实测企业级NVMe SSD组RAID磁盘阵列有多快！

实测企业级NVMe SSD组RAID磁盘阵列有多快！

RAID（独立磁盘冗余阵列）是一种将多块独立硬盘组合成一个硬盘组的技术，通过数据条带、镜像和数据校验等技术来提高存储性能和可靠性。随着固态硬盘（SSD）的普及，尤其是PCIe接口的NVMe SSD，其性能和可靠性远超传统机械硬盘（HDD）。本文将通过实测数据，展示企业级NVMe SSD在组建RAID磁盘阵列时的性能表现。

RAID技术概述

RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的缩写，即为独立磁盘冗余阵列。简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和可靠性。

RAID主要利用数据条带、镜像和数据校验技术来获取高读写、可靠性及容错能力，根据组合方式的不同，可以把RAID分为不同的级别，常见的主要有RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID10、RAID50、RAID60等等，对于他们的区别感兴趣的小伙伴可以自行了解，我们这里不占用过多篇幅赘述。

机械盘（HDD）时代，由于其本身结构限制，单盘性能一直没有太大突破，顺序读写带宽最高在300MB/s左右，随机读写效率更低，同时硬盘损坏可能导致数据丢失。此时由多块机械盘组成的硬盘阵列，提高存储读写效率和数据容错率的RAID技术随之产生。

如今固态硬盘（SSD）比机械盘在性能和可靠性方面都更加优越，但发生故障带来的损失巨大，为此RAID仍然是确保数据可靠持续可用的良好选择。目前主流的SSD接口分为SATA、SAS和PCI-E。其最新的PCIe 4.0接口的NVMe SSD单盘带宽已到7GB/s，下一代的PCIe 5.0接口已有产品demo。NVMe SSD RAID除了提供数据保护外能否带来性能提升值得期待。

测试环境与设备

当前市面上支持PCIe RAID的厂商除了如Broadcom , HighPoint这些老牌RAID卡厂商外，也有些新起之秀如GRAID。目前笔者有3张RAID卡分别是Broadcom 9560-16i、Dell H755N和HighPoint SSD7580。

基础规格和关键特性如下：

（以上图片来源Broadcom和HighPoint官网）

针对这三张RAID卡，采用大普微电子企业级PCIe4.0嵘神5系列R5301NVMe SSD进行RAID10和RAID5的性能测试，同时也加入了单盘的性能数据做对比参考。

测试平台信息：
DapuStor实验室里的Dell H755N最多支持8块NVMe SSD, 对每块盘只支持x2宽度；Broadcom 9560-16i 最多支持4块NVMe SSD，对每块盘支持x4宽度。本次测试中对Dell H755N采用8盘分别组RAID10以及RAID5，对Broadcom 9560-16i采用4盘分别组RAID10以及RAID5。HighPoint SSD7580进行了4盘RAID10的性能测试。

测试结果与分析

RAID10和RAID5的测试数据分别如下：（SR顺序读；SW顺序写；RR随机读；RW随机写）：

RAID10
RAID5

从以上几组数据我们可以看出：

在IOPS方面，SSD7580 + NVMe SSD的RAID10随机读IOPS逊色于Broadcom的RAID卡，但随机写与其旗鼓相当。9560-16i /H755N+ DapuStor NVMe SSD的RAID5随机读IOPS和RAID10非常接近，都在300万IOPS左右，RAID5随机写为20万IOPS左右，比Broadcom公布的最大性能偏低，可能需要更优的配置。

RAID5由于写过程需要进行校验运算，ROC(RAID on Chip)芯片的算力决定了写性能，对支持NVMe SSD 硬RAID卡，RAID5的写性能，还有很大的提升空间。当前DapuStor R5301的4k随机写IOPS为540k, RAID卡一半的NVMe SSD盘随机写性能都没发挥出来。据了解下一代NVMe RAID卡，随机写IOPS会有数倍提升，那时能将NVMe SSD的随机写性能发挥出几成来值得期待。

在带宽方面，9560-16i /H755N / SSD7580 + DapuStor NVMe 的128k带宽值和RAID卡公布的最大值都有所超越。其中SSD7580能很好的发挥NVMe SSD的高带宽性能，顺序读高达28.5GB/s。