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Hardware para sistemas GNU/Linux - Dicas de Desempenho - Parte 2

Colaboração: Rubens Queiroz de Almeida

Data de Publicação: 10 de agosto de 2010

Este texto foi traduzido e adaptado a partir de trechos selecionados do original em inglês, de autoria de Eric Raymond, publicado no site Linux.org, no documento The Unix Hardware Buyer HOWTO, parte 4, What To Optimize.

Vantagens da tecnologia SCSI

Para começar, SCSI é ainda no mínimo 10 a 15% mais rápido do que IDE/ATAPI. Com o Windows, SATA I é uma camada sobre uma pilha de projetos ancestrais (ST-506 e IDE) que é antiquada e propensa a falhas sob pressão. Por exemplo, em placas mãe Tyan K7, existe um problema conhecido de corrupção de dados com controladoras ATA na presença de diversas placas de controle de barramentos que usam DMA.

SCSI, por outro lado, foi projetado desde o começo para escalar bem em sistemas de alta velocidade e alta capacidade. Devido a ser conhecido como uma escolha "profissional", os periféricos SCSI são geralmente melhor projetados que seus equivalentes IDE/ATAPI, e novas tecnologias de dispositivos de alto desempenho tendem a se tornar disponíveis primeiramente em SCSI. Você vai pagar alguns dólares a mais, para sistemas GNU/Linux o custo é recuperado por meio da capacidade e confiabilidade aumentadas.

Um aspecto do SCSI que é frequentemente negligenciado é sua interface verdadeiramente multitarefa, graças à sequencia disconnect/reconnectque quase todo hardware SCSI implementa. Com disconnect/reconnect, se um dispositivo alvo tem que executar algum tipo de operação mecânica que leve muito tempo (p. ex, uma busca no caso de um disco ou uma operação de posição média no caso de um dispositivo de fitas) o dispositivo irá liberar o controle do barramento SCSI e permitir que ele seja usado para outra operação. IDE/ATAPI não possuem tal capacidade e frequentemente são responsáveis pela paralisação do sistema enquanto um disco, drive de CD ou fita tenta chegar à posição desejada.

(A propósito, o desempenho SCSI pode, às vezes, ser melhorado definindo o ID do disco mais usado com o número mais alto possível. A ordem de prioridade de dispositivos SCSI é tal que dispositivos com IDs mais altos tem prioridade de acesso ao barramento quanto a arbitragem ocorre durante a fase de seleção.)

Os comentários de Rick de 2001 são ainda opostos: "Eles me chamam de fanático por SCSI. Assim seja - mas meu hardware me mantém à prova do futuro, eu não tenho que rodar camadas bizarras de emulação para endereçar CDRs, eu nunca fico sem IRQs ou tenho que recorrer a compartilhamento de IRQs (devido a 3-4 controladoras ATA cada uma precisando de um, mais adaptadores especiais para scanners, etc.), todos os meus discos rígidos possuem correções em nível de hardware, todos os meus dispositivos de discos/CDs/fitas/etc. suportam um padrão estável ao invés da extensão barata do mês, e eu não tenho que me preocupar com interações adversas no nível do hardware ou driver ao misturar ATA e SCSI".

O estado da arte em dispositivos SCSI é o ultra wide LVD(low voltage differential) de drives SCSI com velocidade de transferência de 320 MB/seg, rodando sobre cabos de 68 pinos (isto é duas vezes mais rápido do que os dispositivos LVD-160 que usamos da última vez). Os vendedores frequentemente chamam discos LVD de "SCSI-3", o que é incorreto, pois a maior parte destes dispositivos não possuem suporte nativo integral para o todo o protocolo SCSI-3, e seria superfluo se tivessem (os comandos extra são projetados para uso com CDs e dispositivos multimedia).

Fast ultra LVDé um pouco mais caro para suportar do que as versões mais antigas do SCSI (para o qual as palavras chave são "single-ended", descrevendo a interface elétrica e narrow, descrevendo a largura de transferencia de dados sobre os conectores antigos de 50 pinos). Desta forma, você provavelmente só encontrará em discos rígidos que são fisicamente capazes de acessar dados da mídia em alta velocidade; dispositivos mais lentos tais como dispositivos de fitas e CDs ainda são construídos usando a variante estreita (narrow) com terminação única.

O padrão LVD-160 define o barramento SCSI, não o drive. Consequentemente, quando usado com um único disco rígido, em um sistema levemente carregado (p.ex., uma máquina Linux com apenas um usuário), o LVD-160 terá apenas um efeito marginal no desempenho do sistema. Isto se dá pois um único disco rígido rodando a plena capacidade usará apenas 15 a 20% da banda disponível. A tecnologia atual não consegue ler mais do que 28 a 30 MB/seg dos discos, menos se uma busca que consuma tempo estiver envolvida. A banda do LVD-160 realmente é vantajosa na sua implementação de múltiplos drives (p.ex. RAID 5) e/ou quanto as atividades produzem a questão frequente dos comandos de acesso ao drive. Esta última condição seria comum em qualquer ambiente que suporte muitos usuários.

Os drives SCSI atuais não são rápidos o suficiente para ocupar mais do que a metade da largura de banda do barramento SCSI, então você deve ter no mínimo dois drives em um único barramento, bombeando dados a toda velocidade sem conseguir esgotá-lo. De fato, se você não mantiver os drives funcionando a plena velocidade todo o tempo, você pode ter 3 a 4 drives em um barramento sem ter problemas na largura de banda do barramento SCSI.