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Was bei einer SSD durch interne Organisationsmängel zum Fallstrick für die Performance wird, macht auf einer einzelnen HDD noch keinerlei Unterschied aus.
In einem RAID0 oder 5 oder jedem daraus abgeleiteten Array hat das aber sehr wohl Auswirkungen, die allerdings nicht so drastisch wie bei einer SSD ausfallen. Ursache und Auswirkungen sind bei HDD und SSD völlig verschieden.
Das RAID-Striping teilt die Daten auf verschiedene Platten auf.
Ein NTFS-Filesystem arbeitet auf Basis der Clustersize.
Unter der ungünstigsten Annahme, Stripe- und Clustersize sind gleich groß, und der I/O erfolgt in Clustergröße, bedeutet das:
- ein aligned Cluster liegt auf genau einem Stripe; jeder I/O findet auf nur einer Memberplatte statt. Da das vor dem GPT-Datenträgerformat nur erzwungen oder rein zufällig zustandekam, ist auch kaum einem aufgefallen, dass man damit die I/O-Rate (bei RAID5 nur lesend) vervielfachen kann...
- ein unaligned Cluster liegt immer verteilt auf 2 Stripes, jeder I/O findet auf zwei Memberplatten statt (bei RAID5 Writes auf allen)
Dadurch verlängert sich jeder Zugriff (bei RAID5 jeder Read-Zugriff) um 16,67% der Umdrehungszeit der HDDs, bei 7200rpm um 1,39ms, bei 5400rpm um 1,85ms
Bei einer durchschnittlichen Zugriffszeit einer 7200er Einzelplatte von z.B. 12ms hätte das bei Random-Zugriffen eine Verminderung der I/O-Rate von 83/s auf 75/s zur Folge; also satte 10% langsamer.
Werden zwei hintereinanderliegende Cluster verarbeitet oder ist die Clustersize größer, z.B. 2x so groß wie die Stripesize, bewirkten unaligned Cluster die Beteiligung von drei statt zwei Datenstripes auf verschiedenen Memberplatten, und eine weitere Zugriffsverlängerung um 8,33% der Umdrehungszeit. Irgendwann ist die Zahl der beteiligten Datenstripes größer als die der Datenstripes eines Stripesets und der Spuk zu Ende, weil dann eine oder mehrere Memberplatten die auf ihnen hintereinanderliegenden Clusterfragmente in einem Stück abarbeiten - die größere bearbeitete Sektoranzahl spielt zeitmäßig keine Rolle.
Bei einem RAID0 mit 2 oder RAID5 mit 3 Platten gibt es nur 2 Daten-Stripes je Stripeset, daher ist das immer der Fall. Erst bei mehr Memberplatten ist diese Verzögerung möglich.
Bei sequentieller Operation mit vielen hintereinanderliegenden Clustern (große, unfragmentierte Dateien) vervielfacht sich dann naturgemäß die Transferrate. (der meist ersehnte und selten erreichte RAID0-Effekt)
Ist der Cluster kleiner, 1/n der Stripesize, und unaligned, dann trifft die oben beschriebene Verlängerung der Zugriffszeit nur mehr auf jeden n-ten Cluster zu und der Performanceverlust ist immer weniger spürbar.
Voraussetzung für die Feststellung der Leistungsminderung bei unaligned Cluster ist natürlich eine entsprechend hohe I/O-Rate mit Warteschlangen-Bildung, damit der RAID beim abarbeiten schön ins Schwitzen kommt.
Auf Basisdatenträgern haben Partitions ab Vista ein Alignment auf 8K, davor keines;
Bei GPT-Datenträgern ist das Thema irrelevant, da standardmäßig auf 1MB aligned wird.
Um dieses Alignment auf einem Basis-Datenträger zu erreichen, ist ein geeignetes Partitionierungstool notwendig; mit entspechender Kenntnis des Partitionierungsformates reicht auch ein simpler Platteneditor zur Korrektur, bevor man die Partition formatiert.
