DELL PERC 系列阵列卡选型和用法指南

本文缘起于一位朋友在生产服务器硬件中,使用了错误的阵列卡配置,导致磁盘IO性能大降,在调整后恢复正常,一时兴起,也干脆直接来写个DELL阵列卡选型和用法指南,提供给需要的朋友参考,如需转载请注明出处。

目前DELL硬件阵列卡主要采用LSI公司、现Avago安华高提供的OEM解决方案,和原厂对比,没有过多的定制和功能裁剪,板卡为富士康代工生产,兼容性,稳定性,性能各方面都有不错的表现,LSI的SAS控制器产品目前是属于第一梯队,各厂家基本均都有采用。

PERC 是 PowerEdge Raid Controller 的缩写,前缀S表示为Software软件阵列,H 表示为Hardware 硬件阵列 ,从入门到高端型号第一位数字分别用1 3 7 8 表示,第二三位数字位为产品代数,30表示为13G代产品,结尾P表示 Performance 高性能型号

常见型号如下
PERC S120 入门软件阵列卡,主板集成无缓存 支持RAID0 1
PERC H330 入门硬件RAID卡,无板载缓存, 支持RAID 0 1 5 10 50
PERC H730 主流硬件RAID卡带有1G缓存和电池 支持RAID 0 1 5 6 10 50 60
PERC H730P 高性能硬件RAID卡带有2G缓存和电池 支持RAID 0 1 5 6 10 50 60
PERC H830 同H730P,没有内置接口,使用外置接口连接附加存储磁盘柜用

H330/730/730P阵列卡均有2种规格,标准PCI-E 8X插卡和直接安装固定主板上的mini小卡,通常可以选择小卡即可。

S120 阵列卡
这个卡是入门单路服务器的默认阵列卡,由Intel的芯片组提供的软件阵列功能,DELL定制而来,工作时需要依赖CPU来进行数据处理,在驱动安装,管理重建维护上较麻烦,不建议使用,如果对数据安全有要求,最好是选购一块基本的硬件卡H330来做RAID1使用。

H330 阵列卡
为双路标配机型默认的入门级硬件阵列卡,不具备板载缓存,因此不要拿来做为RAID5 使用,典型的3盘RAID5配置读取速度在300-400M左右,还算正常,但写入速度最高不足20M/s IOPS相当低,连单块硬盘1/5的速度都不到,在较高业务IO应用场景,会严重影响系统运行效率。

对于机械硬盘来说,最佳配置模式是2块做RAID1用于数据冗余, 单盘损坏可以直接替换自动重建,而不是像S120软阵列需要启动到操作系统中后来做重建操作;或者是针对大数据存储直接满配硬盘,不做RAID,单块通过JBOD直通系统,由集群软件副本实现在其它节点的数据冗余,也能提供最佳的IOPS性能,存储成本,空间利用。

对于固态硬盘来说,不带缓存的阵列卡反而是个优势,大多SSD硬盘根据不同容量都自带有512M,1G 或者更高的缓存来提升写入速度,SAS/SATA 6Gbps 接口也基本能提供读写550M/s的速度,阵列卡多了一级缓存反而会拖慢SSD速度,因此最佳的配置模式是单盘直通/RAID 0 或者2块做RAID0 来使用,普遍能提供1万以上的IOPS能力,远超机械硬盘的几百IOPS。

高级配置说明:
机械硬盘/固态硬盘 RAID0 RAID1 模式 磁盘高速缓存:启用 写策略:直写 预读策略:不预读
注意:H330的磁盘高速缓存为必须启用项,不能关闭或保持不变,否则会严重影响IO。

额外说明:
固态硬盘目前有消费级和企业级区分,企业级产品里又细分为读取密集,写入密集,均衡型产品等,高端产品的DWPD每日写入量能做到全盘擦写5次并持续5年,即便企业级入门产品也基本都提供每日30%的单盘容量的写入并持续5年。根据以往的大量服务器管理经验,企业级和消费级机械硬盘年均会有10块左右的损坏,占比在3%左右,企业级固态硬盘未出现一例故障,在分析损坏硬盘的SMART数据时发现1-2年内均写入不到1-10T,在中轻度负载的生产环境下数据写入量并不是很大,也可以看出使用固态硬盘是很可靠的,在价格上600G 15K SAS和读取密集型SSD区别并不大。

对于固态硬盘耐久度问题,在使用DELL原厂企业级SSD的情况下,是能在IDRAC管理界面中看到剩余寿命信息的(其它零售版本不支持)配合管理软件时很容易实现健康度监控的。

同代同容量同转速的SAS硬盘和SATA硬盘在性能上并无差距,SAS硬盘主要是在连接器中部额外提供了一组数据端口,其目的主要是用于冗余。对于高端硬盘型号,通常只提供SAS接口。厂家通常对SAS实行三到五年质保,SATA质保会短一些。

H730阵列卡
此型号为选配型号,提供板载1G缓存和后备电池,缓存主要是用于硬盘写入加速,其工作原理主要是将大量的写IO请求数据先缓存起来,等缓存快用满时,再批量刷到磁盘上,降低机械硬盘同时读写而导致IO偏低的影响,后备电池则是防止服
务器突然断电,缓存数据未刷到硬盘会导致数据丢失设计的,未写入硬盘的数据会在下次开机后自动回写。

机械硬盘建议配置为RAID 0 1 5 6 10 50 60 阵列,同时开启板载缓存提升读写性能, 通常3盘RAID5读写在300-600M左右

固态硬盘建议配置为单盘RAID 0 或多盘RAID 5模式,其它几种模式因数据冗余,会额外消耗写入寿命,不推荐,同时需要开启硬盘的磁盘高速缓存,关闭板载缓存的回写和自适应预读,来达到最高性能。

在服务器配件选型时,建议默认选择H730卡,在采购成本上不会有太大的增加。

额外说明:
H730在搭配固态硬盘使用时,卡自身会有一定的性能瓶颈,在到底一定速度后提升会不明显,同时RAID 5不建议超过8块

高级配置说明:
机械硬盘 RAID0 1 5 6 10 50 60 模式 磁盘高速缓存:关闭 写策略:回写 预读策略:自适应预读
固态硬盘 RAID0 5 模式 磁盘高速缓存:开启 写策略:直写 预读策略:不预读

H730P阵列卡
此型号时H730的增强版,缓存增加到了2G,据说硬件处理能力也更高一点,对机械硬盘读写速度也有一定的提升,但区别没有H330和H730大,如果计划使用24盘位的机型并满配机械硬盘用于数据存储,或者用于大块文件读写,建议选择使用。

H830阵列卡
此型号为H730P的外置接口阵列卡,PCI-E 8X插卡形式,没有内置接口,不能用于服务器内部硬盘背板连接,通常是用来直连MD1400存储盘柜来扩展服务器存储空间使用的,使用方式上和内置阵列卡无明显区别,可以看作是把服务器硬盘位从内部挪到外部来使用,同时MD1400盘柜支持级联功能,最多可以扩展到8个盘柜,满配96个3.5寸硬盘或192个2.5寸硬盘。