Производительность дисковой подсистемы - краткий ликбез.

Дисковая и файловая подсистемы компьютера обычно не являются предметом особого внимания пользователей. Винчестер довольно надежная штука и функционирует как бы сам по себе, совершенно не привлекая внимание рядового юзера.

Усваивая основные приемы работы с файлами и папками, такой пользователь доводит их до полного автоматизма, не задумываясь о существовании дополнительного инструментария для обслуживания жесткого диска. Управление дисками полностью перекладывается на операционную систему.

Трудности начинаются либо тогда, когда файловая система демонстрирует явное снижение производительности, либо тогда, когда она начинает сбоить. Другой повод для более внимательного изучения этой темы: установка на ПК нескольких «винтов» одновременно.

Как и всякое сложное устройство, винчестер нуждается в регулярном обслуживании. Windows 7 хотя и берет на себя частично эти заботы, она не способна самостоятельно решить за вас все проблемы. В противном случае «тормоза» со временем гарантированы. Как минимум нужно уметь проделывать следующие вещи:

• Производить очистку файловой системы от мусора. В понятие мусора входят временные файлы, расплодившиеся «кукис» браузеров, дублированная информация и т. д.
• Осуществлять дефрагментацию жесткого диска. Файловая система Windows построена таким образом, что видимое пользователем как целое на самом деле представляет собой разбросанные по магнитной поверхности винчестера отдельные фрагменты файлов, объединенные в цепочку: каждый предыдущий фрагмент знает каждый следующий. Для чтения файла как целого нужно собрать эти части вместе, для чего необходимо проделать большое количество циклов чтения из разных мест поверхности. То же самое происходит и при записи. Дефрагментация позволяет собрать все эти кусочки в одно место.
• Просматривать и корректировать информацию о разделах.
• Уметь открывать доступ к скрытым и системным файлам и папкам.
• При необходимости уметь работать сразу с несколькими «винтами».

А также выполнять некоторые другие полезные действия. В нашей заметке мы не станем обсуждать весь круг этих вопросов, а остановимся лишь на некоторых.

Как читать информацию о разделах?

Для тех, кто не в курсе, дадим пояснение: в Windows существует такое понятие, как «оснастка».

Это исполняемый файл с расширением.msc, запускаемый как обычный exe. Все оснастки имеют единообразный интерфейс и построены на технологии COM – основе внутреннего устройства этой операционной системы.

Окно управления дисками также является оснасткой. Запустить ее можно набрав в окошке «Выполнить» ее имя diskmgmt.msc так, как показано на следующем рисунке:

В результате перед нами окажется окно самой оснастки с заголовком «Управление дисками». Вот как это приложение выглядит:

Этот интерфейс интуитивно понятен и прост. В верхней панели окна мы видим перечень всех имеющихся на «винте» томов (или разделов) с сопутствующей информацией о них, как то:

• Имя раздела.
• Типа раздела.
• Его полная емкость.
• Его статус (различные разделы могут иметь разный статус).
• Оставшееся свободное место, выраженное в гигабайтах и процентах от общего объема.

И другая информация. В нижней панели расположен перечень накопителей и разделов. Именно отсюда можно производить операции с томами и накопителями. Для этого нужно щелкнуть по имени тома правой кнопкой мыши и выбрать конкретную операцию из подменю «Действия».

Главное преимущество интерфейса в том, что здесь все собрано в кучку – нет нужды блуждать по разным меню и окнам, чтобы осуществить задуманное.

Операции с томами

Разберем некоторые неочевидные операции с разделами. Для начала обсудим переход из формата MBR в формат GPT. Оба эти формата соответствуют различным типам загрузчика. MBR – классический, но ныне устаревший формат загрузчика.

У него есть явные ограничения как по объему тома (не более 2 Тб), так и по количеству томов – поддерживается не более четырех. Не стоит путать том и раздел – это несколько отличные друг от друга понятия. Об их отличиях читайте в интернете. Формат GPT построен на технологии GUID и не имеет этих ограничений.

Так что если вы имеете диск большого размера – смело конвертируйте MBR в GPT. Правда, при этом все данные на диске будут уничтожены – их потребуется скопировать в другое место.

Технология виртуализации проникла повсюду. Не обошла она и файловую систему. При желании вы можете создавать и монтировать так называемые «виртуальные диски».

Такое «устройство» представляет собой обычный файл с расширением.vhd и может использоваться как обычное физическое устройство – как для чтения, так и для записи.

Это открывает дополнительные возможности для каталогизации информации. На этом наше повествование окончено. Управление дисками в Windows 7 – довольно обширная тема, погрузившись в которую можно открыть для себя немало нового.

Любой компьютер с MMX процессором, шиной PCI и объемом памяти более 64 МБ следует признать вполне достаточным для видеомонтажа, если вы никуда не торопитесь.

Споры по поводу выбора компьютера для видеомонтажа никогда не утихают, о чем свидетельствует соответствующая в нашем форуме. Что лучше: Intel или AMD, Western Digital или Seagate, Asus или Gigabyte, Cola или Pepsi - эти вопросы из года в год вызывают эмоциональные дискуссии самого разного уровня во всех уголках Рунета. Принимаясь за такую щекотливую тему, чувствуешь себя канатоходцем перед выступлением - на такую тревожную, неопределенную и обманчивую стезю предстоит вступить. Принимая во внимание специфику темы, в этой статье мы решили сдвинуть акцент в теоретическую область, по возможности, воздержавшись от оценок конкретных экземпляров оборудования. С одной стороны, выбранный подход продлит срок актуальности статьи, с другой стороны, уменьшит поток гневных комментариев, всенепременно образующийся в результате расхождения высказанных в статье идей и мнения некоторых читателей.

Примем как данное, что, так как процесс обработки видео всегда связан с длительными пересчетами и рендерингами, загружающими систему под 100%, первостепенное требование к видеомонтажному компьютеру - надежность. Сбой или зависание, например, игрового компьютера чреваты однократной перезагрузкой, что, конечно, неприятно, но отнюдь не критично. Зависание рабочего компьютера где-нибудь на 80% многочасового пересчета проекта совершенно недопустимо. Производительность по степени важности следует поставить на второе после надежности место.

1. Процессор

Обычно на процессор компьютера тратится наибольшая часть бюджета, так как в глазах неискушенного пользователя параметры этого элемента напрямую ассоциируются с "крутостью" компьютера. Давайте попробуем разобраться, насколько он в действительности важен, ответив на самый очевидный вопрос: а зачем он нужен? Процессор в основном влияет на два "видеомонтажных" параметра:

1. Мгновенный комфорт работы.
2. Время ожидания результата.

Мгновенный комфорт работы - эта общая отзывчивость и скорость реакции системы на действия пользователя. При видеомонтаже она обычно сводится к скорости рендеринга предпросмотра. А именно: при какой сложности монтажа вы сможете получить плавное realtime-превью. В тривиальном случае, ограничивающимся нарезкой исходного DV-видео, сменой последовательности фрагментов и заменой звуковой дорожки, с такой задачей вполне справится и Celeron 2.0 GHz. При наложении эффектов, переходов, цветокоррекции, компоузинге и т.д. разумеется, желателен более быстрый процессор, однако не стоит забывать, что комфорт монтажа - количественная, а не качественная характеристика. Это означает, что, с одной стороны, даже Celeron 2.0 GHz не накладывает принципиальных ограничений на процесс монтажа, а, с другой стороны, и для самого современного процессора можно найти задачу, с которой он не справится в реальном времени.

Второй процессорозависимый параметр - время ожидания результата. Им будем называть время, необходимое компьютеру для рендеринга смонтированного ролика в выходной файл. Пожалуй, этот параметр не имеет принципиального значения. Редко кто во время многочасового рендеринга сидит и неотрывно следит за продвижением индикатора готовности. В большинстве случаев, просчет происходит в фоновом режиме при уменьшенном приоритете процесса кодера. Пользователь при этом спокойно занимается своими делами. Рост частоты процессора обеспечивает приблизительно линейное снижение времени ожидания.

Наряду с этими основными параметрами, есть еще несколько менее значимых, но требующих к себе внимания.

Во-первых, благодаря "заслугам" маркетинговой политики, с недавнего времени тип процессора начал ограничивать выбор программного обеспечения, которым сможет воспользоваться пользователь. Например, Adobe Premiere Pro 2.0 отказывается запускаться на процессорах, не поддерживающих набор инструкций SSE2, хотя объективных причин для подобного ограничения не наблюдается. Таким образом, волей-неволей приходится постепенно отказываться от использования устаревших процессоров, даже если их производительность вас вполне устраивает.

Во-вторых, многоядерность. Необходимо помнить, что на сегодняшний день далеко не все программное обеспечение для работы с видео хорошо распараллеливается. Если наличие двух ядер (или хотя бы Hyper-Threading’a) в любом случае оправдано за счет того, что определенно применимо для облегчения фонового просчета, то большее число ядер может оказаться невостребованным.

В-третьих, немаловажный параметр - энергопотребление и, соответственно, тепловыделение и шумность. Для студийного компьютера, он, конечно, не играет принципиальной роли, а для домашнего весьма значим. Мало приятного, если компьютер будет докучать вам назойливым гулом во время многочасовых просчетов, способных случайно затянуться и за полночь. Intel и AMD в последнее время, наконец, озаботились данной проблемой, и сегодня можно без особенных финансовых вложений обеспечить достойное охлаждение ЦП малошумным кулером. Сделать это тем проще и дешевле, чем современнее модельный ряд выбранного процессора, но ниже его производительность.

Исходя из вышесказанного, сформулируем основные правила выбора процессора для абстрактного видеомонтажного компьютера:

1. Выбор производителя процессора должен базироваться на анализе текущей, на момент покупки, ситуации на рынке.
2. Процессор должен принадлежать к наиболее современной и перспективной линейке.
3. Конкретный рейтинг по производительности имеет лишь количественное значение, и должен приниматься во внимание в последнюю очередь при наличии свободных средств.

2. Оперативная память

При выборе оперативной памяти необходимо различать две группы характеристик:

1. Объем.
2. Скоростные характеристики, складывающиеся из типа памяти, режима работы, рабочей частоты, латентности.

С объемом все просто. Представить себе современный компьютер с объемом памяти менее 256 МБ довольно затруднительно, так как планок DDR2 меньшего объема нет в продаже. Этот объем и стоит признать минимально допустимым, хотя, конечно, о комфортной работе в этом случае мечтать не приходится. Adobe Premiere Pro 2.0 сразу после запуска, с пустым проектом занимает в памяти приблизительно 300МБ. Если принять во внимание интересы операционной системы и еще десятка сопутствующих активной монтажной работе утилит, сойдемся на том, что 1 ГБ на сегодняшний момент оптимальный объем. 2 гигабайта, конечно, тоже пригодятся, но уже для достаточно специфических задач - когда в работе над проектом одновременно используется несколько тяжелых приложений, например, Premiere, Audition и Photoshop. Едва ли можно назвать подобные действия любительским монтажом. Не забывайте, что нехватка памяти также негативно влияет и на мгновенный комфорт работы, причем гораздо драматичнее, чем неторопливость центрального процессора. Поэтому в случае выбора между мощностью процессора и достаточным объемом памяти всегда следует отдавать предпочтение второму варианту.

Из скоростных характеристик памяти следует уделять внимание только двуканальному режиму работы. Отказываться от практически бесплатного увеличения производительности нерезонно, так что позаботьтесь о паре модулей. Можно было бы задуматься над выбором типа памяти, но сегодня системы на базе DDR-II получили безоговорочное преимущество - на нее рассчитано подавляющее большинство современных материнских плат. Поэтому выбора нет, и голову не сломаешь. Что касается рабочей частоты и латентности - эти параметры незначительно влияют на производительность при обработке видео, так что ими можно пренебречь – лишь бы заработало.

3. Видеокарта

Как ни странно, но процесс обработки видео никак не оптимизируется видеокартой (по состоянию на 2009 год данное утверждение спорно: см. - прим. ред.) . Конечно, это утверждение не касается профессиональных программно-аппаратных комплексов, но на момент написания статьи относится ко всем "народным" видеокартам. А как же аппаратное ускорение декодирования и кодирования видео, возмутятся производители видеокарт? С декодированием очень просто: мало того, что современные процессоры без проблем справляются с декодированием практически любых потоков, вплоть до MPEG4 AVC 1920x1080, так ускорение от аппаратного декодирования в сравнении с хорошо оптимизированными софтверными декодерами если и есть, то измеримо всего десятком-другим процентов (см. статью " "). С кодированием ситуация не менее туманная (см. тестирование " "). Пока ни о каком серьезном применении данной функции говорить не приходится, а если даже производители со временем и доведут ее до ума, позвольте предположить, что работать она будет только в проприетарном софте, разумеется, выполненном в плюшкообразном стиле, с максимально урезанными возможностями и обязательной поддержкой сменных скинов.

Так что при выборе видеокарты необходимо осознанно и хладнокровно игнорировать все традиционные характеристики: чипсет, количество памяти, разрядность шины, число конвейеров и т.д. Никакая видеокарта, выпущенная с 2001 года, не ограничит ваши возможности по обработке видео, за исключением случаев использования специальных плагинов или фильтров, охочих до ресурсов GPU видеокарты.

Главное, с чем вы должны определиться — это с числом мониторов, которые вы собираетесь использовать. Если их больше одного, встроенное в материнскую плату видео не вариант. В этом случае подойдет самая простая видеокарта с двумя выходами от надежного производителя. Не стоит брать дешевый noname — такая карта может уменьшить стабильность системы, а также подвести в качестве 2D изображения.

4. Звук

Для исключительно видеомонтажного компьютера аудиокарта не имеет никакого значения - так как вся обработка звука производится в цифровом виде, конкретное звуковоспроизводящее оборудование на результате никак не сказывается. Главное, чтобы звук был слышен - что обеспечит как интегрированная в материнскую плату аудиокарта, так и любая, приобретенная отдельно (PCI-плату подобрать нетрудно, заглянув в раздел ). Если ваша работа подразумевает серьезную обработку звука, выбрать аудиокарту вам помогут коллеги из раздела " ".

5. Платы ввода видео

Платы ввода видео делятся на два принципиально разных типа:

1. Цифровые.
2. Аналоговые.

Приход материнских плат с поддержкой SLI принес пользу не только геймерам, но опосредовано и видеомонтажерам. Дело в том, что наличие двух слотов PCI-Express x16 на некоторых современных платах позволяет установить две видеокарты, но использовать их независимо друг от друга. Таким образом, число мониторов можно легко увеличить вплоть до 4х. В многомониторной конфигурации мониторы совсем не обязательно должны быть одинаковыми. Это очень кстати при наличии старого 14-15” монитора с разрешением 800х600х85: его удобно использовать в качестве "просмотрового окна" в дополнение к двум основным. В идеале роль просмотрового окна лучше переложить на телевизор. В этом случае вы сразу будете видеть ваше творение в наиболее естественных для него условиях (если только вы не собираетесь просматривать его в будущем только на компьютере).

8. Материнская плата

Когда вы определились с остальным оборудованием, имеет смысл выбрать материнскую плату. К сожалению, дать универсальные рекомендации на этот счет сложно. Разумеется, плата должна поддерживать выбранный тип процессора и памяти, но рациональнее обеспечить совместимость с будущими процессорами, выбрав самый современный чипсет и наиболее обнадеживающий сокет. На сегодняшний день для систем на базе процессора Intel оптимальны платы с Intel’овским чипсетом и Socket 775. Если вы планируете использовать (пусть даже и в перспективе) более двух видеовоспроизводящих устройств, подумайте о плате с двумя слотами PCI-Express 16x. Современные видеокарты для PCI и PCI-E1x, конечно, тоже есть в продаже, но мало распространенны и дороже популярных 16х аналогов. Если вы твердо уверены, что больше двух мониторов на вашем рабочем столе не окажется, рациональнее взять материнскую плату с одним слотом PCI-E x16, но, возможно, с большим выводком других "писиаев".

С точки зрения надежности, плата должна быть максимально "простой" - по возможности, без дополнительных интегрированных контроллеров (RAID, LAN и т.д.). Ведь чем сложней разводка, тем меньше надежность, а необходимый контроллер можно всегда купить во внешнем исполнении за символические деньги. Не стоит гнаться за встроенным FireWire контроллером. В отличие от своих внешних PCI и PCI-Express аналогов, он, скорее всего, не будет иметь разъема для дополнительного 12V питания, а в случае несовместимости с тем или иным оборудованием извлечь его из системы и заменить будет весьма проблематично.

Выбирая производителя, помните, что даже у таких именитых из них, как Asus, случаются неудачи. Пожалуй, единственный, кто в последние годы не посадил ни одного пятна на свою репутацию в плане надежности - это корпорация Intel, однако ее платы предназначены, скорее, для профессиональных применений, и в домашних условиях неоправданны. Аппроксимируя, заключим, что наиболее популярные брэнды в единой ценовой категории в среднем по времени предлагают приблизительно одинаковые как по надежности, так и по производительности устройства. Выбирать конкретную модель следует, скорее, отталкиваясь от фактических характеристик платы.

9. Остальное

Так как приоритетным фактором для видеомонтажного компьютера является стабильность, особое внимание следует обратить на его корпус. Экономить на этом элементе категорически запрещено! Для улучшения конвекции и, следовательно, охлаждения, корпус должен быть просторным. При большом числе жестких дисков необходимо их активное охлаждение. Декларируемая мощность блока питания, к сожалению, однозначно ничего не говорит о его качестве, так что не стоит стремиться к многоваттности. Тут, наконец, можно расслабиться и ориентироваться просто по цене: такие фирмы как , производят достойные корпусы, что самым прямым образом сказывается на их стоимости.

Все DVD-RW приводы, кроме изделий фирмы Plextor, сейчас имеют практически одинаковые характеристики и стоят смешные деньги. Если на выбранной материнской плате найдется пара IDE-разъемов (что, к сожалению, весьма маловероятно), обратите внимание на возможность установить два привода DVD-RW. Архивы проектов, DVD с готовыми фильмами, неиспользованные сцены, сборники звуков и видеоотрывков - все это предстоит записывать часто и помногу, и в этом важном деле второй привод окажется удачным подспорьем (при использовании хотя бы двух жестких дисков, разумеется – в одиночку даже RAID0 не справится с одновременной записью двух болванок 16х).

10. Заключение

В изложенной точке зрения на видеомонтажный компьютер отсутствовал догматический мотив, а рекомендации по конкретному оборудованию были сведены к минимуму. Надеемся, что материал поможет читателям получить общее представление о наиболее важных аспектах выбора комплектующих для оптимизированного для работы с видео ПК. Как видите, процесс конфигурирования и сборки такого компьютера достаточно вариативное, творческое и интересное дело. При соответствующем подходе озвученная методика позволяет собирать компьютеры в широком ценовом диапазоне - от $600 до $2000. Система, собранная в экономном варианте, обещает быть легко масштабируемой, и в будущем, при необходимости, без труда "плавно превратится" в более производительную.

Однако не забывайте: сколько бы гигагерц ни держал ваш процессор, сколько бы гигабайт ни вмещали жесткие диски, сколько бы дюймов ни было в мониторе - качество выходного продукта определяется исключительно вашим творческим потенциалом и желанием делать хорошие фильмы.

16.01.1997 Патрик Корриган, Микки Эпплбаум

Варианты конфигурации дисковых подсистем серверов многообразны, и, как следствие, неизбежна путаница. Чтобы помочь вам разобраться в этом непростом вопросе, мы решили рассмотреть основные технологии и экономическую оправданность их применения. ДИСКОВЫЕ

Варианты конфигурации дисковых подсистем серверов многообразны, и, как следствие, неизбежна путаница. Чтобы помочь вам разобраться в этом непростом вопросе, мы решили рассмотреть основные технологии и экономическую оправданность их применения.

В случае дисковых подсистем серверов вы имеете выбор из множества вариантов, но изобилие затрудняет нахождение той системы, которая будет в вашем случае лучшей. Ситуация осложняется тем, что в процессе выбора придется разбираться в немалом объеме ложной информации и маркетинговой шумихи.

Понять суть этого вопроса должен помочь предлагаемый нами обзор основных технологий дисковых подсистем серверов и обсуждение целесообразности их применения с точки зрения стоимости, производительности, надежности и отказоустойчивости.

ДИСКОВЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ

Определяете ли вы спецификацию нового сервера или же модернизируете существующий, дисковый интерфейс является важнейшим вопросом. Большинство сегодняшних дисков используют интерфейсы SCSI или IDE. Мы рассмотрим обе технологии, опишем их реализации, обсудим их работу.

SCSI - это стандартизованный ANSI интерфейс, имеющий несколько вариаций. Первоначальная спецификация SCSI, именуемая теперь SCSI-I, использует 8-разрядный канал данных при максимальной скорости передачи данных 5 Мбит/с. SCSI-2 допускает несколько вариаций, в том числе Fast SCSI с 8-разрядным каналом данных и скоростью передачи до 10 Мбит/с; Wide SCSI с 16-разрядным каналом данных и скоростью передачи до 10 Мбит/с; и Fast/Wide SCSI с 16-разрядным каналом данных и скоростью передачи до 10 Мбит/с (см. Таблицу 1).

ТАБЛИЦА 1 - ВАРИАНТЫ SCSI

С появлением "широкого" 16-разрядного Fast/Wide SCSI 8-разрядные версии стали иногда называть "узкими" - Narrow SCSI. Недавно появилось еще несколько реализаций SCSI: Ultra SCSI, Wide Ultra SCSI и SCSI-3. В сравнении с более распространенными вариантами эти интерфейсы имеют некоторое преимущество в производительности, но, поскольку они распространены еще не очень широко (число использующих данные интерфейсы устройств весьма ограничено), мы не будем обсуждать их в нашей статье.

Кабельная система SCSI-I - это линейная шина с возможностью подключения до восьми устройств, включая главный адаптер шины (host bus adapter, HBA). Такой дизайн шины называется SCSI c несимметричным выходным сигналом (single-ended SCSI), при этом длина шлейфа может достигать девяти метров. SCSI-2 (практически вытеснивший SCSI-I) поддерживает и SCSI c несимметричным выходным сигналом, и дифференциальный SCSI. Дифференциальный SCSI использует иной, нежели SCSI c несимметричным выходом, метод сигнализации и поддерживает до 16 устройств на шлейфе длиной до 25 метров. Он обеспечивает лучшее подавление шума, что во многих случаях означает лучшую производительность.

Одна из проблем с дифференциальным SCSI заключается в совместимости устройств. Например, сегодня количество разновидностей совместимых с дифференциальным SCSI накопителей на магнитной ленте и приводов CD-ROM ограничено. Дифференциальные устройства и HBA обычно немного дороже устройств с несимметричным выходным сигналом, но их преимущество в том, что они поддерживают большее число устройств на канал, имеют более длинный шлейф и, в некоторых случаях, обладают лучшей производительностью.

Выбирая устройства SCSI, вы должны знать о проблемах совместимости. SCSI c несимметричным выходным сигналом и дифференциальный SCSI могут использовать одну и ту же проводку, но сочетать устройства с несимметричным выходным сигналом и дифференциальные устройства нельзя. Wide SCSI применяет отличную от Narrow SCSI кабельную систему, так что использовать на одном и том же канале устройства Wide SCSI и Narrow SCSI невозможно.

КАК РАБОТАЕТ SCSI

В SCSI контроллер устройства (например контроллер диска) и интерфейс с компьютером - устройства разные. Интерфейс с компьютером, HBA, добавляет к компьютеру дополнительную интерфейсную шину для подсоединения нескольких контроллеров устройств: до семи контроллеров устройств на канале SCSI c несимметричным выходным сигналом и до 15 на дифференциальном канале. Технически каждый контроллер может поддерживать до четырех устройств. Однако при высоких скоростях обмена сегодняшних высокоемких дисков контроллер устройства обычно встраивается в диск с целью уменьшения помех и электрических наводок. Это значит, что вы можете иметь до семи дисков на канале SCSI с несимметричным выходным сигналом и до 15 на дифференциальном канале SCSI.

Одно из преимуществ SCSI - обработка нескольких, накладывающихся друг на друга команд. Эта поддержка перекрывающегося ввода/вывода дает дискам SCSI возможность полностью сочетать свои операции чтения и записи с другими дисками системы, благодаря чему разные диски могут обрабатывать команды параллельно, а не по очереди.

Поскольку вся интеллектуальность дискового интерфейса SCSI заключается в HBA, HBA контролирует доступ ОС к дискам. Как результат, HBA, а не компьютер, разрешает конфликты трансляции и доступа к устройствам. В целом это значит, что при условии использования правильно написанных и установленных драйверов компьютер и ОС не видят никакой разницы между устройствами.

Вдобавок, поскольку HBA контролирует доступ между внутренней шиной расширения компьютера и шиной SCSI, он может разрешать конфликты доступа к ним обеим с предоставлением таких расширенных возможностей, как сервис обрыва/восстановления связи. Обрыв/восстановление позволяют ОС послать конкретному устройству команду на поиск, чтение или запись, после чего диск предоставляется самому себе для выполнения команды, благодаря чему другой диск на том же канале может тем временем получить команду. Этот процесс способствует значительному повышению пропускной способности дисковых каналов с более чем двумя дисками, особенно когда данные разнесены или разбросаны по дискам. Другая расширенная функция - синхронный обмен данными, вследствие чего общая пропускная способность дискового канала и целостность данных увеличиваются.

IDE

IDE - фактический стандарт, широко используемый в ПК на базе процессоров х86. Это лишь общая рекомендация для производителей, поэтому каждый мог свободно разрабатывать специфический интерфейс IDE для своих устройств и адаптеров. В итоге продукты от разных производителей, и даже разные модели одного и того же производителя, оказывались несовместимы друг с другом. Когда спецификация устоялась, данная проблема практически исчезла, но несовместимость все же возможна.

В отличие от SCSI, IDE, возлагает выполнение интеллектуальных функций на диск, а не HBA. HBA для IDE практически не обладает интеллектуальностью и просто напрямую выводит шину компьютера к дискам. Без промежуточного интерфейса число устройств на одном канале IDE ограничивается двумя, а длина кабеля тремя метрами.

Поскольку весь интеллект устройств IDE находится на самих устройствах, одно из устройств на канале назначается главным (channel master), а встроенный контроллер на втором отключается, и оно становится подчиненным (chanell slave). Главное устройство контролирует доступ через канал IDE к обоим устройствам и выполняет для них все операции ввода/вывода. Это одна из возможностей конфликта между устройствами из-за различных реализаций производителями интерфейса IDE. Например, один диск может быть рассчитан на работу с конкретной схемой контроллера, а главное устройство, к которому он подключен, может использовать другой тип контроллера. Вдобавок диски более нового расширенного стандарта Enhanced IDE (EIDE) применяют расширенный набор команд и трансляционных таблиц в целях поддержки дисков большей емкости и большей производительности. Если они подсоединены к старому стандартному, главному диску IDE, они не только теряют свои расширенные функции, но и могут не предоставить вам всю свою доступную емкость. Хуже того, они могут сообщать ОС о своей полной емкости, будучи не в состоянии ее использовать, что чревато повреждением информации на диске.

Возможность повреждения данных обусловлена тем, что каждая ОС по-своему воспринимает информацию о конфигурации диска. Например, DOS и системный BIOS допускают максимальную емкость диска только 528 Мбайт. NetWare и другие 32-х разрядные системы не имеют этих ограничений и способны читать весь диск IDE напрямую через его электронику. Когда вы создаете на одном диске несколько разделов различных ОС, каждая из них видит емкость и конфигурацию по-своему, а это может привести к перекрытию таблиц разделов, что, в свою очередь, существенно повышает риск потери данных на диске.

Оригинальная архитектура IDE не позволяет распознавать диски больше 528 Мбайт и может поддерживать только два устройства на канал при максимальной скорости передачи 3 Мбит/с. Для преодоления некоторых ограничений IDE в 1994 году была представлена архитектура EIDE. EIDE поддерживает большую емкость и производительность, однако ее скорости передачи от 9 до 16 Мбит/с по-прежнему медленнее скорости передачи SCSI. Кроме того, в отличие от 15 устройств на канал для SCSI, она может поддерживать максимум четыре на канал. Отметим также, что ни IDE, ни EIDE не реализуют функций многозадачности. И следовательно, не могут обеспечить в типичном серверном окружении тот же уровень производительности, что и интерфейсы SCSI.

Хотя стандарт IDE разрабатывался исходно для дисков, сейчас он поддерживает ленточные устройства и CD-ROM. Однако разделение канала с CD-ROM или ленточным устройством может отрицательно сказаться на производительности диска. В целом преимущества SCSI в производительности и расширяемости делают его в сравнении с IDE или EIDE более предпочтительным для большинства серверных приложений старшего класса, где требуется высокая производительность. Однако для приложений начального уровня, где производительность или расширяемость не играют большой роли, хватит IDE или EIDE. В то же время, если вам требуется избыточность дисков, то IDE из-за потенциальных проблем, связанных с подходом master-slave, не лучший вариант. Кроме того, следует опасаться возможного перекрытия таблиц разделов и проблем несовместимости устройств master-slave.

Тем не менее есть несколько случаев, когда интерфейсы IDE и EIDE могут быть использованы в серверах старшего класса. Обычной практикой является, например, использование небольшого диска IDE для раздела DOS на серверах NetWare. Широко практикуется также применение приводов CD-ROM с интерфейсом IDE для загрузки ПО.

ИЗБЫТОЧНЫЕ ДИСКОВЫЕ СИСТЕМЫ

Еще один важный для обсуждения вопрос при определении спецификации сервера - избыточность. Есть несколько методов повышения надежности дисковой системы из нескольких дисков. Большинство этих схем избыточности - вариации RAID (расшифровывается как "избыточный массив недорогих или независимых дисков"). Оригинальная спецификация RAID была разработана для замены больших и дорогих дисков мэйнфреймов и мини-компьютеров массивами небольших и дешевых дисков, предназначенных для мини-компьютеров, - отсюда слово "недорогие". К сожалению, в системах RAID редко встречается что-нибудь недорогое.

RAID - это серия реализаций избыточных дисковых массивов для обеспечения различных уровней защиты и скорости передачи данных. Поскольку RAID предполагает использование дисковых массивов, лучшим интерфейсом для применения будет SCSI, поскольку он может поддерживать до 15 устройств. Уровней RAID существует 6: от нулевого до пятого. Хотя некоторые производители рекламируют свои собственные схемы избыточности, которые они называют RAID-6, RAID-7 или выше. (RAID-2 и RAID-4 нет в сетевых серверах, поэтому мы о них говорить не будем.)

Из всех уровней RAID нулевой имеет наибольшую производительность и наименьшую защищенность. Он предполагает наличие как минимум двух устройств и синхронизированную запись данных на оба диска, при этом диски выглядят как одно физическое устройство. Процесс записи данных на несколько дисков называется заполнением дисков (drive spanning), а собственно метод записи этих данных - их чередованием (data striping). При чередовании данные пишутся на всех дисках поблочно; этот процесс именуется расслоением блоков (block interleaving). Размер блока определяется операционной системой, но обычно он варьируется в пределах от 2 Кбайт до 64 Кбайт. В зависимости от конструкции дискового контроллера и HBA, эти последовательные операции записи могут перекрываться, в результате чего производительность возрастает. Так, сам по себе RAID-0 может повысить производительность, но не обеспечить защиты от сбоев. Если случается сбой диска, то вся подсистема выходит из строя, что, как правило, приводит к полной потере данных.

Вариантом чередования данных является распределение данных (data scattering). Как и при чередовании, данные записываются последовательно на несколько заполняемых дисков. Однако в отличие от чередования запись не обязательно производится на все диски; если диск занят или полон, данные могут быть записаны на следующем доступном диске - это позволяет добавлять диски к существующему тому. Как и стандарт RAID-0, комбинация заполнения дисков с распределением данных повышает производительность и увеличивает объем тома, но не обеспечивает защиты от сбоев.

RAID-1, известный как зеркалирование диска (disk mirroring), предполагает установку пар одинаковых дисков, причем каждый диск в паре является зеркальным отображением другого. В RAID-1 данные пишутся на две идентичных или почти идентичных пары дисков: когда, например, один диск портится, система продолжает работать с зеркальным диском. Если зеркальные диски имеют общий HBA, то производительность данной конфигурации, по сравнению с однодисковой, будет меньше, поскольку данные должны записываться последовательно на каждый диск.

Novell сузила определение зеркалирования и добавила понятие дублирования (duplexing). Согласно терминологии Novell, зеркалирование относится к парам дисков, когда они подсоединены к серверу или компьютеру через один HBA, в то время как дублирование подразумевает, что зеркальные пары дисков подсоединены через раздельные HBA. Дублирование обеспечивает избыточность всего дискового канала, включая HBA, кабели и диски, и позволяет несколько повысить производительность.

RAID-3 требует как минимум трех одинаковых дисков. Часто это называется технологией "n минус 1" (n-1), поскольку максимальная емкость системы задается, как все количество дисков в массиве (n) минус один диск для контроля четности. RAID-3 использует метод записи, именуемый расслоением битов (bit interleaving), когда данные пишутся на все диски побитово. Для каждого записанного на n-дисках байта на "диск четности" пишется бит четности. Это исключительно медленный процесс, поскольку перед тем, как информация о четности сможет быть сгенерирована и записана на "диск четности", данные должны быть записаны на каждый из n-дисков массива. Вы можете увеличить производительность RAID-3 путем синхронизации механизмов вращения дисков, так чтобы они работали строго "в ногу". Однако из-за ограничений по производительности использование RAID-3 резко снизилось, и сегодня продается очень немного продуктов для серверов, основанных на RAID-3.

RAID-5 - самая популярная на рынке сетевых серверов реализация RAID. Как и RAID-3, она требует, как минимум, трех одинаковых дисков. Однако, в отличие от RAID-3, RAID-5 производит чередование блоков данных без применения выделенного диска для четности. И данные, и контрольная сумма записываются по всему массиву. Этот метод допускает независимое чтение и запись на диск, а также позволяет операционной системе или контроллеру RAID проводить несколько параллельных операций ввода/вывода.

В конфигурациях RAID-5 обращение к диску происходит только тогда, когда с него считывается/записывается информация о четности или данные. Как следствие, RAID-5 имеет более высокую, чем RAID-3, производительность. На практике производительность RAID-5 может иногда достигать или даже превосходить производительность однодисковых систем. Такое повышение производительности, разумеется, зависит от многих факторов, в том числе и от того, как реализован массив RAID и какие собственные возможности есть у операционной системы сервера. RAID-5 обеспечивает также высочайший среди всех стандартных реализаций RAID уровень целостности данных, поскольку и данные, и информация о четности записаны с чередованием. Поскольку RAID-5 использует расслоение блоков, а не битов, синхронизация вращения не дает никаких преимуществ в производительности.

Некоторые производители добавили расширения к своим системам RAID-5. Одно из таких расширений - наличие встроенного в массив диска "горячего резерва" (hot-spare). Если случается сбой диска, то диск из горячего резерва немедленно заменяет аварийный диск и копирует на себя данные путем их восстановления по четности в фоновом режиме. Однако помните то, что восстановление диска RAID-5 оборачивается серьезным падением производительности сервера. (Более подробную информацию о дисках с "горячей заменой" и "горячим резервированием" см. во врезке "Горячие" функции дисков".)

Системы RAID могут быть организованы как при помощи загруженного на сервере и использующего для работы его процессор ПО, так и при помощи специализированного контроллера RAID.

Программно-реализованные системы RAID отнимают значительную часть ресурсов системного процессора, равно как и системной памяти, что сильно понижает производительность сервера. Программные системы RAID иногда включаются в виде функции операционной системы (как это сделано в Microsoft Windows NT Server) или дополнения от третьих поставщиков (как это сделано в NetWare и операционной системе Macintosh).

Аппаратно-реализованные системы RAID используют выделенный контроллер массива RAID; обычно он имеет свой собственный процессор, кэш-память и ПО в ПЗУ - для выполнения дисковых функций ввода-вывода и проверки четности. Наличие выделенного контроллера для выполнения этих операций освобождает процессор сервера для выполнения других функций. Кроме того, поскольку процессор и ПО адаптера специально отлажены для выполнения функций RAID, они обеспечивают большую производительность дисковых операций ввода/вывода и лучшую целостность данных, чем программно-реализованные системы RAID. К сожалению, аппаратно-реализованные контроллеры массивов RAID, как правило, дороже своих программно-реализованных конкурентов.

ЗЕРКАЛИРОВАНИЕ, ДУБЛИРОВАНИЕ И ЗАПОЛНЕНИЕ

Некоторые ОС, включая NetWare и Windows NT Server, позволяют осуществлять зеркалирование дисков на нескольких дисковых каналах, обеспечивая таким образом дополнительный уровень избыточности. Как упоминалось ранее, Novell называет последний подход дублированием дисков. В сочетании с заполнением дисков дублирование может обеспечить большую по сравнению с однодисковыми системами производительность и в целом способно обогнать аппаратные реализации RAID-5. Поскольку каждая половина зеркальной пары дисков использует отдельный дисковый канал, запись на диски, в отличие от случая, когда диски находятся на одном и том же HBA, может производиться одновременно. Также дублирование допускает раздельный поиск - процесс разделения запросов на чтение между дисковыми каналами для более быстрого их выполнения. Эта функция вдвое повышает производительность при чтении дисков, поскольку оба канала параллельно ищут различные блоки из одного набора данных. Это также сокращает влияние на производительность при записи на диск, поскольку один канал может читать данные, в то время как второй производить запись.

NetWare поддерживает до восьми дисковых каналов (некоторые адаптеры SCSI предоставляют несколько каналов), что означает, что вы можете иметь несколько каналов для каждой дублированной пары. Вы можете даже по выбору организовать до восьми отдельных зеркальных каналов. Windows NT Server также предоставляет программные зеркалирование и дублирование, но пока не поддерживает параллельную запись и раздельный поиск.

Выбирая избыточную дисковую систему, вы должны учитывать четыре основных фактора: производительность, стоимость, надежность и защиту от сбоев.

Что касается производительности, встроенные возможности серверной операционной системы являются основным фактором, особенно когда в игру вступает избыточность дисков. Как уже указывалось ранее, дублирование дисков NetWare в сочетании с заполнением дисков дает лучшую производительность, чем аппаратно- или программно-реализованный RAID. Однако производительность аппаратного RAID в целом выше производительности встроенных дисковых служб Windows NT Server. Вообще говоря, в течение нескольких лет технология и производительность систем RAID постоянно улучшаются.

Другая потенциальная проблема производительности систем RAID - это восстановление данных в случае аварии. До недавних пор, если диск ломался, вам приходилось отключать массив RAID для его реставрации. Также, если вы хотели изменить размер массива (увеличить или уменьшить его емкость), надо было сделать полную резервную копию системы, а затем переконфигурировать и переинициализировать массив, стирая во время этого процесса все данные. В обоих случаях система довольно долго оказывается недоступна.

Для решения данной проблемы Compaq разработала контроллер Smart Array-II, позволяющий наращивать емкость массива без переинициализации существующей конфигурации массива. Другие производители, в том числе Distributed Processing Technology (DPT), объявили, что их контроллеры в не столь отдаленном будущем будут выполнять схожие функции. Многие из новых массивов имеют утилиты для различных операционных систем, с помощью которых массив можно реставрировать после замены испорченного устройства без отключения сервера. Однако учтите, что эти утилиты съедают много ресурсов сервера и тем самым отрицательно влияют на производительность системы. Во избежание такого рода трудностей, реставрацию системы следует проводить в нерабочие часы.

В отраслевых изданиях и публикациях производителей RAID неоднократно поднимались дискуссии на тему разницы в стоимости зеркалирования, дублирования и реализаций RAID. Зеркалирование и дублирование дают 100-процентное удвоение дисков и (в случае дублирования) HBA, в то время как реализации RAID имеют один HBA и/или контроллер RAID плюс на один диск больше, чем та емкость, которую вы хотите иметь в итоге. Согласно этим аргументам, RAID дешевле, поскольку число необходимых дисков меньше. Это может быть верно, если ограничения на производительность включенных в операционную систему программных реализаций RAID, как, например, в Windows NT, для вас терпимы. В большинстве случаев, однако, чтобы добиться соответствующей производительности, необходим выделенный контроллер RAID.

Диски и стандартные адаптеры SCSI относительно недороги, в то время как высококачественный контроллер RAID может стоить до 4500 долларов. Чтобы определить стоимость своей системы, вы должны продумать оптимальные конфигурации для всех составляющих. Например, если нужно приблизительно 16 Гбайт адресуемого дискового пространства, то можно реализовать зеркальную конфигурацию с двумя дисками по 9 Гбайт на канал и получить некоторый избыток емкости. В случае RAID-5, по соображениям производительности и надежности, лучше остановиться на пяти дисках по 4 Гбайт, чтобы увеличить число шпинделей для чередования данных и тем самым общую производительность массива.

При использовании внешней дисковой подсистемы стоимость зеркальной конфигурации составит примерно 10500 долларов за 18 Гбайт доступного пространства. Эта цифра основана на реальных розничных ценах: 2000 долларов за один диск, 250 - за один HBA и 300 - за каждую внешнюю дисковую подсистему вместе с кабелями. Система RAID-5, сконфигурированная на 16 Гбайт адресуемого пространства с использованием пяти дисков по 4 Гбайт, будет стоить около 12800 долларов. Эта цифра основана на реальных розничных ценах массива DPT RAID-5.

Многие системы RAID включают в себя "фирменные", разработанные производителем, компоненты. Как минимум, "фирменными" являются корпус и задняя панель. HBA и контроллеры RAID тоже часто бывают "фирменными". Некоторые производители применяют также нестандартные держатели и шины для дисков. Кто-то предоставляет их отдельно за разумную цену, кто-то - только вместе с диском и, как правило, по высокой цене. Последний подход может оказаться дорогостоящим, когда вам надо починить или расширить свою систему. Другой способ, которым поставщик загоняет вас в угол, - предоставление ПО администрирования и наблюдения за дисками, работающее только с конкретными компонентами. Избегая, когда это возможно, нестандартных компонентов, стоимость обычно удается снизить.

При сравнении надежности избыточных дисковых систем надо учесть два фактора: возможность сбоя системы или сбоя любого ее компонента и вероятность потери данных из-за сбоя компонентов. (К сожалению, RAID или зеркалирование не могут спасти от основной причины потери данных - ошибки пользователя!)

P = t / Tc,

где t - время работы, а Tc - комбинированное время наработки на отказ компонентов.

При работе без сбоев в течение года (8760 часов) и Tc гипотетического диска 300000 часов, вероятность сбоя становится равной 3%, или немногим менее чем один случай из 34. По мере того как число компонентов растет, вероятность сбоя любого компонента увеличивается. Как RAID, так и зеркализация увеличивают вероятность сбоя, но уменьшают вероятность потери данных.

Таблица 2, взятая из бюллетеня Storage Dimensions под названием "Отказоустойчивые системы хранения данных для непрерывно работающих сетей", показывает рассчитанную по приведенной выше формуле вероятность сбоя, соотнесенную с вероятностью потери данных для четырех заполняемых дисков, пятидискового массива RAID и восьми зеркальных дисков. (Предполагается, что все диски имеют одинаковый размер и все три системы предоставляют одинаковую полезную емкость. Для получения бюллетеня посетите страницу Storage Dimensions: http://www.storagedimensions.com/raidwin/wp-ovrvw.html .)

ТАБЛИЦА 2 - ОЦЕНКИ ВЕРОЯТНОСТИ СБОЯ

Хотя зеркалирование в сочетании с заполнением из-за увеличения количества дисков имеет большую статистическую вероятность сбоя диска, оно также имеет и значительно меньшую вероятность потери данных при сбое диска. Кроме того, при правильно спроектированной дублированной системе время восстановления может быть значительно короче.

Этот пример не учитывает многие факторы. Для получения статистически правильной цифры должно быть посчитано среднее время наработки на отказ всех компонентов дисковой системы, включая HBA, шлейфы, шнуры питания, вентиляторы и блоки питания. Разумеется, эти вычисления говорят только о том, что может случиться при данной надежности предполагаемых компонентов, но вовсе не обязательно, что это произойдет.

При выборе дисковой системы вы должны четко знать, какие компоненты не продублированы. В системах RAID это могут быть HBA, контроллеры RAID, блоки питания, кабели питания и шлейфы. Одно из преимуществ дублирования с раздельными дисковыми подсистемами на каждом канале - ликвидация большинства единичных мест, где могут произойти сбои.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В целом устройства SCSI - лучший выбор для дисковой подсистемы сервера, чем диски IDE или EIDE. Приобрести диски SCSI емкостью до 9 Гбайт на диск не составляет труда, в то время как максимальная емкость сегодняшних дисков EIDE около 2,5 Гбайт. При использовании нескольких двухканальных HBA общая емкость SCSI может легко превзойти 100 Гбайт, тогда как предел EIDE - 10 Гбайт. SCSI также имеет лучшую производительность; более того, SCSI не страдает от проблем, которые влечет за собой подход master-slave в IDE/EIDE.

Если вам нужна избыточность дисков, то есть несколько вариантов. Дублирование Novell NetWare в сочетании с заполнением дисков обеспечивает как отличную производительность, так и защиту от сбоев. Аппаратная реализация RAID - тоже хороший выбор, но обычно ее производительность ниже, а цена выше. Если вы используете Windows NT и вам важна производительность, то аппаратный RAID, возможно, будет лучшим выбором.

Патрик Корриган - президент и старший консультант/аналитик консалтинговой и обучающей компании The Corrigan Group. С ним можно связаться по адресу: [email protected] или через Compuserve: 75170,146. Микки Эпплбаум - старший сетевой консультант в GSE Erudite Software. С ним можно связаться по адресу: [email protected]

ЗНАКОМСТВО С ФУНКЦИЯМИ ДИСКОВЫХ ПОДСИСТЕМ

"Горячие" функции дисковых подсистем

Широко используемые для описания специфических функций дисковых подсистем термины "горячая замена" (hot-swap), "горячий резерв" (hot spare) и "горячее восстановление" (hot-rebuild) понимаются зачастую неверно.

"Горячая замена" - это функция, позволяющая вам извлечь неисправный диск из дисковой подсистемы без выключения системы. Поддержка "горячей замены" - аппаратная функция вашей дисковой подсистемы, а не RAID.

В системах, допускающих "горячую замену", жесткие диски обычно монтируются на салазках, которые позволяют контактам заземления между диском и корпусом оставаться соединенными дольше, чем линии питания и контроллера. Это защищает диск от повреждения при статическом разряде или электрической дуге между контактами. Диски с "горячей заменой" могут быть использованы как в массивах RAID, так и в зеркальных дисковых системах.

"Горячее восстановление" означает возможность системы восстановить оригинальную конфигурацию дисков автоматически после замены неисправного диска.

Диски "горячего резерва" встраиваются в массив RAID и, как правило, бездействуют до тех пор, пока не понадобятся. В какой-то момент после того, как диск "горячего резерва" заменяет неисправный диск, вам надо заменить неисправный диск и восстановить конфигурацию массива.

Дисковая система с возможностью "горячей замены" и дисками "горячего резерва" не обязательно имеет возможность произвести "горячее восстановление". "Горячая замена" просто позволяет быстро, безопасно и легко удалить/установить диск. "Горячий резерв", казалось бы, обеспечивает "горячее восстановление", поскольку он позволяет немедленно заменить неисправный диск в массиве RAID, но неисправный диск по-прежнему должен быть заменен, после чего необходимо дать команду на восстановление. Сегодня все доступные для платформы ПК системы RAID требуют для начала реставрации данных вмешательства пользователя на каком-либо уровне - хотя бы на уровне загрузки модуля NLM на сервере NetWare или нажатия кнопки запуска в меню приложений NT Server.

Материал разделен на три части: А - теория, Б - практика, В - создание мультизагрузочной флэшки.

А. Общая теория (популярно).

1. Железо.

Все физические устройства, которые используются нами повседневно для хранения информации (HDD, CD-ROM, флэшка, и даже флопик) - это блочные устройства ввода/вывода (block I/O device). Они могут подключаться к компьютеру через различные интерфейсы: IDE, SATA, eSATA, USB. Операционная система предоставляет единый прозрачный для пользователя и программиста прикладного ПО способ чтения/записи информации с/на эти носители.

С железом напрямую общаются драйвера. Драйвер - это программа, загруженная в операционную систему. Он является прослойкой между ОС и устройствами, представляя для ОС стандартный программный интерфейс блочных устройств I/O.

2. Данные на физическом диске.

Блочными эти устройства называются потому, что информация на них записывается и считывается блоками (секторами, кластерами) фиксированного размера. Размер блока кратен 512 байт. Блочный подход необходим для обеспечения высокой скорости работы дисковой подсистемы.

Сам диск форматируется (размечается) на низком уровне (на заводе). Диск состоит из цилиндров. Цилиндр - это окружность на пластине диска. Первые цилиндры расположена в центре пластины диска, последние - на внешнем краю. Каждый цилиндр делиться на секторы. В пределах секторов организуются блоки на диске. Помимо самих данных в блоках записывается информация для контроля ошибок. С этой информацией работает контроллер внутри жесткого диска и она не видна снаружи. Драйвер посылает команды контроллеру диска на уровне «считать 10 блоков 10 цилиндра 20 сектора».

Все полезные данные, записанные на носитель, организованы в разделы. В Windows каждый раздел обычно представлен в виде логического диска (C, D, E, …). На сменных носителях (флэшка, компакт-диск, флопик) как правило создан один единственный раздел, на внутренних жестких дисках - наоборот - обычно несколько разделов. Данные в разделе организованы в файловой системе.

Для каждого раздела может независимо устанавливаться свой размер блока - размер кластера. Он регулирует баланс скорость/экономичность. Блок - это минимальная адресуемая единица разметки на диске. Кластер объединяет несколько блоков - это минимальная адресуемая единица в разделе.

Таким образом устанавливается следующая логическая иерархия (от внизу вверх): блок, сектор, цилиндр - кластер - раздел - файл, каталог.

В большинстве файловых систем файл может занимать один или несколько кластеров. Таким образом, если размер файла меньше размера кластера, то файл займет целый кластер. Для любого файла на диске будет выделено количество байт, кратное размеру кластера. Некоторые файловые системы умеют делить один кластер на несколько файлов (упаковка), но это скорей исключение (пока). Таким образом, чем больше размер кластера, тем выше скорость и больше места теряется на полузаполненных кластерах.

3. Разметка физического диска.

Размер раздела также измеряется в блоках. Именно по этому при разбивке диска на разделы размер, выраженный в байтах, может быть немного подкорректирован программой.

Так как на диске может быть несколько разделов, их нужно где-то перечислить с указанием пределов и свойств каждого раздела. Для этого служит таблица разделов, которая находится в начале физического диска (начало диска - это его первый блок в соответствии с адресацией). В классическом случае она входит в состав MBR (master boot record), которая целиком занимает первый блок. На всю таблицу разделов выделено 64 байта. Каждая запись таблицы состоит из адресов начала и конца раздела, типа раздела, количества секторов в разделе и флага «загруженности» раздела и занимает 16 байт. Таким образом максимальное количество разделов на диске ограничено четырьмя (16 × 4 = 64).

Так сложилось исторически, но со временем стало очевидно, что 4 раздела не всегда достаточно. Решение проблемы было найдено. Те разделы, которые размечены в заголовке диска (в MBR), назвали Primary (первичные). Их по прежнему должно быть до 4-х включительно. Дополнительно ввели понятие Extended (расширенных) разделов. Расширенный раздел включает один или более подраздел и не содержит файловой системы. Сам он является полноценным первичным разделом.

Так как подразделы расширенного раздела не перечислены в таблице разделов диска, их невозможно пометить как загрузочные. Загрузочный (bootable) раздел - это тот раздел, с которого начинает загружаться операционная система. Он отмечается флагом в своей записи таблицы разделов. Таким образом отметить можно только один из 4-х первичных разделов. Расширенный раздел загрузочным быть не может, так как на нем нет файловой системы.

Разметка расширенного раздела описана в в его начале. По аналогии с MBR существует EBR (Extended boot record), расположенная в первом секторе. В ней описывается разметка логических дисков данного расширенного раздела.

На оптическом диске и флэшке обычно размещается только один раздел, так как более мелкое деление там не имеет смысла. Обычно при записи компакт-диска применяется файловая система ISO 9660. Образ диска с этой файловой системой называется ISO-образ. Он часто используется в отрыве от физического диска в качестве контейнера для передачи данных, т. к. любой образ - это побитовая точная копия физического носителя.

4. Файловая система.

Каждый раздел диска, предназначенный для хранения данных (т. е. все разделы, кроме расширенного) форматируется в соответствии с некоторой файловой системой. Форматирование - это процесс создания структуры файловой системы в некотором пространстве на диске - в разделе. Файловая система организует пользовательские данные в виде файлов, расположенные в некоторой иерархии каталогов (папок, директорий).

Структура каталогов и файлов в разделе в классическом случае описана в таблице файлов. Как правило таблица занимает некоторое место в начале раздела. После таблицы пишутся сами данные. Таким образом создается система, где структура описана отдельно, а данные (файлы) хранятся отдельно.

В случае удаления файла с диска он удаляется из таблицы файлов. Место, которое он занимал на диске, помечается как свободное. Но физической зачистки этого места не происходит. Когда на диск производится запись, данные записываются в свободное место. Поэтому если после удаления файла создать новый, существует вероятность записи его на место удаленного. При быстром форматировании (используются в подавляющем большинстве случаев) раздела также перезаписывается только таблица. На этих особенностях основана процедура восстановления файлов после удаления или форматирования.

В процессе работы на диске могут возникать физические повреждения. Некоторые блоки могут становиться недоступными для чтения. Эти блоки называют «бэдами» (bad sector). Если в процессе чтения диска попадает бэд, происходит ошибка ввода/вывода (I/O error). В зависимости от того, в каком месте появился бэд-блок и сколько их появилось, может потеряеться либо часть содержимого файлов, либо в часть таблицы файлов.

При попытке записи в бэд-блок контроллер диска должен определить проблему и выделить для этого блока новое место на поверхности диска, а старое место из использования изъять (relocate bad block). Он делает это незаметно для ОС и драйверов, самостоятельно. Происходит это до тех пор, пока есть резерв места для переноса.

5. Работа с диском.

Операционная система представляет возможность работы с дисками на уровне файлов, разделов и устройства. Конкретная реализация доступа на каждый уровень зависит от конкретной ОС. Но в любом случае, общим является то, что к физическому диску и к любому его разделу можно обратиться точно так же, как к обычному бинарному файлу. Т. е. в него можно писать данные, из него можно данные считывать. Такие возможности особенно полезны для создания и восстановления образов дисков, клонирования дисков.

В ОС семейства UNIX все устройства хранения данных представлены в виде файлов в каталоге /dev:

sda, sdb, sdc, … - физические диски (HDD, включая внешние, флэшки, IDE-сидиромы);

fd0, fd1 - флопики.

Разделы на каждом из дисков доступны в виде sda1, sda2, sd3, …

Нумерация дисков происходит в том порядке, в котором их видит BIOS. Нумерация разделов - в порядке создания разделов на диске.

Чтобы сделать образ (образ - это побитовая копия информации, размещенной на диске или в разделе) диска целиком (например первого по BIOS - sda), нужно вычитать данные из /dev/sda в любой другой специально созданный для образа файл, используя программу последовательного копирования содержимого файла. Чтобы записать образ в файл, нужно при помощи той же программы вычитать данные из образа в /dev/sda. По аналогии можно создать/восстановить образ раздела (например, первого на первом диске - sda1), обращаясь к /dev/sda1 вместо /dev/sda.

6. Монтирование.

Чтобы «превратить» дисковое устройство в набор файлов и каталогов, к которым можно получить доступ, его необходимо примонтировать. В Windows как такового монтирования не существует. Там разделы просто подключаются к логическим дискам (C:, D:, E, …). Информация о том, какую букву присвоить какому диску, хранится в самой ОС.

В UNIX понятие монтирования является основоположным в работе с дисками и дает значительно больше гибкости, чем есть в Windows. Монтирование - это процесс привязки некоторого источника образа диска (это либо сам диск, либо файл с его образом) к некоторому каталогу в файловой системе UNIX. Файловая система в UNIX начинается из одной точки - от корневого каталога (/), и никаких логических дисков C, D, E не существует.

В начале загрузки ОС семейства UNIX в корневой каталог / монтируется раздел диска, помеченный как root (корневой). На разделе диска должны быть созданы служебные каталоги ОС, находящиеся в корне файловой системы. К ним могут монтироваться другие разделы, либо файлы могут записываться прямо в основной раздел (примонтрированный к /).

Ключевой момент заключается в том, что источник образа диска (блочное устройство, файл с образом или каталог уже примонтированной файловой системы) можно монтировать к любому каталогу на любом уровне вложенности файловой системы, которая начинается с /. Таким образом, разные логические разделы физического диска представляются каталогами в единой файловой системе в противоположность отдельным файловым системам разных логических дисков в Windows (там каждый диск рассматривается как автономная файловая система, имеющая свой корень).

Для монтирования необходимо указать файловую систему образа, опции монтирования и каталог, к которому будет привязка.

За счет этой гибкости можно привязать один каталог в несколько разных мест в файловой системе, сделать образ диска и примонтировать его не записывая на диск, раскрыть ISO-образ. И все это делается без использования сторонних утилит.

7. MBR - загрузочная область.

В начале физического диска обычно расположена MBR (master boot record). Это загрузочная область диска. При загрузке компьютера BIOS определяет какой диск является первичным (primary) и ищет на нем MBR. Если она найдена, то ей передается управление. Если нет, выводится ошибка о том, что загрузочный диск не найден.

В MBR, кроме таблицы разделов (описано выше), располагается код программы, которая загружается в память и выполняется. Именно эта программа должна определить загрузочный раздел на диске и передать ему управление. Передача управления происходит аналогично: первый блок (512 байт) загрузочного раздела помещается в оперативную память и выполняется. Он содержит программный код, который инициирует загрузку ОС.

За счет того, что управление от BIOS при загрузке компьютера передается программе, записанной на диске, есть возможность сделать выбор загрузочного раздела более гибким. Это и делают загрузчики GRUB и LILO, широко применяемые в мире UNIX. Последний загрузчик в настоящее время использовать на современных компьютерах смысла нет. С помощью GRUB можно предоставить пользователю выбор, какой раздел загружать и каким образом.

Код GRUB слишком большой, чтобы поместиться в MBR. Поэтому он устанавливается на отдельном разделе (обычно в том разделе, который монтируется в /boot) с файловой системой FAT, FFS или Ext2. В MBR записывается код, который загружает код GRUB с определенного раздела и передает ему управление.

GRUB самостоятельно или с помощью пользователя определяет с какого раздела должна происходить загрузка. В случае Winsows-раздела ему просто передается управление точно так же, как это было бы из обычной MBR. В случае Linux-а загрузчик выполняет более сложные действия. Он загружает в память ядро ОС и передает ему управление.

Сделать бэкап загрузочной области диска так же легко, как бэкап всего диска или отдельного раздела. Суть в том, что MBR занимает первые 512 байт диска /dev/sda. Следовательно, для бэкапа MBR необходимо вычитать первые 512 байт /dev/sda в файл, а для восстановления - наоборот - файл вычитать в /dev/sda.

Дисковая подсистема компьютера как важный инструмент для обработки растровой графики. Какой вариант быстрее?

В технологических процессах допечатной обработки изображений производительность компьютера играет важную роль. Во-первых, существуют определенные минимальные системные требования для профессиональной работы с графикой. Так, например, подготовить качественный полноцветный макет печатного издания, используя 14-дюймовый монитор и видеокарту, неспособную отображать 24-разрядный цвет, практически невозможно. Во-вторых, соответствие вашей рабочей платформы этим минимальным требованиям еще не означает, что работа с графическими файлами большого объема будет комфортной. Для повышения эффективности работы с компьютером, он должен обладать запасом производительности. Это позволяет выполнять даже ресурсоемкие операции (масштабирование, наложение фильтров на изображение и т. п.) достаточно быстро, а в идеале - в режиме реального времени. Немалый вклад в общую производительность графической станции вносит ее дисковая подсистема. Она становится "узким местом" системы при обработке файлов, объем которых сравним с объемом оперативной памяти компьютера.

Ситуация с жесткими дисками для платформы Wintel всегда выглядела следующим образом: существовали SCSI-винчестеры, ориентированные на Hi-End-сектор рынка, и параллельно предлагались менее дорогие IDE-варианты, предназначенные для установки в остальные системы. За последние пару лет произошел самый настоящий технологический прорыв в области накопителей с интерфейсом IDE - достаточно сказать, что если в конце 1998 года средним по всем показателям считался жесткий диск емкостью 4,3 Гбайт, с частотой вращения шпинделя 5400 об./мин и плотностью записи 2 Гбайт на пластину, то в конце 2000 года в среднюю категорию попадают диски объемом 40-45 Гбайт / 7200 об./мин / 15-20 Гбайт на пластину. При этом нормой становится использование стандарта ATA-100 и уменьшение шума работающего диска до величин порядка 30 дБ.

В области жестких дисков SCSI такого скачкообразного роста характеристик не наблюдалось - до сих пор средняя емкость для дисков этого стандарта находится на уровне 18 Гбайт при плотности записи порядка 6 Гбайт на пластину. Превосходство в производительности над IDE-дисками сохраняется благодаря другим важным параметрам - высокой частоте вращения шпинделя (10 000 об./мин являются нормой), большому объему встроенного буфера (от 4 до 8 Мбайт против 0,5-2 Мбайт у IDE-моделей), а также во многом благодаря особенностям SCSI-технологий вообще.

Тем не менее, современные жесткие диски стандарта IDE буквально наступают на пятки своим дорогим SCSI-собратьям. Самые весомые аргументы в пользу IDE-варианта дисковой подсистемы вашего компьютера - чрезвычайно низкая цена (в 2-4 раза меньше, чем у SCSI) при большой емкости, низком тепловыделении и уровне шума.

Ситуация подогревается еще и тем, что в последнее время популярными стали RAID-массивы дисковых накопителей стандарта IDE. До этого RAID-технологии применялись в основном для дисковых подсистем SCSI. Появление на рынке относительно недорогих IDE RAID-контроллеров позволило IDE-винчестерам еще больше расширить их рыночную нишу. Стандарт RAID 1 (Mirror) позволяет увеличить надежность дисковой подсистемы пропорционально количеству избыточных жестких дисков. Так, построив RAID-массив в режиме Mirror из двух одинаковых винчестеров, мы в два раза увеличиваем надежность хранения нашей информации (она дублируется) и заодно получаем приятный бонус в виде несколько увеличившейся скорости чтения с дискового массива (это возможно благодаря поочередному считыванию блоков информации с двух винчестеров и организации ее в единый поток; этим занимается на аппаратном уровне RAID-контроллер). В случае использования RAID 0 (режим STRIPE) мы получаем увеличение скорости нашей дисковой подсистемы пропорционально количеству дисков, составляющих массив - информация разбивается на небольшие блоки и "раскидывается" по дискам. Таким образом, чисто теоретически, можно было бы увеличить быстродействие дисковой подсистемы в количество раз, равное количеству винчестеров в массиве. К сожалению, на практике скорость увеличивается не так значительно, но об этом вы сможете прочитать ниже, оценив результаты тестов. Нельзя не отметить главный недостаток режима RAID 0 (Stripe) - надежность хранения информации уменьшается ровно в то количество раз, которое равно числу используемых винчестеров. Специально для устранения этого неприятного эффекта предназначен режим RAID 0+1 - своеобразная "смесь" режимов Mirror и Stripe. Для организации массива RAID 0+1 необходимы как минимум 4 жестких диска. Результат - надежность одиночного диска плюс двойной объем и увеличившееся быстродействие.

Представления о производительности различных типов жестких дисков у многих пользователей зачастую сумбурны. Большинство людей знают только то, что "SCSI - это ужасно круто, намного быстрее, чем IDE", некоторые, из числа "продвинутых", искренне считают, что RAID-массив из двух дисков в режиме Stripe ровно в два раза быстрее одиночного винчестера. На самом деле в этой области сложилось много мифов, зачастую совсем неверных. Эта статья - попытка прояснить ситуацию, точно измерив быстродействие разных типов дисковых подсистем. Хотелось бы обратить особое внимание на то, что для оценки производительности использовались не синтетические наборы тестов (от которых, как правило, мало толку), а самые что ни на есть практические задачи из арсенала людей, профессионально занимающихся графикой на PC.

Итак, тестировались следующие варианты дисковых подсистем:

Для чистоты эксперимента, каждый вариант дисковой подсистемы устанавливался в систему абсолютно "с нуля". Диск (или дисковый массив) разбивался программой FDISK на три логических. При этом объем загрузочного раздела (логический диск С:\) всегда устанавливался равным 3 Гбайт. Остальное пространство делилось поровну между дисками D:\ и E:\. Операционная система устанавливалась на диск С:\, файл подкачки Photoshop располагался на диске D:\; там же находились тестовые файлы. Файловая система - FAT32.

Для того, чтобы дать хорошую нагрузку на дисковую подсистему и таким образом оценить ее производительность, объем оперативной памяти был ограничен до 128 Мбайт (притом, что в системах такого класса, предназначенных для работы с растровой графикой, 256 Мбайт являются начальным уровнем). Объем памяти, доступной программе Photoshop 5.5, устанавливался в 50% от общей свободной. Этот объем составлял примерно 57 Мбайт. Все тесты прогонялись с двумя файлами различного объема - размер первого составлял 1/5 от объема памяти, доступного Photoshop, размер второго - в 1.5 раза больше (). Это позволило получить данные о скорости выполнения той или иной операции в двух случаях: когда обрабатываемый файл с запасом помещается в оперативной памяти, и когда он там гарантированно не помещается целиком. Надо сказать, что для файла меньшего объема результаты, полученные на разных дисковых подсистемах, практически идентичны, что совсем неудивительно - основная обработка происходила в оперативной памяти. Различия в этом случае заметны только в операциях чтения/записи - при открытии и сохранении файла. Совсем другая картина наблюдалась при обработке файла большого объема. Поскольку файл не помещался целиком в оперативной памяти, Photoshop активно задействовал дисковую подсистему компьютера. Результаты этих тестов, как наиболее показательные, оформлены в виде диаграмм. Полные результаты, включающие в себя тесты с файлом меньшего объема, а также с более мощным процессором, можно увидеть в сводной таблице № 2 .

Интересующиеся могут повторить все приведенные в этой статье тесты на других системах, поскольку все используемые настройки приведены в таблице. Тестовые файлы были созданы следующим образом: из каталога... \Adobe\Photoshop5.5\Goodies\ Samples\ был взят файл CMYK balloons.tif. После перевода в формат RGB он был увеличен до размеров 2240x1680 и 6400x4800 пикселов, результатом чего стали два файла формата TIFF RGB объемом 10,7 и 89,7 Мбайт соответственно. Над полученными файлами и проводились все операции. После каждой операции результат отменялся командой Undo. Последняя операция (Save) производилась в формате CMYK. Каждый тест прогонялся три раза, результаты усреднялись. После каждого теста система перезагружалась.

Система № 1: Fujitsu MPD3130AT; i440BX, ATA-33

Жесткий диск Fujitsu серии MPD - вполне заслуженный ветеран. Полтора года тому назад винчестеры такого класса, как Fujitsu MPD, Quantum CR и прочие их аналоги являлись самыми быстрыми в секторе жестких дисков стандарта IDE. Этот винчестер имеет три пластины емкостью по 4,32 Гбайт, 6 головок чтения/записи и встроенный буфер объемом 512 Кбайт. Среднее время поиска - 9,5/10,5 мс (чтение/запись), частота вращения шпинделя - 5400 об./мин, уровень шума - 36 дБ. Поддерживается стандарт АТА-66, однако это не более, чем маркетинговый ход, поскольку скорость передачи данных находится в пределах 14,5-26,1 Мбайт/с, что полностью вписывается в возможности стандарта АТА-33 (33,3 Мбайт/с).

Fujitsu MPD3130AT показал себя как надежный, тихий винчестер. При работе шума вращающегося шпинделя почти не слышно, но звук позиционируемых головок явственно различим. Греется диск очень мало - даже при длительной работе корпус остается прохладным или едва теплым.

В тестах MPD3130AT существенно проигрывает всем остальным участникам, что совсем неудивительно, учитывая разницу характеристик с ближайшим конкурентом WD200 (частота вращения - 5400 и 7200 об./мин соответственно, плотность записи - 4,3 Гбайт на пластину против 20 Гбайт).

Тестирование на двух различных операционных системах дало несколько противоречивые результаты: в Windows 98 заметно быстрее выполняются операции открытия и сохранения файла, а в Windows 2000 - все остальные. В остальном - никаких сюрпризов.

Система № 2: Western Digital WD200; i440BX, ATA-33.

WD200 - представитель нового поколения жестких дисков. Основные параметры - 7200 об./мин, увеличенный до 2048 Кбайт внутренний кэш, плотность записи - 20 Гбайт на пластину. Диск имеет одну пластину и две головки. Среднее время поиска заявлено производителем как 8,9/10,9 мс, что не очень отличается от характеристик Fujitsu MPD3130AT. Тем не менее, WD200 заметно быстрее. Во-первых, сказывается больший объем встроенного буфера. Во-вторых, скорость обмена на участке "буфер-поверхность" достигает впечатляющих 30,5-50 Мбайт/с - все-таки 20 Гбайт на пластину - нешуточная плотность записи.

В работе диск показал себя с самой положительной стороны - несмотря на повышенную скорость вращения шпинделя, он оказался тише Fujitsu MPD (заявленный уровень шума - 30 дБ). Перемещения головок практически не слышны.

С тепловыделением дела обстоят похуже, но вполне приемлемо. После часа интенсивной работы винчестер нагрелся градусов до 45, т.е. на ощупь был довольно теплым, но не горячим.

В целом данная конфигурация оставила очень благоприятное впечатление и является несомненным чемпионом по соотношению "цена-производительность". Судите сами - при цене порядка 130 долл. этот винчестер образует вполне законченное решение с встроенным контроллером АТА-33 чипсета 440ВХ. И никаких проблем с Windows 98, как это наблюдается в случае использования АТА-100.

Система № 3: Western Digital WD200; ATA-100 Promise FastTrak100 (SPAN).

Тесты выявили очень интересный момент - при использовании интерфейса АТА-100 в Windows 98 производительность дисковой подсистемы оказалась в большинстве случаях ниже, чем при использовании АТА-33. А в отдельных случаях наблюдалось просто катастрофическое (в 5-10 раз) падение производительности! Поскольку в Windows 2000 результаты были абсолютно предсказуемыми (то есть АТА-100 оказался, как и положено, быстрее АТА-33), это дает основания подозревать в некорректной работе связку Windows 98 + ATA-100. Возможно причина кроется в конкретной модели контроллера - Promise FastTrak100. К тому же, большинство тестов выполнялось быстрее в Windows 2000.

Из всего этого можно сделать логичный вывод - для серьезной работы с графикой Windows 98 не подходит. Если вы хотите использовать последние достижения в области IDE, а именно интерфейс АТА-100 или RAID-массив в режиме STRIPE - лучше работать с ОС семейства NT (Windows NT 4.0 или Windows 2000), которые в таких режимах ведут себя более корректно.

При использовании ОС Windows 2000 выигрыш от перехода с АТА-33 на АТА-100 есть, но он невелик.

Система № 4: два диска Western Digital WD200 + HPT370 UDMA/ATA 100 Raid Controller(STRIPE).

И, наконец, в деле был испытан RAID-массив из двух одинаковых жестких дисков в режиме чередования блоков данных (STRIPE). Использовался размер блока 64 Кбайт, как наиболее оптимальный (по данным других независимых испытаний). Теоретически быстродействие такой дисковой подсистемы может быть в 2 раза больше, чем у диска-одиночки. Но результаты тестов не оставляют поводов для оптимизма. В подавляющем большинстве задач выигрыш в производительности составляет 5-15% относительно одиночного диска с интерфейсом АТА-100.

Одним словом, результаты неутешительные. Рекомендовать построение массива RAID 0 можно лишь тому, кто хочет вытянуть максимальную производительность из технологии IDE, невзирая на все вышеописанные недостатки. Но это может понадобиться разве что тем, кто занимается вводом несжатого видео на PC.

Система № 5: Fujitsu MAJ 3182 MP + SCSI-контроллер Adaptec 29160N.

Последний участник "соревнований" - SCSI-винчестер весьма высокого класса. Надо сказать, что MAJ 3182 был выбран в качестве "верхней планки" данного теста. Что ж, свое превосходство этому жесткому диску удалось показать наглядно - практически во всех тестах он идет "ноздря в ноздрю" со своим главным соперником - RAID-массивом в режиме STRIPE.

Представление о потенциальных возможностях Fujitsu MAJ 3182 MP могут дать и его характеристики. Частота вращения шпинделя - 10 025 об./мин, количество дисков - 3, головок - 5, среднее время поиска - 4,7/5,2 мс, объем встроенного буфера - 4096 Кбайт. Используется интерфейс SCSI Ultra160, обеспечивающий синхронную скорость передачи данных на участке "буфер-контроллер" в 160 Мбайт/с.

Все эти впечатляющие параметры сказались на энергопотреблении и шумности винчестера. Греется Fujitsu MAJ 3182 MP просто ужасно - температура корпуса после продолжительной работы поднимается, наверное, до 60°С, если не больше - корпус явственно обжигает пальцы. Уровень шума при работе тоже не маленький - 40 дБ. И самый главный недостаток - цена. На момент написания этих строк комплект из жесткого диска и контроллера SCSI-160 стоил в Москве около 500 долл.

Итоги

Итак, по результатам тестов хотелось бы сделать несколько выводов, которые будут полезны тем, кто собирается модернизировать дисковую подсистему своей графической станции.

1. Диски предыдущих поколений с небольшой плотностью записи и малым объемом встроенного буфера значительно проигрывают современным моделям по всем основным параметрам - скорости, емкости и бесшумности. Смело меняйте старенький винчестер класса Fujitsu MPD на новый высокооборотистый жесткий диск с повышенной плотностью записи (15-20 Гбайт на пластину) и большим объемом кэша (2 Мбайт). Выигрыш в производительности может составлять 100 и более процентов. Причем все сказанное остается в силе даже при использовании интерфейса АТА-33.
2. Переход с АТА-33 на АТА-100 не дает большого прироста производительности. Покупать отдельный контроллер АТА-100, пусть и недорогой (порядка 30 долл.), на мой взгляд не стоит. Подходящий вариант - наличие на системной плате "бесплатного" встроенного контроллера этого стандарта.
3. RAID-массив в режиме STRIPE показал очень хорошую производительность - на уровне "десятитысячника" SCSI, а зачастую и выше. При этом нужно учитывать очень привлекательную стоимость такой конфигурации, ведь два винчестера, составляющих массив, вместе с недорогим RAID-контроллером от Highpoint стоят меньше, чем один SCSI винчестер без контроллера! (130+130+30 = 290 долл.). И плюс ко всему, мы получаем огромную, по сравнению со SCSI-вариантом, емкость - 40 Гбайт. Единственный, но очень большой минус - уменьшение надежности хранения данных в 2 раза. Впрочем, если дисковый массив такого типа будет использоваться в качестве средства для оперативной работы, а не как долговременного хранилища ценной информации, его приобретение более чем оправдано.
4. SCSI-винчестеры верхнего уровня, как и следовало ожидать, обладают высочайшей производительностью.

Однако, учитывая высокую цену, большое тепловыделение и уровень шума таких устройств, приобретение их оправдано только в том случае, когда нужна бескомпромиссно высокая производительность (и надежность дисковой подсистемы, ведь SCSI-винчестеры всегда славились своей надежностью и большой наработкой на отказ).

В заключение хотелось бы обратить внимание читателей на две строки в последней таблице - результаты измерений при замене процессора Pentium-III-650E (частота системной шины 100 МГц) на Pentium-III-866EB (FSB 133 МГц). Как видно, замена процессора на ощутимо более мощный не дает большого разброса результатов. Это показывает, что выбранная методика тестирования была правильной (низкая "процессорозависимость", основная нагрузка ложится на дисковую подсистему).

С Андреем Никулиным можно связаться по электронной почте: [email protected] .

Редакция благодарит за помощь компании Elko Moscow, SMS, "Пирит" и "Русский Стиль", предоставившие оборудование для тестирования.

Журналов в свободном доступе.