SAS vs SATA — выбор дисковой подсистемы

Цель статьи указать на различия между жесткими дисками SAS и SATA и помочь при выборе дисков в сервер под конкретную задачу. Сравнение дисков осуществляется при помощи специального ПО, которое позволяет создавать нагрузку на дисковую подсистему, эмулируя те или иные задачи (СУБД, WEB, файл-сервер и т.д.). Статья рассчитана на читателей не обладающих глубокими знаниями в области серверных систем, но может быть полезна и профессионалам, так как дает конкретные цифры для двух технологий используемых в жестких дисках.

Тестовый стенд

Описание Модель Версия Прошивки/ПО
Платформа Hyperion RS160 G3 Opteron 2214 RAM 4 Gb 2.12
Дисковый контроллер LSI 1078 (8708) 8.0.1-0038
Жесткий диск SATA Seagate ST3160215AS, RPM 7.2K, 160Gb 4.AAB
Жесткий диск SAS Hitachi HUS153014VLS, RPM 15K, 146Gb A410
ОС Windows 2003 Server R2 Std x64, SP2*  
ПО для тестирования Iometer 2006.07.27

*ОС установлена на отдельный жесткий диск подключенный к встроенному контроллеру материнской платы

Некоторые важные параметры для IOMeter

Техническое описание параметров представленных в таблице ниже выходит за рамки этой статьи, но важны тем, кто уже использовал этот инструмент — для сравнения со своими результатами и интерпретации представленных цифр.

Методика и инструментарий измерения

В статье сравнивается «чистая» производительность жестких дисков SATA и SAS. Под «чистой» производительностью понимается скорость чтения и/или скорость записи жестких дисков без учета работы кэширующих механизмов (кэш ОС, кэш файловой системы, кэш контроллера отключены или отсутствуют).

Размер раздела на тестируемом диске равен 50 Gb — этот размер покрывает большинство задач, которые могут решатся на серверах начального и среднего уровня (размер базы данных, размер сайта, размер материала для кодирования видео). Величина блока задаваемого на дисковом контроллере при создании раздела оставлена в значении по умолчанию и равна 64Kb. В качестве инструмента для проведения измерений выбран тест IOMeter. Из ключевых особенностей этого ПО и преимуществ для подобного тестирования можно отметить следующие:

Результаты тестов

Ниже представлены результаты тестов проведенных с использованием различных шаблонов доступа на дисковую подсистему. Скорость жестких дисков оценивается с точки зрения т. н. iops'ов — элементарных операций записи/чтения в секунду (ось X). По оси Y отмечается размер такой элементарной операции. Из двух этих величин путем перемножения можно получить общий поток в килобайтах/секунду который может обработать жесткий диск на данном типе нагрузки.

СУБД

В этом тесте эмулируется работа типичных системы по управлению базами данных (MS SQL, MySQL и другие). Косвенно по этому тесту можно судить о различиях в скорости работы с ERP системами, например 1C.

Файл-сервер

Еще один тест который будет полезен для оценки использования дисков в корпоративной инфраструктуре. Эмулируется файл-сервер с большим количеством операций чтения над мелкими и средними (до 500Mb) файлами и небольшим процентом (15%) записи этих файлов.

Потоковое чтение

В какой-то степени полностью синтетический тест оценивающий возможности последовательного чтения с жесткого диска в один поток. Этот тест полезен для анализа использования дисков в задачах связанных обработкой больших потоков однообразных данных. Например кодирование видео высокого разрешения, специализированные хранилища документов и прочее.

Потоковая запись

Тест аналогичен предыдущему, но сравнивает производительность записи на диск.

Web-сервер

Шаблон эмулирует работу небольшого веб-сайта и характеризуется большим количеством операции чтения «разбросанных» по всему объему раздела (большое количество маленьких файлов).

Случайная запись

Еще один синтетический тест. Обычно его используют для оценки влияния всевозможных кэшей в системе, но в данном случае он полезен для оценки работы дисковой подсистемы с приложениями чувствительных к большому количеству мелких операций записи. Например, специфические базы данных осуществляющие постоянный сбор информации).

Выводы

Как видно из графиков на всех шаблонах в которых присутствует элемент произвольного доступа с более чем четырехкратным преимуществом лидируют SAS жесткий диск со скоростью вращения шпинделя 15000 оборотов в секунду, что ожидаемо. SATA диск с практически вдвое меньшей скоростью вращения приближается по производительности к SAS только на операциях связанных с последовательным доступом, да и то, только при больших размерах единичного блока записи/чтения (в графиках ось X). Это, с одной стороны, непосредственно связано со скоростью вращения. С другой, существуют некоторые особенности SAS дисков. Не вдаваясь в архитектурные подробности обеих технологий и тонкие нюансы работы конкретных контроллеров преимущества SAS дисков при прочих равных следующие:

Может сложится мнение, что главным выводом из статьи является тезис о том, что SAS лучше чем SATA, но это не так. У каждой из этих технологий своя ниша. Большим преимуществом SATA дисков является стоимость хранения мегабайта информации.

Резюмируя можно сказать, что SAS диски ориентированы на задачи чувствительные к скорости и требующие многопоточного доступа:

SATA диски требуются для задач связанных с большими объемами информации. Из распространенных задач успешно решаемыми SATA-дисками можно выделить следующие:

Сапронов Андрей (asapronov@etegro.com), Саттаров Данияр (dsattarov@etegro.com)