SATA RAID控制卡性能详细比较

    SATA的存储设备，从2005年起，市场占有率逐渐扩大。主要因为愈来愈多的厂商，不断推出具有企业级(Enterprise Class) SATA 存储产品，包括SATA RAID控制卡(Host Adapter)、硬盘 (HDD) 、硬盘阵列柜 (Disk Array)，扩大了SATA产品在储存市场的应用，从个人计算机 (Desktop)、工作站 (Workstation)到一些特定的服务器 (Server)。

　　在这市场区间，SATA磁盘阵列控制卡 (RAID Host Adapter)是一个非常重要组件，建邦科技专研存储产品多年，从各种不同的角度深入探讨9种 SATA磁盘阵列控制卡，采用各种不同的测试工具 (Benchmark Tool) 分析各种产品设计特点，及模拟实际应用环境测试验证执行效能, 以供大家做选购参考：

　　首先列出目前市面上，最通行的9种SATA磁盘阵列控制卡：

　　Areca ARC-1120， ARC-1160

　　3Ware Escalade 8506-8, Escalade 9500S-8

　　LSI MegaRAID 150-4, 150-6

　　Highpoint Rocket RAID 1820A

　　RAIDCore BC 4852

　　Promise FastTrak S150 S×4

　　磁盘阵列控制卡硬体架构，可分为二大类，其优缺点如下：

　　A、Software RAID--控制卡不自带 CPU, 使用Server CPU来运算RAID的功能

　　优点：

　　低成本

　　在RAID 0及RAID 1运算模式下，因Server 快速CPU可得到相当好的执行效能 (Performance)

　　缺点：

　　在RAID 5模式下，冗错资料 (Parity data)运算，将大量占用系统CPU时间，Interrupt 增加，及消耗大量Memory及PCI Bus 频宽，因为磁盘阵列控制卡必需传输“基本存储资料”及“冗错存储资料”往返于系统Memory, PCI BUS, 及 HDD之间。当系统工作负荷大时, 整体效能会大幅下降. H/W RAID 控制卡, 自带 CPU 及 Memory, 可分担系统CPU 工作量, 同时冗错数据在自己的记忆体运算, 降低 PCI Bus 数据流量及 I/O Interrupt 次数。

RAID的构建及Volume扩容，必需在系统OS启动下才能执行。

　　最大的隐患：

　　当系统产生“H/W Reset”，可能会导致磁盘阵列资料损坏丢失, 尤其是当采用系统Memory做Cache，因为此部分Memory无法以Battery backup 来保护。

　　RAID的功能以Device Driver来实现，将大大提高Driver的复杂度，同时产生较多兼容性问题。

　　B、Hardware RAID

　　磁盘阵列控制卡自带CPU及Memory，RAID功能执行完全独立于系统外

　　优点：

　　系统Rebooting，Resetting，或是系统Shutting Down不会影响存储资料安全性及完整性

　　RAID 5模式下冗错资料运算不占用系统CPU，同时这些资料传输不会占用系统Memory及PCI Bus频宽，让系统可以服务其它任务。

　　缺点：

　　成本高

　　磁盘阵列控制卡的CPU必需采用高性能CPU，否则虽然确保了存储资料完整性，却损失了Performance，因为磁盘阵列控制卡CPU太慢。

　　首先，介绍磁盘阵列控制卡硬体架构，以帮助了解各种产品Performance表现。

　　磁盘阵列控制卡主要硬体架构由三大部分组成：

　　a、I/O Processor (简称为 RAID card CPU)

　　主要有PCI Bus界面，连接System及I/O Controller。

　　Memory Bus界面，提供Cache Memory功能，加速RAID控制卡整体Performance。

　　XOR 及CRC功能，加速RAID运

　　b、I/O Controller

　　经由PCI Bus连接I/O Processor

　　提供SATA界面，连接HDD

　　c、S/W RAID Stack

　　由控制卡及Driver组成S/W RAID Stack，执行各种RAID功能。

　　所有硬体设计架构，大致可分为二种设计模式：

　　a、模组化设计：

　　采用先进的I/O Processor 及I/O Controller，可以加速产品研发，快速提供最新规格产品，专注于S/W RAID Stack发展。主要缺点为成本结构较高。

　　主要代表厂商：Areca，LSI，Adaptec，RAIDCore。

　　b、采用自行开发ASIC方案：

　　此方式将阻碍新产品研发，成本较低。主要代表厂商有3Ware，至今可见其最新产品Escalade 9500S-8仍采用其自8500使用的ATA RAID 5 ASIC设计产品，导致受限于ASIC功能，及老一代PCI Bus界面，无法快速推出PCI-X，PCI-Express产品。

　　I/O Processor最常用Intel CPU，将此IOP规格Memory Bus，PCI Bus频宽列于下面图表，以供了解这些不同的CPU的执行效能。

　　磁盘阵列控制卡, 常用Intel CPU规格表：

　　磁盘阵列控制卡CPU效能取决于Memory及PCI Bus的频宽

　　由上表显示CPU效能差异，在后面Performance比较上可看出老一代磁盘阵列控制卡采用早期IOP 如i960，IOP 303，IOP 302 为何无法突破资料传输率130MB/Sec，此现象尤其明显当RAID控制卡管理4个以上HDD。

　　I/O Controller

　　I/O Controller主要供应商为Marvel及Silicon Image