Test: RAID für Workstations

08.04.2002 von Jörg Luther
Auf dem Server garantiert RAID Performance und Sicherheit. IDE-RAID-Controller sollen diese Vorteile zum kleinen Preis auf den Desktop bringen. Doch nicht immer klappt, was die Hersteller versprechen.

Was auf dem Server recht ist, kann auf der Workstation nur billig sein: die Erhöhung von Datensicherheit und Datendurchsatz durch ein Disk-Array. Billig war jedoch lange Zeit nicht gleichbedeutend mit preisgünstig. Nur teure SCSI -Platten und Cache-RAID-Controller bieten die nötige Performance - so lautete ein IT-Naturgesetz. Die Herrschaften in der Workstation-Reihe mussten sich mit softwarebasierten RAID -Implementationen begnügen, die zwar der Datensicherheit, nicht unbedingt aber der Performance förderlich waren.

Mit den UltraDMA-Modi haben IDE-Platten inzwischen Performance-Regionen erreicht, die einen Array-Einsatz interessant erscheinen lassen. Auch eröffnet sich mit SMART die Möglichkeit, Diagnoseinformationen mit dem Controller auszutauschen - eine wesentliche Voraussetzung für ein fehlertolerantes System. Darüber hinaus versprechen bei den momentanen Massenspeicherpreisen selbst größere Arrays, den Geldbeutel nicht stark zu belasten.

Da stellt sich nur noch die Frage nach dem passenden ATA-RAID-Hostadapter. Vier Kandidaten im Preisbereich von 150 bis 500 Euro haben wir für Sie unter die Lupe genommen. In der Hochpreis-Klasse treten der AAA-UDMA und der ATA RAID 2400A des renommierten Controller-Herstellers Adaptec an. Das Segment für den kleineren Geldbeutel besetzen die Modelle TX2 und LP aus der Serie FastTrak 100 von Promise.

Mehr über RAID lesen Sie in unserem Grundlagenbeitrag. Die genauen technischen Daten aller Boards sowie ausführliche Benchmarkergebnisse finden Sie in unserer tecDaten-Tabelle.

Adaptec AAA-UDMA

Ohne schicken Kosenamen muss die Entry-Level-Lösung von Adaptec für Workstations und kleinere Server auskommen. Der AAA-UDMA im Full-Size-PCI-Format bietet vier getrennte Kanäle für ebenso viele EIDE -Festplatten. Die Datentransfers von und auf die Platten puffert er über 2 MByte ECC-EDO-DIMM-Speicher, der sich bis auf 64 MByte ausbauen lässt. Die Harddisks steuert der AAA-UDMA im UltraDMA/66-Modus an, zum Host-Bus nimmt er über ein 33-MHz-PCI-Interface Kontakt auf. Als RAID-Variante offeriert er neben Mirroring und Striping auch RAID 0+1 sowie RAID 5.

Bei der Ausstattung des RAID-Hostadapters hat Adaptec nicht gespart. So zählen zum Lieferumfang vier Anschlusskabel für die Platten, deren Stecker auf Disk- wie Boardseite farblich gekennzeichnet und entsprechend beschriftet sind. Daneben bringt der AAA-UDMA als einziges Gerät im Test sowohl seine Managementsoftware als auch das ausführliche Handbuch in deutscher Sprache mit.

AAA-UDMA: Installation und Verwaltung

Nach dem Einbau des Hostadapters und dem Anschließen der Festplatten gilt es, das Array über eine bootfähige Diskette einzurichten. Die Installation bietet dazu zwei Varianten an. Im Express Setup muss sich der Anwender zunächst für eine der verfügbaren RAID-Varianten 0, 1, 10 oder 5 entscheiden. Anschließend wählt man indirekt über eine Optimierung für "Datenbanken", "Technische/Grafische Anwendungen" oder "Andere Anwendungen" die Blockgröße des Arrays an. Nun braucht man nur noch anzugeben, ob der Plattenverbund bootfähig erstellt werden soll. Nach einem abschließenden Neustart des Systems steht das Array zur Verwendung bereit.

Wer die Eigenschaften des Plattenverbundes etwas granularer definieren oder Wartungsarbeiten am Array vornehmen will, kann zum Benutzerdefinierten Setup greifen. Hier lassen sich vorhandene Arrays anzeigen oder löschen sowie neue Plattensets mit detaillierten Konfigurationsmöglichkeiten einrichten. Die dazu verfügbaren Optionen umfassen beispielsweise die Definition der Blockgrößen und die Einrichtung von Hot-Spare-Laufwerken.

Wer es bequemer mag, kann alle Verwaltungsarbeiten rund um die Einrichtung und die Wartung des Arrays von einer grafischen Oberfläche aus erledigen. Die entsprechende Applikation namens C/IO Manager läuft nur auf Windows-NT/2000-Maschinen. Agenten für Netware- und Unixware-Systeme erlauben die Fernwartung von einer 32-Bit-Windows-Konsole aus. Daneben erledigt der C/IO Manager sowohl die lokale als auch die Remote-Überwachung von Arrays.

AAA-UDMA: Testergebnisse

Die Einrichtung und Inbetriebnahme des Arrays verlaufen problemlos. Nachdem die ersten Testergebnisse vorliegen, trauen wir zunächst unseren Augen nicht: Sowohl in der gespiegelten als auch in der gestripten Variante erbringt das Array miserable Leistungen. Sie liegen deutlich unter denen einer einzelnen Festplatte am Onboard-IDE-Controller unseres Testrechners.

Über gut zwei Tage versuchen wir, durch alle möglichen Maßnahmen dem AAA-UDMA mehr Performance zu entlocken. So erhält das Board ein Firmware- und Treiberupgrade, wandert durch alle Slots unseres Testrechners und arbeitet sowohl allein als auch in Kombination mit anderen PCI-Karten.

Am Ergebnis ändert dies jedoch nichts: Unser Array am AAA-UDMA arbeitet stets langsamer als eine Festplatte des im Verbund eingesetzten Typs (Maxtor 51536H2) am Onboard-Controller. Zudem hält sich der Geschwindigkeitsunterschied zwischen der RAID-0- und der RAID-1-Konfiguration in minimalen Grenzen.

AAA-UDMA: Fazit

Der solide wirkende Adaptec AAA-UDMA erinnert in puncto Verarbeitung, Fähigkeiten und Ausstattung an gängige SCSI-RAID-Hostadapter. Ähnlich wie diese bringt er sehr gute Management- und Monitoring-Software mit. Auch der mit rund 500 Euro eher im professionellen Bereich angesiedelte Preis des Controllers unterstützt den Anschein, ein leistungsfähiges Gerät zu erwerben. Dieser Schein trügt jedoch: Eine angemessene Leistung ist dem Hostadapter im Test nicht zu entlocken, die Durchsatzraten liegen durchweg deutlich unter dem Niveau von Festplatten, die an konventionellen IDE-Controllern betrieben werden. Vom Erwerb des AAA-UDMA können wir nur abraten.

Quickinfo

Produkt

AAA-UDMA

Hersteller

Adaptec

Preis

Ca. 500 Euro

Systemvoraussetzungen

Hardware

CPU ab Pentium-II/266, ab 64 MByte RAM, freier PCI-Steckplatz voller Baulänge, 3,5-Zoll-Diskettenlaufwerk, 5 MByte Platz auf der Festplatte

Betriebssystem

Novell Netware ab 4.11, Windows NT 4.0, Windows 2000

Die ausführliche Wertung zum Adaptec AAA-UDMA finden Sie in der tecDaten-Tabelle.

Adaptec ATA RAID 2400A

Wer den Adaptec 2400A das erste Mal zu Gesicht bekommt, meint auf den ersten Blick, einen SCSI-RAID-Controller vor sich zu haben. Auf dem massiv wirkenden Hostadapter voller Baulänge stechen sofort der i960RS-Prozessor und das 32-MByte-Memory-Modul ins Auge. Erst der Blick auf die IDE-Anschlüsse entlarvt das Board als ATA-RAID-Adapter. Die an den vier Kanälen operierenden UltraDMA/100-Festplatten kann der 2400A zu RAIDs der Level 0, 1, 10 und 5 zusammenfassen. Auf der Rechnerseite stellt der Controller ein 66-MHz-PCI-Interface zur Verfügung.

Die Ausstattung fällt, wie bei Adaptec gewohnt, opulent aus. So liegen dem Kit vier Anschlusskabel für die Platten bei, deren Stecker auf Disk- wie Boardseite farblich gekennzeichnet und entsprechend beschriftet sind. Ein ausführliches, jedoch englischsprachiges Installationshandbuch beschreibt die Einrichtung und die Konfiguration des 2400A. Auf einer CD liegt neben Treibern für alle Windows- und diverse Unix-Varianten sowie Netware die Java-basierte Verwaltungsoberfläche Storage Manager Pro bei.

2400A: Einrichtung und Verwaltung

Der RAID -Hostadapter fordert beim Systemstart in gewohnter Adaptec-Manier, das Controller-Setup per <Ctrl> + <A> zu starten. Folgt man diesem Hinweis, gelangt man in den Storage Manager on ROM alias SMOR. Über die menügesteuerte Applikation lassen sich alle Konfigurationsarbeiten am Array relativ bequem vornehmen. Dazu zählen etwa die Definition und Initialisierung von Arrays der Level 0, 1, 10 und 5 sowie der manuelle Rebuild ausgefallener Festplatten.

Wesentlich komfortabler lassen sich diese Tätigkeiten jedoch nach der Installation der entsprechenden Betriebssystemtreiber über die GUI-Variante der Managementsoftware, den Storage Manager Pro, abwickeln. Die Java-Applikation stellt für Windows-, Netware-, Unix- und Linux-Rechner ein einheitliches Benutzer-Interface bereit.

Die übersichtliche und intuitiv zu bedienende Applikation erlaubt das Management aller Aspekte des RAID-Betriebs. Dazu zählen nicht nur die Einrichtung von Arrays und Hot-Spares, die Konfiguration von Rebuilds oder das Remote-Management des Plattenverbundes. Der 2400A bringt daneben eine Fähigkeit mit, die bislang nur im SCSI -Bereich bekannt war: Er erlaubt die so genannte Online Expansion, bei der sich Arrays durch zusätzliche Platten im laufenden Betrieb erweitern lassen.

2400A: Testergebnisse

Im Betrieb erfüllt der Adaptec 2400A nicht ganz die ob seines professionellen Erscheinungsbilds geweckten, hoch gesteckten Anforderungen. Während es an den Datenraten beim Schreiben nichts zu bemängeln gibt, knickt er sowohl im Stripe- als auch im Mirror-Modus bei den Leseraten ein.

Der Bremseffekt beim Lesen wirkt sich naturgemäß auch beim Kopierbetrieb nachteilig aus. Auch eine Umstellung des Cachemodus von Write-back auf Write-through bringt keine spürbare Besserung.

2400A: Fazit

Zu einem handfesten Preis von rund 450 Euro bekommt man mit dem Adaptec ATA RAID 2400A einen professionell ausgestatteten RAID-Hostadapter mit allen technischen Schikanen. Letztere sind insbesondere für den Serverbetrieb interessant. Im klassischen Workstation-Einsatz als Plattenbeschleuniger kann der Adaptec 2400A auf Grund seiner mäßigen Leseraten jedoch nicht überzeugen.

Quickinfo

Produkt

ATA RAID 2400A

Hersteller

Adaptec

Preis

ca. 450 Euro

Systemvoraussetzungen

Hardware

keine Herstellerangabe

Betriebssystem

FreeBSD ab Kernel 4.1.1, Netware ab 4.11, Red Hat Linux ab 6.2, SCO OpenDesktop/OpenServer, SCO Unixware 7, SuSE Linux ab 6.4, Windows 9x/Me, Windows NT/2000

Die ausführliche Wertung zum Adaptec ATA RAID 2400A finden Sie in der tecDaten-Tabelle.

Promise FastTrak 100 TX2/LP

In gänzlich anderem Format als die Konkurrenz von Adaptec treten die ATA-RAID -Controller von Promise an: Beim FastTrak 100 TX2 handelt es sich um einen 2-Kanal-Controller im Standard-PCI-Format.

Noch viel kleiner - etwa im Format einer Zigarettenschachtel - tritt die Low-Profile-Variante LP an. Auch der RAID-Zwerg LP bietet wie der TX2 zwei Kanäle für bis zu vier Platten als Stripe- oder Mirrorset beziehungsweise RAID 10. Hot-spare/Hot-swap zählt ebenso zu den Fähigkeiten der Promise-Controller wie ein Auto-Rebuild defekter Platten.

In der Ausstattung unterscheiden sich die beiden Varianten nicht. TX2 wie LP bieten zwei Kabel für je zwei Harddisks, ein englisches Installationshandbuch sowie zwei Disketten mit Treiber- und Managementsoftware.

FastTrak 100: Installation und Verwaltung

Dank der geringen Baugröße lassen sich die FastTrak-Hostadapter auch problemlos in Rechnergehäusen mit wenig Freiraum installieren. Nach dem Anschließen der Festplatten und einem darauf folgenden Reboot meldet sich das im FastTrak-BIOS residierende FastBuild-Utility zu Wort. Das in BIOS-Setup-Manier operierende Werkzeug erlaubt die komplette Definition und Verwaltung des Arrays.

Neben umfassenden manuellen Einstellungsmöglichkeiten offeriert das Utility speziell für RAID-unerfahrene Anwender ein Auto-Setup. Hier muss sich der Benutzer lediglich für eine der Optionen Performance (RAID 0), Security (RAID 1) oder Capacity (JBOD ) entscheiden. Wählt er Capacity, fasst der Controller die vorhandenen Platten zu einem logischen Drive zusammen. Ein RAID 1 kann der User entweder frisch anlegen oder eine bereits in Betrieb befindliche Disk auf ihr Gegenstück spiegeln. Für das Stripeset offeriert der FastTrak 100 Blockgrößenoptimierungen zum Einsatz auf Desktop, Server und Multimedia-Workstation.

Für Windows-Rechner liegt dem FastTrak-Kit auch ein GUI -basiertes Monitoring-Utility namens FastCheck bei. Damit lassen sich Arrays zwar nicht anlegen oder löschen, es unterstützt aber immerhin Verwaltungsarbeiten wie Synchronisierung und Rebuild.

FastTrak 100: Testergebnisse

Beim Performancetest sind die Promise-Hostadapter den Konkurrenten von Adaptec deutlich überlegen. Bei den Lese- und Schreibtests erbringen die RAID-Level auch in der Praxis die Leistungsdaten, die man sich theoretisch erwarten darf.

In den Durchsatzmessungen unterscheiden sich die TX2- und LP-Variante des Controllers nur minimal, die Schwankungen bewegen sich im Messfehler-Bereich. Wir zeigen deshalb hier nur die Daten für den FastTrak 100 LP.

FastTrak 100: Fazit

Zum kleinen Preis von gerade mal 150 Euro liefert Promise mit den Hostadaptern FastTrak 100 eine leistungsfähige RAID-Lösung für Workstations. Ausgefeilte Verwaltungsoptionen und eine komfortable grafische Konfigurationsoberfläche bieten die Adapter zwar nicht. Dank der geradlinigen Konzeption bereitet dies aber auch Einsteigern keine Probleme. Zudem lassen die Controller dort nichts zu wünschen übrig, wo es wirklich wichtig ist - bei der Performance. Damit offerieren Promise FastTrak 100 TX2 und LP insgesamt ein hervorragendes Preis/Leistungsverhältnis.

Quickinfo

Produkt

FastTrak 100 TX2 / LP

Hersteller

Promise

Preis

ca. 150 Euro

Systemvoraussetzungen

Hardware

keine Herstellerangabe

Betriebssystem

Netware 3.12 bis 5.0, Red Hat Linux ab 6.2, Windows 9x/Me, Windows NT/2000

Die ausführliche Wertung zum FastTrak 100 TX2 / LP finden Sie in der tecDaten-Tabelle.

Fazit

Promise reklamiert für sich, der Marktführer im ATA-RAID-Geschäft zu sein. Vergleicht man Preise und Leistungen der Promise-Controller mit jenen der Adaptec-Konkurrenz, erscheint diese Aussage mehr als plausibel. Süffisanterweise wirbt Adaptec offenbar mit dem Slogan "Adaptec - Delivering the Promise" für seine Produkte. Sollte da ein kalifornischer Eulenspiegel am Werk gewesen sein?

Für ein Drittel der Kosten bieten die ATA-RAID-Controller der FastTrak-100-Serie von Promise eine deutlich bessere Leistung als Adaptecs Konkurrenzprodukte. Dabei bleibt die Sicherheit nicht auf der Strecke. Nur auf im Workstation-Einsatz ohnehin wenig sinnvolle Features wie RAID 5 oder Online Expansion muss man bei Promise verzichten.

Benchmarks: Schreiben

Das Ergebnis des Schreibtests gliedert das Testfeld klar in zwei Bereiche. Als Schlusslicht mit Transferleistungen, die unter denen einer am Onboard-Controller angeschlossenen Platte (grün) liegen, rangiert Adaptecs AAA-UDMA.

Alle anderen RAID-Adapter erbringen beim Schreiben in den jeweiligen Modi Leistungen, wie man sie theoretisch auch erwarten darf. Ins Auge sticht dabei die hohe Schreibrate der FastTraks im JBOD -Modus. Offensichtlich arbeiten die Promise-Adapter effektiver als der Onboard-Controller unseres Testrechners.

Benchmarks: Lesen

Auch bei der Durchsatzrate im Lesebetrieb splittet sich das Testfeld in zwei Gruppen. Diesmal lassen sich diese klar benennen: Promise hui - Adaptec pfui.

Besonders überrascht dabei die extrem schlechte Performance des Adaptec 2400A, der bei den Schreibzugriffen noch mit den Promise-Controllern mithalten konnte. In diesem Test schneidet er noch schlechter ab als sein schwächelnder Vetter AAA-UDMA.

Benchmarks: Kopieren

Im Wechselspiel zwischen Lesen und Schreiben spielen die Promise-Controller ihre Stärken voll aus. Im Striping-Modus kann dank seiner hohen Schreibrate auch der Adaptec 2400A gut mithalten, im Mirror-Modus fällt er dagegen deutlich ab.

Erwartungsgemäß liegen bei allen Adaptern im RAID-1- respektive JBOD -Betrieb die Durchsatzraten unter denen eines Einzellaufwerks. Hier macht sich der Overhead durch den Zugriff auf mehrere Disks bemerkbar.

Testkonfiguration

Als Testsystem dient ein Pentium-III/650 mit 128 MByte Hauptspeicher und 20-GByte-EIDE-Festplatte unter Windows 2000. Als Datenträger für das Array kommen zwei Maxtor DiamondMax Plus 45 (51536H2) mit UltraDMA/100 -Interface und je 15,3 GByte Kapazität zum Einsatz. Um einen Vergleichswert zu erhalten, ermitteln wir zunächst die Leistung dieser Platten am Onboard-IDE-Controller des Testrechners.

Nach der Installation des RAID-Hostadapters richten wir sie nacheinander als Verbund der Level 0 (Striping), 1 (Mirroring) und - falls möglich - als JBOD ein. Dabei nutzen wir das gesamte Array als logisches Laufwerk und formatieren es mit NTFS. Anschließend testen wir den eingerichteten Plattenverbund mit unserem Benchmark tecMark.

Das Tool erzeugt in mehreren Durchläufen 200 MByte große Files, auf die es anschließend Lese- und Schreibzugriffe vornimmt. Um das typische Verhalten von Applikationen zu berücksichtigen, die nur in den seltensten Fällen größere Datenblöcke lesen oder schreiben, erfolgt der Datentransfer dabei in 8 KByte großen Blöcken. Nach dem Ermitteln der Read/Write-Werte führt tecMark eine Reihe von Kopieroperationen mit den erzeugten Files durch. Der Lese- und Schreibtest von tecMark wird über die Betriebssystemfunktionen ReadFile() und WriteFile() realisiert, der Kopiertest nutzt CopyFile(). (jlu)

Testkonfiguration

Komponente

Daten

Mainboard

Asus P3B-F Rev. 1004

Sonstiges

Slot 1, BX-Chipsatz

Prozessor

Pentium III/650

Sonstiges

100 MHz FSB

RAM

128 MByte PC100 SDRAM

Sonstiges

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Festplatte

Maxtor 541DX (2B020H1)

Sonstiges

20 GByte UltraDMA/100

CD-ROM

Toshiba DVD-ROM SD-M1402

Sonstiges

40x, UltraDMA/33

Grafikkarte

Elsa Erazor III Pro

Sonstiges

AGP, Riva TNT2, 32 MByte

Netzwerkkarte

3Com 3C905C-TX

Sonstiges

PCI, 10/100 Mbit/s

Soundkarte

Ensoniq ES-1371 Rev.8

Sonstiges

PCI