Als Ergänzung aus der Praxis:
Das Bild zeigt ist in der oberen Hälfte die Benchmark Werte eines. RAID5 Verbund, bestehend aus 5 Festplatten Seagate ST8000NM0055 an einem Microsemi ASR-17605 Controller. Die untere Hälfte zeigt zum Vergleich die Werte einer Samsung SATA SSD Typ 870 EVO, 1TB.
Gut zu sehen sind hier die Vor- bzw. Nachteile von konventionellen Festplatten (HDD) und Solid-State Laufwerken (SSD), selbst wenn man die konventionellen Festplatten zu einen RAID-Verbund zusammenfasst.
HDDs in einen RAID-Verbund liefern gegenüber einer einzelnen HDD bei großen Dateien deutlich gesteigerte Leistungen.
Eine einzelne HDD
Die Leistung einer einzelnen HDD ist dem Datenblatt des Herstellers zu entnehmen. Die hier verwendeten HDDs sind mit 249 MB/s angegeben. Dies ist der max. Wert den diese Festplatte beim Schreiben der Daten auf die Magnetscheiben erreichen können. Der vorhandene Cache von 256MB kann mit der vollen Geschwindigkeit des SATA III Datenbus (max. 600 MB/s) beschrieben werden. Ist dieser Cache belegt, fällt die Geschwindigkeit deutlich ab. Aufgabe des Cache ist es, als Puffer und zur Optimierung der Reihenfolge erforderlicher Schreib- Lesezugriffe zu dienen. Schreibt oder liest man kleine Dateien zeigt sich der primäre Nachteil aller konventionellen Festplatten. Die Such- und Positionierzeiten der mechanischen Schreib- Leseköpfe drücken die Datenrate sehr deutlich nach unten (< 249 MB/s).
Mehrere HDDs im RAID-Verbund
Setzt man einen RAID-Controller mit eigenem Cache ein und verbindet die HDDs mit diesem, ermöglicht es die zugehörige Software einen RAID-Verbund einzurichten. In einem NAS wird dies auf vergleichbare Weise durchgeführt. Die im Bild gezeigte Konfiguration besteht aus 5 Festplatten Seagate ST8000NM0055 welche an einem Microsemi ASR-17605, 1GB Cache, zu einem RAID5 zusammengefasst wurden und so lesend 550 MB/s, schreibend 580 MB/s verarbeiten. Aber genau wie bei einer einzelne HDD bricht die Transferrate bei kleinen Dateigrößen deutlich ein.
Ja und warum ist das so langsam?
Das ist der Begrenzung durch den SATA/SAS Datenbus auf maximal 6 Gb/s geschuldet. Selbst wenn alle 5 HDDs maximal liefern wollten (theoretisch 5 x 249 MB/s), schränkt die maximale Bandbreite von 600MB/s des Datenbusses die Transferleistung ein. So kommen nach Abzug des Verwaltungsoverhead die im Bild zu sehenden Werten zustande. Wer mehr will, benötigt einen Controller mit SAS-Schnittstelle Typ 3 (12GB/s) oder höher.
Und dann kommt das Netzwerk
Ein 1GbE Netzwerk überträgt ca. 110 MB/s, ein 2.5GbE Netzwerk effektiv ca. 290 MB/s. Wer also solche Datenmengen über ein Netzwerk bewegen möchte, benötigt ein 10GbE Netz welches ca. 1100 MB/s übertragen kann. Nicht zu vergessen ist der Empfänger der Daten. Der sollte natürlich auch im Stande sein diese Mengen zu verarbeiten.
Bei einem NAS ist der Flaschenhals die Netzwerkanbindung. Einfache NAS begnügen sich mit einem 1GbE (ca. 110 MB/s), bessere mit einem 2,5GbE (ca. 290 MB/s) Netzwerk Port.
Wenn also große Dateien (Videos) in Gigabytegröße bearbeitet und dazu hin und her kopiert werden, spielt ein RAID-Verbund seine Stärke aus. Wer tausende MP3- oder Bilddateien verwaltet ist selbst mit einer SATA-SSD deutlich beweglicher.
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