RAID 0 из двух SSD M.2 PCI-E 4.0

Категория: Жёсткий диск / BIOS / Железо и периферия
Добавил: access_timeОпубликовано: 22-07-2021 visibilityПросмотров: 2 833 chat_bubble_outlineКомментариев: 7
Привет, друзья. Эта статья для заядлых энтузиастов компьютерной темы и, в частности, темы возможностей современных устройств информации. Возможно, для вас не являются пределом скорости современных высокопроизводительных SSD NVMe с интерфейсом PCI-E 3.0. Возможно, вы посматриваете в сторону накопителей NVMe с интерфейсом PCI-E 4.0. Такие способны на невероятную по сегодняшним меркам производительность: даже в потребительском сегменте они могут развивать скорость чтения и записи, соответственно, 7000 Мб/с и 5000 Мб/с. «Чего же желать ещё?» - можете спросить вы. Отвечаем: накопитель NVMe PCI-E 4.0. можно заставить работать ещё быстрее на 40-100%. Для этого необходимо создать дисковый массив RAID 0 из двух накопителей PCI-E 4.0. Ниже предлагаю рассмотреть конкретный пример создания такого массива из двух накопителей Samsung 980 PRO. Мы создадим и настроим RAID 0, установим на него Windows 10. Ну и, конечно же, произведём тесты его скорости чтения и записи данных.

RAID 0 из двух SSD M.2 PCI-E 4.0

Итак, друзья, RAID 0 из двух SSD PCI-E 4.0. Если вы не особо осведомлены в теме современных накопителей M.2 PCI-E с технологией передачи данных NVMe, смотрите подборку материалов сайта по этой теме - что это за устройства, какие бывают, какие у них значимые характеристики, как выбрать и подобрать. В RAID-массиве будем использовать два идентичных высокопроизводительных накопителя, работающих с интерфейсом PCI-E 4.0 - Samsung 980 PRO на 250 Гб. Вообще-то Samsung 980 PRO является самым быстрым на сегодняшний день потребительским SSD-накопителем на базе флеш-памяти, быстрее него только дорогостоящие накопители Intel Optane на памяти 3D XPoint и серверные на флеш-памяти с 8-ю линиями PCI-E. Так, модель Samsung 980 PRO на 1 Тб читает и записывает данные с максимальной скоростью, соответственно, 7000 Мб/с и 5000 Мб/с. Если интересно, можете посмотреть детальный обзор этого накопителя на нашем сайте в статье  «M.2 накопитель Samsung 980 PRO». Модель на 250 Гб, которую мы будем использовать в RAID-массиве, из-за малого объёма не такая быстрая, как модель на 1 Тб, но всё равно её возможности впечатляют, и в чтении она, в общем-то, раскрывает потенциал PCI-E 4.0: у Samsung 980 PRO на 250 Гб заявленная производителем максимальная скорость чтения 6400 Мб/с, записи - 2700 Мб/с. В синтетических тестах CrystalDiskMark накопитель почти достигает заявленных скоростей.
И вот, друзья, что будет, если и без того быстрый Samsung 980 PRO на 250 Гб поставить в паре с таким же в RAID 0 – конфигурацию дискового массива с удвоенной скоростью чтения и записи данных? Какую скорость выдаст такой массив? Давайте создавать RAID 0 и смотреть.


Примечание: у нас на сайте есть подборка статей о RAID-массивах разной избыточности.  В этих статьях рассказывается об основах аппаратного и программного RAID и на конкретных примерах рассматривается их создание и настройка.



RAID 0 из двух SSD PCI-E 4.0: исходные данные


RAID 0 (striping, т.е. чередование) – это дисковый массив из двух или более устройств информации без отказоустойчивости, но с увеличенной производительностью, где скорость считывания и записи данных увеличивается в столько раз, сколько дисковых устройств отдано в массив. И если в нашем массиве будет два SSD, то, соответственно, они удвоят весь свой скоростной потенциал. При записи на массив RAID 0 информация будет распределяться на блоки и записываться одновременно на два SSD. И потом же эта информация будет считываться одновременно с двух SSD. Уязвимость RAID 0 - риск потери всей информации при выходе из строя хотя бы одного устройства информации, с рисками справляемся регулярными бэкапами.
RAID 0 мы будем создавать аппаратный, за счёт возможностей материнской платы, поддерживающей создание дисковых массивов, в частности, в конфигурации RAID 0. Возможность реализации аппаратных массивов RAID есть у многих современных материнок, за исключением разве что самых бюджетных. Но в случае с RAID-массивом из SSD M.2 PCI-E 4.0, коль мы используем накопители с PCI-E 4.0 и рассчитываем на эффект от их удвоенной скорости, материнка и процессор должны поддерживать работу обоих накопителей на интерфейсе PCI-E 4.0, а это пока что редкость и роскошь. И ещё в процессе установки операционной системы на RAID-массив нам потребуется подсунуть драйверы RAID. Друзья, даже современная Windows 10 не всегда может установить сама драйверы на RAID-массив. Например, когда мы создавали RAID 0 из двух SSD M.2 PCI-E 3.0 Samsung 970 EVO Plus, мы это делали на базе железа Intel и с накопителями PCI-E 3.0, не являющимися чем-то новым, и тогда Windows 10 в процессе установки сама решила вопрос с драйверами. Сейчас же мы будем работать с новейшими железом AMD и накопителями PCI-E 4.0, и с кое-какими заморочками насчёт драйверов RAID нам нужно будет справиться самостоятельно, но всё это решаемо.

Итак, вот что нам нужно для создания RAID 0 из двух SSD M.2 PCI-E 4.0:
Материнская плата с поддержкой аппаратного RAID 0, с поддержкой интерфейса PCI-E 4.0 и работы накопителей на интерфейсе PCI-E 4.0. В нашем случае будет использоваться Gigabyte X570 Aorus Elite;
Процессор с поддержкой PCI-E 4.0. Мы будем использовать процессор последнего поколения AMD Ryzen 5 5600X;


Два накопителя M.2 PCI-E 4.0. В нашем случае это два Samsung 980 PRO на 250 Гб. Оба накопителя подключены к компьютеру, готовы к участию в дисковом массиве, на них нет никакой ценной информации, ибо таковая в процессе создания RAID 0 теряется;
Установочный носитель с Windows 10 и драйверами RAID под используемое железо. С накопителями PCI-E 4.0 работает только современнейшее компьютерное железо, для которого драйверы обычно предоставляются только на Windows 10, посему выбор операционной системы у нас предопределён. Создаём установочную флешку UEFI Windows 10. Далее помещаем на неё драйверы RAID-контроллера. Но где их взять? Нужно зайти на страничку спецификаций материнской платы и там скачать драйверы предустановки RAID (RAID Preinstall Driver). Скачать и распаковать в какую-то отдельную папку на флешке.Ну и давайте уже создавать RAID 0 из Samsung 980 PRO.

Создание RAID 0 в BIOS

 
Создаётся аппаратный RAID в BIOS. Входим в BIOS материнки Gigabyte X570 Aorus Elite, идём в расширенные настройки «Advanced Mode».


Сначала нам нужно настроить компьютер так, чтобы он работал в режиме только UEFI. Только в режиме UEFI будет функционировать RAID из SSD M.2, тогда как RAID, в составе которого будут обычные SATA SSD, может работать и в режиме совместимости UEFI/Legacy. Но у нас массив из накопителей M.2, поэтому мы идём на вкладку настроек «Boot». И опцию функции совместимости UEFI и Legacy «CSM Support» выставляем в положение «Disabled». При таком раскладе загрузка будет только в режиме UEFI.
Теперь задействуем RAID. Переходим на вкладку настроек «Settings», идём в раздел «IO Ports».
Далее выбираем «SATA Configuration».
Здесь выставляем опцию «NVMe RAID mode» в положение «Enabled». Нажимаем F10, дабы сохранить произведённые нами в BIOS настройки, и перезагружаемся.
Далее снова входим в BIOS и в разделе «Settings» открываем «RAIDXpert2 Configuration Utility».
Дальше открываем управление массивом «Array Management».
Запускаем создание массива «Create Array».
В окошке «Select a RAID level» выбираем уровень RAID, т.е. нужную нам конфигурацию RAID, в нашем случае это RAID 0.
Далее нам кликаем пункт выбора физических дисков «Select Physical Disks».
Здесь будут отображаться все SSD M.2, которые могут быть включены в массив RAID. Включаем накопители в массив установкой для них положения «Enabled» (включено).
Возвращаемся на предыдущий шаг, в раздел «Settings», кликаем создание массива «Create Array».
Всё, RAID 0 создан. В разделе управления свойств массивами «Manage Array Properties» теперь можем видеть информацию о созданном массиве.
Здесь отображается имя массива, ёмкость, статус работоспособности и прочие сведения.
Нажимаем F10, дабы сохранить произведённые нами в BIOS настройки, и перезагружаемся. На этапе запуска компьютера вызываем Boot-меню BIOS. В нём уже значится наш RAID 0 как дисковое пространство, с которого можно загружаться. Но на этом пространстве ещё нет операционной системы, и в Boot-меню BIOS мы выбираем установочную флешку UEFI Windows 10.

Установка Windows 10


В процессе установки Windows 10 проходим первичные этапы. На этапе выбора места установки операционной системы в идеале наш дисковый массив должен значиться как одно нераспределённое пространство. Но в нашем случае установщик Windows 10 видит два разных диска, непригодных для установки операционной системы. Это из-за того, что, как упоминалось, системный установщик не всегда содержит в себе необходимые драйверы RAID-контроллера, и наш случай как раз из таковых. Но драйверы RAID у нас подготовлены и имеются на установочной флешке, добавим их. Жмём «Загрузить».
Жмём кнопку обзора.
Открываем флешку.
Указываем папку с распакованными драйверами RAID-контроллера.
Происходит добавление драйверов на флешку.
Опять жмём кнопку обзора. И добавляем ещё один драйвер.
Жмём «Далее».
И устанавливаем Windows 10 прямо на нераспределённое пространство, коим теперь видится наш дисковый массив.
Далее устанавливаем Windows 10 как обычно. После устанавливаем все необходимые драйверы внутри операционной системы.
Ну и давайте посмотрим на наш массив RAID 0 в системном управлении дисками. Он значится как единое дисковое пространство, как единый диск, правда, объём его указывается как суммарный двух накопителей Samsung 980 PRO на 250 Гб - 464,71 Гб. Этот нюанс просто нужно учитывать при создании несистемных разделов с использованием системного управления дисками, либо формировать разделы с использованием профильного стороннего софта.

Скорость RAID 0 из двух SSD PCI-E 4.0


Ну и, друзья, самые сливки всех проделанных нами процедур – скорость массива. Какая же скорость у RAID 0 из двух SSD PCI-E 4.0? В синтетических тестах CrystalDiskMark его последовательная скорость чтения достигла неимоверных 9612 Мб/с. В последовательном чтении в 8 потоков RAID 0 оказался быстрее одного Samsung 980 PRO на 49% - 9612 Мб/с против 6424 Мб/с. Последовательная запись в 8 потоков у RAID 0 на 94%, т.е. почти вдвое быстрее, чем у одного Samsung 980 PRO - 5153 Мб/с против 2646 Мб/с.
В последовательной обработке в 32 потока небольших 128-килобайтных данных RAID 0 выдал только преимущество в скорости записи, также почти двукратное (на 96%) – 5207 Мб/с против 2652 Мб/с. Ну а в рандомной обработке 4-килобайтных данных RAID 0 не получил никакого перевеса, разность скоростей массива и одного накопителя Samsung 980 PRO составила лишь мелкие колебания на уровне погрешности теста. 4 Кб – это слишком маленький кусок информации, и массив попросту записывает его на один накопитель и, соответственно, читает с одного.
В реальном тесте копирования данных внутри массива RAID 0 он справился с ISO-файлом со средней скоростью 2,31 Гб/с, тогда как один накопитель Samsung 980 PRO эту же операцию производил со скоростью 1,2 Гб/с. Т.е. не в синтетике, а при реальной работе с данными с абсолютно разным весом мы имеем удвоенный ресурс работы накопителей Samsung 980 PRO.

Подводя итоги…


Ну вот такой он, друзья, RAID 0 из двух SSD M.2 PCI-E 4.0 Samsung 980 PRO. Массив прекрасно справился с задачей последовательной записи данных, задействовав по-полной возможности обоих накопителей. Последовательное чтение в RAID 0 ускорилось только в 1,5 раза, однако результат, согласитесь, всё равно впечатляет. Для сравнения: два Samsung 980 PRO на 250 Гб, стоя каждый 6,3 тыс. руб., а вместе, соответственно, 12,6 тыс. руб., в RAID 0 могут развить скорость чтения более 9600 Мб/с. Тогда как один из самых быстро читающих на сегодняшний день накопителей Samsung PM1735 сам развивает скорость чтения только 8000 Мб/с. Но это серверный накопитель с 8-линиями PCI-E 4.0, с объёмом 12,8 Тб и стоимостью  почти 274 тыс. руб. При этом максимальная запись у него лишь 3800 Мб/с. А наш RAID 0 пишет со скоростью более 5200 Мб/с. Наш массив из Samsung 980 PRO быстрее и дешевле.
tagsКлючевые слова
     Рекомендуем другие статьи по данной теме
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите и нажмите Ctrl+Enter

Добавить комментарий

Комментарии (7)

  1. img
    26 августа 2021 22:44 admin
    Администратор

    Если вы объедините два диска в БИОСе с помощью технологии RAID 0, но не будете устанавливать систему заново, а просто перенесёте на RAID 0 обычную систему, установленную простым способом, то система вряд ли загрузится на массиве RAID 0, так как в ней не будет драйверов RAID.

    Важно устанавливать систему на RAID 0-массив заново, в процессе установки подсовывая драйвера RAID. В этом случае ОС будет работать быстро и стабильно.

    Если у вас всё же получится сделать перенос, то после обязательно установите драйвера RAID ( (Intel Rapid Storage Technology Driver), скачанные с сайта производителя материнской платы.

    Цитировать replyОтветить
  2. img
    26 августа 2021 21:54 Джордж
    Гость

    Здравствуйте, спасибо большое за материал.

    Подскажите, на что обратить внимание при переносе уже установленной Windows 10 на RAID 0 такого же формата? Каким инструментом лучше воспользоваться и на каком этапе подключить драйвера на RAID?

    Gigabyte Aorus Master, Ryzen 7 5800x, Samsung 980 Pro 256 Gb 3 шт. На одном из них уже установленная система.

    Заранее спасибо.


    Цитировать replyОтветить
  3. img
    24 июля 2021 21:49 admin
    Администратор
    У нас сайт для компьютерных энтузиастов, заходите почаще, во всём разберёмся.
    Цитировать replyОтветить
  4. img
    24 июля 2021 21:48 Simon
    Гость
    Купил Samsung 980 PRO, установил винду, всё летает! Зачем мучиться с этим RAID? В этом БИОСе чёрт ногу сломит.
    Цитировать replyОтветить
  5. img
    23 июля 2021 23:39 slavon34
    Гость
    благодарю, всё ОК! ждал почти минуту, именно столько времени у меня удалялся массив, только после этого получилось создать новый. Кстати, инструкцию эту я смотрел, но там того что вы сказали нет.
    И интересно, почему сброс настроек bios не помог?
    Цитировать replyОтветить
  6. img
    23 июля 2021 22:39 admin
    Администратор
    Для удаления массива RAID, зайдите в «Delete Array», затем нужно выбрать массив, который хотите удалить, выставьте его в Enabled, затем выделите Yes и нажмите Enter и вот здесь нужно подождать секунд 20-30, пока внизу не пропадёт надпись «Delete Array», только после этого вы сможете создать новый RAID.
    Инструкция к материнке, смотрите раздел Delete RAID Volume:
    https://download.gigabyte.com/FileList/Manual/mb_manual_x570-aorus-raid.pdf
    Цитировать replyОтветить
  7. img
    23 июля 2021 22:21 slavon34
    Гость
    Вопрос. Несколько месяцев назад, на почти такой же матери GIGABYTE X570 AORUS PRO пытался создать RAID разной избыточности (конкретно нужен RAID 1), но в отличии от вас не смог разобраться в настройках, в итоге хотел удалить созданный рейд, но он не удаляется! Сбрасывал настройки BIOS перемычкой и всё сбрасывается, кроме настроек управления массивом «Array Management», затем захожу в «Create Array», но не могу выбрать уровень RAID, так как неактивно, затем всё зависает, приходится перезагружаться. В чём может быть дело? В остальном ПК работает прекрасно.
    Цитировать replyОтветить