Comparando RAID-1 e RAID-10

A maneira mais prática de otimizar o desempenho de I/O em Servidores e Workstations é através de um volume RAID. A vantagem orçamentária dos volumes em RAID está no uso de discos normais, sem que o usuário tenha de recorrer a tecnologias mais onerosas, como os SSDs.

Para ilustrar as diferentes performances que podem ser atingidas em volumes RAID, viabilizamos uma configuração de testes baseada em:

:: Placa mãe de servidor Intel® S2600CP2
:: 02 processadores Intel® Xeon® E5-2690V2 (10-Core com HT)
:: 32GB de RAM (populadas através de 4 módulos Kingston® DDR3/1333/ECC/REG)
:: Fonte Nilko® com PFC Ativo de 500Watts.

Para montagem dos volumes foram usados 4 discos rígidos de mesmo modelo,  Seagate® Barracuda ST2000DM001, com 2TB de capacidade nominal e 64MB de Cache.

Preservando a mesma configuração de servidor como base para todos os testes, chegamos a três simulações de desempenho: Disco único (sem RAID), 02 HDs em RAID-1 (espelho) e 04 HDs em RAID-10 (volume distribuído + espelho).

Sem RAID, usando apenas 1 HD
Empregando apenas 01 disco rígido, sem RAID, o servidor atingiu uma taxa de transferência média de 158.7MB/s (como se nota na imagem abaixo, clique para ampliar).

RAID-1 (espelho), usando 2 HDs
Como a segurança dos dados é fator primordial, a configuração de RAID mais difundida é o espelhamento (mirroring), através do RAID em nível 1.
Nesse nível de RAID o volume final apresenta a capacidade de um único disco, pois o segundo preserva os dados espelhados.
Nessa montagem os dados são duplicados e, por isso, há uma discreta perda de performance, atingindo-se uma taxa de transferência média de 143.9MB/s (como se nota na imagem abaixo - clique para ampliar).

RAID-10 (espelho + distribução), usando 4 HDs
No RAID nível 10 o usuário consegue combinar segurança e performance.
O volume é montado através de 4 unidades de disco, onde são vistos 2 volumes espelhados e, sobre esses 2 volumes, um nível 0 (zero) de stripe (partição distribuída) combina a performance dos 2 volumes, criando uma matriz com a capacidade dobrada, segurança dos dados e desempenho otimizado.
Nesse nível de RAID o volume final apresenta o dobro da capacidade de um único disco, pois são 2 espelhos unidos por partição distribuída.
Na configuração com RAID em nível 10 (0+1) o volume atingiu uma taxa de transferência média de 280.1MB/s, ou seja, 76% de incremento de desempenho sobre apenas 1 HDD e, em comparação a um espelho simples (RAID-1), um ganho de 94%.
Uma vantagem significativa pode ser notada na imagem abaixo (clique para ampliar).

O propósito dessa postagem é apresentar uma solução acessível de performance, uma vez que 4 discos rígidos SATA têm custo altamente eficiente em comparação a unidades SSD. Soma-se a isso, a segurança dos dados, já que o RAID-10 embarca a segurança do nível 1 (espelhamento dos drives) e, finalmente, em se tratando de equipamentos baseados em placas de servidor Intel, a tecnologia Soft-RAID é um recurso nativo e, portanto, pode ser implementado sem nenhum ônus adicional com controladoras.

Dicas de leitura:
Comparando desempenho de SSDs em RAID-0
Performance em RAID-5
Comparando RAID-1 e RAID-10 (2010)