasjonsfeil.

Tabell D

E-postmeldinger du kanskje mottar i Windows Mail eller e-postleseren du ønsker E-postmeldinger kan rutinemessig eksporteres til et RAID 1-volum. Du bør allerede ha en standard sikkerhetskopirutine. Det bør ikke endre seg hvis du implementerer RAID. Kopier av e-postmeldinger bør eksistere som en del av en rutinemessig backup-plan.
Nedlastede filer, bilder, videoer, musikk osv. Som kan være lagret i en personlig brukermappe Nedlastede filer, bilder eller andre brukerspesifikke data bør også finnes på sikkerhetskopien. Du kan endre destinasjonsmappen for applikasjoner som lagrer filer i brukerens standardmapper, eller du kan flytte nedlastede filer, bilder osv. Til RAID 1-volumet etter at nedlastingen er fullført.
Unike og viktige data samlet inn og lagret av en applikasjon De fleste applikasjoner kan installeres på et RAID 0-volum. Du kan endre destinasjonsmappen for applikasjoner som lagrer viktige data, eller du kan installere disse applikasjonene på et RAID 1-volum.
Favoritter eller bokmerker du kanskje har lagret i nettleseren Bokmerker og favoritter kan av og til eksporteres til en fil på et RAID 1-volum og vil finnes på sikkerhetskopien.
Tilpassede Windows-innstillinger Tilpassede Windows-innstillinger kan gjenopprettes ganske raskt.
Drivere og oppdateringer Drivere og oppdateringer kan enkelt lastes ned og installeres.
Personlig informasjon, Windows-oppdateringer og tilpasninger vil gå tapt når du kjører Vista på et RAID 0-volum og en stasjon mislykkes, og hva du kan gjøre for å forhindre tap av data.

Heldigvis er harddiskfeil ikke veldig vanlig. Du vil sannsynligvis måtte installere Windows minst en gang før du opplever gleden av en stasjonssvikt - og det er det perfekte tidspunktet å finne ut hvor gode sikkerhetskopier de egentlig er.

Hvis du planlegger på forhånd og er disiplinert med sikkerhetskopiene, kan du med hell kjøre Windows Vista på et RAID 0-volum uten tap av personlig data.

Windows Vista på RAID 1

Intel anbefaler denne løsningen. Roger Bradford fra Intel har dette å si:

"Vår stilling til RAID 1 handler om databeskyttelse og minimere driftsstans for forretningsmiljøer og mainstream-forbrukere som kanskje ikke er villige til å pådra seg driftsstansen forbundet med en harddiskfeil og kanskje ikke har kompetanse eller ressurser til rådighet for å raskt få systemene sine opp igjen. og kjører ... Til slutt muliggjør vi valg. "

Hvis du velger å installere Windows på et RAID 1-volum, må du godta litt tregere responstid enn en enkelt stasjon. Den største fordelen med RAID 1 er at Windows Vista fremdeles vil laste inn etter en enkelt enhetsdrivfeil.

Hvis du vil ha maksimal ytelse, må du ikke sette operativsystemet på et RAID 1-volum.

Windows Vista på RAID 5

Windows Vista på et RAID 5-volum er en dårlig idé, spesielt hvis du er ute etter forbedret ytelse.

Jeg har opprinnelig tenkt å skrive noen uekte ord om bruken av RAID 5 på et skrivebord. Etter å ha gjort feiltesting og oppdaget at de fleste utvinningshendelser krever mye mindre tid enn tiden for en full gjenoppbygging, har jeg moderert min mening litt. Jeg synes fremdeles ikke at RAID 5 på en stasjonær PC er en god ide, men det er noen få stasjonære brukere som kan dra nytte av RAID 5 - hvis de implementerer både RAID 0 og RAID 5, sett OS på RAID 0-volumet, og behandle deres nye utvalg med en litt ekstra øm kjærlig omsorg. Behandle for eksempel RAID 5-volumet til en ny UPS.

Roger Bradford anbefaler RAID 5 for multimediasenteret hjemme. "HTPC-miljøet passer godt for RAID 5 på skrivebordet, ettersom de krever store mengder lagring og databeskyttelse."

For en fullstendig omtale av RAID 5-feilene mine og mer informasjon om hvorfor RAID 5 kan være en dårlig idé på en stasjonær PC, kan du lese " RAID 5 på en stasjonær datamaskin er ikke en god ide! "

Windows Vista på Intel Matrix RAID

Nesten alle har viktige data som de ikke har råd til å tape. Intel Matrix RAID-løsningen tillater to RAID-volumer på bare to stasjoner per RAID-matrise. For best ytelse bør du vurdere å lage to RAID-bind, et stripet RAID 0-volum for OS og apper, og et speilet RAID 1-volum for alle viktige data, e-post, bilder, musikk, dokumenter, etc. A RAID 1-volum er det perfekte komplementet til et RAID 0-volum.

RAID nivåer resultatkortet

Oppsummert har jeg scoret de fire RAID-nivåene basert på ytelse på resultatkortet vist i tabell E.

Tabell E

Rangeringer fra 1 (best) til 5 (dårligst) for ytelsen til de fire RAID-nivåene og en enkelt stasjon med volumet for tilbakemeldingsbuffer deaktivert og volumetilbakemeldingsbufferen aktivert.

Den beste forklaringen på de dårlige rangeringene for RAID 1 og RAID 5 er at dataredundans har en pris, og at prisen er dårlig ytelse.

I den andre delen av denne serien diskuterer jeg hva som skjer med RAID-matrisen din når ting går galt og hvordan dette kan ha stor innvirkning på ytelsen.

Forfatterens merknad

Jeg vil takke Roger Bradford og Intel for deres hjelp og Intel Matrix RAID-ekspertise og foreldrene mine for gaven som gjorde kjøpet av tre nye harddisker og RAID 5 mulig.

TechRepublics nyhetsbrev om Windows Vista og Windows 7, levert hver fredag, tilbyr tips, nyheter og skuttknapp på Vista og Windows 7, inkludert en titt på nye funksjoner i den siste versjonen av Windows OS.

© Copyright 2020 | mobilegn.com