近百次反覆開機的測試 - 安裝 Vista 的最佳 RAID 0 stripe size 設定

achen

有時候真討厭自己的個性, 開始做一個研究的時候, 非要找出自己想要的答案不可.... 以下是測試環境簡介:

硬體:
Intel DP35DP (RAID Controller= ICH9R)
Intel Q6600 (Quad Core 2.4 GHz)
4 x Kingston DDR2 667MHz 1GB
2 x Seagate ST3250310AS 250GB
1 x 暫時硬碟

軟體:
Windows Vista Ultimate OEM
Acronic True Image 11 Home
Diskeeper 2008

測試前序作業:
1.設置 RAID 0
2.安裝 Windows Vista Ultimate
3.安裝所有的 MB driver
4.安裝所有的 windows update + SP1
5. windows 所有設定保持預設, 登入帳號無密碼
6.拔除網路線, disale 網路卡 (避免不必掉的網路搜尋)
7.安裝 Acronic True Image 11 Home 軟體, 建立開機光碟
8.安裝 Diskeeper 2008 軟體, 以標準模式重組硬碟
9.使用 Acronic True Image 11 Home 建立硬碟影像, 存在另一顆獨立硬碟

測試步驟:
A1. 重開機, 進 BIOS,刪除 RAID 0
A2. 重開機, 進 BIOS,建立 RAID 0 (指定不同的 stripe size)
A3. 使用 Acronis 光碟開機, 將影像回寫至新硬碟
A4. 開機進入 Windows Vista
A5. 執行 Diskeeper 2008, 以標準模式重組硬碟 (其實這只是做心安的, 因為磁區分佈狀況事實上變動非常小)
A6. 重開機至少五次 (原因見註1)
A7. 重開機, 測時並紀錄, 重複七次
A8. 以不同 stripe size 重複 A1~A7 測試步驟

測時基準:
開始: 按下電源鈕那一剎那
結束: 歡迎畫面跳出並顯示所有內容那一剎那
特別說明: 這塊板子開機時會執行許多耗時的自我偵測, 要到 35 秒左右才會看到 Microsoft Coperation 的畫面, 所以以下數據和其他的電腦相比可能偏高, 圖表中的秒數僅在同樣硬體之不同設定之間比較才有意義, 沒必要拿我的數字和你的電腦比較.

數據取樣:
七個值捨棄最高與最低兩個, 只留五個數據, 折線為平均值

心得:
如前面所說, 這塊板子開機很慢, 所以我測試的目的並不是要去創造出 "最速開機紀錄", 而是我想找出在 4k~128k 之間, 以 Vista 本身的特性來說, 哪個 stripe 值對於啟動 OS 來說是最有效率的, 當然軟體怎麼灌, 習慣使用的檔案怎麼讀都是變數, 雖然無法預測, 但是基本上我認為 app 讀取磁碟資料的特性結果和一個 OS 應該相去不遠.

我的測試也許忽略或遺漏了一些會影響開機速度的因素, 但是條件相同之下的比較, 我相信還是公平的. 我想我是找到答案了, 但是我的王道不是你的王道, 不同的版子, 不同的 RAID Controller, 不同的韌體, 不同的硬碟, 不同的 OS, 不同的應用軟體, 不同的 windows 環境設定 -> 每個人的最佳值都會不一樣.

至於做這測試有沒有意義? 有人也許會說, 你花這麼多時間測試, 為了去爭那幾秒鐘幹麻?  我的觀點是, 既然花錢組了一台新電腦, 就要把它設定到最佳性能, 尤其我是個一天要在電腦前坐 12+ 小時的人, 如果每個 task 可以快個三秒鐘, 那這測試是絕對有大幫助的, 畢竟六個選項選一個, 這件事只需要做一次.  

重要的一件事:
主機板 BIOS 裡的推薦值 (RAID 0 = 128kb), 居然是所有選項裡, 對啟動OS而言效能最差的....

結論:
大家看圖說故事吧.



(註1)
我本來只想測七留五(去頭去尾), 因為第一個 RAID 的前七個數據都蠻平均的(設定好開始測試時已經重開機很多次了), 但是做完影像檔從第二個 RAID 開始發現, 前五次的開機時間和第五次之後居然可以相差到 30 秒之譜, 第三個 RAID 還是一樣的現象. 在每個新 RAID 開機進 OS 後第一件事就是做硬碟重組的前提之下,為什麼要花到五次開機才最佳化我不知道, 我只能猜測應該和 "stripe size 改變" 有關係.

(註2)
ICH9R 有支援一個 array 設多個 volume 的功能. 舉例來說, 我有兩顆硬碟, 指定為 array 之後, 可以分割成兩個 RAID 0, 使用不同的 stripe 值設定.  也可以選一個 RAID 0, 一個 RAID 1, 但是我對 RAID 1 沒興趣, 所以沒有去深入測試.

[ 本文最後由 achen 於 2008-5-29 18:27 編輯 ]

jewlong

真佩服你的研究精神,
我最近也組了一台電腦, 主機板是用技嘉的 EX38-DS4 ,
晶片組是intel ICH9R,
買了兩顆日立250G 的硬碟組 RAID 0 ,
可是格式化都失敗 , 打電話給技嘉客服,
他要我檢查記憶體..... , 看來應該是不專業的客服
我懷疑是日立與ICH9R 相容性的問題....
還在測試解決中........

82544

如果我是你, 我的實驗方法會如下:

1.在 OS 下使用 RAW 方式測試該硬碟的每一個 unit 傳輸效能, 找出最高的和第二高的
  (我的經驗是, 最高和次高值, 通常只差一檔)
2.依照這個 HDD 要做什麼事情來設定 RAID BIOS
3.如果是 ISO files or 單一連續的大檔案, ex: VM Image or SQL Database
  假設最高傳輸效能在 8k,  次高在 4k
  那 RAID 1 我會設定 16k, RIAD 0 16k
  如果是給 OS 存取用的工作硬碟,
  那 RAID 1 我會設定 4K, RAID 0 8K

還有一個很重要的設定會影響到效能, 就是 Write Back or Through
IMSM (Intel Matrix Storage Manager) 8.x 裡面就可以設定, OS 也可以設定
要不要設定 WB or WT, 基本上我會以資料的重要性來考量

而你的硬碟 ST3250310AS Cache 只有 8M, 所以實驗數據看起來有點差距, 要是 Cache
大一點的硬碟配合 RAID Cache RAM, 我想結果應該會很接近, 所以如果我用 Cache 大的
硬碟, 我會完全以空間節省為優先考量

ychao

原文由 jewlong 於 2008-5-22 18:16 發表
買了兩顆日立250G 的硬碟組 RAID 0 ,
可是格式化都失敗 , 打電話給技嘉客服,
他要我檢查記憶體..... , 看 ...

記憶體是應該要檢查的，小弟遇過很多奇怪的問題，最後都是記憶體出鎚。
推薦使用Memtest86+喔。

achen

原文由 82544 於 2008-5-22 04:43 發表
1.在 OS 下使用 RAW 方式測試該硬碟的每一個 unit 傳輸效能, 找出最高的和第二高的
  (我的經驗是, 最高和次高值, 通常只差一檔)

測試傳輸效能也要指定 test file 或 block 大小, 這我在前幾天已經作過了
其實不是很有參考價值, 因為不知道 OS 使用最頻繁的檔案落在什麼區間

2.依照這個 HDD 要做什麼事情來設定 RAID BIOS
3.如果是 ISO files or 單一連續的大檔案, ex: VM Image or SQL Database
  假設最高傳輸效能在 8k,  次高在 4k
  那 RAID 1 我會設定 16k, RIAD 0 16k
  如果是給 OS 存取用的工作硬碟,
  那 RAID 1 我會設定 4K, RAID 0 8K

我有兩個 RAID 啦, 第二個是大 cluster, 大 stripe size 作儲存用的.
這個測試是針對第一個 RAID (給 OS 用的)

還有一個很重要的設定會影響到效能, 就是 Write Back or Through
IMSM (Intel Matrix Storage Manager) 8.x 裡面就可以設定, OS 也可以設定
要不要設定 WB or WT, 基本上我會以資料的重要性來考量

沒注意到這個東西耶, 我今晚再玩看看, 謝謝~

資料的重要性? 這個 OS volume 一點都不重要, 隨時可犧牲, 因為我打算資料都放在如上所述的第二個 RAID , 用 Vista 的自動備份備份到另一顆獨立硬碟, 同時還有 Mozy online backup

而你的硬碟 ST3250310AS Cache 只有 8M, 所以實驗數據看起來有點差距, 要是 Cache
大一點的硬碟配合 RAID Cache RAM, 我想結果應該會很接近, 所以如果我用 Cache 大的
硬碟, 我會完全以空間節省為優先考量

如果換用效能好一點的硬碟 (不管是高 cache, 或是高 RPM), 假設它對 4k stripe RAID 的效能增進 10% 左右, 那對 32k 或 128k 設定不也應該是增進 10% 嗎?  為什麼您認為結果會變接近呢?  難道大 cache 對不同 stripe 值設定的 RAID, "性能提升度" 會不一樣?
(希望我對這問題的敘述法不會太難理解.)

82544

原文由 achen 於 2008-5-23 04:37 發表
測試傳輸效能也要指定 test file 或 block 大小, 這我在前幾天已經作過了
其實不是很有參考價值, 因為不知道 OS 使用最頻繁的檔案落在什麼區間

我個人的看法, 軟體怎麼動作, 那是軟體的問題, 但一切的根本在於硬體本身效能
不先找出硬體的極限, 光靠軟體來調校, 也未必就是最佳.
而且 OS 使用最頻繁的檔案落在甚麼區間, 這根本就沒個準則吧, 端看該台機器做甚麼服務用
我公司裡面一台 Ghost Image Server (Dell R300 + 2GB RAM), 每天就待在機架上, 根本沒有人去操作他,
天天給同事 Backup/Restore 來來去去的而已, 都可以跑到虛擬記憶體不足的訊息出現了

資料的重要性? 這個 OS volume 一點都不重要, 隨時可犧牲, 因為我打算資料都放在如上所述的第二個 RAID , 用 Vista 的自動備份備份到另一顆獨立硬碟, 同時還有 Mozy online backup

這是你個人的用法而已, 基本上每個人的用法都不一樣吧, 如果換成我來看, 你的測試結果對我來說就沒有甚麼太大意義了
因為我已經改用 iSCSI 方式集中資料, 我注重的效能點, 就和你完全不一樣了. 我的 OS 比你的還不重要, 我只要換一台電腦,
Mount iSCSI Target 上的 volume, 就可以 access 到資料, 只要可以 mount 到, OS 是那一種有沒有陣列, 對我個人來說, 一點關係都沒有
甚至只要在 DOS 下連接上 Terminal Server, 用哪台電腦開機也都不重要了, 在我個人這種使用狀況下, 硬碟效能有什麼影響嗎?

如果換用效能好一點的硬碟 (不管是高 cache, 或是高 RPM), 假設它對 4k stripe RAID 的效能增進 10% 左右, 那對 32k 或 128k 設定不也應該是增進 10% 嗎?  為什麼您認為結果會變接近呢?  難道大 cache 對不同 stripe 值設定的 RAID, "性能提升度" 會不一樣?

當 Cache 夠大的時候, 很多時候就都是在 Cache Buffer & 完成, 背景寫入, 慢速 USB 2.0 Storage 在 W2K 很多時候就都是這樣
明明檔案拷貝已經通知完成, 但是你就是看到 Write 燈還在閃爍, 這時候觀察 Task Manager, 就可以發現記憶體慢慢釋回.

如果你的 Storage Card 有 Cache RAM, 或是 HDD Cache 大, 那預設  Write Back 的狀況下,
我想讀寫效能應該差異不大, 因為都在 Cache 緩衝了, 而 SW RAID 方案的最大缺點之一就在這個地方, 必須使用 OS RAM 來暫存.
你的硬體如果換低或是換高等級, 你再跑跑測試, 效能應該又不一樣了.

DOS 下有一隻 smartdrv.exe 的快取程式, 你可以試試看把 i386 folder 考到硬碟內由 HDD 安裝 OS, 觀察是否執行快取程式
在安裝過程中, 第一次重開機之前的速度差異 (快取好壞, 一般是由快取命中率來勝負, 不然 SATA 何必強調 NCQ)

硬碟資料對外傳輸效能, 受限於 Storage Controller 影響, 而 Storage Controller 受限於 Bus 影響, 同樣一片卡
在不同 clock 的 bus 上跑, 效能就是會不一樣, 所以你的測試結果, 你有信心可以套用到大多數的環境嗎?

不管是硬碟還是其他, 硬體效能, 已經先天決定了一切, 透過軟體調校改善是有限的
硬碟在這種效能會被其他硬體層層影響的狀況下,  所以我只看硬碟在 RAW 下的根本效能, 而且我只找出最高和次高點,
(傳輸率只是測試軟體的相對比較值而已, 換了軟體, 這個值就失去了比較的基準點了.)
可以讓硬碟在不管甚麼硬體環境下, 都盡量維持他在那個環境該發揮的水準.

你用 ICH9R 配合 SATA HDD, 基本上沒有 bus clock 的問題, 但是你的 SW RAID 會被 CPU & RAM 影響到, 所以...還是被干擾了