ТехНовБум – Онлайн журнал о новых технологиях

RAID массивы из Solid State дисков

В продолжение темы о твердотельных накопителях, хотелось бы поговорить более детально о методах изготовления, разработки и использования Solid State Disk. Если вы не совсем понимаете, о чем идет речь, то советуем обратиться к статье Solid State Drive пришел на смену Hard Disk.

Принцип работы массива RAID 0

Начнем с технологии RAID – Redundant Array of Independent Disks или массив независимых дисков. Идея очень проста: с учетом того, что жесткий диск – устройство механическое,  диск крутится, головка движется, найти нужное место на диске для считывания или записи занимает драгоценное время. Медлительность обращения к жесткому диску стала преградой для быстродействия всей системы ПК. Тогда появилась технология RAID, которая решает эту проблему созданием физического кластера жестких дисков, соединеных между собой в один логический диск. Теперь процессы идут параллельно, что увеличивает общую производительность. Чем больше жестких дисков вы подключите вместе, тем более высоких скоростей добъетесь.

Итак, познакомившись с режимом RAID 0,  можно понять, что данные в нем распределяются частями по хард дискам, от этого выигрывается КПД, но существует большой риск потери данных. Ведь, если один такой диск выходит из строя (что нередко случается с HDD), вся система информации исчезнет, либо сильно повредится, в лучшем случае. Режим RAID 1 предлагает вам использовать дополнительный диск для резервного копирования, при этом производительность не улучшается, RAID 5  предлагает и первое и второе. Существует еще много режимов, которые предназначены для различных целей.

Поняв принцип работы RAID, отправимся дальше, к нашим Solid State драйвам. Представьте себе несколько твердотельных накопителей, соединенных в один массив в режиме RAID 0 (SSD достаточно крепкие, чтобы использовать этот режим) . Каких скоростей мы достигнем? Если скорость записи стандартных жестких дисков сегодня составляет около 100 Mb/s,  у SSD – около 250 Mb/s, то массивы Solid State Drive доходят до невероятных скоростей – 1.2 Gb/s и намного больше этого (зависит от количества накопителей в кластере). А это означает,  друзья, что скопировать фильм, объемом с гигибайт, займет крошечную секунду, дефрагментация (если бы SSD вдруг нуждался бы в ней) заняла бы минуту, а не полдня!

Кстати, пару слов о дефрагментации Solid State -  в отличие от жестких дисков, эти устройства не могут быть подвергнуты «стандартной» дефрагментации из-за принципиально другой структуры и принципа работы. Контроллеры SSD и так следят за упорядочиванием записываемой информации,  а частая переписка данных укоротит жизненый цикл твердотельных накопителей. Существуют специальные программы-оптимайзеры, которые улучшают общую производительность, и запуск таких программ раз в месяц не только не повредит вашему Solid State драйву, но и будет достаточно полезно для профилактики.

RAID Массив из 16 Solid State накопителей компании Intel

Возвращаясь к теме RAID, хотелось бы упомянуть несколько поистине поразительных тестов, проведенных энтузиастами. Первый был проведен в марте 2009 года, 24 SSD модели Samsung PB22-J были объединены в один массив общего объема 6 Террабайт. Во втором испытании, проведенном полугодом позже, были использованы 16 SSD модели Intel X25-E общей емкостью около террабайта.

Samsung PB22-J, который был выбран для первого испытания, изготовлен по технологии производства NAND-памяти под названием MLC (multiple level cell) – многоуровневые ячейки. Это означает, что каждая ячейка SSD-памяти способна вместить 4 бита информации. Эта технология позволяет создавать вместительные драйвы (256Gb объем Samsung PB22-J), но скорости подобного драйва не будут такими высокими, как в технологии SLC.

Другая технология производства NAND-памяти называется SLC (single level cell)- одноуровневые ячейки. На базе этой технологии построен твердотельный накопитель Intel X25-E. Каждая ячейка памяти содержит один бит, и они неспособны вмещать много информации (64G). Зато у одноуровневых SSD процессы чтения/записи сопряжены с большей пропускной способностью и меньшими задержками, а значит, они намного быстрее предыдущих. Кроме всего прочего, технология производства SLC накопителя дороже многоуровневой.

Результаты первого теста продемострировали общую скорость пропускания 2.12 Gb/s, но при этом они использовали 24 Solid State драйва объемом 256Gb каждый. Но объем, как показали исследования энтузиастов, проводивших второй тест, не есть решающий фактор. Используя 16 SSD Intel X25-E   объемом 64 Gb, они достигли большей скорости – 2.3 Gb/s.

Меня очень впечатлили результаты в качестве сухого факта – возможно достигнуть скорости в 2.3 Gb/s. Простым пользователям ПК не очень-то нужны такие скорости, а вот в серверах и суперкомпьютерах, возможно,  это не помешает. К тому же, стоимость такого большого массива огромна. Для обычного пользователя уже выпущены кластерные SSD решения в меньших количествах – 4 или 8 драйвов, объединенных вместе, цена за которые, к сожалению, все еще остается достаточно высока.

Метки: Intel, RAID, Samsung, SSD