Модельный ряд RAID контроллеров Adaptec

Информация любезно предоставлена компанией Adaptec by PMC (Россия).

Классификация контроллеров Adaptec.

Поколение	Опция “E” - серверы начального уровня	Базовые опции - серверы «mainstream»	Опция “Q”. Серверы верхнего уровня
6-ое поколение	6450E/6805E	6405, 6805, 6805T, 6445	-*
7-ое поколение	71605E	78165, 72405, 71685, 71605, 7805	7905Q, 71605Q
8-ое поколение	-	8405, 8805, 8885	8885Q, 81605ZQ

* - существует модели 6Q, 6-ой серии контроллеров с SSD кэшированием, но в силу сильно устаревших механизмов настройки режимов кэширования такие модели не включаются в современную линейку SAS RAID контроллеров Adaptec и не рекомендуются к проектам. На сегодняшний день они сняты с производства и в данной статье, в силу этого, не рассматриваются.

Можно попробовать представить усиление функций стека относительно класса проектов в этой таблице графически, чтобы придать таблице наглядность.

Таблица применения моделей с точки зрения поддержки SSD дисков.

Поколение	Использование дисков (HDD и SSD)	Комментарий
6405E	До 4х HDD (или гибридный том 1 SSD+ от 1 до 3 HDD)	Мах 4 т.к. 6E не поддерживает экспандеры
6805E	До 8x HDD (или гибридный том 1SSD+ от 1 до 7HDD)	Мах 8 т.к. 6E не поддерживает экспандер
6 или 7 поколение	SSD не используются, только HDD, типичное количество HDD дисков
6 поколение	Используется 1-2 SSD диска средней производительности 20-30K IOPS как отдельные тома SSD или гибридные тома	Для SSD ограничение связано с возможность ядра контролера MAX 50K IOPS
7 или 8 поколение	Большое количество SATA HDD дисков большой емкости, выше 64 HDD (SSD диски не используются)
7 или 8 поколение	Большое количество SAS 15000 rpm, выше 32 (SSD диски не используются)
7 поколение	Активно используются гибридные тома, SSD кэширование, или SSD тома, с 3-10 SSD средней производительности 20-30K IOPS	Для SSD ограничение связано с возможностью ядра контролера MAX 450K IOPS.
8 поколение	От 10 до 20 SSD дисков, включая диски с высокой производительностью, выше 20-30K IOPS. Только SSD диски на контроллере.	Для использования SSD ограничение связано с возможностью ядра MAX 750K IOPS

Еще более мощную поддержку использования большого количества SSD дисков на контроллере будут давать следующие поколения RAID контроллеров и HBA. Количество дисков, указанное в таблице, имеет примерное значение. Более точные расчеты производительности в данной статье не указываются, они могут быть выполнены компаниями – интеграторами.

Зависимость выбора модели RAID контроллера от количества пользователей серверной системы приведена в таблице ниже (указаны активные пользователи). Цифры носят довольно приблизительный характер, и приведены для того, чтобы понять тенденцию в использовании определенных моделей.

Количество активных пользователей	Тип контроллера	Тип дисков
1-20	6405E	SATA HDD
50 - 200	6805E, 71605E	SATA/SAS HDD
200-300	6405, 7405	SAS HDD
300-500	6805, 7805, 8405	SAS HDD + опционально SSD caching
500-2000	71605, 72405, 8805	SAS HDD или (HDD +  SSD caching)
> 2000	7Q, 8Q модели	SSD или (HDD + SSD caching или tiеring и др. решения, такие как NVRAM и PCIe SSD)

И еще один важный момент. Как настоятельно рекомендуют все учебники, посвященные проектированию сложных систем - проект должен учитывать не только настоящие, но будущие требования к системе.

Существует зависимость и от приложений. Например, SSD кэширование ускоряет работу приложений, ориентированных на чтение. К счастью, это больше 90% Internet приложений. Для операций записи тоже возможно кэширование, но это уже больше как “приятное дополнение” к чтению из-за природы самих приложений.

Тип приложения	Контроллер, семейство	Используемая функция	Комментарий
Приложения без случайной записи/чтения под небольшое количество пользователей	6E, 6 без использования кэша	Базовые функции RAID
Приложения с высоким уровнем случайного чтения и записи, типа баз данных под небольшое количество пользователей до 50.	6 серия с AFM-600 модулем	Базовые функции RAID и кэширование операций записи и чтения	AFM модуль используется для защиты кэша на запись
Приложения с высоким уровнем случайного чтения и записи, типа баз данных под большое количество пользователей, до 400.	7 или 8 серии контроллеров с AFM– 700 модулем	Базовые функции RAID и кэширование операций записи и чтения, плюс высокая производительность ядра контроллера	AFM модуль используется для защиты кэша на запись
Приложения с высоким уровнем случайного чтения и записи, типа БАЗА ДАННЫХ под большое количество пользователей, до 1000 и выше	7Q или 8Q серии контроллеров с AFM– 700 модулем и SSD дисками для SSD кэширования	Базовые функции RAID и кэширование операций записи и чтения, плюс высокая производительность ядра контроллера и поддержка функции SSD кэширования	AFM модуль используется для защиты кэша на запись. В случае SSD кэширования на запись, защита кэша через RAID том, типа RAID1 или RAID5
Высокопроизводительные сервера с созданием виртуальных машин и большим набором приложений, включая приложения типа баз данных с высоким уровнем случайного чтения и записи под большое количество пользователей	7Q или 8Q серии контроллеров с AFM– 700 модулем и SSD дисками для SSD кэширования и с SSD томами	Базовые функции RAID и кэширование операций записи и чтения, плюс высокая производительность ядра контроллера и поддержка функции SSD кэширования и высокая поддержка большого количества SSD дисков	AFM модуль используется для защиты кэша на запись. В случае SSD кэширования на запись, защита кэша через RAID том, типа RAID1 или RAID5
Высокопроизводительные серверы и виртуальные порталы ЦОД с созданием виртуальных машин и большим набором приложений, включая приложения типа БАЗ ДАННЫХ с высоким уровнем случайного чтения и записи под большое количество пользователей	7Q или 8Q серии контроллеров с AFM– 700 модулем и SSD дисками для SSD кэширования и с SSD томами, а также с возможностью создания томов методом tiеring через виртуализацию контроллеров	Базовые функции RAID и кэширование операций записи и чтения, плюс высокая производительность ядра контроллера и поддержка функции SSD кэширования и высокая поддержка большого количества SSD дисков	AFM модуль используется для защиты кэша на запись. В случае SSD кэширования на запись, защита кэша через RAID том, типа RAID1 или RAID5. Примечание: Adaptec перестал поддерживать функцию tiеring и функцию виртуализации контроллеров. Это может делаться средствами ОС или сторонними приложениями.

Рассмотрим теперь модели контроллеров более детально.

6-ая серия RAID контроллеров Adaptec

Общие характеристики контроллеров 6-ой серии:

• Базируются на микросхеме RoC (RAID on Chip) PM8013 8x портов SAS2 (6Гб/сек) PMC-Sierra (дополнительную информацию можно посмотреть на сайте www.pmcs.com;
• Модели с максимальным количеством портов – 8 портов SAS 2.0 (6Гб/сек), и слотом 8x PCI-express Gen 2.0;
• Кэш память - 512MB DDR2-667 DRAM.
• Опционально могут использовать Набор защиты кэша Adaptec Flash Module (AFM-600 Kit) в который входят:
• Дочерняя плата с flash-памятью;
• Выносной блок суперконденсатора.

Adaptec RAID 6805 с AFM-600 Flash Module.

Контроллеры 6 серии на уровне стека поддерживают: 

Simple Volume, JBOD, RAID 0, 1, 10, 1E, 5, 6, 50, 60 Hybrid RAID 1, 10.

Максимальная производительность ядра контроллера 50 000 IOPS (4 KB blocks, random read).

Производительность для последовательных шаблонов в таблице ниже.

Проектная производительность – потоковые операции
Уровень RAID	Чтение (МБ/с)	Запись (МБ/c)
0	2000	2000
10	2000	1000
5/6	2000	1000

Семейство 6T

Основная цель появления таких контроллеров семейства 6T - исключить ситуации, когда негибкая часть кабеля (часть, примерно, 2 см длиной после разъема) упирается в крышку или корпус сервера, в радиатор процессора или другие части сервера. Для этого на 6-ой серии контроллеров порты расположены так, чтобы негибкая часть кабеля не выходила за геометрические границы контроллера. Помечено зеленой стрелкой на рисунке. Синий прямоугольник – негибкая часть кабеля.

Adaptec RAID 6805Т с AFM-600 Flash Module.

Семейство 6E

RAID контроллеры для проектов начального класса. Уменьшена оперативная память, по сравнению с обычными контроллерами 6-ой серии, упрощен стек, нет поддержки защиты кэша и экспандеров. Имеют упрощенный стек, поддерживают только Simple Volume, JBOD, RAID 0,1, 10, 1E, т.е., нет поддержки RAID 5,5EE,6, 50, 60, но поддерживают Hybrid RAID 1, 10.

Модель 6405E поддерживает максимально 4 диска. Модель 6805E – 8 дисков (поскольку нет поддержки SAS экспандеров). Модель 6405E имеет слот PCI-E 1x, модель 6805E – слот PCI-E 4x ver. 2.

Разъемы портов контроллеров 6-ой серии

Все семейство RAID контроллеров 6-ой серии поддерживает только порты Mini-SAS.
Для внутренних портов используется разъем – SFF 8087 (internal mini-SAS),

для внешних – SFF-8088 (external mini-SAS).

Сводная таблица для контроллеров 6-ой серии.

Контроллер (модель)	Разъем PCI-E	Внутренние порты	Внешние порты	Оперативная память (MB)	Поддержка экспандеров	Поддержка модуля защиты кэша AFM-600	Поддержка дисков
6805	8x	8	-	512	Да	Да	До 256
6405	8x	4	-	512	Да	Да	До 256
6445	8x	4	4	512	Да	Да	До 256
6805T	8x	8	-	512	Да	Да	До 256
6405T	8x	4	-	512	Да	Да	До 256
6805E	4x	8	-	128	Нет	Нет	До 8
6405E	1x	4	-	128	Нет	Нет	До 4

7-ая серия RAID контроллеров Adaptec

Adaptec RAID 71605

Первый контроллер PCIe 3.0 LP MD2 с 16 портами SAS/SATA 6 Гбит/сек.
Первый контроллер PCIe 3.0 половинной длины с 24 портами.
Первое решение, использующее все преимущества шины PCIe 3.0.
Первое решение, обеспечивающее 450 тысяч IOPS и 6600 МБ/сек.
Первое решение, ориентированное на создание томов на базе SSD.
Впервые в полной мере допускается подключение внешних стоек RBOD, ленточных устройств и автозагрузчиков.

Общие характеристики контроллеров 7-ой серии:

• Базируются на микросхеме SRCv RoC (RAID on Chip) PM8015 SRCv 24x порта SAS2 (6Гб/сек) PMC-Sierra (дополнительную информацию можно посмотреть на сайте www.pmcs.com);
• Модели с максимальным количеством портов – 24 порта SAS 2.0 (6Гб/сек), и слотом 8x PCI-express Gen 3.0;
• Кэш память - 1024 MB DDR3-1333 DRAM.
• Опционально могут использовать Набор защиты кэша Adaptec Flash Module (AFM-700), в который входят:
• Дочерняя плата с flash-памятью;
• Выносной блок суперконденсатора.

Контроллеры 7-ой серии на уровне стека поддерживают: Simple Volume, JBOD, RAID 0, 1, 10, 1E, 5, 6, 50, 60, Hybrid RAID 1, 10 и режим HBA.

Начиная с 7-ой серии RAID контроллеры поддерживают режим HBA, т.е. по сути это не совсем RAID контроллер, это RAID контроллер и HBA на одной плате. См. в описании функций продуктов раздел «Режим HBA».

Прекращена поддержка RAID 5EE (причина в том, что производительность RAID6 из-за усиления архитектуры микросхемы RoC сравнялась с RAID5EE, а по всем остальным параметрам – надежность, легкость в обслуживании и т.д., RAID 6 или аналогичен или лучше RAID5EE, что лишает смысла существование RAID 5EE в стеке современного RAID контроллера).

Максимальная производительность ядра контроллера 600 000 IOPS.

Проектная производительность – потоковые операции
Уровень RAID	Чтение (МБ/с)	Запись (МБ/c)
0	3500	3500
10	3500	2400
5/6	3500	2400

Все семейство RAID контроллеров 7-ой серии поддерживает только порты miniSAS-HD.
Для внутренних портов используется разъем – SFF-8643 (internal mini-SAS HD),

для внешних – SFF-8644 (external mini-SAS HD).

Обратите внимание на сбалансированность диапазонов пропускания со стороны SAS и PCI-E на примере 71605 контроллера – единственное в отрасли решение 16 портов SAS2 в низкопрофильном варианте.

Семейство 7E

RAID контроллеры для проектов начального класса. Уменьшена оперативная память, по сравнению с обычными контроллерами 6-ой серии, упрощен стек, нет поддержки защиты кэша. Имеют упрощенный стек, поддерживают только Simple Volume, JBOD, RAID 0,1, 10, 1E, т.е., нет поддержки RAID 5,5EE,6, 50, 60, но поддерживают Hybrid RAID 1, 10 (см. раздел «Гибридные Тома» в главе «Основные функции RAID контроллеров» ниже).

В отличие от 6E семейство 7E поддерживает экспандеры и имеют такой же разъем 8X PCI-E как и контроллеры без индекса «E».

Семейство 7Q

RAID контроллеры семейства 7Q обладают функцией SSD кэширования. Поддерживается выделение кэша на уровне логического диска. Оставшуюся емкость можно использовать как обычный RAID том. Поддерживается кэш и на чтение, и на запись. Более детальную информацию смотрите в разделе «SSD кэширование» в главе «Основные функции RAID контроллеров» ниже.

Сводная таблица для контроллеров 7-ой серии.

Контроллер (модель)	Разъем PCI-E	Внутренние порты	Внешние порты	Поддержка SSD кэширова-ния	Оперативная память (MB)	Поддержка экспандеров	Поддержка модуля защиты кэша AFM-700	Поддержка дисков
7805	8x	8	-	-	1024	Да	Да	До 256
7805Q	8x	8	-	Да	1024	Да	Да	До 256
71605	8x	16	-	-	1024	Да	Да	До 256
71605E	8x	16	-	-	256	Да	Нет	До 256
71605Q	8x	16	-	Да	1024	Да	Да	До 256
71685	8x	16	8	-	1024	Да	Да	До 256
78165	8x	8	16	-	1024	Да	Да	До 256
72405	8x	24	-	-	1024	Да	Да	До 256

8-ая серия RAID контроллеров Adaptec

Общие характеристики контроллеров 8-ой серии.

8-ая серия RAID контроллеров является флагманской группой RAID контроллеров на начало 2015 года. И базируется уже на технологии SAS3 (12 Гб/сек). Семейство включает в себя единственный в отрасли 16-портовый RAID-контроллер SAS 12 Гб/с со встроенным флэш-резервированием кэша — всё это в форм-факторе LP/MD2 - ASR-81605ZQ. Максимальные в отрасли для RAID контроллеров 700 000 операций ввода-вывода в секунду (IOPS). Max Cache 3.0 - уникальное для отрасли программное обеспечение уровневого управления и кэширования, обеспечивает хранилищам лучшую экономическую эффективность и производительность.

ASR-8885 имеет 8 внутренних/внешних портов SAS3 12 Гб/сек в низкопрофильном форм-факторе LP/MD2:

• Базируются на микросхеме SRCv RoC (RAID on Chip) PMC PM8063 16x портов SAS3 (12 Гб/сек) PMC-Sierra (дополнительную информацию можно посмотреть на сайте www.pmcs.com);
• Модели с максимальным количеством портов - 12 портов SAS 3.0 (12 Гб/сек) и слотом 8x PCI-express Gen 3.0;
• Кэш память - 1024 MB DDR3-1600 DRAM;
• Разъёмы HD miniSAS.
• Опционально могут использовать Набор защиты кэша Adaptec Flash Module (AFM-700), в который входят:
• Дочерняя плата с flash-памятью;
• Выносной блок суперконденсатора.

Модель AFM-700 модуля защиты кэша подходит к 7 и 8 серии контроллеров Adaptec.

Семейство 8Q

RAID контроллеры семейства 8Q поддерживают функцию SSD кэширования. Поддерживается выделение кэша на уровне логического диска. Оставшуюся емкость можно использовать как обычный RAID том. Поддерживается кэш и на чтение, и на запись. Более детальную информацию смотрите в разделе «SSD кэширование» в главе «Основные функции RAID контроллеров» ниже.

Сводная таблица для контроллеров 8-ой серии.

Контрол-лер (модель)	Разъем PCI-E	Внутренние порты	Внешние порты	Поддержка SSD кэширова-ния	Оперативная память (MB)	Поддержка экспандеров	Поддержка модуля защиты кэша AFM-700	Поддержка дисков
81605ZQ	8x	16	-	Да	1024	Да	Да, встроен на плату контроллера (supercap – супер-конденсатор в комплекте)	До 256
8885Q	8x	8	8	Да	1024	Да	Да	До 256
81605Z	8x	16	-	-	1024	Да	Да, встроен на плату контроллера (supercap – супер-конденсатор в комплекте)	До 256
8885	8x	8	8	-	1024	Да	Да	До 256
8805	8x	8	-	-	1024	Да	Да	До 256
8405	8x	4	-	-	1024	Да	Да	До 256

Adaptec RAID 81605ZQ с подключенным блоком суперконденсатора.

6-ая серия HBA Adaptec.

Adaptec SAS HBA 6805H

Общие характеристики HBA 6H серии:

• Крайне эффективные, с точки зрения цены, HBA решения, которые предоставляют 4 / 8 внутренних SAS портов (технологии SAS2 6Гб/сек);
• Производительность 250000 IOPS с размером блока. 512 Байт и 200000 IOPS с размером блока 4Kбайта;
• Все модели имеют низкопрофильный размер LP/MD2 и используют MiniSAS разъемы;
• Семейство использует 4x PCI-express Gen 2.0.

Сводная таблица для HBA 6-ой серии.

HBA (модель)	Разъем PCI-E	Внутренние порты	Внешние порты	Поддержка экспандеров	Поддержка дисков
6805H	4x	8 (2 разъема MiniSAS SFF-8087)	-	Да	До 128
6405H	4x	4 (1 разъем MiniSAS SFF-8087)	-	Да	До 128

7-ая серия HBA Adaptec.

Adaptec SAS HBA 71605H

Общие характеристики HBA 7H серии:

• Крайне эффективные, с точки зрения цены, HBA решения, которые предоставляют 16/ 8 внутренних или внешних SAS портов (технологии SAS2 6Гб/сек);
• Производительность 1 миллион IOPS с размером блока. 512 Байт и 800000 IOPS с размером блока 4Kбайта;
• Поддерживают недисковые устройства;
• Все модели имеют низкопрофильный размер LP/MD2 и используют MiniSAS-HD разъемы;
• Семейство использует 8x PCI-express Gen 3.0.

Сводная таблица для HBA 7-ой серии.

HBA (модель)	Разъем PCI-E	Внутренние порты	Внешние порты	Поддержка экспандеров	Поддержка дисков
71605H	8x	16 (2 разъема MiniSAS-HD SFF-8643)	-	Да	До 256
7805H	8x	8 (1 разъем MiniSAS-HD SFF-8643)	-	Да	До 256
70165H	8x	-	16 (2 разъема MiniSAS-HD SFF-8644)	Да	До 256
7085H	8x	-	8 (1 разъем MiniSAS-HD SFF-8644)	Да	До 256

Общий взгляд на ядро линейки продуктов с точки зрения поддержки функций RAID и HBA.

Семейство	Поддержка функций RAID	Поддержка функций HBA
6 серия RAID контроллеров (6,6E)	ДА	НЕТ
7 серия RAID контроллеров (7,7E,7Q)	ДА	ДА
8 серия RAID контроллеров (8, 8Q)	ДА	ДА
6 серия HBA (6H)	НЕТ	ДА
7 серия HBA (7H)	НЕТ	ДА