Raid controller pcie

Arten von RAID-Controllern PCIe

Der RAID-Controller PCIe ist die Hardware, die über die PCI Express-Schnittstelle mit einem Computer oder Server verbunden ist. Dies ermöglicht eine schnelle Kommunikation mit der CPU. Eine seiner Hauptfunktionen ist die Verwaltung direkt angeschlossener Speichersysteme wie HDDs oder SSDs. Dies ermöglicht die redundante Speicherung von Daten, um die Leistung und den Datenschutz zu verbessern. Der Begriff RAID steht für Redundant Array of Independent/Internet Disks.

Typischerweise werden RAID-Controller als Hardware erwartet. Sie können jedoch auch über Software implementiert werden, die auf Standard-x86-Servern ausgeführt wird. Beide Optionen haben ihre Vor- und Nachteile, wenn man Kosten im Verhältnis zu Flexibilität oder Funktionalität betrachtet. Darüber hinaus bezieht sich der Begriff PCIe auf den Bus-Standard, der zum Anschließen dieser Geräte verwendet wird, zu denen unter anderem Erweiterungskarten wie Soundkarten oder Netzwerkkarten gehören.

RAID-Systeme lassen sich in zwei Kategorien einteilen, je nachdem, ob sie über mehrere Prozessoren (MP) verfügen oder nicht (Non-MP). Non-MP-RAID-Controller verwenden einen einzigen Prozessor, um alle Aufgaben im Zusammenhang mit RAID-Funktionen auszuführen, einschließlich der Behandlung von Anforderungen von Hosts und der Verwaltung von Festplatten. Im Gegensatz dazu verfügen MP-Controller über mehr als eine CPU, die diese Aufgaben gleichzeitig ausführt, was die Leistung deutlich verbessert. Dies gilt insbesondere, wenn viele Lese-/Schreibvorgänge gleichzeitig ausgeführt werden.

Basierend auf der Anzahl der Ports, die Laufwerke verbinden können, können RAID-Controller auch in verschiedene Typen eingeteilt werden. Einige haben nur zwei Ports (Dual-Port), während andere bis zu 32 Ports (Octal-Port) auf einer einzigen Karte haben können! Die Octal-Port-Controller ermöglichen den gleichzeitigen Anschluss von acht Laufwerken oder JBODs (Just Bunch-of-Disks), müssen jedoch an Server angeschlossen werden, die PCIe-Karten unterstützen; andernfalls funktionieren sie nicht.

Unterschiedliche Modelle werden mit unterschiedlichen Cache-Speichergrößen geliefert, die in der Regel durch den Begriff „Cache-Größe“ definiert werden. Der Cache-Speicher beschleunigt die Lese-/Schreibvorgänge in RAID-Arrays und verbessert so die Leistung. Bei der Auswahl des richtigen Modells für eine bestimmte Anwendung muss man nicht nur berücksichtigen, wie viel Cache-Speicher benötigt wird, sondern auch die Art der Schnittstelle, die von den Festplatten verwendet wird, wie z. B. SATA oder SAS.

Controllerkarten für RAID-Systeme lassen sich nach ihrer Funktionalität in zwei Hauptkategorien einteilen: Software-basierte Controller und Hardware-basierte Controller. Bei der Verwendung von Software-basierten Controllern werden alle RAID-Funktionalitäten über Software implementiert, die auf Betriebssystemebene ausgeführt wird, während Hardware-basierte Controller über einen eigenen dedizierten Prozessor verfügen, der alles im Zusammenhang mit RAID-Funktionen abwickelt. Dies entlastet die CPU des Servers und sorgt gleichzeitig für bessere Leistung und Flexibilität.

In Bezug auf die Funktionen können RAID-Controller auch als Einstiegs-, Mittelklasse- oder High-End-Controller kategorisiert werden, abhängig von der Funktionalität, z. B. Unterstützung für Caching-Algorithmen, Verschlüsselungsfunktionen, Remote-Management-Tools usw. Remote-Management ermöglicht die Überwachung des Status eines RAID-Arrays von einem anderen Standort aus, was dazu beitragen kann, Probleme frühzeitig zu erkennen, bevor sie zu Datenverlust führen.

Funktion und Merkmale

Die wichtigsten Merkmale eines RAID-Controllers in einem PCIe-Steckplatz unterscheiden sich je nach den Anforderungen einer Anwendung oder eines Unternehmens. Nachfolgend sind einige RAID-Controller-Funktionen aufgeführt:

• RAID-Level: PCIe RAID-Controller bieten verschiedene RAID-Konfigurationen an. Der benötigte PCIe RAID-Controller kann basierend auf den Speicheranforderungen und dem Problem, das der Benutzer beheben muss, ausgewählt werden. RAID 0 wird beispielsweise häufig für Hochleistungsanwendungen verwendet, während RAID 1, 5 und 10 für Fehlertoleranz und Datenredundanz verwendet werden.
• Cache-Speicher: Der Cache verbessert die Leistung des RAID-Controllers, indem er häufig abgerufene Daten vorübergehend speichert. Die Verwendung eines RAID-Controllers mit Cache-Speicher ist vorteilhaft, da Daten schneller abgerufen werden können, was den Durchsatz verbessert und die Latenz reduziert. Einige Controller verfügen über einen integrierten Speicher, der die intelligente Speicherung von Daten ermöglicht und die Lese- und Schreibgeschwindigkeit verbessert. Im Allgemeinen kann die Größe des Cache-Speichers zwischen 128 MB und 2 GB liegen, dies hängt jedoch vom Modell ab.
• Software RAID: Viele RAID-Controller verwenden möglicherweise die CPU des Systems, um RAID-Funktionen auszuführen, was Flexibilität und niedrige Kosten bietet. Obwohl die Kosten geringer sind, ist die Leistung nicht die gleiche wie bei Hardware-RAID-Controllern. Der Hardware-RAID-Controller entlastet die CPU von der Verarbeitung, und RAID-Funktionen werden von einem dedizierten Prozessor ausgeführt. Dies führt zu einer besseren Leistung, insbesondere für Server, die Softwareanwendungen verwenden, die hohe CPU-Ressourcen benötigen.
• RAID-Manager-Software: Benutzer müssen das RAID-System nach der Einrichtung verwalten und überwachen. Die RAID-Management-Software ist entscheidend, da sie Tools zur Überwachung der Gesundheit von Laufwerken, zur Verwaltung von Arrays und zur Konfiguration von RAID-Einstellungen bietet. Die Software gibt Warnungen und Meldungen bei voraussichtlichen Laufwerksausfällen aus, sodass präventive Maßnahmen ergriffen werden können.
• Dediziert vs. Integriert: Einige Motherboards verfügen über integrierte RAID-Controller, die für einfache Anwendungen kostengünstiger und bequemer sein können. Sie bieten jedoch möglicherweise nicht die gleiche Leistung und Funktionalität wie dedizierte RAID-Controller. Dedizierte RAID-Controller bieten zusätzliche Vorteile wie verbesserte Flexibilität, umfassendere Array-Konfigurationsoptionen, aktualisierte RAID-Level und überlegene Leistung.

Szenario

• Datensicherung und -wiederherstellung:

  RAID ist nützlich für die Sicherung von Daten und deren Wiederherstellung. Bei der Verwendung von RAID können wichtige Informationen sicher gespeichert werden, selbst wenn eine Festplatte ausfällt. Alle Datensicherungen sollten auf separaten Festplatten im Computersystem gespeichert werden. Auf diese Weise haben die anderen Laufwerke immer noch Kopien der Daten, wenn eine Festplatte kaputt geht oder Fehler aufweist. Koordinieren Sie, welches RAID-Level verwendet werden soll, abhängig vom Speicherplatz und den Leistungsanforderungen.

• Datenbanken und Server:

  RAID wird häufig für Datenbanken und Server verwendet. Hierfür ist mehr erforderlich als nur die Sicherung von Daten. Das System sollte auch gut und regelmäßig funktionieren. Bestimmte RAID-Typen können das Lesen und Schreiben von Daten beschleunigen. Wenn viele Benutzer versuchen, gleichzeitig auf dieselbe Datei zuzugreifen, sollte der Server nicht langsamer werden. Systemadministratoren müssen sorgfältig planen, welches RAID-Level verwendet werden soll und wie viele Festplatten sich im Array befinden. Es ist wichtig, Komponenten auszuwählen, die miteinander funktionieren, um das Array funktionsfähig zu halten.

• Medienproduktion und -bearbeitung:

  In der Medienproduktion werden häufig große Video- oder Audiodateien verwendet. RAID hilft bei der Arbeit mit diesen Arten von Dateien. Wenn viele Personen gleichzeitig auf eine Datei zugreifen müssen, sollte dies das gesamte System nicht verlangsamen. Unterschiedliche RAID-Konfigurationen können basierend auf dem verfügbaren Speicherplatz oder der Kapazität der Festplatten des Arrays angewendet werden. RAID stellt dem Team sicher, dass seine wertvollen Daten sicher gesichert sind. Selbst wenn eine Festplatte ausfällt, haben die anderen immer noch Kopien von allem.

• Eingebettete Systeme:

  Anwendungen wie Überwachungskameras und Point-of-Sale-Maschinen verwenden eingebettete Systeme. Diese sind auf RAID angewiesen, um wichtige Informationen zu schützen. Eingebettete Systeme verwenden oft Linux oder Windows Embedded als Betriebssystem. Wenn Sie RAID-Hardware auswählen, wählen Sie Controller, die für eingebettete Anwendungen geeignet sind. Diese können ohne Herunterfahren kontinuierlich arbeiten.

• Network Attached Storage (NAS):

  NAS-Geräte ermöglichen es mehreren Benutzern, über ein Netzwerk zentral auf Daten zuzugreifen und diese zu speichern. RAID kann eine kostengünstige Möglichkeit sein, sowohl die Speicherkapazität als auch die Fehlertoleranz von NAS-Geräten zu erhöhen.

So wählen Sie einen RAID-Controller PCIe

• Skalierbarkeitsanforderungen:

  Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines RAID-Controllers die Speicheranforderungen. Wenn die aktuellen Speicheranforderungen gering sind, reicht möglicherweise ein PCIe RAID-Controller mit weniger Ports aus und ist günstiger. Wenn jedoch in Zukunft mehr Speicher benötigt wird, ist es sinnvoll, jetzt einen Controller mit mehr Ports zu wählen. So vermeiden Sie, dass Sie später einen neuen Controller kaufen müssen, wenn er den benötigten Speicher nicht bereitstellen kann, wenn andere Geräte hinzugefügt werden, wie z. B. Festplatten oder SSDs. Teurere Controller mit mehr Ports ermöglichen es Benutzern, ihren Speicher mit vorhandenen oder neuen Geräten zu erweitern, ohne die Kosten und den Aufwand für einen Austausch zu haben. Dies ist eine gute Möglichkeit, Geld und Ärger zu sparen. Denken Sie einfach darüber nach, wie viel Speicher heute benötigt wird und wie schnell diese Menge wachsen wird. Ein RAID-Controller, der den verbleibenden Speicher bereitstellen kann, verhindert unnötige Kosten später.

• Leistungsanforderungen:

  Berücksichtigen Sie beim Kauf eines RAID-Controllers, wie schnell Daten bewegt werden müssen und wie viel das System verarbeiten kann. RAID-Controller verwenden PCIe-Lanes, um eine Verbindung zum Computer herzustellen. Mehr Lanes bedeuten höhere Geschwindigkeiten. Prüfen Sie, welche PCIe-Version der Controller verwendet. PCIe 3.0 und 4.0 bieten einen hohen Durchsatz, aber 5.0 ist das Beste, wenn vom Server unterstützt. Sehen Sie sich den maximalen Durchsatz des Controllers und die IOPS an, die er verarbeiten kann. Der Durchsatz ist die Geschwindigkeit der Datenübertragungen, während IOPS misst, wie gut er mit vielen kleinen Aufgaben zurechtkommt. Wählen Sie einen Controller, der dem Durchsatz und den IOPS entspricht, die Ihre Anwendungen benötigen. Dies stellt sicher, dass das System gut läuft, ohne dass Geld für Funktionen verschwendet wird, die nicht benötigt werden. Es unterstützt alle Workloads ohne Probleme, jetzt und in Zukunft.

• Budget:

  Bei der Auswahl eines RAID-Controllers können die Preise je nach Funktionen unterschiedlich sein, daher sollten Sie das Budget berücksichtigen. Ein günstigerer Controller kann für grundlegende Redundanz und Schutz ausreichend sein. Die eingesparten Mittel können für mehr Festplatten oder SSDs verwendet werden, die eine bessere Leistung und Kapazität bieten. Teurere Controller bieten jedoch erweiterte Funktionen wie detaillierte Systemüberwachung, mehrere Fehlerpunkte und eine höhere Systemeffizienz. Bewerten Sie die benötigten Funktionen im Vergleich zum Preis der verschiedenen Optionen. Priorisieren Sie die Beschaffung einer zuverlässigen, leistungsstarken Lösung innerhalb des Budgets, während gleichzeitig Redundanz, Durchsatz und Speicher mit dem richtigen Controller maximiert werden.

RAID-Controller PCIe Fragen und Antworten

F1: Was ist ein RAID-Controller?

A1: Ein RAID-Controller (Redundant Array of Independent Disks) verwaltet die Festplattenkonfiguration.

F2: Was sind die Vorteile der Verwendung eines RAID-Controllers?

A2: Eine RAID-PCIE-Controllerkarte verbessert die Leistung und Datenredundanz und bietet verschiedene Festplattenkonfigurationen für die Datenspeicherung.

F3: Wie funktioniert der RAID-Controller?

A3: Die RAID-Karte für PCIE verwendet verschiedene Algorithmen, um Daten auf mehrere Laufwerke zu verteilen und die Daten fehlertolerant und redundant zu halten.

F4: Was ist RAID 0, 1, 5, 6 oder 10?

A4: Diese Zahlen repräsentieren die verschiedenen RAID-Konfigurationslevel. Jedes Level hat einzigartige Eigenschaften, die verschiedene Datenschutzmethoden und Leistungssteigerungen bieten.