Onboard vs Hardware Raid

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Onboard vs Hardware Raid

22.01.2012

Der Test soll die Unterschiede zwischen Onboard (auch gerne als "Fake-Raid" bezeichnet) und Hardware Raid aufzeigen.
Dazu wurde ein aktueller Onboard Chipsatz von Intel (Z68) sowie ein bezahlbarer Raid Controller von Adaptec (5405) ausgewählt.

Festplatten

4 x Hitachi HDS725050KLA360 SATA2, 500 GB, 16 MB Cache
Diese sind über 5 Jahre alt und zeigen freilich nicht auf was eine SATA Festplatte der aktuellen Generation kann. Aber für den Vergleich sind sie trotzdem ausreichend - was eine einzelne Platte leistet wurde ebenfalls gemessen.

Testsystem mit Intel Z68

ZOTAC Z68-ITX WiFi Supreme, Intel Z68, LGA1155, MiniITX
Intel Core i3 2100T, 2.5GHz, max 35W TDP, Boxed Kühler
2 x Kingston ValueRAM, 2GB, DDR3-1333, CL9, SODIMM
OCZ SSD Nocti, mSATA, 60GB (Windows)
be quiet! Pure Power L7-300W
Windows 7 Ultimate 64 Bit (mit allen Patchs + Updates)

Testsystem mit Adaptec 5405

AsRock X58 Extreme, Intel X58, LGA1366
Intel Core i7 920, Quad Core, 2.66 GHz mit Noctua NH-U12P Kühler
Corsair TR3X6G1600C9, 3x2GB, DDR3-1600, CL9
OCZ SSD Vertex 2 100GB, SATA-II, 2,5 Zoll, MLC (Windows)
Enermax Liberty ELT500AWT-ECO, 620 Watt
Windows 7 Ultimate 64 Bit (mit allen Patchs + Updates)

Messungen

Mehrmals mit Crystaldiskmark in der aktuellsten Version. Gemessen wurde erst nachdem das Raid vollständig initialisiert war - wenn immer möglich wurde "Fast Init" verwendet. Danach wurde in Windows eine Partition mit NFTS und Schnellformatierung erstellt und darauf die Messung durchgeführt.

Erkentnisse

Bei Raid0 ist augenscheinlich so einfach dass es keine grossen Messunterschiede bei Onboard und Hardware Raid geben müsste. Hier leistet der Hardware Controller aber vorallem bei 512K Blöcken durch seinen dedizierten Speicher deutlich mehr.
Raid1 scheint dem Onboard Raid von Intel, vorallem beim Lesen, gar nicht zu liegen. Bei Adaptec schöpft man dagegen aus dem Vollen und verwendet ein Raid0 ähnliches Verfahren um das Lesen massiv zu beschleunigen.
Erstaunlich wie der Z68 mit Raid5 umgehen kann - ohne krasse Leistungseinbrüche wie bei Raid1 ist dieser Modi durchaus brauchbar. Für häufige und viele Schreibzugriffe sollte man aber dennoch ein Hardware Kontroller vorziehen.
Raid10 hat Intel Onboard genauso Probleme wie mit Raid1 - sollte man die Finger davon lassen und wenn man das überhaupt einsetzen möchte/muss auf ein Hardware Kontroller zurückgreifen.

Fotos

4 x Hitachi HDS725050KLA360
Hitachi HDS725050KLA360 Aufkleber
Hitachi HDS725050KLA360 Info
Adaptec 5405

Der Kontroller bietet 1.2 Dual Core CPU, 256 MB RAM, die Möglichkeit eine Buffer-Batterie anzuschliessen sowie eine umfangreiche Software Ausstattung.
Testaufbau

Strom gabs direkt von einem 300W L7 BeQuiet Netzteil, die SATA Kabel waren alle neu (vor dem Test noch in Plastik eingepackt). Die i3 CPU kam selbst bei stundenlanger Paritätsberechnung nie ins schwitzen.
Festplatten Kühlung

Weil die Festplatten stundenlang viel zu tun hatten und sehr heiss wurden, war eine Luftkühlung zwingend nötig - hierbei leistet der USB Lüfter von Arctic gute Dienste.
Raid Erstellung Intel RST

Raid Erstellung mit dem Onboard Intel Raid dauert mangels Fast Init immer sehr lange - egal welcher Raid Typ man wählt.
Einzelne Hitachi HDS725050kla360 an Intel Z68

Eher gemütliche Werte - jede aktuelle Notebook Festplatte ist heutzutage schneller.
2 x 500 GB Raid1 an Intel Z68

Erstaunlicherweise fällt die Leseleistung bei Onboard Raid1 auf die Hälfte ab. Dieses seltsame Verhalten konnte ich auch mit 2 x WD15EARS 1.5 TB sowie 2 x WD Veliraptor 600 GB bei 2 unterschiedlichen Systemen beobachten.
2 x 500 GB Raid1 an Adaptec 5405

Der 5405 Kontroller scheint das Raid1 beim Lesen als "Raid0" zu verwenden - anders lässt sich die verdoppelte Leseleistung nicht erklären.
3 x 500 GB Raid0 an Intel Z68

Bei Raid0 scheinen das Onboard Raid keine Probleme zu haben - es ist eine nahezu lineare Steigerung der Transferraten möglich.
3 x 500 GB Raid0 an Adaptec 5405

Tatsächlich scheint der 5405 beim Raid0 ein Tick langsamer zu sein als sein Onboard Pendant - die paar MB/s wird man in der Praxis allerdings nicht vermissen - zumal Raid0 mit einem Hardware Raid sowiso nicht allzuviel eingesetzt werde dürfte.
3 x 500 GB Raid5 an Intel Z68

Erstaunlich wie das Onboard Raid5 sich bei Raid5 gut schlägt - die Performance Einbrüche wie beim Raid1 scheinen hier nicht aufzutreten. Gegenüber einem Hardware Raid verliert das Onboard Raid aber dennoch deutlich bei der Schreibleistung. Achtung: Die Initialisierung dauert gegenüber dem Adaptec 5405 2-3 Mal länger.
3 x 500 GB Raid5 an Adaptec 5405

Bei der Raid5 Schreibleistung ist hier ein sehr deutlicher Vorteil gegenüber Onboard Raid zu sehen - hier macht sich wohl die seperate CPU sowie der RAM bemerkbar.
4 x 500 GB Raid0 an Intel Z68

Wie schon bei der 3 x 500 GB Messung scheinen Onboard Raids keine Probleme mit Raid0 zu haben. Die Schreibleistung bei den 512K Blöcken ist aber deutlich schlechter als beim Adaptec 5405, mit den 4K Blöcken scheint aber das Onboard Raid besser klar zu kommen.
4 x 500 GB Raid0 an Adaptec 5405

Praktisch linerare Steigerung bei der sequentiellen Messung gegenüber der 3 x 500 GB Messung: Die Schreibleistung von 512K Blöcken scheint dank eigenem RAM gegenüber dem Onboard Raid ein riesiger Vorteil zu sein. Erstaunlich: Mit 4K Blöcken kann der 5405 schlechter umgehen als das Onboard Raid.
4 x 500 GB Raid5 an Intel Z68

Analog den 3 x 500 GB verliert das Onboard Raid gegenüber einem Hardware Raid deutlich bei der Schreibleistung.
4 x 500 GB Raid5 an Adaptec 5405

Analog den 3 x 500 GB gewinnt das Hardware Raid gegenüber einem Onboard Raid deutlich bei der Schreibleistung. Bei den 512K Schreibleistung könnte ein Messfehler oder Firmware Bug vorliegen.
4 x 500 GB Raid10 an Intel Z68

Wie schon festgestellt liegt Raid1 dem Onboard Raid gar nicht - das macht sich auch beim Raid10 deutlich bemerkbar.
4 x 500 GB Raid10 an Adaptec 5405

Wie schon beim Raid1 scheint der Adaptec 5405 auch beim Raid10 in der Lage zu sein von allen 4 Festplatten parallel lesen zu können. Deutlich mehr Geschwindigkeit beim Schreiben von 512K Blöcken gegenüber Onboard Raid - ich denke das dedizierte RAM auf dem Kontroller reisst es raus.