Disco fisso tradizionale e disco fisso a stato solido

Tante volte ho affrontato la questione delle velocità dei dischi e la pratica conferma che i nuovi dischi allo stato solido (o SSD) sono più veloci dei tradizionali dischi meccanici (HDD). Nei PC recenti la sostituzione di un HDD con un SSD permette di raggiungere prestazioni impensabili: se poi si tratta di un portatile il consumo elettrico ridotto del disco aumenta l’autonomia della batteria, l’assenza di parti in movimento ne aumenta la robustezza e resistenza agli urti durante il trasporto.

Ovviamente anche il controller deve essere adeguato alla velocità del disco che viene collegato. I pc più datati non riusciranno a gestira tutta la velocità massima del disco.

Nel mondo dei NAS e dei Server le cose cambiano un po’: si usano i dischi SSD come cache in supporto a dischi HDD e ho deciso di fare dei confronti con le varie tecnologie per avere un riferimento più oggettivo sulle velocità di trasferimento dati.

Metodo usato

Per i test con Windows ho utilizzato il programma di benchmark CrystalDiskMark  che ho scaricato dal sito http://crystalmark.info/download/index-e.html#CrystalDiskMark

Ho installato la stessa versione del benchmark su un PC con Windows 10 professional e un Windwos 2003 Server Storage Edition. Ho aperto il programma e sono andato a cercare il significato delle 4 prove di lettura e scrittura che vengono eseguite sul disco da testare.

• Seq Q32T1: Sequential (Block Size=128KiB) Read/Write with multi Queues & Threads
• 4K Q8T8: Random 4KiB Read/Write with multi Queues & Threads
• 4K Q32T1: Random 4KiB Read/Write with multi Queues & Threads
• 4K Q1T1: Random 4KiB Read/Write with multi Queues & Threads

Per tutti i test eseguiti (salvo diversa indicazione) dal menù a tendina del programma ho scelto 5 e la dimensione per i test 500Mb.

Ho eseguito i test usando diverse tecnologie tramite condivisione di rete (samba, iscsi) sia tecnologie hardware (controller semplice, controller RAID in diverse modalità)

Test con PC Windows 10 professional

Ho effettuato la prima batteria di test dal mio PC, un DELL Precision Tower 3620
(CPU Interl Core i7-6700 3,40GHz, 8Gb di RAM DDR4, SSD Samsung EVO 750 da 500Gb (C:), HDD Hitachi 1Tb (J:))

Velocità di un volume montato con protocollo iscsi

Ho configurato un NAS Synology DS 207+ (si tratta di un vecchio modello ma perfettamente funzionante) con 2 dischi HDD hitachi da 500Gb in mirror (RAID 1). Ho creato un volume da 1Gb e condiviso con iscsi la LUN.

Con iscsi initiator di Windows 10 ho montato il volume iscsi, ho assegnato la lettera E: e ho formattato in NTFS. Ecco il risultato.

Considerazioni: la velocità di lettura è molto più alta rispetto alla scrittura. La tecnologia RAID 1 permette di avere 2 dischi identici e se il dato viene letto il controller prende metà delle informazioni dal primo disco e la parte restante dal secondo disco e lo fa contermporaneamente ottenendo come risultato il dimezzamento dei tempi in lettura. La scrittura non beneficia di questa accelerazione perchè l’informazione deve essere scritta contemporaneamente e complessivamente su entrambe i dischi.

Velocità HDD SATA collegato al controller del PC

Si tratta di un disco interno dal 1Tb Hitachi. Ecco il risultato del test.

Velocità SSD SATA collegato al controller del PC

Il disco è un Samsung EVO 750 da 500Gb interno collegato al medesimo controller. Ecco il risultato.

Considerazioni

Il disco SSD è almeno 2 volte più veloce di un disco HDD quindi adatto a qualsiasi esigenza ma il costo è accessibile per i tagli bassi. I dischi HDD hanno dimensioni molto più elevate a costi ragionevoli (al momento della stesura un WD da 3Tb costa circa 80€) quindi di prestano per archiviazione di tanti file. Il NAS con 2 dischi offre prestazioni più elevate rispetto ad un HDD interno e offre il massimo nella gestione di file di testo, fogli di calcolo, fotografie e file audio.

E sui server?

Ho installato CrystalDiskMark anche su un server DELL PowerVault NF500. In questo server è installato un controller DELL Perc6E che tramite porta esterna SAS collega un DAS PowerVault MD1000 che ospita 10 dischi SATAu SEAGATE da 500 Gb ciascuno e velocità di rotazione 7.2K

Di questi 10 dischi 1 è in modalità SPARE. Gli altri 9 compongono 3 volumi RAID con questa configurazione:

• unità J: 4 dischi SATAu in RAID 5 (1,5Tb circa)
• unità I: 3 dischi SATAu in RAID 5 (1 Tb circa)
• unità H: 2 dischi SATAu in RAID 1 (500Gb circa)

Ecco i risultati

Faccio notare che i dischi sono tutti identici tra loro, ho usato lo stesso controller e anche il collegamento è lo stesso: la differenza delle velocità è da imputare alla modalità con cui vengono letti e scritti i dati: la tecnologia RAID. Non è l’intento di questo articolo spigare il funzionamento di questa tecnologia per approfondire vi rimando alla pagina wikipedia: https://it.wikipedia.org/wiki/RAID

Il volume RAID 5 composto da 4 dischi è più veloce rispetto ad un RAID 5 composto da 3 volumi. Il volume con RAID 1 è risultato il più lento delle 3 soluzioni.

Server e RETE

Ok. fino qui tutto bene… qualcuno potrebbe sollevare una domanda: se si parla di server si sottointende una rete e questa ultima come influisce con le prestazioni?

Parlando di prestazioni consideriamo solo la rete Gigabit. Quindi cavi CAT6 e switch con una buona banda passante (attenzione: non sto parlando dei modelli a 5 porte che si acquistano al supermercato per 30€).

Sul server DELL esaminato in precedenza ho creato una condivisione sul volume J: (RAID 5 composto da 4 dischi) e l’ho montato sul mio PC: l’unità di rete asegnata è H:

Mi spiace per la mancata corrispondenza delle lettere delle unità.

Il collegamento tra il mio PC e il server avviene su rete a 1Gbit e attraversa 2 switch 3com 5500Gi. Il server dispone di 2 porte di rete aggregate tra loro in bilanciamento di carico (questo permette al server una velocità di trasferimento doppia rispetto al singolo cavo di rete).

Metto a confronto i risultati:

Come previsto la velocità di lettura e scrittura è diminuita ma con sopresa il salvataggio di file casuali di 4Kib raggiunge valori altissimi: come è possibile?

Le prestazioni sono garantite da diversi fattori: la cache del sistema operativo e il protocollo di comunicazione CIF/SAMBA che ottimizza il traffico di rete.

Si tratta sicuramente di un buon compromesso e va a vantaggio della ricerca dei file. Penso che in caso di traffico di rete assente si possano ottenere risultati di una decina di Mb/s  superiori. Per superare tale limite si possono aggregare le porte di rete o saltare ad un livello superiore con apparati di rete a 10Gbit. Da qui diventa una questione di costi.

SalvaSalva

SalvaSalva