Os controladores RAID sincronizam a rotação do disco HDD?

Question

Estou no mercado para uma nova solução de armazenamento. Enquanto pesquisava várias especificações, um de meus colegas de trabalho disse que alguns controladores de raid podem sincronizar a rotação do HDD com o efeito de todos os drives do setor / bloco 0 passarem sob a cabeça de leitura ao mesmo tempo.

Pesquisei on-line, mas não consegui encontrar informações que provam / refutem essa reivindicação.

    

Answer 1

Controladores RAID não (e não podiam) sincronizar eixos de disco, mas era uma opção em algumas unidades. Dado um conjunto de drives idênticos com conectores spindle sync você pode garantir que um conjunto de discos seja sincronizado. Aconteceu que eu possuía algumas unidades Seagate Elite 3 (antigas e obsoletas SCSI-2) que eu me lembrava de ter um conector desse tipo, então encontrei o Guia do usuário Seagate ST43400N / ND Elite 3 que tem esta ilustração na Figura 1 (observe o segundo conector da esquerda):

A Figura 14 (não mostrada aqui) ilustra como conectar as unidades juntas:

Synchronizing the spindle

The spindle sync feature makes it possible to synchronize the spindle rotation of a group of disc drives. This reduces the latency normally encountered when the initiator switches between multiple disc drives. Figure 14 shows two system configurations. In one type of system, one of the disc drives in the system provides the reference clock. In the other type, an external signal source provides the reference clock.

    

Answer 2

Geralmente tenho certeza que a resposta é não (na verdade eu não conheço nenhum controlador que faça isso).

Fazer essa sincronização seria incrivelmente difícil - vibração, temperatura, flutuação natural da fonte de alimentação, etc. todos têm pequenos efeitos na velocidade de rotação do prato (e se você quiser ser REALMENTE exigente, o tamanho de um setor). Você precisaria variar constantemente a velocidade do motor do fuso de disco em quantidades infinitesimais para manter a sincronização, o que exigiria controles de motor muito precisos (muito caros) e muita sobrecarga do controlador de disco para determinar a posição atual do prato de cada inversor. Como há pouco ou nenhum benefício prático de fazer isso, não vale a pena o silício e o tempo.

(Essa ideia também se desintegra completamente se você pensar fora da caixa de mídia rotativa de ferrugem - Discos de estado sólido não têm tempo de busca nem velocidade de fuso: As leituras são efetivamente tempo constante para qualquer setor e não há nada para "sincronizar". )

    

Answer 3

As unidades sincronizadas não fazem mais sentido por vários motivos:

• Discos têm setores defeituosos transferidos para a produção. Os discos são enormes e apresentam vários defeitos após a produção, que são realocados. Portanto, dois discos da mesma execução de produção não estarão 100% em sincronia de qualquer maneira.
• Discos internamente realocam setores defeituosos durante o uso. Esses setores são movidos para o espaço reservado no disco, deixando-o fora de sincronia.
• Cache, TCQ / NCQ e setores realocados tornam a ordenação de acesso a disco não determinística no nível físico. Se a carga for alta, se um disco ficar fora de ordem, pode levar um longo tempo até que ele volte em ordem.
• O acesso Multi-Stripe pode ultrapassar os limites do setor (ou mesmo o prato), desalinhando as leituras de qualquer maneira. Se você acessar, digamos, 4x listras em um RAID 6, algumas das faixas podem estar em diferentes zonas dos diferentes discos.
• Os acessos de leitura em Incursões geralmente não segmentam todos os discos, contanto que os discos não reclamem da soma de verificação do bloco. Isso coloca os discos fora da sincronização do cache e, consequentemente, fora da sincronização física. (A menos que você também desative o cache de leitura)
• Leia os caches no controlador RAID, os caches de leitura / gravação no sistema operacional complicam ainda mais o problema. E espero que não haja espaço de troca na invasão, o que pode afetar qualquer problema de desempenho de qualquer maneira.

Nos primeiros dias, a sincronização de disco foi implementada para tornar o acesso determinístico, o que era importante quando a memória para armazenar resultados era escassa ou quando a implementação do raid precisava disso (Raid 2, Raid 3).

É difícil quantificar as vantagens das unidades sincronizadas. Eu suponho que se houvesse uma vantagem substancial de desempenho a ser obtida, a sincronização seria possível de alguma forma.

No futuro, com SSDs, os assuntos são semelhantes, mas por motivos diferentes, com realocação de blocos, nivelamento de desgaste, ajuste, etc.

As unidades modernas têm seus próprios sistemas operacionais e gastam tempo internamente em vários problemas, seja HD ou SSD. Mesmo se você os fizesse fisicamente em sincronia, logicamente eles não estariam em sincronia de qualquer maneira.

    

Answer 4

Se você descer e usar o RAID-2 nunca usado, no qual os dados são distribuídos no nível de bits, é necessário sincronizar os discos. Ninguém que eu conheço já usou, mas, tecnicamente, se um controlador RAID suportar RAID2, ele precisaria ser capaz de sincronizar a rotação do disco. Esta seria a única necessidade de tê-lo agora em alguns dias.