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 ICH9R
기반 데스크탑 시스템을 기준으로 테스트
RAID 시스템의 성능을 제대로 뽑아내려면 PCI-X
인터페이스가 있는 서버/워크스테이션 시스템을 구축하는 것이 마땅하지만, 이번 기사의 목적 자체가 데스크탑 시스템에 RAID를 구축하는 것을
목표로 하기 있기 때문에 내장 RAID를 지원하는 일반적인 메인보드를 기본으로 시스템을 구성했다.
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항목 |
테스트 시스템 |
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CPU |
Intel Core 2 Duo E6300 (1.86GHz) |
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메인보드 |
ASUS P5K Premium
(Intel P35 + ICH9R) |
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메모리 |
Kingston DDR2-1066 2GB
(1GBx2) |
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HDD |
Seagate
Barracuda 7200.9 120GB (SATA)
Seagate Barracuda 7200.10 750GB x4 (SATA) |
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RAID 컨트롤러 |
Intel ICH9R RAID 컨트롤러
Adaptec ASR-3405 SAS RAID 컨트롤러
누디앙 Coyote Black SATA II RAID 4ch 컨트롤러 |
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파워 서플라이 |
잘만 750W |
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운영체제 |
Windows
Vista UltimateK 64bit |
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드라이버 |
Intel Chipset
S/W Utility v8.4.0.1016
Adaptec SAS RAID 3405 Driver v5.20.15317
Silicon Image 3124 RAID Driver 1.2.13.0 |
하지만 하드웨어 방식의 RAID 컨트롤러 카드 Adaptec
ASR-3405가 PCI Express x4 인터페이스로 만들어졌기 때문에 메인보드에서 PCI Express x4 슬롯을 지원해야 했고, 그래픽
카드 슬롯 외 2번째 슬롯으로 PCI Express x4 대역폭을 지원하는 P35 메인보드 ASUS P5K Premium을 사용했다. 누디앙
Coyote Black SATA II 4ch RAID 컨트롤러는 32bit PCI와 PCI-X를 동시에 지원하지만, 이번 테스트에서는
보급형 PCI(32bit) RAID 카드를 대신해 사용되었으므로 PCI 슬롯 테스트만 들어갔다.
운영체제를 윈도우 비스타 64bit로 한 것은 윈도우 XP나 비스타
32bit에서는 2TB 이상의 단일 드라이브를 잡을 수 없어 파티션을 나눠야 했기 때문이다. 테스트용 하드가 씨게이트 Barracuda
7200.10 750GB짜리 제품이다 보니 4개의 하드를 RAID 0으로 묶으면 2.7TB 가까이 나온다.
사실 필자 개인적으로는 일반 유저들의 시스템 구성 환경에 맞춰 300~400GB
정도의 용량을 가진 하드를 원했으나, 보드나라에서 컨택한 Hitachi, Western Digital, Samsung 등은 시장에서 주력으로
팔리는 제품들은 1개 이상의 샘플을 대여하기 어렵다고 하거나 RAID 성능 테스트라는 기사 자체에 관심을 두지 않아 샘플 대여를 거절했다.
씨게이트는 시장 주력 제품인 300~400GB를 대여해주진 못했지만 그 대신
국내에 리뷰용 샘플로 가지고 있었던 750GB 하드와 씨게이트 본사에 요청해 추가로 받은 750GB 하드를 모아 4개의 하드를 보내주었다. 하드
디스크의 성능을 테스트하거나 비교하는 기사는 아니지만 흔쾌히 샘플 대여를 해준 씨게이트에 개인적으로 감사의 뜻을 전한다.
HD
Tune 2.54 테스트 결과
우선 하드 디스크 리뷰에서 자주 사용되는 간단한 프로그램 HD
Tune 2.54를 통해 RAID 구성별 성능 차이를 알아보았다.
HD Tune 2.54는 하드 디스크의 전송률, 액세스 타임,
버스트 전송률, CPU 사용률을 알아볼 수 있는 프로그램으로 간단히 하드 성능을 알아볼 때 주로 사용된다. 버스트 전송률(Burst Rate)는
RAID 구성과 관계없이 거의 일정하기 때문에 테스트 결과에는 평균 전송률과 액세스 타임, CPU 사용률만 나타냈다.
(Average Transfer Rate는 높을수록, Access Time과 CPU Usage는 낮을수록 좋다)
Adaptec ASR-3405 4ch RAID 컨트롤러 카드를
이용한 테스트 결과 4개의 하드를 RAID 0 구성했을 때의 성능이 가장 높았으며, 액세스 타임도 가장 빨랐던 것으로 나타났다. 다만 4개의
하드를 동시에 스트라이핑 모드로 동작시키기 때문에 CPU 사용률이 6.4%로 가장 높았지만, 컨트롤러 카드에서 자체적으로 XOR 프로세서 및
캐시 메모리를 지원하는데다 테스트 시스템의 CPU가 Core 2 Duo E6300으로 고성능이라 큰 지장을 주진 않았다.
스트라이핑 방식에 Parity 정보를 별도 저장하는 RAID 5
구성은 4개의 하드일 때 RAID 0x3, 그리고 3개로 구성했을 때는 RAID 0x2의 성능과 거의 같아 RAID 0에서 1개씩의 하드를 뺀 것과 비슷하게 나왔다. 스트라이핑과 미러링을 섞은 RAID 10는 RAID 0x2보다는 나은 성능을 보였고, 하드 2개를 미러링으로
구성한 RAID 1도 싱글 하드보다는 전송률이 높았다. (단, RAID 1의 속도가 높았던 것은 하드웨어 RAID 컨트롤러인 Adaptec
ASR-3405의 특징으로 메인보드 RAID로 구성할 때는 결과가 다를 수 있다)
(Average Transfer Rate는 높을수록,
Access Time과 CPU Usage는
낮을수록 좋다)
안정성보다 성능 위주로 RAID 0로 했을 때의 결과만 따로 놓고
보면 하드 숫자가 늘어날 때마다 전송률이 증가하고 액세스 타임은 짧아지지만, 그 대신 CPU 사용률이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 물론
실제로 RAID 0를 구성한 채로 사용하게 된다면 CPU 사용률은 더 높거나 낮아지겠지만 테스트 결과라면 크게 걱정할 필요는 없을 것 같다.
(그래프가 길수록 좋음)
1개의 하드 디스크일 때와 이를 4개의 하드를 가지고 RAID
0, 5, 10을 구성했을 때의 평균 전송률과 용량(Capacity)을 살펴보면, RAID 0일 때는 전송률이 가장 높고 RAID로 구성된
드라이브도 750GB 하드 4개의 저장공간을 고스란히 사용할 수 있다. 미러링과 스트라이핑이 혼합되는 RAID 10은 4개 하드의 절반에
해당하는 용량만 사용 가능하고 RAID 5의 경우 3개 용량까지 쓸 수 있으며 성능도 RAID 0과 RAID 10의 중간 정도에 해당한다.
IO
Meter 테스트 결과
IO Meter 테스트는 원래 인텔에서 만든 IO 성능 테스트
프로그램이었지만 인텔의 오픈 소스 라이센스 정책에 따라 현재는 IO Meter.org에서 다운로드 받을 수 있다.
IO Meter는 설정하는 방법에 따라 다양한 테스트를 수행할 수
있지만 이번 테스트에서는 32K 사이즈에서의 읽기와 쓰기만을 테스트했다.
(그래프가 길수록 좋음)
그런데 IO Meter 테스트 결과 Adaptec
ASR-3405에서 대역폭이 고정되는 결과가 나왔다. 이미지에 나타난 그래프 가운데 RAID 0의 결과만 놓고 보면 RAID 0x2일 때의 초당
총 I/O의 값이 4817.6에 총 MB/s는 150.55가 나왔다. 그럼 RAID 0x3이나 RAID 0x4도 계속적으로 올라가야 정상인데
결과를 보면 하드 3개와 4개로 구성한 RAID 0의 경우 성능이 올라가는게 아니라 일정한 수치에서 고정된 것을 확인할 수 있다. 이것은 실제
대역폭에 제한이 있어 RAID 0의 결과가 제대로 나오지 않았다는 것을 의미한다.
또한 읽기 성능과 쓰기 성능이 비슷한 단일 하드와 달리 RAID는
구성 방식에 따라 읽기와 쓰기 속도 차이가 날 수 있는데, 이 부분은 ASR-3405가 PCI Express x4로 제대로 동작하지 못하기
때문에 이번 페이지에서는 다루지 않고 다음 장의 RAID 컨트롤러별 성능 테스트에서 언급하도록 하겠다.
(그래프가 짧을수록 좋음)
나머지 항목인 평균 I/O 응답 시간과 최대 I/O 응답 시간,
그리고 CPU 사용률을 보면 응답시간 쪽은 빨라졌지만 RAID 0x4와 RAID 0x3 간의 차이가 적고 CPU 사용률도 비슷하다는 점에서
RAID 0x4 드라이브가 제 성능을 내지 못하는 것이 아닌가 하는 결론이 나온다.
테스트에 사용된 ASUS P5K Premium 메인보드 외에
PCI Express x16 모양의 4배속 슬롯을 가진 ABIT IP35 Pro, 아예 PCI Express 2.0 슬롯을 가진 X38 보드
MSI X38 Platinum에서 테스트한 결과도 동일했기 때문에 컨트롤러 카드가 실제로 PCI Expres x4로 동작하지 않고 있는 것으로
확인되었다.
필자가 문의한 결과 메인보드 제조사는 4배속 PCI Express x16 슬롯이 그래픽 카드용이라 다른
PCI Express x4 카드에서
동작을 보증하지 설명하고, Adaptec 컨트롤러 카드 유통사에서도 같은 이유로 서버 보드처럼 풀 PCI Express Lane을 갖춘 보드에서
사용하는 것이 좋다고 언급했을 뿐이다. 만약 이 부분이 사실이라면 유통사에서 호환성 테스트나 권장 메인보드 리스트를 제공해 주었으면 하는
바램이다.
인터페이스 대역폭을 염려하지 않는 인텔 ICH9R 사우스브릿지
칩셋을 이용해서 같은 RAID 구성을 가지고 IO Meter 테스트를 다시 돌려본 결과, Adaptec ASR-3405 RAID 컨트롤러에서는
제 성능이 나오지 못했던 RAID 0x4, 0x3, 그리고 RAID 5x4의 성능이 표시되고 있다. PCI Express x4 인터페이스로
동작했다면 ASR-3405 컨트롤러 역시 이런 결과를 보였을 것이다.
실제
파일 복사 시간 테스트
4.32GB 용량의 이미지 파일 1개와 여러 개의 폴더와 파일들로
이뤄진 3.42GB 용량의 데이터를 복사하는데 걸리는 시간을 측정했다. 원본 데이터가 있는 하드 디스크가 SATA 120GB 싱글 하드여서
RAID 드라이브에 데이터를 전송하는 외부 전송에서 싱글 하드 성능 때문에 제약을 받게 된다. 하지만 RAID로 구성된 드라이브 내부에서 새로
폴더를 만들어 데이터를 복사하는 내부 전송 테스트는 순수한 RAID 드라이브의 읽기/쓰기 성능을 파악할 수 있다.
(파일 복사에 걸린 시간(초), 그래프가 짧을수록 좋음)
파일 복사 시간을 살펴보면 싱글 하드에서 RAID 드라이브로
데이터를 복사할 때는 모두 싱글 하드 성능에 제약을 받아 시간이 똑같았다. 그러나 내부 전송 테스트 결과를 비교하면 각 RAID 구성 간의 성능
차이를 보다 확실히 파악할 수 있다.
RAID를 구성하지 않은 싱글 드라이브의 경우 외부 전송과 내부
전송 시간에 차이가 거의 없었으며, 오히려 폴더/파일 숫자가 많은 경우 외부 전송보다 더 오랜 시간이 걸렸다. 이것은 미러링 방식으로 2개으
하드에 동일한 내용을 기록하는 RAID 1x2 구성도 마찬가지였다. 하지만 스트라이핑 모드가 들어가는 나머지 RAID는 내부 전송시 외부 전송
시간보다 훨씬 빨랐으며, 4개의 하드를 스트라이핑으로 구성한 RAID 0x4의 경우는 단일 파일 전송에서 실제로 싱글 하드일 때보다 4배 가까이
빠른 속도를 보여주었다.
(초당 파일 전송률(MB/s), 그래프가 길수록 좋음 )
내부 전송 시간만을 추려서 1초에 얼마만큼의 데이터를 옮겼는지를
알려주는 초당 파일 전송률로 바꿔본 결과, 단일 파일일 때와 복수 파일일 때의 결과 모두 시간의 차이가 있을 뿐 그래프의 형태는 같았다. 싱글
드라이브에서 각각 33.5MB/s, 25.5MB/s였던 데이터 전송률은 RAID 0x4에서는 4배에 근접한 결과를 기록했고, HD tune
2.54 테스트 때와 같이 RAID 5 구성은 하드 1개씩을 뺀 RAID 0의 성능과 유사했다. 심지어 미러링만 사용한 RAID 1x2도 싱글 하드보다
전송률이 높아 안정성 뿐만 아니라 어느 정도의 성능 향상도 보여주고 있었다. (RAID 1x2 모드 성능 향상은 Adaptec
ASR-3405와 관련된 것으로 일반적인 RAID 1x2에서 모두 동일한 결과가 나오는 것은 아님을 재차 밝혀둔다)
HD Tune과 실제 파일 전송 속도를 테스트한 결과 IO
Meter 그래프처럼 RAID 0x3, 0x4의 성능이 제한되는 것은 아니었다. 그러나 필자의 테스트 방법이 PCI Express x4 대역폭을
모두 필요로 하는 것이 아니었기 때문에 대역폭에 지속적인 부하가 걸리는 상황에서 RAID 0x3, 0x4 구성에 성능 제한이 걸릴지는 확인할 수
없었다.
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