ディスク・インタフェースによるパフォーマンス性能の違い


ATA(SATA)という規格とSCSI(SAS)・FCの規格に違い

一般にSATAでは1日8時間稼働を前提に想定された信頼性や平均故障率を基に設計されたドライブであるのに対し、SASでは24時間365日の連続稼働を想定した設計になっていると言われる。

インタフェースの優劣ではないが、こうした製品間の違いがインタフェースの違いとして区別されることも多いので、用途に応じたインタフェースの選択は重要です。
 
 
インターフェイスの速度は規格仕様どおりの制限になる。
たとえば、FCとSASをインターフェイス速度を比較した場合、FC(4GB/s)とSAS(1GB/s)でSASの方が劣るが、実際インターフェイスの速度にボトルネックが発生することはほとんどないといえる。
とても大規模なストレージSAN環境(FCケーブルを複数で共有する場合)や、1GB/s以上のスパークが起きた場合くらいといえる。
 

各インターフェイスの最大転送速度

 インターフェイス 最大転送速度 (Mbps) 最大転送速度 (MB/s) 備考
 SCSI 2560Mbit/s
(Uitra320SCSI)
 320MB/s 内蔵/外付インターフェース
 SAS 6Gbit/s

 750MB/s 内蔵/外付インターフェース
 IDE, ATA 1064Mbit/s
(ATA)
 133MB/s 内蔵/外付インターフェース
 SATA 3Gbit/s

 375MB/s 内蔵/外付インターフェース
 eSATA 2.4Gbit/s

 300MB/s 内蔵/外付インターフェース
 FC
(Fibre Channel)
 8Gbit/s

 1000MB/s ネットワークに特化したインターフェース
 iSCSI 1Gbit/s
(使用するネットワーク次第)
 128MB/s
(使用するネットワーク次第)
 ネットワークに特化したインターフェース
 FCoE 
(使用するネットワーク次第)
 
(使用するネットワーク次第)
 ネットワークに特化したインターフェース
 NAS 1Gbit/s
(使用するネットワーク次第)
 128MB/s
(使用するネットワーク次第)
 ネットワークに特化したインターフェース(共有)

内臓/外付インターフェイス(FCも含む)で考えると、
ディスクインターフェイス的に考えると、SAS・SATA・FCならば現時点(2010/02)ディスクの単体パフォーマンス性能より高くまず問題ない。
逆を言えば、どのディスクインターフェイスでもディスク・ストレージパフォーマンス性能に違いはほぼ無いといえる。
(SSDは除く、またディスクキャッシュとのバースト的な通信速度は除く)

PCIの転送速度がネックになるかどうかは、RAID構成やストレージ構成に依存する。
  • PCI(64bit/66MHz) 、533MB/s
  • PCI(32bit/33MHz) 、133MB/s
  • PCI-Express1.1×1 250、250MB/s
  • PCI-Express1.1×8 、2000MB/s
  • PCI-Express1.1×16、4000MB/s
  • PCI-Express2.0×1 500、500MB/s
  • PCI-Express2.0×16、8000MB/s
PCIの最大転送速度はRAIDアレイによるストレージの転送速度以上に必要なため、RAID5の読み取りストレージパフォーマンス性能を考えると、300MB/s以上はあった方がよい。(RAID構成や要件に依存するが。)


FCとSASのディスクインターフェイスによるパフォーマンス性能の違い

ストレージメーカーと話す機会があり聞いてみたところ、ディスク性能的には違いはないとのこと。
違う部分は、インターフェイス部分(FCかSASか)とプロトコル規格のみ。
 
では何故ストレージメーカーは高価なストレージはFCを採用するのか?
それは歴史的な部分で昔からFCを採用してきたため、信頼性と今までの規格維持のためにまだハイエンドのストレージではFCのみでSAS対応はしていないとのこと。
ローエンドでSAS対応はしている。

SCSI(スカジー、Small Computer System Interface)

SCSI は、周辺機器とPC等のハードウェア接続するインタフェースの事。
SCSI は基本的に各機器を数珠つなぎで繋いでいくため、デイジーチェーン接続と言われる。
各機器SCSI デバイスと呼ばれる。
個別に0~7(または15)までのSCSI IDと云われる番号で区別される。
また、各SCSI デバイスはLUN(Logical Unit Number)と呼ばれる単位で8個のユニットを持つことができる。
SCSI IDは、7→0、15→8の順にバス使用優先権が割り振られる為、SCSIコントローラのIDは7に、処理が遅くバスを頻繁に開放する機器(テープドライブやCD-ROM等)に優先順位の高い番号を割り当てる事が多い。
株式会社バイオス:RAID・ストレージの国内メーカー、技術情報、ストレージの基礎知識、インターフェイス基礎知識

SCSI RAIDアレイ コントローラカードの使用時のSCSI ID

PCI
RAIDコントローラ
 =sicsi-id:7使用、SCSIホストバスアダプタ、イニシエータ
├scsi-id:0 SCSIディスク
├scsi-id:1 SCSIディスク
├scsi-id:2 SCSIディスク
├scsi-id:3 SCSIディスク
├scsi-id:4
├scsi-id:5
├scsi-id:6
SCSIバス ターミネータ

RAIDコントローラ内部的にはSCSIを使用しているが、サーバー機器にはPCIで接続するためSCSIを意識せずLUNのみ見える。

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