Как выбрать RAID-контроллер для сервера: накопители, порты, кэш и совместимость

RAID-контроллер обычно выбирают в двух случаях. Первый: собирают новый сервер и нужно решить, как подключить диски и в каком массиве их держать. Второй: старый сервер расширяют. Добавляют накопители, переходят с SATA на SAS или NVMe, или контроллер просто вышел из строя и нужна замена. В обоих случаях ошибиться легко. Карта может встать в слот и даже определиться системой, но не увидеть корзину, не поддержать нужный тип дисков или упереться в шину.

Этот гайд для тех, кто отвечает за серверы в небольшой компании, для системных администраторов и для тех, кто собирает себе домашнюю лабораторию на серверном железе. Пройдёмся по ключевым параметрам и типичным ошибкам. Под конец покажем, что сейчас есть в каталоге.

На что смотреть при выборе

Аппаратный RAID или HBA

Для начала решите, нужен ли вам аппаратный RAID вообще. Аппаратный контроллер сам собирает массив, считает чётность и отдаёт операционной системе готовый логический диск. Процессор сервера этим не занят, а массив не зависит от настроек ОС.

Бывает и по-другому. Некоторые файловые системы и гипервизоры хотят видеть каждый диск напрямую и сами строят защиту данных. Тогда нужен не RAID-контроллер, а HBA, то есть простой адаптер без логики массивов. Многие современные контроллеры умеют работать в обоих режимах, но это стоит проверить заранее в документации производителя.

Какие накопители будете подключать

Здесь три варианта: SATA, SAS и NVMe. SATA — самые доступные диски и SSD, скорость интерфейса 6 Гбит/с. SAS — серверный стандарт, 12 Гбит/с, двухпортовые накопители, лучше подходит для нагрузки круглые сутки. SAS-контроллер обычно принимает и SATA-диски, обратное не работает.

NVMe — это уже отдельная история. Такие накопители работают по PCIe, и не каждый RAID-контроллер их поддерживает. Для них есть так называемые трёхрежимные (tri-mode) контроллеры: одна карта работает и с SATA, и с SAS, и с NVMe. Если вы хотя бы задумываетесь о переходе на NVMe в ближайшие годы, присмотритесь к таким моделям. Иначе потом придётся менять контроллер целиком.

Порты, линии и разъёмы

Количество портов показывает, сколько накопителей можно подключить напрямую. На серверных картах порты собраны в многоканальные разъёмы. Самые частые — Mini SAS HD (SFF-8643) и SlimSAS. Один такой разъём обычно отдаёт несколько линий, и через кабель-разветвитель или бэкплейн к нему подключается несколько дисков.

Тут важно не только число портов, но и что стоит на другом конце кабеля. Корзина сервера может иметь свой разъём, и кабель должен подходить с обеих сторон. Проверьте это до заказа, а не когда сервер уже разобран.

Если дисков больше, чем портов у контроллера, на помощь приходит SAS-экспандер. Это отдельная плата, которая размножает порты: контроллер подключается к экспандеру, а уже к нему — накопители. Так можно повесить на один контроллер заметно больше дисков. Учтите, что общая пропускная способность при этом делится между всеми накопителями за экспандером.

Хост-интерфейс: PCIe 3.0 или 4.0

Контроллер общается с сервером по шине PCIe. Смотрите на два числа: поколение шины и количество линий. PCIe 4.0 даёт примерно вдвое больше пропускной способности на линию, чем PCIe 3.0. Для массива из механических дисков это почти не важно. Для массива из быстрых SSD и тем более NVMe шина может стать узким местом.

Карта PCIe 4.0 обычно работает и в слоте 3.0, но на скорости 3.0. Это нормально, просто не ждите от неё всего, на что она способна. Заодно проверьте, что слот в сервере физически и электрически даёт нужное число линий: бывает, что слот x16 по размеру, а линий в нём меньше.

Кэш и его защита

Кэш контроллера — это его собственная память. Через неё проходят операции записи и чтения. Чем больше кэш, тем лучше контроллер сглаживает пики нагрузки и тем быстрее идёт запись на массивы с чётностью, вроде RAID 5 и RAID 6.

Но у кэша на запись есть обратная сторона. Если питание пропадёт, а данные ещё не записались на диски, они потеряются. Поэтому режим отложенной записи включают, только когда кэш защищён: батареей или модулем с конденсатором и флеш-памятью. Обычно этот модуль идёт отдельно. Если защиты нет, контроллер лучше держать в режиме сквозной записи — медленнее, зато надёжнее.

Уровни RAID

Почти все серверные контроллеры поддерживают базовый набор уровней. Чтобы было проще сориентироваться, вот короткая шпаргалка:

Для системного диска чаще всего хватает RAID 1. Под базы данных и виртуальные машины любят RAID 10. Под большие хранилища с крупными дисками сейчас скорее выбирают RAID 6, а не RAID 5: восстановление на больших дисках идёт долго, и второй отказ за это время уже не редкость.

Форм-фактор

Серверные контроллеры бывают нескольких видов. Классическая карта PCIe вставляется в обычный слот расширения. Низкопрофильная карта половинной высоты подходит в компактные корпуса. Мезонинная карта ставится в специальный разъём на материнской плате и не занимает обычный слот. Модуль OCP — тоже отдельный стандартный разъём, его используют в современных серверах некоторых производителей.

Мезонин и OCP удобны, но работают только там, где под них есть место. Поэтому форм-фактор всегда сверяйте с документацией на конкретную модель сервера.

Совместимость с платформой

Это, пожалуй, главный пункт. Крупные производители серверов выпускают контроллеры под свои платформы и поколения. Карта для одного поколения может не поддерживаться в другом: не будет прошивки, сервер её не опознает или будет ругаться при загрузке. В названии контроллера поколение платформы обычно указано прямо. Поэтому начинайте не с характеристик, а со списка совместимого оборудования для вашего сервера.

Частые ошибки

• Выбирать по числу портов и забыть про кабели. Контроллер на месте, диски на месте, а кабеля с нужными разъёмами нет. Сервер стоит.
• Брать карту не под своё поколение сервера. Контроллер для одной платформы не обязан работать в другой, даже если разъём подходит.
• Включать отложенную запись без защиты кэша. Пока всё работает, разницы не видно. При первом же сбое питания можно получить повреждённый массив.
• Считать RAID резервной копией. RAID защищает от отказа диска. От удалённого файла, шифровальщика или ошибки администратора он не спасает. Бэкапы нужны отдельно.
• Собирать большой RAID 5 из крупных дисков. Восстановление тянется долго, а запаса на второй отказ нет.
• Не думать о росте. Взяли контроллер впритык по портам, через год понадобилось ещё несколько дисков. Тут выручит экспандер, если корзина и контроллер его поддерживают, но лучше прикинуть запас сразу.
• Ставить быстрые NVMe на контроллер с узкой шиной. Накопители простаивают, упираясь в PCIe.

Что есть у нас сейчас

Для серверов Intel у нас есть пара, которая хорошо работает вместе. Встраиваемый RAID-модуль Intel RMS3CC080 — это мезонинная карта с двухъядерным RAID-on-Chip на PCIe 3.0. У неё 8 портов SAS/SATA 12 Гбит/с, кэш 1 ГБ DDR и поддержка уровней RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50 и 60. Гарантия производителя — 3 года. Если восьми портов мало, есть SAS-экспандер Intel RES3FV288: 28 внутренних и 8 внешних портов SAS/SATA 12 Гбит/с, низкопрофильная плата форм-фактора MD2. Он нужен как раз для того, чтобы каскадно подключать к RAID-контроллеру дополнительные накопители. Экспандеры идут комплектом из пяти штук.

Для HPE ProLiant Gen11 есть два трёхрежимных контроллера на ASIC Broadcom Aero. Оба работают с NVMe 16 Гбит/с, SAS 12 Гбит/с и SATA 6 Гбит/с, хост-интерфейс у обоих PCIe Gen 4.0 x8. HPE MR408i-o Gen11 выполнен как модуль OCP NIC 3.0, у него один порт SlimSAS x8, до 8 накопителей и 4 ГБ кэша. HPE MR416i-p Gen11 — это плата PCIe половинной высоты и длины с двумя портами SlimSAS x8, то есть 16 внутренних линий, и 8 ГБ кэша.

Для платформы предыдущего поколения есть HPE Broadcom MegaRAID MR416i-p для ProLiant Gen10 Plus. Это плата PCIe с кэшем 4 ГБ, 16 линиями через два порта SlimSAS и хост-интерфейсом PCIe 4.0 x8. Она тоже трёхрежимная: SATA, SAS и NVMe. Ещё один вариант — RAID-контроллер H3C UN-RAID-P460-B2 для SAS и SATA. Он подключается к серверу по PCI-E 3.0, к корзине — через Mini SAS HD (SFF-8643) на скорости 12/6 Гбит/с, поддерживает уровни RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50 и 60.

Больше вариантов — в разделе RAID контроллеры.

Вопросы и ответы

Можно ли подключить SATA-диски к SAS-контроллеру?

Как правило, да. SAS-контроллеры обычно принимают SATA-накопители, просто те будут работать на своей скорости 6 Гбит/с. Обратное не работает: SAS-диск к обычному SATA-порту не подключится.

Чем трёхрежимный контроллер лучше обычного?

Он работает с тремя типами накопителей: SATA, SAS и NVMe. Можно начать с SAS-дисков, а потом перейти на NVMe без замены контроллера. Если серверу ещё долго служить, это полезный запас.

Зачем нужен SAS-экспандер?

Чтобы подключить к контроллеру больше дисков, чем у него портов. Экспандер размножает порты, и за одним контроллером может стоять заметно больше накопителей. Скорость шины при этом делится между всеми дисками.

Подойдёт ли контроллер от одного поколения сервера к другому?

Не обязательно. Производители серверов привязывают контроллеры к платформам и поколениям. Даже если разъём совпадает, сервер может не поддерживать карту. Проверяйте список совместимости для своей модели.

Сколько нужно кэша?

Для системного зеркала хватит и небольшого. Для массивов с чётностью, баз данных и виртуализации больше кэша — заметнее выигрыш на записи. Но кэш на запись имеет смысл, только если он защищён от потери питания.

Заменяет ли RAID резервное копирование?

Нет. RAID помогает пережить отказ диска без простоя. От удалённых файлов, вирусов и ошибок он не защищает. Резервные копии нужны в любом случае, и лучше хранить их отдельно от сервера.