Systeme: Risiken von SSD-RAIDs

Flashenhals

Administratoren erhoffen sich vom Deployment von SSD-RAIDs immense Performance-Zuwächse für Workstations und Serversysteme. Diese Erwartung ist bis zu einem gewissen Grad korrekt. Wer seine Festplatten durch SSDs ersetzt, arbeitet nachher mit Sicherheit schneller. Leider sorgen die Besonderheiten von Flash dafür, dass einige bei Festplatten-RAIDs nicht auftretende Probleme die Freude am Festwertspeicher vermiesen können. Dieser Artikel fasst den derzeitigen Forschungsstand zusammen, um sie über Probleme und Fallen beim Betrieb eines SSD-RAIDs zu informieren.
Speicher muss nicht nur laufend größer werden, sondern auch schneller. In Zeiten von Virtualisierung und immer leistungsfähigeren Rechnern, die zeitnah auf ... (mehr)

Heutige SSDs arbeiten immens schnell. Im Serverbereich sind Transferraten von einigen hundert MBytes ganz normal. Bei einer einzelnen SSD mag dies für die Umgebung noch zu bewältigen sein. Jedoch ist der durchschnittliche SATA-Controller viel zu langsam an die CPU angebunden, um die von mehreren SSDs parallel angelieferten Daten effizient an den Hauptspeicher weiterzugeben. Zur Umschiffung dieses Problems bietet sich die Nutzung von mehreren Controllern an. Sie können den PCIe-Bus ruhig komplett auslasten. Achten sie dabei aber darauf, dass die für die Karten verwendeten Slots nicht die gleiche Lane benutzen.

Engstelle Workstation

Bei der Nutzung der im Serverbereich populären Hardwarecontroller ergibt sich eine weitere Falle. Hardware-RAID-Controller sind normalerweise auf Festplatten optimiert, die zwar vergleichsweise schnell lesen und schreiben können, aber nur relativ wenige IOPS pro Sekunde erbringen können. Eine im Jahr 2010 durchgeführte Benchmark-Serie ergab, dass sich die Leseperformance des durchschnittlichen Hardwarecontrollers schon ab der dritten SSD nicht mehr nennenswert erhöht. Beim Schreiben mit aktivierten Write-Cache sind bis zu fünf SSDs auslastbar; wer den Schreibcache aus irgendwelchen Gründen deaktiviert, sieht bis zur im Test als Höchstzahl angenommenen Menge von sieben SSDs eine fast lineare Performance-Steigerung.

Die Nutzung von SSD-RAIDs erfolgt naturgemäß besonders auf jenen Maschinen, deren Leistung durch das I/O-Subsystem beschränkt ist. Aus dieser Logik folgt, dass in so einem Fall normalerweise zusätzliche Rechenkapazität am Hauptprozessor zur Verfügung steht. Diese lässt sich in ein Software-RAID investieren: Die Rechenleistung eines einzelnen Kerns eines aktuellen Workstation- oder Serverprozessors ist der Leistung des Controllers des durchschnittlichen Hardware-RAID-Controllers um Dekaden überlegen: Es ist nicht ohne Grund, dass

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