Рис. 8.13. Программный RAID (один диск — один канал)
Рис. 8.14. Программный RAID (два диска — два канала)
Рис. 8.15. Программный RAID (четыре диска — четыре канала)
Дисковый массив, состоящий из 12 винчестеров, подключенных к EPOX 4PCA3+, работает со сверхзвуковой скоростью, но и шумит точно так же, как и сверхзвуковой истребитель. При этом приходится покупать мощный
блок питания на 350 Ватт и ставить специальные фильтры на разветвитель, чтобы подавлять помехи, к которым жесткие диски весьма чувствительны. Но выигрыш в скорости стоит того, особенно, если компьютер используется для занятий видеомонтажом или обработки изображений полиграфического качества. Но с такими потребностями лучше сразу обратится к дискам SCSI. Мы же остановимся на IDE как на самом демократичном и дешевом интерфейсе.
Настройка производительности с помощью утилиты hdparm
Для достижения наивысшей производительности каждый жесткий диск, установленный в систему, должен быть настроен в соответствии со своим предназначением. Стандартные настройки, принимаемые ядром по умолчанию, ориентированы на абстрактного среднестатистического пользователя и редко совпадают с конкретными требованиями. Учет преобладающего типа запросов к дисковой подсистеме значительно повышает быстродействие (в некоторых случаях — чуть ли не на порядок), хотя это оружие работает и в обратном направлении. Бестолковая настройка сваливает производительность в глубокую яму, из которой, впрочем, всегда можно выбраться, восстановив настройки по умолчанию.
Всем этим ведает консольная утилита hdparm (рис. 8.16), входящая в комплект штатной поставки большинства (если не всех) дистрибутивов Linux и требующая для своей работы полномочий администратора (root). Если вдруг этой утилиты в составе вашего дистрибутива не окажется, взять ее можно здесь: http://metalab.unc.edu/pub/Linux/system/hardware/hdparm-3.6.tar.gz. Формат ее вызова следующий:
hdparm опция1 опция2 ... опцияN /dеv/жесткий_диск
Рис. 8.16. Интерактивная оболочка утилиты hdparm
Жестким дискам с интерфейсом IDE обычно присваиваются имена
hda
(первый жесткий диск),
hdb
(второй жесткий диск),
hdc
и т.д. Диски SCSI, соответственно, именуются
sda
,
sdb
,
sdc
, вот только hdparm с ними, увы, не работает. Строго говоря, hdparm настраивает параметры не одного лишь жесткого диска, но и его контроллера и, отчасти, драйвера. Рассмотрим несколько практических примеров.
Ключ
– а
устанавливает количество секторов опережающего чтения (read-ahead), которые будут автоматически прочитаны контроллером в надежде на то, что они все-таки пригодятся пользователю. По умолчанию ядро читает 8 секторов (4 Кбайт). При последовательном чтении больших слабо фрагментированных файлов это значение рекомендуется увеличить в несколько раз, а при хаотичном доступе, работе с мелкими или сильно фрагментированными файлами — уменьшить до 1–2 секторов. Ключ
– P
задействует механизм аппаратной предвыборки (hardware prefetching), сообщая приводу, сколько секторов ему необходимо прочитать. Грубо говоря, эта опция производит почти тот же самый эффект, что и
– а
, только намного круче. Тем не менее, следует иметь в виду, что не все приводы поддерживают аппаратную предвыборку.
Ключ
– m
указывает количество секторов, обрабатываемых приводом за одну операцию обмена (так называемый multiple sector I/O или block mode). В зависимости от конструктивных особенностей жесткого диска он может обрабатывать от 2 до 64 (и больше) секторов за операцию. Конкретное значение можно узнать с помощью ключа
– i
(оно находится в графе
MaxMultSect
). В целом, скорость обработки данных прямо пропорциональна количеству секторов, однако некоторые приводы (например, WD Caviar) при больших значениях
– m
начинают жутко тормозить. Выяснить практическое положение дел помогает ключ
– t
, измеряющий пропускную способность
дисковой подсистемы в режиме чтения.
Внимание!
Запредельные значения
– m
могут привести к повреждению данных. По этой причине рисковать, экспериментируя с этим параметром, без необходимости не рекомендуется!
Ключ
– M
отвечает за настройку шумовых характеристик накопителя (Automatic Acoustic Management, AAM). Значение 128 соответствует наиболее тихому режиму, 254 — наиболее быстрому. Промежуточные значения в общем случае не определены (некоторые накопители их поддерживают, некоторые нет). Следует сказать, что значение 128 не только уменьшает шум, но и способствует меньшому износу накопителя, однако падение производительности может быть очень и очень значительным, поэтому трудно посоветовать, какое именно значение следует выбрать.
Ключ
– c
управляет режимом передачи данных. Параметр 0 — 16-битная передача, 1 — 32-битная передача, 3 — 32-битная передача со специальным синхросигналом. По умолчанию ядро использует параметр 3 (возможно, не для всех ядер), как наиболее надежный, но и менее производительный, чем 1. Большинство современных чипсетов вполне нормально работают с параметром 1, так что излишняя осторожность тут ни к чему.
Ключ
– d1
активирует, a – d0 дезактивирует режим DMA, значительно повышающий производительность и радикально снижающий нагрузку на процессор. Однако на практике так бывает далеко не всегда. Устройства IDE, висящие на одной шине, могут конфликтовать между собой, и тогда хотя бы одно из них должно быть принудительно переведено в режим PIO. Выяснить, как обстоят дела в каждом конкретном случае, помогает ключ
– T
, измеряющий скорость передачи данных. Ключ
– d1
обычно используется совместно с ключом
– Xnnn
, форсирующим конкретный режим PIO или DMA. Режиму PIO
n
соответствует значение (
n + 8
), т.е.
– X9
задает PIO1, a
– X12
— PIO4. Режиму DMAn соответствует значение (
n+32
), например,
– X34
для DMA2, a Ultra DMA — (
n+64
), например,
– Х69
для UDMA5, который обеспечивает наивысшую производительность, но поддерживается не всеми жесткими дисками и чипсетами. Узнать список поддерживаемых режимов можно с помощью ключа
– i
. По умолчанию ядро выбирает не слишком агрессивные режимы передачи данных, оставляя солидный запас производительности за спиной.
Внимание!
Переход на высшие режимы UDMA чреват разрушением всего дискового тома, поэтому обязательно зарезервируйте его содержимое перед началом экспериментов!
Для сохранения установок необходимо дать команду
hdparm -k 1 /dev/hdx
, в противном случае они будут утеряны при первом же сбросе контроллера IDE или перезапуске машины.
Выбор файловой системы
Существует два типа файловых систем — журналируемые (journaling) и нет. К первым относятся ext3fs, ReiserFS, XFS, а последним — minix, ext2fs и UFS. Журналирумые файловые системы намного легче переносят зависание системы и отключение питания во время интенсивных дисковых операций, автоматически возвращая файловую систему в стабильное состояние. Однако от других типов разрушений (отказ контроллера, дефекты поверхности, вирусное нашествие) журналирование уже никак не спасает, а вот производительность падает изрядно.
Для домашних компьютеров и большинства рабочих станций журналирование не нужно, и надежности файловой системы ext2fs вполне достаточно, особенно если компьютер оборудован источником бесперебойного питания. В ответственных случаях используйте ext3fs или ReiserFS. По тестам ReiserFS в среднем вдвое, а на операциях записи — в 35 раз быстрее, чем ext3fs, что особенно хорошо заметно на мелких файлах. В реальности же часто все бывает наоборот. Высокая латентность ReiserFS (промежуток между подачей запроса и получением ответа) вкупе с агрессивной загрузкой процессора приводят к заметному отставанию от ext3fs, что особенно хорошо заметно на мелких файлах (да-да, на тех самых, на которых нам обещали выигрыш!). Подробнее об этом можно прочитать здесь: http://kerneltrap.org/node/view/3466.