10, май 2023  —  Выбор наилучшего варианта RAID (программного или аппаратного) — непростая задача, поскольку он зависит от типа приложения, его рабочей нагрузки и конфигурации оборудования.

В современных установках хранения на основе дисков NVMe аппаратный RAID не подходит. Даже новейшие аппаратные RAID-карты, доступные на рынке, борются с производительностью. Несмотря на то, что они достигли некоторых улучшений в скорости чтения с ограниченным количеством SSD, аппаратные RAID-карты по-прежнему не могут обеспечить достойную производительность записи из-за ограниченных возможностей их ASIC. С твердотельными накопителями PCIe Gen.4 NVMe, обеспечивающими более 1 млн операций ввода-вывода в секунду на диск, всего 3–4 диска могут полностью загрузить адаптер HW RAID. Кроме того, производительность во время восстановления диска остается далекой от оптимальной.

Комбинация аппаратного ускорителя вычисления контрольной суммы и программной реализации может рассматриваться как решение вышеупомянутой проблемы ASIC IOPS, но приводит к дополнительным задержкам, что особенно критично для приложений со случайной нагрузкой. Более того, как аппаратные RAID-адаптеры, так и аппаратные ускорители контрольных сумм занимают слоты PCIe, количество которых на серверах NVMe ограничено.

С другой стороны, варианты программного RAID могут повысить гибкость, надежность и производительность. Одно и то же программное обеспечение можно использовать для работы с локальными устройствами по всем протоколам (SATA, SAS, NVMe и даже USB), с сетевыми блочными хранилищами, такими как FC или iSCSI, или с новыми целями NVMeoF. Однако у программного RAID плохая репутация, так как он потребляет много ресурсов хоста.

Но не все программные RAID одинаковы. Заметным исключением здесь является xiRAID от Xinnor, который был разработан с нуля для поддержки высокого уровня параллелизма NVMe SSD и для минимизации нагрузки на ресурсы хоста.

xiRAID основан на относительно редко используемой функции современных процессоров x86 под названием AVX (Advanced Vector eXtensions) и имеет архитектуру без блокировки, которая помогает равномерно распределять вычисления по всем доступным ядрам ЦП. С xiRAID только 2% рабочей нагрузки ЦП тратится на вычисление контрольной суммы. Кроме того, xiRAID не потребляет системную оперативную память благодаря своей реализации без кэша. По этой причине нет необходимости использовать сторонний аппаратный разгрузчик, который только увеличивает стоимость, увеличивает энергопотребление и приводит к увеличению задержки.

Компания Xinnor описала другие преимущества и недостатки как программных, так и аппаратных RAID-массивов в своем блоге здесь . Вы также можете прочитать статьи о загрузке процессора xiRAID как для случайных, так и для последовательных рабочих нагрузок.

Если вам нужна дополнительная информация о самом xiRAID, вы можете найти ее здесь или связаться с Xinnor по адресу request@xinnor.io.