Performance: Speicherpools und Storage Spaces gegen Hardware-RAID

Als Testplattform haben wir einen Desktop-PC mit Windows-8-Betriebssystem gewählt. Die Hardware des Computers setzt sich aus dem Asus-Mainboard P8Z77-V mit Intel-Z77-Express-Chipsatz, dem Prozessor Intel Core i5-3470 (3,20 GHz) und 4 GByte DDR3-SDRAM zusammen. Als Storage-Subsystem verwenden wir eine Intel-SSD vom Typ SSDSC2CW240A für das Betriebssystem, und als Datenlaufwerke kommen drei 2 GByte große SATA-Festplatten WD20EFRX-68AX9N0 von Western Digital zum Einsatz.

Das System arbeitet mit einem Chipsatz, der einen Onboard-RAID-Controller beinhaltet und RAID 0, RAID 1 und RAID 5 in Hardware unterstützt. Diesen nutzen wir, um mit den drei Datenfestplatten die entsprechende RAID-Konfiguration nachzubilden.

Für die Performance-Tests setzen wir die Benchmarks CristalDiskMark, Atto und IOmeter ein. Mit dem erstgenannten Tool messen wir die maximale sequenzielle Lese- und Schreibrate der entsprechenden Konfiguration. Das Programm Atto ermittelt die maximale Streaming-Leistung der Storage-Installation. Mit dem Benchmark-Tool IOmeter erfassen wir die I/O-Transfers pro Sekunde und die Transferrate in MByte/s. Wir verwenden vordefinierte Workloads zur Simulation von Random Read und Random Write. Bei allen Tests ist eine Queue Depth von 32 eingestellt; somit werden multiple Zugriffe abgearbeitet.

Beim sequentiellen Lesen und Schreiben ist die Hardware-RAID-0-Konfiguration der Einfach-RAID-Konfiguration des Storage Pools deutlich überlegen. Die Hardware kann die Operationen parallel mit einer Geschwindigkeit von 422 / 413 MByte/s ausführen, dagegen scheint die Softwarelösung seriell mit einer Datenrate von 156 / 152 MByte/s abzuarbeiten. Bei der Zwei-Wege-Spiegelung beziehungsweise RAID-1-Installation sind die zwei Lösungen nahezu ebenbürtig - mit leichten Vorteilen (161 MByte gegen 146 MByte) beim Lesen für die Zwei-Wege-Spiegelung von Storage Pools. Bei RAID 5 beziehungsweise Parität überzeugt die Softwarelösung beim Schreiben, bei den Schreiboperationen dagegen punktet die Hardware.

Ähnlich unterschiedlich wie beim CristalDiskMark zeigen sich die Ergebnisse beim Atto-Benchmark. Allerdings liegt der Speicherpool inklusive den Storage Spaces bei der Zwei-Wege-Spiegelung jetzt mit 166 MByte und 149 MByte gegenüber 110 MByte und 130 MByte deutlich weiter vorne.

Der IOmeter simuliert praxisrelevante Szenarien. Dabei wird deutlich, dass Storage Pools beim Random-Zugriff mit 4-KByte-Blöcken gegenüber dem Hardware-RAID Boden gutmacht. Außer bei einem geringen Vorsprung von 0,02 MByte/s beim Schreiben unter RAID 0 verliert die Hardwarekonfiguration in den übrigen Disziplinen.

Die schwache Datenübertragungsrate schlägt sich auch in den Ergebnissen der I/O-Transferleistung nieder. Hier muss sich das Hardware-RAID ebenfalls den Storage Pools geschlagen geben. Lediglich beim Schreiben unter RAID 5 kann die Hardware-Installation die Stärke voll ausspielen und übertrumpft die Softwarekonfiguration um zirka 8 Prozent.