Wydajność backplane'u z chipem SAS expander

Backplane z chipem SAS Expander umożliwia podłączenie większej liczby dysków do kontrolera HBA lub RAID, niż one same natywnie obsługują. Na przykład do 8-portowego kontrolera HBA lub RAID mogą zostać podłączone 24 dyski SSD. Chip SAS Expander znajduje się na ścieżce I/O i ma wpływ na maksymalną możliwą wydajność. W tym artykule przedstawiamy, na przykładzie dysków SSD Intela z serii D3-S4610, jaki wpływ na przepustowość danych, opóźnienia (latency) i IOPS ma expandera SAS.

Operacje I/O przeprowadzane na dyskach podłączonych do backplane'u z chipem SAS expander cechują się większymi opóźnieniami, co ma wpływ na przepustowość i I/O. Umożliwia natomiast podłączenie większej ilości nośników danych [np. 24 zamiast 8) do 8-portowego kontrolera.

Przykładowa konfiguracja

W tym przykładzie została wykorzystana następująca konfiguracja:

Komponent	Test on-board	Test z backplanem
Płyta główna	Supermicro X11DPi-NT z BIOS-em 3.0c
Dysk SSD	Intel D3-S4610 960 GB z firmwarem XCV10110
Dysk SSD podłaczony via	onboard via chipset C622	HBA i backplane z chipem SAS expander
HBA	-	Broadcom 9300-8i z firmwarem 16
Backplane z chipem SAS expander	-	BPN-SAS3-216EL1

Wyniki testów

Testy zostały wykonane przy użyciu jedynego dysku SSD w celu przeanalizowania wpływu expandera SAS na przepustowość danych, opóźnień i IOPS. Informacje na temat skutków w przypadku wielu dysków SSD (np. 24 sztuk) są udokumentowane w artykule Limity przepustowości danych I/O.

Poniższe cztery wykresy pokazują różnice w wydajności:

• 
  Testy IOPS: Przy 100%Read i 50%Read/50%Write prawie taka sama wydajność, przy 100%Write około 15,6% mniej operacji IOPS via HBA+Expander.
• 
  Testy latencji: W zależności od przypadku testowego, z HBA+Expander latencja zwiększa się o 4% (100% Read) i 12% (100% Write).
• 
  Testy przepustowości: Podczas odczytu zauważalne różnice występują tylko w przypadku mniejszych bloków (8k), podczas zapisu przez HBA+Expander maksymalna przepustowość spada o 15,3% (1024k) i 18,6% (4k).
• 
  Write Saturation Test: Podobnie jak w przypadku testu IOPS 100%Write, liczba operacji IOPS jest mniejsza o ok. 15% przy użyciu HBA+Expander.

Szczegółowe protokoły testowe:

• D3-S4610-onboard.pdf
• D3-S4610-via-Exp.pdf

Wnioski

W zależności od tego, czy wymagana jest maksymalna możliwa wydajność, czy największa możliwa ilość nośników danych należy wybrać serwer albo z pasywnym backplanem, albo z backplanem posiadającym chip SAS expander:

Wymóg	Zalecenie
Najwyższa wydajność	Serwer z pasywnym backplanem, systemy z maks. 12 ramkami na dyski, np. Product not available anymore
Duża liczba (>12) nośników danych	Serwer z backplanem z chipem SAS expander i maks. 36 ramkami na dyski, np. Product not available anymore

Dodatkowe informacje

• Limity przepustowości danych I/O

---

Autor: Werner Fischer