软件 RAID 的转折点

2001 年 6 月，IT 领域发生了一件了不起的事情：Intel 发布了基于 Tualatin 核心的 Pentium IIIS 1.0 GHz 处理器。这是最早跨越 1 GHz 主频壁垒的几款 Intel 处理器（IA32 架构）之一，也是其中第一款具有重要意义的产品。它的特别之处还在于支持双处理器，并且相比基于 Coppermine 核心的前辈，或仅在一个月后推出的非“S”版 Tualatin 后继产品，它拥有翻倍的缓存。PIIIS 系统主板在那个时代极为流行，在 2001 年及随后几年里构成了高性能商用服务器（如 Proliant 和 PowerEdge）的中坚力量，并最终发展出至关重要的 Pentium IIIS 1.4 GHz 双处理器系统，其重要性甚至催生了如今著名的 HP Proliant “G” 命名规范。这些 Pentium III 机型就是“G1”。

这一切与 RAID 有什么关系呢？我们需要回过头来看看截至 2001 年 5 月之前 RAID 的处境。从 20 世纪 90 年代直到 2001 年 5 月，硬件 RAID 是 IA32 服务器世界的标准，这一世界主要包括 Novell Netware、Windows NT 4、Windows 2000 以及部分 Linux 等系统。其中某些系统（Netware 除外）确实存在软件 RAID，但服务器始终在为 CPU 和内存资源而苦苦挣扎，将这些宝贵资源消耗在 RAID 功能上代价高昂，会导致应用程序与 RAID 争抢访问权，系统往往会因这种冲突而陷入停顿。硬件 RAID 通过为这些功能添加专用的 CPU 和 RAM 解决了这一问题。

20 世纪 90 年代末和 21 世纪初的 RAID 还高度依赖于 RAID 5，以及在较小程度上依赖于 RAID 6 这种奇偶校验条带化，因为当时磁盘容量极小、单位容量价格极其昂贵，从可用磁盘中榨取最大容量是头等大事；而由于容量很小，像 URE 这样的风险微不足道，因此综合各方面来看，奇偶校验 RAID 非常可靠。这些因素与 2009 年时的情况截然不同。2001 年，在企业级服务器中看到 2.1 GB、4.3 GB 和 9 GB 的硬盘仍然很常见！

由于奇偶校验 RAID 是当时的主流，而且每台服务器通常都使用许多块硬盘，因此 2000 年 RAID 的平均 CPU 开销比 2010 年还要高！所以 RAID 对系统资源的影响非常显著。

这就是背景。但在 2001 年 6 月，那些一直在购买性能极低的 IA32 系统的人们突然能够用上 Tualatin Pentium IIIS 处理器，它带来了大幅提升的主频、高效的双处理器支持以及翻倍的片上缓存，几乎在一夜之间实现了惊人的系统性能飞跃。面对这么多新增的性能，而软件需求却没有相应增长，那些传统上 CPU 和 RAM 一直捉襟见肘的系统突然拥有了多到不知如何利用的资源，尤其是在出现额外线程的情况下，而当时大多数应用程序都是单线程的。

即便在 Pentium III 时代，系统 CPU 也远比硬件 RAID 控制器上那些小型 CPU（往往是入门级的 PowerPC 或 MIPS 芯片）强大得多，而可用的系统内存通常也远大于硬件 RAM 缓存，投资于额外的系统内存往往要有效得多，总体上也更具优势。因此，随着主系统空闲容量的出现，RAID 功能平均而言可以从硬件 RAID 卡转移到中央系统上，并由此获得性能提升，即便放弃了硬件 RAID 卡额外的 CPU 和 RAM 也是如此。但在负载过重、资源匮乏的系统上则并非如此；这一点对奇偶校验 RAID 系统更为相关，其中 RAID 6 受益最大，而像 RAID 1 和 0 这样的非奇偶校验系统受益最少。

但 2001 年 6 月是那个著名的转折点——在那个日期之前，平均而言使用硬件 RAID 的 IA32 系统更快。而在 2001 年 6 月之后，新购入的系统平均而言使用软件 RAID 会更快。随着时间一年年过去，优势越来越偏向软件 RAID，未充分利用的核心 CPU、空闲线程和富余 RAM 大量涌现；而硬件 RAID 唯一的优势在于奇偶校验 RAID 使用率的下降，因为随着磁盘容量大幅增加、单位容量成本下降，镜像 RAID 取而代之成为了标准。

如今，认为硬件 RAID 更快的观念退场已经超过十五年了。这种信念之所以挥之不去，主要是因为那种奇特的“1998 届”效应。但长久以来这一直是一个被那些没有花时间去理解原始素材的人不恰当地反复传播的误区。硬件 RAID 仍然有其好处，但在我们使用 RAID 的大部分时间里，性能从来都不是其中之一，而且预计今后也不会再次成为优势。