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Intel Rapid Storage - Beste Kombination aus Stripe- und Clustergröße

Die Streifengröße (Stripe) eines Raids in Verbindung mit der Zuordnungseinheitengröße (Cluster) kann einen starken Einfluss auf die Geschwindigkeit des Raid-Verbunds haben. Ich habe mir einmal angeschaut wie groß die Unterschiede beim sequenziellen Lesen- und Schreiben sind und welches die beste Einstellung ist.

Die optimale Einstellung hängt von vielen Faktoren ab, wie etwa der Anzahl der Festplatten, der Festplattengröße (?), der durchschnittlichen Dateigröße sowie dem Verhältnis der Streifengröße zur Zuordnungseinheitengröße.

In meinem Test gehe ich vom normalen Benutzer aus, der auf seinem Raid-Verbund Bilder, Musik, Dokumente und Videodateien speichern möchte. Auf letztere habe ich einen verstärkten Augenmerk geworfen da sich bei größeren Dateien ein Geschwindigkeitsunterschied natürlich noch viel stärker bemerkbar macht.

Bei der Erstellung eines Raid-Verbunds in der Intel Rapid Storage Software hat man die Wahl eine Streifengröße für den Verbund festzulegen. Diese kann einen erheblichen Einfluss auf die Transfergeschwindigkeit von Dateien haben.

Intel Rapid Storage - Beste Kombination aus Stripe- und Clustergröße

Besonders wichtig für die Schreibgeschwindigkeit sind die Cache-Einstellungen in der Intel Rapid Storage Software. Die besten Transferraten lassen sich durch eine Deaktivierung der Schreibcachepuffer-Leerung und dem Cache-Modus Write-Back erzielen.

Zwar gehen dann bei einem Stromausfall flüchtige Dateien (also Dateien die gerade transferiert werden) verloren, wenn sich diese im Cache befinden und noch nicht vollständig auf die Festplatte geschrieben sind. Dies ist meiner Meinung nach aber für die meisten privaten Benutzer absolut verzichtbar. Eine Aktivierung des Caches hat eine bis zu Verzehnfachung der Schreibraten zur Folge.

Getestet habe ich die sequenziellen Transferraten unter Windows 7 Pro 64bit. Beim Prozessor kam ein Intel Celeron G1840 mit einem ASRock H97M Pro4 Mainboard zum Einsatz. Gemessen wurden die sequenziellen Lese- und Schreibraten mit CrystalDiskMark 3.0.3 (64bit).


Erklärungen
Cluster size = Größe der Zuordnungseinheit beim Formatieren im NTFS Format
Stripe size = Streifengröße, einstellbar in der Intel Rapid Storage Software (kann nur beim Erstellen eines Raids gewählt werden)



Raid 5 aus 3 Festplatten

Cluster sizeStripe sizeRST-VersionFestplatteLesenSchreiben
4k16k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB307 MB/s46 MB/s
8k16k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB300 MB/s62 MB/s
16k16k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB298 MB/s62 MB/s
32k16k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB305 MB/s61 MB/s
64k16k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB306 MB/s63 MB/s

4k32k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB308 MB/s145 MB/s
8k32k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB303 MB/s288 MB/s
16k32k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB303 MB/s288 MB/s
32k32k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB307 MB/s297 MB/s
64k32k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB307 MB/s300 MB/s

4k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB306 MB/s293 MB/s
8k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB310 MB/s291 MB/s
16k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB305 MB/s298 MB/s
32k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB314 MB/s295 MB/s
64k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB311 MB/s296 MB/s

4k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB309 MB/s301 MB/s
8k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB286 MB/s300 MB/s
16k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB308 MB/s297 MB/s
32k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB304 MB/s294 MB/s
64k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB302 MB/s294 MB/s



Raid 5 aus 4 Festplatten

Cluster sizeStripe sizeRST-VersionFestplatteLesenSchreiben
4k16k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB383 MB/s178 MB/s
8k16k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB386 MB/s372 MB/s
16k16k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB405 MB/s410 MB/s
32k16k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB400 MB/s408 MB/s
64k16k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB391 MB/s407 MB/s

4k32k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB369 MB/s247 MB/s
8k32k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB403 MB/s398 MB/s
16k32k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB381 MB/s418 MB/s
32k32k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB366 MB/s414 MB/s
64k32k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB390 MB/s418 MB/s

4k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB447 MB/s312 MB/s
8k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB431 MB/s408 MB/s
16k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB441 MB/s411 MB/s
32k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB438 MB/s409 MB/s
64k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB439 MB/s409 MB/s

4k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB445 MB/s331 MB/s
8k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB441 MB/s417 MB/s
16k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB433 MB/s412 MB/s
32k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB438 MB/s405 MB/s
64k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB445 MB/s407 MB/s



Raid 5 aus 5 Festplatten

Cluster sizeStripe sizeRST-VersionFestplatteLesenSchreiben
4k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB592 MB/s375 MB/s
8k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB558 MB/s537 MB/s
16k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB550 MB/s541 MB/s
32k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB561 MB/s551 MB/s
64k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB539 MB/s538 MB/s



Raid 5 aus 6 Festplatten

Cluster sizeStripe sizeRST-VersionFestplatteLesenSchreiben
4k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB625 MB/s58 MB/s
8k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB603 MB/s63 MB/s
16k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB601 MB/s62 MB/s
32k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB611 MB/s64 MB/s
64k64k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB594 MB/s59 MB/s

4k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB575 MB/s42 MB/s
8k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB594 MB/s45 MB/s
16k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB598 MB/s43 MB/s
32k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB576 MB/s43 MB/s
64k128k13.1.0.1058WD40EFRX - 4TB587 MB/s48 MB/s



NTFS Standard Clustergrößen

Hier eine Auflistung der von Windows 7 / 8 / Windows Server 2008+ genutzen Standard-Clustergrößen.

VolumengrößeCluster size
kleiner als 16TB4k
16-32TB8k
32-64TB16k
64-128TB32k
128-256TB64k

Quelle: Microsoft KB140365, Volumengröße = Größe der Festplatte / des Raid-Verbunds ohne Parität.



Fazit und Empfehlung

Es lohnt sich definitiv eine aufeinander abgestimmte Kombination aus Streifen- und Clustergröße zu wählen. In meinem Test habe ich herausgefunden, dass schon bei 3 Festplatten im Raid 5 die beste Kombination 6x so schnell ist wie die schlechteste. Windows wählt bei Festplatten einer Kapazität von bis zu 16TB standardmässig eine Clustergröße von 4k aus. Allerdings lässt sich fast immer mit einer Clustergröße von 8k ein besseres Ergebnis erzielen.

Mit der Verwendung von 6 Festplatten scheint der Rapid Storage Controller Probleme zu haben. Dieses liegt wohl an einem Fehler im Treiber des Controllers (Quelle) und ist seit 4 Jahren bei Intel bekannt. Warum hierfür keine Lösung angeboten wird ist offen. Daher kann ich aktuell die Verwendung von 6 Festplatten in einem Raid 5 Verbund mit der RST nicht empfehlen.

Gerne könnt ihr eure Benchmarkwerte (bitte ein Screenshot von CrystalDiskMark 3.0.3 x64 anhängen) bei uns einsenden (stefan@technikaffe.de), die Werte nehmen wir dann in diese Liste auf. Bitte nennt auch die Version der benutzen Intel Rapid Storage Technology Software.


7 Kommentare

Von Joel am 31.03.2016
Besucher

Sehr cooler Artikel zum Thema NAS-Selbstbau, Respekt! Vor allem die empirische Ermittlung zum idealen Verhältnis Stripe-Size (-> Cluster Size finde ich klasse!
Gerade bei großen Arrays gibt es neben der Performance noch einen weiteren Grund, die Clustergröße nicht zu niedrig einzustellen - die *Zahl* der Cluster, die mit NTFS verwaltet werden können, ist nämlich begrenzt! Mit der Standardgröße ist bei Erreichen der 16TB Marke Schicht, daher sollte man für Arrays >16TB in jedem Fall eine Clustersize von 64KB+ wählen...

Von Stefan am 14.07.2015
Technikaffe.de Team

1468 Beiträge
@Matt: The 5 drives results were submitted by an user and he only tested the 64k strip size. If you can submit more data, you are welcome :)

Von Matt am 13.07.2015
Besucher

First of all this is a great article, finally someone understands that not everyone wants to run a 3rd party raid card when the onboard one is just fine for most needs out there.

I do have a question about the 5 drive results, how come you didnt use multiple stripe sizes there?

Von Thorsten am 08.04.2015
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So, habe mir jetzt ein Herz gefasst und eine sechste Platte gleichen Typs ins RAID5 gepackt.

CrystalDiskMark hat wie vorhergesagt eine schlechte Schreibperformance attestiert. Hier kam ich nicht wesentlich über 90MB/s sequenziell.

Aber die Tests in der Realität mit 5GB sowie 15GB-Dateien (DVD/BD) haben eine Kopiergeschwindigkeit jenseits der 250MB/s von und zu einer SSD ergeben. Somit reicht mir die Performance des RAID5 mit 6 Platten, da die NIC nun der Flaschenhals im Netz ist.

Danke nochmal für Eure informative Seite! Nächstes Projekt: Hardware-RAID. Warum? Weil´s geht und das Intel-RAID gut geklappt hat.
Man orientiert sich schließlich nach oben :)

Von Thorsten am 01.04.2015
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Ah ok, hätte ja sein können...
Vielleicht hat ja ein anderer Leser hier entsprechende Erfahrungen zu berichten :)

Von Stefan am 25.03.2015
Technikaffe.de Team

1468 Beiträge
@Thorsten: Wir können das gerade leider nicht testen weil wir nicht mehr genügend Festplatten da haben.

Von Thorsten am 25.03.2015
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Hallo,

herzlichen Dank für Eure riesige Arbeit!!! Und das alles unter Hobby-Bedingungen, Respekt!

Aber mal eine Frage zum Thema: Besteht dieses Schreibperformance-Problem bei 6 Platten mit der RST-Version 13.6.0.1002 immer noch? Hat das schon jemand zufriedenstellend im Betrieb?

Ich habe mittlerweile die sechste 3TB-Platte hier auf dem Tisch liegen und überlege, ob ich sie auch einbauen soll. Mein RAID5 mit bisher 5 Platten läuft rundum gut, das möchte ich ungern riskieren.

Nochmals herzlichen Dank für Eure guten Anleitungen!

Gruß aus Mitteldeutschland
Thorsten

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Über den Autor
Stefan ist 33 Jahre alt, wohnt bei Hamburg und arbeitet als IT-Administrator in einer japanischen Firma. Stefan ist eines der drei Gründungsmitglieder von Technikaffe und schreibt seit April 2013 rund um die Themen Server, Netzwerk und Programmierung.