硬件结构(下):SAS扩展器不足导致无奈

简介:
Dell EqualLogic PS5000XV的控制器设计十分紧凑,在较小的空间里蕴含着比Dell PowerVault MD3000i的控制器更大的能量。PS5000XV每个控制器具有1GB DDR ECC内存(双控制器合计2GB),是MD3000i的两倍,并同样受到锂离子电池长达72小时的掉电数据保护。更重要的是,PS5000XV的控制器采用了AMD Opteron(皓龙)处理器,运算能力明显强于专用的IOP(I/O处理器),可以胜任自动精简配置(thin provisioning)等复杂管理任务。
AMD-8132 HyperTransport PCI-X 2.0 Tunnel直接相连的是其上方的Marvell 88SX6041 PCI-X 4端口SATA控制芯片,和右上方的LSISAS1068 PCI-X 8端口SAS控制芯片,后者又与右下方的LSISASx12A 12端口扩展器相连
为支持AMD Opteron处理器,PS5000XV的控制器采用了一颗AMD-8132 HyperTransport PCI-X 2.0 Tunnel芯片。AMD-8132具有两个PCI-X 2.0桥,可以各连接一个8端口的SAS控制芯片,正好能提供16个SAS端口,满足16个硬盘驱动器的需求。但是,实际情况却不是这样:可能是一个具体用途未知的4端口SATA控制芯片Marvell 88SX6041占用了一个PCI-X 2.0桥,使得AMD-8132只连接了一个8端口的SAS控制芯片LSISAS1068,再由后者连接一个12端口的SAS扩展器(Expander)LSISASx12A,凑足16个硬盘硬盘驱动器需要的SAS端口。
通过SAS扩展器(LSISASx12A)与SAS控制芯片(LSISAS1068)相连,比直接与后者相连,所能获得的带宽显然要低一个量级……另外,LSISAS1068是一个PCI-X 1.0规格的芯片,总线带宽也只有1.066GB/s,不到8个SAS端口2.4GB/s理论带宽的一半
很显然,LSISAS1068不能把全部的8个端口都用来连接LSISASx12A——那意味着两者对外提供的SAS端口只有4个,除非还有一个12端口扩展器(12 × 2 + 8 = 16)。然而,在PCB的背面并没有另一个LSISASx12A,惟一的可能就是如上图所示,LSISAS1068拿出2个端口与LSISASx12A互连,二者之间的带宽为6Gb/s。这样一来,直接与LSISAS1068相连的6个硬盘驱动器,每个都可以独享3Gb/s(300MB/s)的带宽,而通过LSISASx12A连接的10个硬盘驱动器,却总共才有6Gb/s(600MB/s)的带宽,分摊到每个头上只有0.6Gb/s(60MB/s),待遇是严重的不平等!
PS5000系列的操作系统保存在一张CF卡上,节省了硬盘驱动器的使用
不平等归不平等,关键在于有没有瓶颈。表面看来,通过扩展器连接的10个硬盘驱动器,每个所能获得的带宽只有60MB/s,低于其持续传输率,也就是说,LSISASx12A与LSISAS1068之间的带宽是瓶颈所在。但是,我们要考虑到,硬盘驱动器的数据传输能力最终是要为主机服务的,而PS5000XV控制器的3个1Gb/s iSCSI端口,捆绑在一起的带宽亦不过3Gb/s,约合300MB/s,仅与一个SAS端口相当,才是真正的瓶颈所在。因此,8端口SAS控制芯片与12端口SAS扩展器联合提供16个带宽不均等的SAS端口,以PS5000XV的实际情况来说,是可以理解的。
小结:前面已经多次提到,使用SAS硬盘驱动器的iSCSI存储系统,主要面向对带宽要求不高的IOPS型应用,因此就PS5000XV而言,千兆以太网还算能够接受。但是,即便用了SAS扩展器,也本可以不设计得这么“扭曲”——如果用24端口的扩展器,一个便能解决问题,分到每个硬盘驱动器的理论带宽有1.5Gb/s,足够应付。
不过,我们也要考虑到,PS5000XV实际上是2006年第三季度推出的产品,从SAS技术的角度看与MD3000/MD3000i属于同一代。那时端口数量在20个以上的高端口数扩展器还很不成熟,兼容性问题层出不穷,所以PS5000XV使用12端口扩展器应属无奈之举。随着技术的进步和向SAS 2.0的过渡,高端口数扩展器必将且必须具备足够的可用性,以迎接万兆iSCSI时代的到来。




本文转自 Gelada 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/gelada/155652,如需转载请自行联系原作者

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