Auswahlkriterien für nicht flüchtigen Speicher in RAID-Systemen

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Cache-Speicher für schnelle Lese- und Schreibzugriffe

Der RAID-Controller hat direkten Zugriff auf den Cache-Speicher, der schnelle Lese- und Schreibzugriffe auf das Massenspeichersystem ermöglicht. In den Cache werden die Daten übergangsweise hineingeschrieben. Das RAID-System nutzt den Cache, um die I/O-Performance des Storagesystems anzuheben und den Hostprozessor für andere Aufgaben freizustellen. Die Cache-Speicher sind in modernen RAID-Systemen sehr großzügig dimensioniert und in der Regel mit schnellen SDRAMs bestückt.

Ein Lese-Cache sorgt durch vorausschauendes cachen erwarteter Lesezugriffe für eine Beschleunigung des Leseprozesses. Auf diese Weise verringert er die Positionier-Latenz des Disklaufwerks bei Lesezugriffen des Prozessors.

Der Schreib-Cache zählt zu den wichtigsten Komponenten

Der Schreib-Cache gehört zu den wichtigsten Komponenten eines leistungsfähigen RAID-Systems. Ein Schreibvorgang kann in einem RAID-System auf zweierlei Weise ablaufen:

• Write-Through-Modus: In diesem Modus werden die vom Host gesendeten Daten vom RAID-System direkt und unter Umgehung des Cache-Speichers auf die Disks geschrieben. Bevor er die nächsten Daten schreibt, wartet der Host, bis der RAID-Controller ihm die Beendigung des Schreibzugriffs signalisiert.Der Schreibdurchsatz ist in diesem Modus zwar deutlich geringer, doch ist die Integrität der Daten gewährleistet, weil dem Host erst nach dem Schreiben der Daten auf die Disk eine Bestätigung geschickt wird.
• Write-Back-Modus: In dieser Betriebsart schreibt der RAID-Controller die vom Host eintreffenden Daten in den Cache-Speicher und schickt dem Host daraufhin die Empfangsbestätigung. Der Host kann sich nunmehr anderen Aufgaben widmen, während der RAID-Controller daran geht, die Daten aus dem Schreib-Cache auf die Disks zu übertragen. Der deutlich höheren Schreib-Performance dieser Vorgehensweise steht die Tatsache gegenüber, dass der eigentliche Transfer der Daten an die Disks dem Host verborgen bleibt. Hieraus ergeben sich mögliche Risiken für die Datenintegrität, wenn es beispielsweise zu einem Stromausfall kommt und der Host die Bestätigung bereits erhalten hat, der eigentliche Schreibvorgang auf die Disk aber noch nicht erfolgt ist.Die Datenintegrität im Zusammenhang mit einem Write-Back-Cache lässt sich auf verschiedene Weise verbessern, wobei die Bereitstellung einer zuverlässigen Hilfsstromversorgung für den Cache ganz oben steht.

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