| 出版日期：2004-9-06 总期号：584 本年期号：34 |
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旧话重提RAID 0今测试
电脑技术的整体发展需要各个独立硬件系统发展的协调和均衡，其整体性能正如“水桶效应”：一个水桶的容量取决于那块最短的木板。尽管Intel和AMD、NVIDIA和ATi在CPU和显卡领域上不断发布新品，这些产品在性能上确实也获得了极大的提高，但较一日千里的半导体技术相比，磁存储介质的发展显得非常缓慢，所以硬盘已经成为业界公认的一个制约电脑整机性能的瓶颈。并且由于硬盘在电脑中具有不可替代的作用，其容量、速度、数据安全性始终是一个被关注的问题，此时RAID的产生给这些问题的解决提供了很好的帮助。 以前RAID技术主要被应用于高性能的工作站或服务器上，不过随着一些集成了RAID控制器的主板进一步普及，以及狂跌不止的硬盘价格，以往高高在上的RAID现在也逐渐飞入寻常百姓家，特别是其中性能最高的RAID 0，一直受到对数据安全要求不高的个人用户的喜爱，人们也一直对其带来的性能提升深信不疑。但就在前段时间，某家外国网站登发的一篇质疑RAID 0性能的测试文章，引发了网上大批的争论。 不管是正在使用或者准备使用RAID 0的用户，肯定都对这个问题十分关心，RAID 0在现实中的桌面性能上真的没什么实质性的作用吗？看来旧话重提，对RAID 0进行一番测试是不可避免的了，在走进我们测试之前，我们先来给一些初次接触RAID的用户补补课。 ■ RAID简介 RAID最初是Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写，直译为“廉价冗余磁盘阵列”。这个术语首次出现在1987年，是由美国加利福尼亚州大学三个研究者发表的。后来RAID中的字母I被改作了Independent，RAID就成了“独立冗余磁盘阵列”，但这只是名称的变化，实质性的内容并没有改变。 RAID的级别从RAID概念的提出到现在，已经发展了多个级别，根据组建磁盘阵列的用途及组建模式可以把磁盘阵列分为RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3……不同的磁盘阵列所能达到的性能与容量都是不相同的。不过目前离我们桌面级个人用户最近的，也是最常使用的还只有RAID 0、RAID 1和RAID 0＋1，我们来简单了解一下这三种RAID类型。 RAID 0： 无冗余无校验的磁盘阵列。RAID 0可以说是最简单的硬盘阵列，它将多个磁盘并列起来，成为一个大硬盘。在存放数据时，其将数据按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这些数据写进这些盘中，RAID 0因此也被称为条带（Striping）结构。 
优点：有非常好的存取效率以及加大了硬盘的总容量。 缺点：安全性不足，若有一个硬盘损坏，便会对整个文件系统造成破坏。 RAID 1： 镜像磁盘阵列。把磁盘阵列中的硬盘分成相同的两组，互为镜像，当任一磁盘介质出现故障时，可以利用其镜像上的数据恢复，但是这样也就最多只有一半的磁盘空间被用来存储数据。由于对数据的操作仍采用分块后并行传输方式，所以有效地提高了数据读取性能，不过写入数据性能反而会有轻微的下降。RAID 1也被称为镜像（Mirroring）结构。 优点：提高了整个系统的容错能力和安全性，提高了数据读取性能。 
缺点：硬盘的利用率低，数据的写入性能会有轻微的下降。 RAID 0＋1： 由至少四个硬盘组成，分别组成两组互为镜像的RAID 1阵列，然后再由这两个阵列为单位组成一个用于提高数据读写速度的RAID 0阵列，这样就算组成RAID 0的两对磁盘驱动器组内各有一块硬盘损坏，数据的安全性和完整性依然可以得到保证。这种RAID模式其实是RAID 0和RAID 1模式的组合，不过要把它和RAID 1＋0区分开来。 
优点：综合了RAID 0和RAID 1的优点，既拥有较高的磁盘性能和又保证了较高的数据安全性。 缺点：所需成本较高，构造比较复杂。■ 没有硬件控制芯片 也可以RAID——软RAID 其实除了使用主板板载的RAID控制芯片或者独立IDE RAID控制器可以创建RAID系统外，我们还可以利用Windows 2000/XP自带的软件实现软RAID。 先给大家介绍一下软RAID的基本知识。 在Windows2000/XP中，物理硬盘分为两种类型，一种是基本磁盘，一种是动态磁盘。我们现在大部分使用的都是基本磁盘类型，我们要使用软件RAID功能，就必须把基本磁盘转换为动态磁盘。不过要注意的是，动态磁盘只能在Windows NT/2000/XP系统中使用，其他的操作系统无法识别动态磁盘。 动态磁盘与基本磁盘相比，不再采用以前的分区方式，而是叫卷集，它的作用其实和分区相一致，我们来介绍组建软RAID 0涉及的几种卷。 1． 简单卷：构成单个物理磁盘空间的卷。它可以由磁盘上的单个区域或同一磁盘上连接在一起的多个区域组成，可以在同一磁盘内扩展简单卷。安装操作系统的简单卷成为引导卷。 2． 跨区卷：简单卷也可以扩展到其他的物理磁盘，这样由多个物理磁盘的空间组成的卷就称为跨区卷。简单卷和跨区卷都不属于RAID范畴。 3． 带区卷：以带区形式在两个或多个物理磁盘上存储数据的卷。带区卷上的数据被交替、平均（以带区形式）地分配给这些磁盘，带区卷是所有 Windows 2000/XP可用的卷中性能最佳的，但它不提供容错。如果带区卷上的任何一个磁盘数据损坏或磁盘故障，则整个卷上的数据都将丢失。带区卷可以看做硬件RAID中的RAID 0。 ■ 测试平台和测试项目 测试平台： 
我们使用了Intel原厂的D875PBZ主板，该主板的南桥ICH－5R集成了RAID功能，不过只支持RAID 0和RAID 1。ICH－5还是第一款集成了SATA控制器的南桥，相对于并行ATA排线而言，SATA传输速率更高，串行线缆接口更小，拔插更加方便，SATA取代传统并行ATA的趋势已经毋庸置疑，所以支持SATA RAID当然也是不可少的了，我们这里使用了两块迈拓 DiamondMax Plus9 SATA 200GB来组建RAID 0进行测试。测试前我们还把主板的BIOS刷为最新版本的P27版。 测试设置： 硬盘各个分区都采用了NTFS文件系统，每个项目测试前都进行碎片整理并重新启动，测试都重复多次取平均值，RAID 0模式下，数据块（Strip Size）使用的块尺寸是128KB。 测试项目： 为了能更好的测试出RAID的真实性能，我们使用了大量的测试工具加一些模拟实际应用中的测试，尽量涵盖了用户在实际应用中各个方面。 客观基准测试部分： WinBench 99 V2．0，PCMark04，SiSoftware Sandra 2004 SP2，SySMark 2004，HD－Tach 3．10。 实际应用测试部分：文件拷贝（FC－test）速度测试，解压缩时间测试，游戏载入时间测试，视频转换时间测试，Photoshop渲染时间测试。 由于我们利用操作系统组建软RAID 0后一般会剩下和系统盘空间相等的剩余空间（假设使用组建RAID的两个硬盘空间一样大），这一部分空间也是可以正常使用的，所以我们个人用户不可能去屏蔽掉构成RAID 0后剩余的空间，这样我们平常在软RAID下操作的时候会经常涉及到两个卷区，所以不仅是构成RAID 0的带区卷，剩余空间组成的简单卷的性能也是我们关心的地方。 ■ 客观基准测试部分 WinBench 99： WinBench 99虽然有点“历史悠久”，但这一款非常优秀的测试软件，依然是我们最为常用的磁盘性能的测试软件之一。 
商业磁盘性能（BusinessDiskMark）重在考察处理大数量小文件处理能力，而高端磁盘性能（High－End DiskMark）则主要考察大文件的处理效率。可以看到构建成RAID 0和软RAID后性能都有了大幅度的提升，在高端磁盘性能测试中差不多快有两倍的提升，软RAID的简单卷区和带区卷的性能差距十分大，简单卷区的性能甚至不如单硬盘时候的性能。 PCMark04： 
PCMark04是一款非常小巧但是功能全面的系统性能评估软件。 PCMark04的成绩里RAID 0和软RAID依然有比较大的提升。 Sisoftware Sandra 2004 SP2： 
在Sisoftware Sandra 2004的文件系统测试中，RAID 0依然令人十分吃惊，传输速度几乎为单硬盘时候的两倍，达到了91MB/s，软RAID构建的带区卷表现就没有RAID 0那么强劲，而且简单卷所在的分区和带区卷所在的分区传输速度差别十分大。 SYSmark 2004： 
SYSmark是BAPCo开发的基于应用程序的测试，通过模拟实际程序的运行来测试系统的性能，可以精确反映个人电脑在Internet内容创建和办公应用方面的使用。它是一款纯粹为系统性能测试而设计的软件产品。 在SysMark2004的测试里RAID 0的优势就没有那么明显了，只有5％左右的提高，软RAID由于系统盘就是简单卷的缘故，所以没有体现出带区卷的优势，来具体看看各个分项的成绩。 SysMark2004－Internet Content Creation 
这一部分测试主要都是一些网页设计类的软件，主要考察互联网性能。可以看到RAID 0的主要优势是在2D应用上，比起单硬盘有12％的提升，但其他方面基本都持平。 SysMark2004－Office Productivity 
这一部分的测试主要面向的是办公软件的应用，主要是考察系统办公性能。这里RAID 0有大幅性能提升就在Communication应用上，有20％以上的提高，其他相对起单硬盘来说则没什么变化。 HD－Tach 3．10： HD－Tach是一款专门针对磁盘的测试软件，它主要通过分段拷贝不同容量的数据到硬盘进行测试，可以测试硬盘的读写数据传输曲线，突发数据传输率，平均访问时间、CPU占用率和平均读取速度。 
在使用软RAID进行这项测试的时候，我们发现HD－Tach并不把软RAID视为一个硬盘，而依然是两个独立的硬盘（其中的D盘是带区卷，C盘和E盘都是简单卷），因此我们对两个硬盘都分别进行了测试。 
在突发传输率的测试上，RAID 0又大幅领先于单硬盘，有60％以上的提升。软RAID由于HD－Tach依然把它看成两个独立的硬盘，所以自然性能也是和使用单硬盘时一模一样了。 
在平均访问时间这项测试里成绩当然是越小越好，搭建RAID 0后的磁盘访问时间略有缩短，但幅度十分小，这是因为硬盘的磁头移动的速度并不会由于搭建了RAID而产生变化。 
RAID 0的CPU占有率偏大，这是因为现在市面上大部分廉价的IDE－RAID解决方案本质上仍然是“半软”的RAID，只是将RAID控制信息集成在RAID芯片当中，ICH－5R也不例外，因此其CPU占用率会稍微比较大。 
平均读取速度测试的结果验证了Sisoftware Sandra 2004的文件系统测试结果，RAID 0的平均读取速度依然达到90MB/s以上！基本达到了单硬盘时候的两倍！ ■ 实际应用测试部分 使用再多的测试软件，还是缺乏一些说服力，因为我们最看重的还是实际应用时的性能。 文件拷贝测试： 文件拷贝测试这个细节是值得我们关注的，毕竟在实际应用当中，拷贝文件的机会是相当多的，在这里取得领先意味着可以为我们节省更多的时间。 而FC－Test可以真实还原实际应用时的磁盘读写性能。这里，我们规划了两种测试方式，一种是MP3拷贝测试，一种是ISO文件拷贝测试。MP3测试项包含有270个文件，平均大小162KB，总共大小为1GB，这个项目比较能代表处理大量小文件时的磁盘性能。ISO测试项包含3个文件，平均大小为533MB，总共大小为1．6GB，这个项目代表处理连续的大文件时的磁盘性能。 
首先是数据写入速度，RAID 0在这里的表现让我们十分兴奋！无论是写入连续的大文件还是大量零碎的小文件，RAID 0的速度都达到了接近70MB/s！比单硬盘时候的速度足足提高了80％以上！软RAID带区卷的速度也获得了比较大的提升。 
在拷贝速度上RAID 0的势头有所减弱，不过就算在提升幅度比较小的拷贝连续大文件速度上，RAID 0比起单硬盘来还是有近40％的提升。而由于磁盘的突发传输率提高比较大，所以RAID 0在处理大量的小文件比处理大文件的速度提高幅度要大，对单硬盘依然保持了近80％的性能提升。 解压缩时间测试： 我们使用WinRAR 3．30对一个大小为2．36GB的压缩文件（分卷压缩包）进行解压缩，看其解压缩完成的时间，这段时间里还包括了文件解压缩完后，从临时文件夹自动剪切到目标文件夹的时间，测试进行三次，取最后平均值，每次测试后都进行磁盘碎片整理并重新启动电脑。 
解压缩也是我们经常会使用的操作，RAID 0再次显示出威力，比单硬盘的解压缩时间少了5分多钟，性能提高了有近80％，软RAID也有不错的成绩。 游戏载入时间测试： 我们使用了《战地之越战风云》这个游戏来进行载入时间测试。游戏采用了完全安装的方式，然后使用了免CD补丁，防止任何对光驱的访问载入的过程，减小误差。测试进行三次，取最后平均值。 
RAID 0对游戏的载入时间几乎没有影响，其实内存的速度对这项测试的成绩影响更大，硬盘读写速度的提高并没有对游戏的载入速度带来明显的提高。 视频编码时间测试： 我们使用了Flaskmpeg0．7．8．39配合Divx5．11pro编解码器来把一段大小为0．99 G的VOB文件转化为AVI格式的视频文件，声音没有处理。 RAID 0在这项测试中也并没有任何优势，甚至有些落后。其实原因也很简单，这项测试更多的是考验CPU的速度，而ICH－5R是将RAID控制信息集成在RAID芯片当中，因此会占用一些CPU使用率，自然会影响一些它的成绩，不会还好幅度很小。 Photoshop渲染时间测试： 我们首先在Photoshop中，将“编辑→预置→图像与高速缓存”中的高速缓存级别设为4，Photoshop占用内存最大比例为90％。然后我们在里面创建了一个动作，首先打开一个95．3MB的BMP图片，然后进行一系列的滤镜操作。 
RAID 0在这项测试里只有一点点优势，性能才提高了8％。其实在这项测试里内存的重要性更大。当我们减少内存容量时，这项测试的时间就成倍的提高了，所以想要提高Photoshop的渲染速度，加内存才是更好的方法。 ■ 总 结 通过了这么多的测试，相信你应该对RAID 0的性能有很大的了解吧。 且不说在一些测试工具上的理论性测试结果，就在实际应用中的拷贝、写入测试、解压缩测试等都带来了非常大的提升，虽然没有成倍的性能提升，但80％左右的性能提升还不足以惊人吗？ 而之所以会造成了某家外国网站把RAID 0说成“在现实中的桌面性能上没什么实质性的作用”的结果，就是因为其测试的重点和方面并没有可以让RAID 0真正发挥作用，造成了“没有什么实质性作用”的假象。 RAID 0并不是万能的，它并不可以对系统的整体性能来一个大提升。RAID 0毕竟只是提高了硬盘的读写性能而已，所以在一些只是对CPU或者内存有更高要求的测试上肯定不可能带来期望之外的性能提升，比如游戏载入速度、视频编码速度和Photoshop渲染速度等。而基于同样的原因，在专门测试办公性能和互联网性能的SysMark2004测试上，RAID 0也没有什么发挥的余地。 软RAID的表现也十分好，带卷区上的性能基本可以跟硬件级别的RAID 0媲美，不过其简单卷上的性能就让人很汗颜了，在一些应用甚至比单硬盘时的性能还要略低，所以我们使用的时候可以尽量把大部分的空间都分给带卷区。 正如我们文章开头所说的，随着一些集成了RAID控制器的主板进一步普及，以及狂跌不止的硬盘价格，惟一可以阻止我们感受RAID 0带来的“硬盘超快感” |
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