4Gb光纖通道專題系列之二　效能實測

高速公路從2線道拓寬成4線道，上面的車子真的可以跑得比較快嗎？4Gb光纖通道的效能究竟如何？相信是許多人感到好奇的。為了實際驗證4Gb光纖通道的效能，我們將4Gb的HBA，以點對點連線的方式與4Gb的光纖磁碟陣列對接進行測試。此外，為了測試4Gb FC和2Gb FC之間的相容性，並比較兩者的較能差異，我們也以4Gb的光纖交換器和2Gb的HBA卡，共同參與本次的測試。

HBA的部分，參與測試的HBA共有5張，分別是由延碩系統提供的ATTO Celerity FC-44ES和Emulex LightPulse LP1150-F4；銀興科技提供的LSI Logic LSI7204XP-LC、Emulex LightPulse LP9002L（2Gb FC）；精業公司提供的Qlogic SANblade QLA2462。其中只有ATTO的HBA採用8倍速PCI Express（×8 PCIe）匯流排，其餘都是PCI-X 2.0匯流排。

測試平臺主機採用Sun Fire X4100
安裝HBA的伺服器運算能力和穩定度，幾乎等同於測試數據的可信度。我們選擇Sun Fire X4100作為安裝HBA的測試平臺，這臺伺服器內含兩顆雙核心AMD Opteron 275處理器（時脈2.2GHz）、4條1GB DDR400記憶體，經過測試證明運算能力遠勝同等級的雙核心Xeon DP伺服器。可惜的是，Sun Fire X4100僅支援兩組PCI-X 2.0匯流排，因此在測試PCI Express介面的HBA卡時，我們改用另一臺Pentium 4 3GHz、1GB DDR400記憶體的PC伺服器。

儲存子系統部分，我們採用銀興科技提供的SILVERstor Titan 6216S-F4D磁碟陣列，為了竭盡所能用到4Gb FC的頻寬，我們將磁碟陣列裝滿16臺WD2500JS硬碟（轉速7200rpm、SATA II介面），測試時磁碟陣列格式全面採取效能最佳的RAID 0，並開啟寫入快取（Write Back）模式，力求發揮最大效能。

測試平臺的作業系統採用Windows Server 2003 SP1，測試工具採用Iometer，測試項目主要有兩項－資料傳輸速率和IOPS（每秒平均I/O次數），分別代表在檔案伺服器和資料庫環境下的效能表現。在Iometer參數的設定上，分別以1MB和512Byte大小的封包，以100％循序讀取和寫入的方式進行。為了對照4Gb FC與2Gb FC的效能差異，我們透過更換SFP為2Gb的方式，將其中一組4Gb HBA的頻寬「強迫」降速成2Gb，作為對照組。

4Gb傳輸速率倍數成長
整個測試過程中，除了LSI Logic LSI7204XP-LC因韌體未更新，無法正確辨識磁碟陣列，導致測試無法進行之外，其他都順利完成測試。從數據上來看，在資料傳輸速率部分，所有4Gb FC環境的讀取和寫入速度都在380MB/s以上，幾乎是2Gb FC的兩倍，反映出光纖通道無阻塞式傳輸的特性，在頻寬倍增後，資料傳輸效能也可以隨著倍數成長。

不過在IOPS的效能部分，差異就不是很明顯了，同一張HBA在4Gb環境的IOPS數值，僅比2Gb略高5％左右。主要是因為測試環境的瓶頸並非在頻寬，而是受限於伺服器的效能，無法持續對儲存系統送出足夠大量的I/O要求，雖然在4Gb FC環境最高每秒可以達到近6萬個I/O，實際占有頻寬也只有29MB/s左右，2Gb FC環境就足以應付。

端對端皆可向下相容
最後我們分別將裝有2Gb與4Gb HBA的伺服器，透過Brocade SilkWorm 200E和Qlogic SANbox 5600光纖交換器連接磁碟陣列，進行相容性測試。測試結果證實，無論是2Gb或4Gb，透過光纖交換器傳遞的效能，和點對點環境下的差異並不大，光纖交換器都能辨識出接連的伺服器或儲存裝置的傳輸速率，運作情況也都相當正常，相容性沒有問題。

從測試結果中我們得到的結論是，如果用戶的應用環境集中在檔案傳送，例如非線性剪輯、影音串流、即時資料複製、大容量的近線磁碟備份等，4Gb光纖通道的確可以提升相當多的效能；如果應用環境是以資料庫為主的話，2Gb和4Gb在效能上的差異並不大，值不值得升級，端看使用者如何評估應用環境的需求。文⊙張智鴻

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