Все знают, что SSD это здорово. Многие также считают, что RAID массивы – залог высокого быстродействия. А хотели ли вы собрать RAID из SSD? Или может быть прикидывали, что выгоднее: приобрести один большой диск, либо наладить совместную работу нескольких маленьких?
Данный материал должен помочь определиться с выбором.
Новых накопителей в этот раз не будет. Все они уже участвовали в более ранних статьях. Разница лишь в их количестве.
OCZ Vertex 3 Max IOPS, 128 Гбайт
Одиночный Vertex 3 Max IOPS был протестирован в обзоре Vertex 4. Здесь он выступает в роли «среднего среди лучших» в весовой категории 128 Гбайт.
Прошивка перед тестированием в массивах была обновлена до версии 2.22. Кстати, CrystalDiskInfo 5.0 научился видеть параметры дисков внутри RAID.
Crucial M4, 64 Гбайта
Данный SSD участвовал в статье о накопителях Plextor и проявил себя как весьма шустрый для такого объема накопитель. Основная задача – проверить, как массив из маленьких дисков справится с одним большим.
Использовалась последняя доступная прошивка, а именно 000F.
WD Caviar Blue, 500 Гбайт
Этот уже в полном смысле слова ветеран был протестирован в обзоре кэширующих SSD, а знакомство с линейкой AAKX состоялось еще в 2010м году. Несмотря на то, что Western Digital уже вовсю осваивает терабайтные «блины», этот жесткий диск еще не снят с производства. Возраст же работающих у людей «винчестеров» достигает десятка лет, многие не меняют их до момента поломки, так что можно утверждать, что модель двухлетней давности будет быстрее среднестатистического диска. Если это ваш случай, можете прикинуть, насколько SSD будут быстрее.
Значения S.M.A.R.T. с момента прошлого знакомства «подросли», тем не менее, накопитель в хорошем состоянии.
| Модель | OCZ Vertex 3 Max IOPS | Crucial M4 | WD Caviar Blue |
| Номер модели | VTX3MI-25SAT3-120G | CT064M4SSD2 | WD5000AAKX-001CA0 |
| Объем, Гбайт | 120 | 64 | 500 |
| Форм-фактор | 2.5” | 2.5” | 3.5” |
| Интерфейс | SATA-III | SATA-III | SATA-III |
| Версия прошивки | 2.15 | 0309 | 15.01H15 |
| Устройство | Контроллер SandForce SF-2281 + Toshiba 34 нм синхр. Toggle Mode FLASH |
Контроллер Marvell 88SS9174 + Micron 25 нм синхр. ONFI FLASH |
1 пластина 500 Гбайт, 7200 об/мин + 2 головки |
| Кэш, Мбайт | Нет | 128 | 16 |
Тестовый стенд:
Запись процесса загрузки системы и внутриигровых видео осуществлялась через HDMI с помощью ТВ-тюнера AVerMedia AVerTV CaptureHD на другом ПК.
Системное ПО:
Методика тестирования
Глобальные настройки:
Набор тестовых приложений следующий:
Энтузиасты наверняка знают, как выполнять эти действия, но для тех, кто только собирается знакомиться с массивами, подобный материал может быть полезным. Да простят меня сторонники AMD, объяснять я буду на примере указанного выше стенда «Wintelidia».
Прежде всего, необходимо переключить в BIOS режим работы чипсетного контроллера в режим RAID.
Если переключение производится после установки операционной системы, это чревато потерей ее работоспособности и бесконечным падением в синий экран. Для решения такой проблемы следует воспользоваться инструкцией Microsoft.
Предположим, с этим все хорошо. Если ОС еще не установлена, можно войти в меню самого контроллера и создать массив в его утилите. Для этого нужно успеть нажать CTRL+I во время загрузки.
Если же есть возможность загрузиться с отдельного диска, проще всего поставить фирменные драйверы Intel и воспользоваться консолью Rapid Storage Technology. При наличии подходящих дисков будет доступна кнопка «Создать».
На первом шаге необходимо выбрать тип массива.
Затем выполнить непосредственно настройку. Есть возможность не создавать RAID с нуля, а взять за основу одиночный диск с данными. Кроме того, для всех массивов (кроме «зеркала») можно выбрать размер полосы данных, он же размер страйпа (stripe size). Это определяет размер блоков, на которые разбиваются данные. Большие значения полезны для работы с большими файлами, маленькие – прежде всего для маленьких транзакций в стиле СУБД (хотя все сильно зависит от СУБД, типа массива, вида нагрузки, настроения разработчиков прошивки контроллера и прочих особенностей). Обычно лучше оставлять настройку по умолчанию.
В RAID-0 Intel рекомендует использовать 16 кбайт для SSD и 128 кбайт для HDD – так написано в справке. На практике же для SSD выставляется значение 32 Кбайта, так что для большинства сценариев буду использовать именно его.
Также можно включить кэш обратной записи тома, который по умолчанию выключен. В этом случае записываемые на массив данные не сразу отправляются на диски, а временно сохраняются в кэше (для чипсетного контроллера это оперативная память компьютера).
Таким образом, повышается скорость операций записи, но одновременно увеличивается риск потери данных в случае сбоев. Мы все делаем «бэкапы» (правда ведь???) и ждем от RAID-0 максимальной производительности, так что во всех тестах этих массивов кэш будет включен.
Можно управлять еще и кэшем самих дисков в массиве. Он включен по умолчанию. Для RAID-1 будет проведено измерение производительности без кэшей, поскольку если речь идет о надежности, то уже не до высоких скоростей.
Кстати, сценарий не такой уж экзотический. Windows Server, будучи контроллером домена, всегда отключает кэш системного диска. Если нет дискретного RAID контроллера, который слушается только своего драйвера, скорость жестких дисков упадет в несколько раз. Посмотрим, как ведут себя SSD.
В моем случае отключение кэша через Intel RST почему-то не работало – после перезагрузки он включался вновь. Пришлось воспользоваться «Диспетчером устройств», а именно снять галку «Разрешить кэширование записей для этого устройства» в свойствах RAID массива.
Эта настройка и Intel RST взаимосвязаны, после снятия галки параметр «Кэш данных диска» также переходит в состояние «Выключен» и остается таким после перезагрузок.
В итоге будут протестированы следующие конфигурации:
Почти двукратный прирост скорости в RAID-0 вполне ожидаем. Размер страйпа не оказывает практически никакого влияния на больших файлах, процессорозависимость бенчмарка отсутствует. А вот SATA-II подключение резко ограничивает возможности системы до уровня одиночного устройства, подключенного через SATA-III.
Удивительно быстро работает RAID-1, не иначе как чтение осуществляется с двух накопителей одновременно. Раньше в тестах жестких дисков такого не наблюдалось, но то была более старая платформа и старые драйверы. При случае надо будет проверить парочку HDD.
Скорость линейной записи, Мбайт/сНа записи все меняется. Маленькие M4 слабы на запись, поэтому даже одиночный Vertex 3 обходит RAID-0 из двух дисков Crucial. Можно заметить, что отключенный кэш несущественно снижает скорость «зеркал».
Скорость случайного чтения (блок 512 Кбайт), Мбайт/сУдивительно, но на чтении крупными блоками «страйпы» существенно замедляются и лидерами оказываются массивы RAID-1, причем без кэшей. На ошибку не похоже – и Vertex 3, и M4 ведут себя одинаково.
Скорость случайной записи (блок 512 Кбайт), Мбайт/сВ данном случае картина осталась похожей на ту, что была на линейной записи. Разве что механический диск замедлился почти вдвое.
Скорость случайного чтения (блок 4 Кбайт), Мбайт/сОбычно так оно и происходит: во время проверки чистого времени доступа на чтение массивы только мешают.
Скорость случайной записи (блок 4 Кбайт), Мбайт/сМаленькие запросы на запись можно кэшировать, поэтому производительность большинства систем значительно выше, чем на чтении. Исключение составляют конфигурации без кэша, особенно плачевно смотрится M4. Судя по всему, настройка отключает его 128-мегабайтный кэш, без которого SSD сваливается до уровня жесткого диска. А SandForce’ам кэш не ставят, им и так хорошо.
Кстати, обратите внимание, насколько сильно проявилась процессорозависимость. Загрузка ЦП в этом тесте действительно высока.
Скорость случайного чтения (блок 4 Кбайт, длина очереди 32), Мбайт/сНа глубокой очереди «марвеловские герои» просто потрясающи – сто тысяч IOPS за смешные деньги.
Скорость случайной записи (блок 4 Кбайт, длина очереди 32), Мбайт/сМножество параллельных операций записи позволяют одиночному Vertex’у, зеркалам без кэша и системе с медленным CPU восстановить свою производительность. Все участники (кроме жесткого диска) работают как в сценарии с крупными блоками.
Разнообразие есть только в тесте importing pictures, в нем доминируют Vertex’ы.
Интересно поведение RAID-1 в первых трех шаблонах. При увеличении числа потоков скорость значительно возрастает. Даже у RAID-0 нет подобной зависимости.
HD Video Record, Мбайт/сСистема плохо слушается команды выключить кэш, цифры неадекватны абсолютно у всех. Однако если не смотреть на абсолютные значения, картина узнаваема.
HD Video Playback and Record, Мбайт/сRAID-0 из M4 обставил даже Vertex 3.
Content Creation, Мбайт/сА в этом шаблоне Crucial катастрофически отстают.
Office Productivity, Мбайт/сТеперь понятно, почему все накопители равны. Скорость ограничивается центральным процессором.
File Copy To NAS, Мбайт/сРезультаты снова искажены кэшированием.
File Copy From NAS, Мбайт/сЭта операция – практически линейное чтение, поэтому система на SATA-II и прочие низкоскоростные конфигурации отстают от полноценных RAID-0.
Directory Copy To NAS, Мбайт/сКак мы уже знаем, запись мелких файлов через кэш – процессорозависимая операция. Оптимизацией под многопоточность в подобных случаях и не пахнет, все решает скорость одиночного ядра. Напомню, в режиме «медленный ЦП» частота была снижена в два раза.
Directory Copy from NAS, Мбайт/сВ этом режиме все массивы дают некоторый выигрыш, но его нельзя назвать значительным.
Photo Album, Мбайт/сЕще один тест, зависящий от скорости платформы. Хотя относительно одиночных дисков прирост скорости заметный.
Чтение проходит без сюрпризов. На крупных файлах одиночные SSD и SATA-II система отстают от RAID-0, при переходе к мелким результаты все больше выравниваются.
Copy
ISO, Мбайт/сВ результатах копирования шаблона Install как всегда творится хаос, другие же выстроились почти ровным «треугольником» в порядке перечисления. Понятно, что хорошо, когда есть пара 128-гигабайтных SSD в RAID-0 и быстрая платформа, но в случае ограниченности ресурсов говорить о правильном выборе пока рано.
Все конфигурации с Vertex’ами показывают примерно одинаковые результаты, но только если у вас достаточно мощный процессор. Именно поэтому скорость запаковки даже не тестируется.
RAID-0 из маленьких M4 отстает даже от одиночного диска OCZ. Зеркало работает хуже одиночного M4, а падение производительности из-за отключения кэша вообще ниже показателей простого HDD.
Работа с файлами
На предыдущем шаге образуется еще одна папка весом 15 Гбайт, содержащая 83 000 файлов. В качестве эксперимента было измерено время установки атрибута «скрытый» на все содержимое каталога и снятие «только для чтения» со всех файлов, где он есть.
Установка атрибутов файлов, сКто бы мог подумать, что эта операция зависит только от ЦП. Ладно, удаляется она тоже не мгновенно, был повод засечь это время.
Удаление файлов, сМассивы дают некоторое ускорение, но опять же, CPU решает.
Photoshop CS5
Продолжительность выполнения скрипта, сНа платформе с 8 Гбайтами памяти дополнительно создается scratch-файл файл на 15.2 Гбайта. Скорость его создания при прочих равных влияет очень сильно. Кроме того, впервые проявилась заметная разница между разными размерами страйпа.
В этом тесте меньше - лучше. Странно, но на одиночных дисках процесс идет быстрее. Я уж было подумал, что старые результаты были получены на «незаезженных» дисках, а когда дело дошло до массивов, они уже деградировали, но в итоге тест был повторен, и время сошлось с точностью до нескольких секунд.
Photoshop CS5
Продолжительность инсталляции, сКроме зеркала из M4 и «винчестера», все результаты почти равны. Даже зависимость от ЦП слабая.
Crysis Warhead
Продолжительность инсталляции, сВ обзоре Plextor’ов я предположил, что с данным ЦП 40 секунд это предел. К счастью, это не так. Установка Crysis Warhead менее чем за полминуты – сегодняшняя реальность.
World of Tanks
Продолжительность инсталляции, сУ «Мира танков» очень процессорозависимый установщик, он не способен значительно сократить время за счет быстрых накопителей.
Lineage II
Продолжительность инсталляции, сСитуация аналогична World of Tanks. Относительно медленные M4 еще можно ускорить путем их объединения в массив, а одиночный Vertex 3 – уже предел мечтаний.
Sid Meier's Civilization V и Total War: Shogun 2 больше не участвуют в тестировании, поскольку в прошлый раз показали очень слабую дискозависимость.
А знаете, как именно выглядит разница между HDD и SSD? Вот запись процесса загрузки операционной системы c системного жесткого диска:
А вот что происходит на паре Vertex’ов:
Записанные результаты немного отличаются от того, что фиксировалось на диаграммах, но, на мой взгляд, после этого желающих поставить себе твердотельный накопитель станет больше.
Запуск пакета программ
Продолжительность загрузки, сВ этом сценарии решающим является открытие RAR архива и подсчет числа файлов в нем. Все происходит довольно быстро, но фотофиниш определил, что никакие маленькие массивы не могут догнать нормальный одиночный SSD.
Crysis Warhead
Продолжительность загрузки, сГарантия быстрой загрузки: мощный ЦП и любой SSD.
World of Tanks
Продолжительность загрузки, сКак и в случае с Crysis, все грустно, если у вас слабый процессор или нет твердотельного диска. Или две проблемы одновременно. Ускорить же систему манипуляциями с RAID массивами не получается. Больше WoT я исследовать не буду.
Lineage II
Для этой игры измерялось не время начальной загрузки, а суммарная продолжительность «черных экранов» во время девяти последовательных телепортов между городами (на десятом реплей обычно вылетал). Переходные процессы с затемнением экрана не учитывались. Искомые значения было несложно получить путем вырезания лишних эпизодов из видеозаписи. На HDD прыжки проходят следующим образом:
На SSD же процесс протекает так.
Среднее время телепорта на HDD составило почти 9 секунд – ожидание раздражает. С SSD путешествие занимает в среднем лишь 2 секунды.
Разброс между твердотельными накопителями мал. Например, апгрейд с одиночного Crucial M4 64 Гбайта на пару Vertex 3 MI позволит выиграть на девяти прыжках лишь 2.6 секунд, в то время как замена процессора на более мощный – уже 9. Причем, ни о какой многопоточной оптимизации речи не идет, игра не способна нагрузить даже два ядра. Но все апгрейды меркнут перед банальным вторым прогоном теста без перезагрузки. Кэш Windows творит чудеса, так что несколько свободных гигабайт памяти лишними не будут.
Используемая методика анализа журнала Fraps frametimes была придумана мною два года назад и однажды даже успешно применялась. Посмотрим, будет ли что-то новое в такой дискозависимой игре как Lineage 2.
Для проверки на лаги использовался другой реплей. Вот запись того, как он проигрывается на паре Vertex’ов:
Развертка FPS для массива из SSD выглядит так:
Средний FPS очень высок, но присутствует множество неприятных падений. Три разных прогона дали следующие результаты:
Значения немного расползлись, поскольку график вдоль оси абсцисс зависит только от числа кадров и не нормирован по времени, но в целом рисунки очень схожи.
Если срезать все скоростные кадры, которые в любом случае идут плавно, получится следующая картина:
Самый жесткий лаг длительностью 350 мс произошел в начале четвертой минуты перед входом в арку – игре «неожиданно» понадобились текстуры для отрисовки нового пейзажа. В данном случае на игровом процессе это отразилось слабо, но если повращать камеру, обязательно будет несколько таких замираний.
Больше беспокоит низкий FPS перед подъемом на лестницу и на городской площади, а все из-за гигантской зависимости от ЦП при отрисовке персонажей и эффектов вокруг них. GTX 580, разогнанный i7-2600K и пара высокоскоростных SSD не способны вытянуть игру десятилетней давности, которой впору работать на смартфонах, причем даже на минимальных настройках!
Ладно, оставим это на совести разработчиков. Посмотрим лучше на количество медленных кадров, возникших в этом реплее.
Во всех трех прогонах возникли «тормоза», давшие мгновенный FPS меньше 3, 6 и 8. Теперь стоит взглянуть на финальную обработку результатов, а именно график суммарной продолжительности медленных кадров.
Повторяемость результатов превосходная, настало время посмотреть на разных участников в сборе.
Что ж, разные SSD немного отличаются между собой, а RAID массивы только ухудшают ситуацию. Если важно отсутствие лагов, просто дайте возможность текстурам загрузиться в кэш. Задержка на самом тяжелом участке осталась, но составляет уже лишь 210 мс (категория <5 FPS), прочих медленных кадров очень мало и, судя по всему, они определяются процессором.
Внимательные читатели заметили, что на графике нет двух участников: жесткого диска и системы с медленным ЦП. Их показатели значительно отличаются от остальных.
У «винчестера» очень много падений до критической отметки. Катастрофически много.
Тот лаг при входе в последний поворот длится уже не 350 мс, а 3100! На замершую картину приходится смотреть более трех секунд! С медленным процессором все не так плачевно, просто средний FPS вдвое ниже.
А для графика суммарной продолжительности медленных кадров требуется совсем другой масштаб:
Трехминутный отрезок показал слайд-шоу на десять секунд и просто «тормоза» где-то полминуты. Не важно, насколько быстр компьютер, на жестком диске игра превращается в мучение.
Недостаточно быстрый ЦП снижает FPS, тормоза во время процессорозависимых сцен, конечно же, усилятся, но во время путешествий потери будут происходить в основном за счет «быстрых» кадров, SSD не дает скорости упасть слишком сильно.
Из всей проделанной работы можно сделать простой вывод: RAID из SSD в ПК полезен только для простых файловых операций. В прикладных задачах, которые проявляют умеренную дискозависимость, производительность ограничивается центральным процессором, причем чаще всего скоростью одиночного ядра. Так что результаты прошлогоднего большого тестирования все еще актуальны.
Одиночный SSD будет проще в эксплуатации, так как его прошивку можно легко обновить, а массив придется разбирать. Диагностика аппаратных проблем также затруднена, а главное, Intel в своих драйверах затянула с поддержкой TRIM для таких конфигураций. В RST версии 9.6 обеспечена нормальная работа SSD на контроллере в режиме RAID, но не для случая, когда SSD является частью массива. Такую поддержку обещали лишь в 11.5, да и то лишь для RAID-0. По иронии судьбы релиз этой версии состоялся на следующий день после сдачи статьи в редакцию, хотя первая волна новостей о ней прокатилась по сети еще в ноябре прошлого года. При этом в релизе не было сказано, что такую поддержку внедрили, давние слухи относятся лишь к ранней «альфе». На момент публикации статьи Intel удалила это версию со своего сайта из-за множества жалоб и рекомендует использовать RST 11.2.0.1006, так что в итоге все без изменений, TRIM'а нет.
Если же вам обязательно нужно «зеркало» и планируется отключение дискового кэша для большей надежности, стоит присмотреться к SSD вообще без кэша. Данное утверждение требует проверки на большем количестве моделей, но пока можно констатировать тот факт, что Vertex 3 MI работали в таком режиме гораздо лучше Crucial M4.
Пара слов о Lineage II. Опытные игроки давно знают, что для этой игры SSD просто необходим. Можно лишь добавить, что модель накопителя не так уж важна, скорости везде почти равны. И уж собирать RAID в надежде увеличить FPS явно не стоит.
P.S. Если у вас есть идеи для новых бенчмарков, оставляйте их в комментариях.
P.P.S. Отдельное спасибо модератору 4game.ru ВашаСовесть за предоставленные реплеи для Lineage II.
