Думаю, вы уже слышали эту аббревиатуру. RAID - Redundant Array of Inexpensive Disks, или, по-русски, избыточный массив недорогих дисков. Это - концепция построения дисковой подсистемы с использованием нескольких жестких дисков для повышения либо защищенности данных, либо общей производительности. До недавнего времени использование RAID в персональных компьютерах было неактуальным. Во-первых, жесткие диски трудно было назвать "недорогими" - стоимость одного диска составляла львиную долю общей стоимости всего системного блока. Во-вторых, RAID-контроллеры тоже стоили недешево. Поэтому концепция RAID нашла применение в серверах, а сама аббревиатура звучала немного иначе - Redundant Array of Independent Disks (массив не дешевых, а независимых дисков).

Сейчас все изменилось. Концепция RAID может и должна использоваться в персональных компьютерах. Жесткие диски с интерфейсом ATA (он же IDE) стремительно дешевеют, а производители хост-контроллеров для их подключения успешно осваивают эту технологию и выпускают недорогие интегрированные RAID-контроллеры. Тема RAID определенно становится актуальней и ближе конечному пользователю.

Идея RAID предполагает построение нескольких конфигураций из жестких дисков - так называемых уровней. Для нас, как для пользователей персональных компьютеров, наибольший интерес представляют первые два уровня, а также их комбинация. RAID Level 0 (RAID0), называемый "striping", описывает способ повышения производительности дисковой подсистемы за счет объединения нескольких физически независимых дисков в один логический. Подключив два жестких диска к RAID-контроллеру (можно и больше, но тогда больно дорого получится), настроив последний на уровень 0, мы получим один диск, но вдвое большей емкости. Данные будут храниться блоками по очереди то на одном, то на другом жестком диске. Ускорение получается за счет того, что при последовательном доступе к нескольким расположенным друг за другом блокам данных контроллер будет производить обмен сразу двумя блоками - с двумя дисками одновременно. Получается фактически удвоение скорости последовательного чтения и записи при тех же задержках на поиск и выборку. Однако сохранность данных в этом случае снижается тоже в два раза, так как выход из строя одного лишь жесткого диска приводит к гибели всего массива.

RAID Level 1 (RAID1), или "mirroring", как раз и ориентирован на решение проблемы недостаточной надежности обычных жестких дисков. Делается это за счет избыточности. Два или более жестких диска работают в режиме дублирования, то есть одна и та же информация одновременно записывается на все диски в массиве. Отказывает главный диск - подключается второй или третий и так далее, и система продолжает работать, данные не исчезают. Тем самым, общая отказоустойчивость возрастает во столько раз, сколько дисков входит в массив. Но вот повышения быстродействия при этом ожидать не стоит.

Комбинация двух предыдущих способов - RAID Level 0+1 - позволяет соорудить дублируемый массив объединенных в один жестких дисков. Тут уже двумя дисками не обойтись, поэтому такой вариант уже трудно назвать доступным.

Итак, с теорией разобрались, теперь о том, как дело обстоит на практике. Для создания RAID-массива нужен хост-контроллер, поддерживающий эту технологию. На данный момент входящие в состав чипсета контроллеры RAID не поддерживают. Нужен либо установленный на материнской плате дополнительный чип, либо отдельная карта расширения. Лучше, конечно, первое, так как такой вариант дешевле. Контроллеры на материнской плате не заменяют стандартные, входящие в состав чипсета. Они выступают в роли отдельного устройства со своим BIOS и специальными драйверами, то есть для операционной системы они похожи на SCSI-контроллеры. Можно использовать такой контроллер не только для организации RAID-массива, но и просто для подключения жестких дисков или устройств, работающих по протоколу ATAPI.

На сегодня две фирмы снабжают практически всех производителей материнских плат чипами с поддержкой RAID. Это Promise Technology (www.promise.com) и HighPoint Technologies (www.highpoint-tech.com). Как правило, каждый производитель плат выбирает либо Promise, либо HighPoint и устанавливает их микросхемы на свои самые дорогие модели. Какой вариант лучше - вопрос достаточно сложный, скорее, даже спорный. Чтобы внести некоторую ясность в вопрос выбора контроллера для построения RAID-массива, я провел небольшое испытание.

Для тестирования я выбрал две материнские платы, основанные на одном и том же чипсете (VIA KT133A), но оснащенные разными контроллерами. Первая - ASUS A7V133, имеющая "на борту" Promise PDC20265. Особенность этого контроллера в том, что он может работать как в режиме Ultra100 (обычный контроллер, поддерживающий UltraDMA/100), так и в режиме FastTrak100 (RAID). Переключение - перемычками. Для каждого из режимов нужны отдельные драйверы - либо Ultra100, либо FastTrak100.

Вторая плата - Epox EP-8KTA3+, оснащенная контроллером HighPoint HPT370. С ним все проще - драйверы одни и те же, никаких перемычек. Подробное описание этой материнской платы ищите в следующих номерах.

Настройка режимов работы каждого из контроллеров производится с помощью встроенной в их BIOS утилиты. Надо сказать, что в случае Promise параметров настройки минимум - фактически можно только создать или удалить массив, выбрав предварительно его тип (0 или 1, плюс можно неявно задать размер блока). HighPoint позволяет установить размер блока данных (для массива "striping"), выбрать основной диск (для "mirroring"), произвести копирование информации с основного на резервный диск (для подключения в уже созданный массив), выбрать режим обмена с каждым из дисков (PIO, DMA, UltraDMA/33, 66 или 100). Создание RAID-массива в обоих случаях происходит быстро и безболезненно. Оба контроллера, не без помощи системного BIOS, позволяют нормально загружать операционную систему с подключенных массивов. Инсталляция драйверов под Windows 98 SE, которую я использовал, тоже проходит без проблем. Драйверы в обоих случаях работают как порты через SCSI-интерфейс драйверов Windows.

Итак, цель моего тестирования - определить, насколько выгодно для конечного пользователя применять RAID-массив уровня 0. Другими словами, есть ли смысл устанавливать два жестких диска и объединять их в один логический. Попутно хотелось бы выяснить, какой из контроллеров дает лучшую производительность.

Испытания и замеры проводились на машине, оснащенной процессором AMD Duron-800, памятью 128 Мб, видеокартой ELSA Gladiac MX (GeForce2 MX) и двумя одинаковыми жесткими дисками Quantum Fireball Plus AS 20 Гб, из которых и состоял RAID-массив уровня 0. Для тестирования я использовал самый популярный и "грамотный" бенчмарк Ziff-Davis Media WinBench-99 v.1.2, который состоит из тестов Business DiskMark (показывает общую пропускную способность дисковой подсистемы), Hi-End DiskMark (измеряет производительность в нескольких популярных программах - Visual C++, Photoshop, SoundForge и др.) и Disk Inspection (низкоуровневые тесты). Кроме того, я применил тест Sandra2001 Disk Benchmark, измеряющий просто скорость линейного и произвольного чтения и записи. Результаты вы можете наблюдать на диаграмме.

Посмотрим сначала на теоретическую скорость - согласно Sandra2001. Мы видим, что скорость доступа к диску при использовании RAID не изменяется при чтении, а произвольная запись происходит быстрее на 40%. Скорость последовательного чтения (или записи) больших блоков данных при использовании дисков, объединенных в массив, возрастает на 50-70%, причем при использовании контроллера HighPoint появляется еще более существенный выигрыш при записи. Но особенно доверять тесту Sandra не стоит - все-таки он полностью синтетический. Другое дело - WinBench-99. Тут мы видим, что в реальных задачах (тест Hi-End DiskMark) использование RAID-массива позволяет добиться 30-40% прироста производительности. Контроллер Promise оказался победителем (отрыв от HighPoint - 8%). Это - результат повышения скорости последовательного считывания (и записи), что убедительно доказывает тест Disk Inspection: график линейного чтения показывает мгновенную скорость от 35 до 70 Мб/c, в среднем, получается около 57 Мб/c, в то время как один диск, без RAID, показывает только 35 Мб/c.

Если не использовать объединение дисков в RAID, а просто подключать один винчестер к дополнительному контроллеру вместо использования "южного моста" VT82C686B из состава чипсета, то выигрыш тоже есть, особенно по тесту Business DiskMark (более 30%).

Если сравнивать контроллеры Promise и HighPoint, то, не принимая во внимание результат Sandra2001 по произвольной записи, получается, что Promise показывает лучшие результаты. Заметьте также, что жесткие диски, подключенные к HighPoint, почему-то немного снижают скорость доступа. В то же время у HighPoint больше возможностей по настройке.

Итак, каковы преимущества RAID? Возможность повысить сохранность информации (RAID1)? Несомненно. Но скорость от этого не увеличится. Возможность повысить быстродействие? Да, и почти в полтора раза. Но не забывайте, что тем самым вы вдвое снижаете надежность. Нужна ли обычному пользователю, не обремененному заботами о надежности и сверхскорости жестких дисков, материнская плата с дополнительным контроллером? Пригодится. Даже если у вас всего один винчестер, то вполне реально повысить его быстродействие.

Макс КУРМАЗ,
hardware@kv.by,
www.kv.by/hardware

Материнские платы предоставлены фирмой "Ронгбук"

Жесткие диски предоставлены фирмой "Конструктив"