Cos'è il RAID e test prestazionali
Un Redundant Array of Independent Disks, o RAID, è spesso usato per combinare molti dischi fisici in un solo volume logico al fine di aumentare prestazioni, capacità e/o integrità dei dati. Un primo approccio a questa soluzione fu presentato nel giugno 1988 nel white paper "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)" durante la conferenza SIGMOD.
In quel documento gli autori suggerivano che le altissime prestazioni dei dischi mainframe potevano essere superate da un insieme di dischi poco costosi, comuni del settore PC. Anche se sarebbero aumentati i problemi in proporzione al numero dei dischi fisici, configurandoli per la ridondanza l'affidabilità dell'insieme poteva superare quella di un singolo prodotto. Prima di questo report vi erano già ben cinque livelli di RAID in uso presso diverse aziende, ma la tecnologia non era ancora standardizzata.
Il livello che usiamo oggi è il RAID 0: permette di unire due o più dischi per aumentare le prestazioni e la capacità di archiviazione. Il lato negativo del RAID 0 è che moltiplica il rischio di un problema. Se un disco in un insieme di due evidenzia un problema o si rompe, i dati di entrambi i dischi si perdono per sempre.
RAID nei PC casalinghi
Il 2000 è stato un anno interessante per gli appassionati di PC. Il limite del bus Parallel ATA (PATA) crebbe da 33 MB/s a 66 MB/s. Il chipset 440BX di Intel non supportava le nuove specifiche, quindi i produttori di schede aggiuntive cercarono di sopperire con controller dedicati. Promise era una di quelle aziende e costruì due prodotti: Ultra66 (un HBA senza supporto RAID) e FastTrak66 (controller PATA RAID). Oltre alla singola resistenza, i due prodotti erano identici. I firmware erano unici ma ciò non fermò i più smaliziati dal saldare il componente mancante e flashare la scheda a minor costo con il firmware della soluzione di punta.
Il RAID diventa mainstream
La mod da Promise Ultra66 a FastTrak66 divenne popolare, e i produttori aggiunsero il supporto RAID a motherboard per l'overclock come Abit BE6-II. Per allora, emersero dissipatori ad aria in rame di fascia alta e kit a liquido per portare le altamente overcloccabili CPU Intel Coppermine a nuovi livelli. Il Pentium III a 500 MHz poteva raggiungere i 750 MHz facilmente: il primo costava 300 dollari e il secondo tre volte tanto. Era un bel periodo per essere appassionati di PC. Aumentare le prestazioni di archiviazione tramite RAID era il successivo passo logico.
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È passato molto tempo dal 440BX. Le schede madre moderne hanno supporto RAID integrato nel chipset. I dispositivi RAID basati su PCIe sono però un'altra materia. È un concetto interamente nuovo che fa leva sui nozioni standardizzate in passato.
Oggi solo il chipset Intel Z170 supporta l'avvio del sistema operativo da un insieme di dischi PCIe. Non tutte le motherboard Z170 hanno però questa caratteristica attivata. La Z170 Extreme 7+ di ASRock fa un passo avanti: supporta tre SSD M.2 per RAID 0 (incrementa le prestazioni di due dischi), RAID 1 (mirroring con due dischi) e RAID 5 (prestazioni migliori con tre dischi e protezione dei dati di parità). In questa recensione usiamo la Z170 Extreme 7+ con due 950 Pro in RAID 0 per confrontare tale configurazione con un singolo e più capiente SSD 950 Pro. Le impostazioni del nostro RAID sono visibili nell'immagine sopra; lo testiamo con una dimensione della stripe di 16KB.
Prestazioni in lettura sequenziale
In queste classifiche includiamo alcune alternative, come il Samsung 850 Pro e il SanDisk Extreme Pro, gli SSD SATA client più veloci. Il SATA scala solo fino a 32 queue depth quindi non possiamo generare i dati con una coda di 128 comandi come i dischi PCIe - attualmente possiamo arrivare fino a 256 con altri 256 comandi per coda.
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Il 950 Pro da 256 GB offre prestazioni in lettura sequenziale appena sopra 2000 MB/s. Il controller di archiviazione dello Z170 comunica con la CPU tramite Direct Media Interface (DMI), che condivide il bandwidth con diversi altri dispositivi. Il DMI non è in grado di raddoppiare la velocità di un singolo 950 Pro perché è limitato a meno di 4 GB/s tra PCH e CPU.
Prestazioni in scrittura sequenziale
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La velocità in scrittura sequenziale del 950 Pro da 256 GB è diversa dal modello da 512 GB. Il modello con capacità maggiore può scrivere a 1500 MB/s mentre la soluzione minore è limitata a 900 MB/s secondo le specifiche di Samsung. I due 950 Pro in RAID 0 raddoppiano le prestazioni del singolo disco e superano di quasi 400 MB/s le prestazioni del 950 Pro da 512 GB.
Prestazioni in lettura casuale
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I 950 Pro da 256 GB in RAID raggiungono prestazioni in lettura casuale più elevate rispetto al singolo SSD ma l'aumento è quantificabile solo ad alte queue depth. In un normale ambiente desktop non vedrete benefici. Infatti la maggior parte dei carichi di lavoro si verifica a queue depth ridotte, e il RAID è effettivamente un po' più lento di un singolo disco.
Prestazioni in scrittura casuale
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Nei nostri test osserviamo anche prestazioni in scrittura casuale minori con queue depth ridotte in RAID 0. Configurare DMI per il RAID aggiunge latenza, cosa che impatta in modo misurabile sulle IOPS. Con una queue depth di quattro e superiori il RAID può usare il bandwidth ulteriore a disposizione.