Synchronisieren RAID-Controller die Festplattenrotation?

Ich bin auf dem Markt nach einer neuen Speicherlösung. Während der Recherche nach verschiedenen Spezifikationen sagte einer meiner Kollegen, dass einige RAID-Controller die Festplattenrotation synchronisieren können, damit der Sektor / Block 0 aller Laufwerke gleichzeitig unter dem Lesekopf durchläuft.

Ich habe online gesucht, aber keine Informationen gefunden, die diese Behauptung belegen / widerlegen.

RAID-Controller synchronisierten Festplattenspindeln nicht (und konnten dies auch nicht), bei einigen Laufwerken war dies jedoch eine Option. Wenn Sie einen Satz identischer Laufwerke mit Spindelsynchronisationsanschlüssen voraussetzen, können Sie sicherstellen, dass alle Laufwerke synchronisiert sind. Ich besaß zufällig einige Seagate Elite 3-Laufwerke (alte, veraltete SCSI-2-Laufwerke), an die ich mich erinnerte, als ich einen solchen Anschluss hatte. Daher fand ich das Seagate ST43400N / ND Elite 3-Benutzerhandbuch, das diese praktische Abbildung in Abbildung 1 enthält (siehe Anschluss 2) links):

Abbildung 14 (hier nicht dargestellt) zeigt, wie die Laufwerke miteinander verbunden werden:

Spindel synchronisieren

Die Spindelsynchronisierungsfunktion ermöglicht die Synchronisierung der Spindeldrehung einer Gruppe von Plattenlaufwerken. Dies verringert die Wartezeit, die normalerweise auftritt, wenn der Initiator zwischen mehreren Laufwerken wechselt. Abbildung 14 zeigt zwei Systemkonfigurationen. Bei einem Systemtyp stellt eines der Plattenlaufwerke im System die Referenzuhr bereit. Bei dem anderen Typ liefert eine externe Signalquelle den Referenztakt.

Im Allgemeinen bin ich mir ziemlich sicher, dass die Antwort Nein ist (tatsächlich kenne ich keinen Controller, der dies tut).

Eine solche Synchronisierung wäre unglaublich schwierig - Vibration, Temperatur, natürliche Schwankungen der Stromversorgung usw. haben nur geringe Auswirkungen auf die Plattendrehzahl (und wenn Sie wirklich wählerisch sein möchten, die Größe eines Sektors). Sie müssten die Drehzahl des Plattenspindelmotors ständig um unendlich viel variieren, um die Synchronisation aufrechtzuerhalten. Dies würde sehr genaue (sehr teure) Motorsteuerungen und viel Plattencontroller-Overhead erfordern, um die aktuelle Plattenposition jedes Laufwerks zu bestimmen. Da dies praktisch kaum von Nutzen ist, lohnt es sich nicht, Silizium und Zeit zu verwenden.

(Diese Idee fällt auch völlig auseinander, wenn Sie über den Rahmen rotierender Rostmedien hinausdenken - Solid State Disks haben keine Suchzeit oder Spindeldrehzahl: Lesevorgänge sind praktisch konstante Zeiten für jeden Sektor, und es gibt nichts, was "synchronisiert" werden könnte.)

Synchronisierte Laufwerke sind aus mehreren Gründen nicht mehr sinnvoll:

• Festplatten haben fehlerhafte Sektoren bei der Produktion verlagert. Die Festplatten sind riesig und weisen nach der Produktion eine Reihe von Fehlern auf, die ausgelagert werden. Daher sind zwei Laufwerke desselben Produktionslaufs ohnehin nicht zu 100% synchron.
• Festplatten verschieben fehlerhafte Sektoren intern während der Verwendung. Diese Sektoren werden auf den reservierten Speicherplatz auf der Festplatte verschoben, wodurch die Synchronisierung verstärkt wird.
• Durch Cache, TCQ / NCQ und verschobene Sektoren ist die Reihenfolge der Plattenzugriffe auf der physischen Ebene nicht deterministisch. Wenn die Last hoch ist und eine Festplatte nicht mehr in Betrieb ist, kann es einige Zeit dauern, bis sie wieder in Betrieb ist.
• Multi-Stripe-Zugriff kann über Sektor- (oder sogar Plattenteller-) Grenzen gehen und Lesevorgänge ohnehin ausrichten. Wenn Sie bei einem Raid 6 beispielsweise auf 4x Stripesize zugreifen, befinden sich einige der Stripes möglicherweise in verschiedenen Zonen der verschiedenen Festplatten.
• Lesezugriffe in Raids zielen im Allgemeinen nicht auf alle Festplatten, solange sich die Festplatten nicht über ihre Blockprüfsumme beschweren. Dies führt dazu, dass die Cache-Synchronisierung und folglich die physische Synchronisierung auf den Datenträgern unterbrochen wird. (Es sei denn, Sie deaktivieren auch den Lese-Cache.)
• Lese-Caches auf dem RAID-Controller, Lese-Schreib-Caches im Betriebssystem erschweren die Angelegenheit zusätzlich. Und ich hoffe, es gibt keinen Swap-Platz auf dem Schlachtzug, der sowieso Performance-Probleme verursachen könnte.

In den Anfängen wurde die Festplattensynchronisierung implementiert, um den Zugriff deterministisch zu gestalten. Dies war wichtig, wenn der Arbeitsspeicher zum Speichern der Ergebnisse knapp war oder wenn die Implementierung des RAIDs dies benötigte (RAID 2, RAID 3).

Die Vorteile synchronisierter Laufwerke sind schwer zu quantifizieren. Ich nehme an, wenn es einen erheblichen Leistungsvorteil geben würde, wäre eine Synchronisierung auf irgendeine Weise möglich.

Bei SSDs sieht es in Zukunft ähnlich aus, jedoch aus unterschiedlichen Gründen, z. B. durch Blockverlagerung, Verschleißausgleich, Trimmung usw.

Moderne Laufwerke haben ihre eigenen Betriebssysteme und verbringen einige Zeit intern mit einer Reihe von Problemen, sei es HD oder SSD. Selbst wenn Sie sie physisch synchronisiert hätten, wären sie logischerweise sowieso nicht synchronisiert.

Wenn Sie jemals das nie verwendete RAID-2 verwenden, bei dem Daten auf Bit-Ebene gestreift werden, müssen die Festplatten synchronisiert werden. Niemand, von dem ich weiß, dass er es jemals verwendet hat, aber wenn ein RAID-Controller RAID2 unterstützt, muss er in der Lage sein, die Plattendrehung zu synchronisieren. Dies wäre die einzige Notwendigkeit, es jetzt Tage zu haben.