Storage Spaces käyttöjärjestelmässä Windows 10

Toimistotyössä tietokoneet ovat verraton työväline – tai oikeastaan kokonainen työkalupakki. Nopeus on valttia ja pullonkaulat hidastavat koko konetta ja samalla mahdollisesti koko toimiston kykyä käsitellä tietoja nopeasti.

Prosessorien, muistien, näytönohjainten kehittyessä huimaa vauhtia, pullonkaulaksi jää usein koneen oma tallennustila eli kiintolevy. Teknologian harppaukset tällä saralla ovat antaneet periksi erityisesti SSD-asemien myötä, mutta ne ovat toistaiseksi perinteistä magneettilevyä kalliimpia suhteessa tallennustilaan.

Koska tallennustilan asentaminen ei ole sitä jokapäiväistä toimistotyötä, päätimme testata erilaisia tallennustilakokoonpanoja. Näin voimme tarjota aidosti nopeinta tallennustilaa myös tulevaisuuden asiakasasennuksissa. Sovellamme tämän ja muiden testiemme tuloksia helpottamaan toimiston arkea.

Testikokoonpano

Testipenkkinä – eli koneessa jossa näitä tallennusratkaisuja testataan – on uudenkarhea kokoonpano:
Emolevy: Maximus VIII Ranger
Prosessori: Intel i7-6700K (4.0 GHz)
Muisti: 4 x Corsair CL15 DDR4 3000MHz (XMP) 8GB, yhteensä 32 GB
Käyttöjärjestelmälevy: Samsung EVO SSD 500 GB
Näytönohjain: ASUS GTX 980 Strix

Kokoonpanossa ei ole mitään ihmeellistä, mutta pullonkaulaa siitä ei löydy.

Levypakkojen nopeutta testaamme CrystalDiskMark 5.0.2 x64 -ohjelmalla.

Testissä huomioidaan seuraavat tallennusvälineet tavalla tai toisella:

Intel 910 800 GB PCIe SSD (oikeasti 4 eri levyä samassa palikassa)
Western Digital Caviar Green 3 TB x 2
Western Digital Caviar Green 2 TB

Kaikki levyt alustetaan tyhjiksi testejä varten. Kaikki muut tiedostojärjestelmämuutokset ja alustukset tehdään Windows 10 Disk Management -käyttöliittymällä, paitsi Storage Spaces -testit, jotka tehdään Windows 10 ohjauspaneelin Storage Spaces -valikon alta.

Testit

1. testi, 13.7.2016 kello 16.05
Western Digital Caviar Green 3 TB NTFS
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
3TB NTFS

2. testi, 13.7.2016 kello 16.08
Western Digital Caviar Green 3 TB exFAT
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
3TB exFAT

Näyttää siltä, että NTFS antaa aavistuksen paremmat tulokset sekä luku- että kirjoitustestissä. Ajetaan samat testit vielä 2 TB kiintolevyllä.

3. testi, 13.7.2016 kello 16.13
Western Digital Caviar Green 2 TB NTFS
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
2TB NTFS

4. testi, 13.7.2016 kello 16.21
Western Digital Caviar Green 2 TB exFAT
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
2TB exFAT

Saimme melko samat testitulokset NTFS:n ja exFAT -tiedostojärjestelmistä kahden teratavun kiintolevyllä. Testataanpa sitten peilattuja kolmen teratavun levyjä. Peilaaminen tarkoittaa sitä, että molemmille levyille tallennetaan samat tiedot, jotta toisen levyn rikkoutuessa tiedot eivät katoa.

5. testi, 13.7.2016 kello 16.28
Western Digital Caviar Green 3 TB x 2 NTFS Mirrored
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
Mirror 2x3TB NTFS

Merkittävää hyötyä aiempaan testiin verrattuna ei kirjoitus- tai lukunopeudessa ole peilatulla levyllä. Tiedot tallentuvat kahteen kertaan, joten hyöty on nimenomaan siinä, ettei tärkeä data katoa. Testataan seuraavaksi suoritustehon nostoon suunniteltu raidoitus eli striping samoilla levyillä.

6. testi, 13.7.2016 kello 16.35
Western Digital Caviar Green 3 TB x 2 NTFS Striped
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
Stripe 2x3TB NTFS

No johan pomppas, nopeudet nimittäin. Vaikuttaa ihan siltä, että olisi laitettu kaksi levyä rinnakkain ja tallennettu tietoja pala kerrallaan vuorotellen levyjä – ja niin juuri on tehty. Peräkkäin luettava ja kirjoitettava data (Seq eli sequential) hyötyy tästä merkittävästi. Satunnaisluetut ja -kirjoitetut kohdat levyistä (kuvissa 4K) eivät niin paljoa tästä hyödy. Toimistokäytössä tästä voi kuitenkin olla iloa. Valitettavasti toisen levyn hajotessa molempien levyjen tiedot katoavat, joten varmuuskopiointi on välttämätöntä. Saadaankohan tästä nopeampi lisäämällä vielä se kahden teratavun levy samaan raidoitettuun pakkaan?

7. testi, 13.7.2016 kello 16.41
Western Digital Caviar Green 3 TB x 2 ja Western Digital Caviar Green 2 TB NTFS Striped
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
Stripe 2x3TB+2TB NTFS

Kyllähän se nopeus siitä vielä nousi. Mainittakoon, että raidoituksessa kaikki levyt voivat käyttää pakassa enintään pienimmän levyn verran dataa – eli kaikkien levyjen osiot ovat saman kokoisia. Käytännössä siis raidoitettavaa tallennustilaa kahden kolmiteraisen levyn kanssa on yhtä paljon, kuin silloin, jos pakkaan lisätään vielä yksi kahden teran levy. Mainittakoon vielä kertaalleen, että jos yksikin näistä raidoitetuista levyistä hajoaa, menetetään kaikkien samassa raidoituksessa olevien levyjen tiedot.

Testataanpa sitten Intel 910-sarjan hurja PCIe SSD. Tuolla PCIe väylään sopivalla kortilla on tavallaan neljä eri SSD-levyä. Ensimmäisenä on hyvä selvittää yksittäisen levyn nopeus.

8. testi, 13.7.2016 kello 16.53
Intel 910-series PCIe SSD vain yksi levy NTFS
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
Intel 910 single SSD

Lienee sanomattakin selvää, että SSD on testin perusteella nopea. Erityisesti nuo ei-peräkkäin olevien tietojen kirjoittamiset ja lukemiset ovat aivan eri luokkaa perinteiseen kiintolevyyn verrattuna. Laitetaan testiin hieman perspektiiviä poikkeamalla alkuperäisestä suunnitelmasta, ja testataan tuo järjestelmälevy eli Samsung EVO 850-sarjan 500 GB SSD.

9. testi, 13.7.2016 kello 17.01
Samsung EVO 850-sarjan 500 GB SSD NTFS
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
Samsung EVO 850-sarjan 500 GB SSD

Testissä kävi ilmi, että SATA-piuhassa kiinni oleva kelvollinen SSD-levy vie voiton selvästi kaikilla osa-alueilla. Laitetaan raidoitus kaikkiin neljään PCIe-väylän SSD-levyyn ja tulkitaan tuloksia hetken kuluttua.

10. testi, 13.7.2016 kello 17.05
Intel 910-series PCIe SSD neljä levyä NTFS Striped
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
Intel 910 quad SSD

Nyt päästiin taas aivan uudelle tasolle. Neljä PCIe-väylän SSD-levyä raidoitettuna voittaa lähes kaikilla osa-alueilla yksittäisen SATA-väylän SSD:n ja helposti myös perinteisten kiintolevyjen kokoonpanot kaikilla osa-alueilla. Testataanpa laittaa sekä perinteiset kiintolevyt SATA-väylästä, että SSD-levyt PCIe-väylästä samaan raidoitettuun pakkaan. Mitähän tapahtuu?

11. testi, 13.7.2016 kello 17.11
Intel 910-series PCIe SSD neljä levyä ja Caviar Green 3 TB x 2 ja Caviar Green 2 TB  NTFS Striped
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
Kaikki testilevyt Striped

Pakan hitaus johtuu siitä, että luettaessa ja kirjoitettaessa dataa SSD-levyt joutuvat odottamaan perinteisiä HDD-levyjä. HDD-levyjen vasteaika on merkittävästi pidempi, mutta seuraavaan luettavaan tai kirjoitettavaan kohtaan levyllä ei voi siirtyä omia aikojaan, vaan kaikkien levyjen on toimittava synkronoidusti. Kannattaa siis asettaa pakkoihin mahdollisimman samankaltaisia levyjä.

Testit II

Ensimmäiset testit taustoittivat artikkelin varsinaista asiaa, eli Windows 10 Storage Spaces -mahdollisuutta. Storage Spaces on tavallaan kaiken edellä mainitun korvaaja, jonka on ajateltu riittävän sekä kotioloihin että kaikkiin toimistotarpeisiin ja jopa datakeskuksiin. Testataanpa Microsoftin tuote.

Ensimmäisenä heitetään yksi kolmen teran levyistä pakkaan ja testataan muuttuvatko nopeudet. Toistamme siis ensimmäisen testin Storage Spacesin kautta.

12. testi, 13.7.2016 kello 17.25
Western Digital Caviar Green 3 TB Storage Spaces NTFS
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
3TB NTFS SS

Ihan mielenkiintoista huomata, että Storage Spaces lähinnä hidasti yhden levyn tuloksia. Testataan kahden kolmen teratavun levyn peilaamista Storage Spacesissa seuraavaksi. Testi on käytännössä sama kuin aiempi 5. testi.

13. testi, 13.7.2016 kello 17.31
Western Digital Caviar Green 3 TB x 2 Storage Spaces NTFS Mirrored
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
Mirror 2x3TB NTFS SS

Testitulokset pyörivät melko samoissa luvuissa 5. testin kanssa. Storage Spacesia käyttäessä NTFS:n sijaan voi levyjä peilatessa valita tiedostojärjestelmäksi myös uudemman REFSin. REFS on ilmeisesti jollain tavalla itseään korjaava ja uudempi on aina parempi tai jotain. Testataanpa peilausta sen kanssa.

14. testi, 13.7.2016 kello 17.37
Western Digital Caviar Green 3 TB x 2 Storage Spaces REFS Mirrored
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
Mirror 2x3TB REFS SS

Näyttää siltä, että REFS jää ainakin tässä testissä lukunopeudessa hieman NTFS:n taakse. Kirjoitusnopeudet ovat käytännössä pääasiassa samat. Testataan vielä NTFS-tiedostojärjestelmässä kaikkia kolmea HDD-kiintolevyä dataturvaa antavassa parity-tilassa. Parity eli pariteetti suojaa dataa jos yksi levyistä hajoaa kesken käytön.

15. testi, 13.7.2016 kello 17.45
Caviar Green 3 TB x 2 ja Caviar Green 2 TB Storage Spaces NTFS Parity
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
Parity 2x3TB+2TB NTFS SS

Pariteetti suojaa dataa, mutta hintana on nopeus – erityisesti levylle kirjoittamisessa. Lukeminen on kahden kolmen teratavun levyn lukunopeutta nopeampaa, mutta kirjoittaminen merkittävästi hitaampaa. Testataan seuraavaksi kaikkien kolmen HDD-levyn liittämistä virtuaaliseksi Storage Spaces -tallennustilaksi. Osaako Storage Spaces hyödyntää levyjä erillisinä kuten raidoitus?

16. testi, 13.7.2016 kello 17.55
Caviar Green 3 TB x 2 ja Caviar Green 2 TB Storage Spaces NTFS
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
2x3TB+2TB NTFS SS

Tulokset vastaavat yksittäisen levyn nopeuksia, joten voitaneen tulkita, ettei Storage Spaces raidoita levyjä. Laitetaanpa SSD:t mukaan soppaan ja testataan peilauksen uutta astetta, eli Storage Spaces Three-way mirror. Kaikesta kirjoitettavasta datasta tehdään kolme kappaletta, jotta data on turvassa vaikka kaksi levyistä hajoaisi. Tämä vaatii ainakin viisi levyä pakkaan, joten testataan kolmella HDD:lla ja neljällä SSD:llä, jotka ovat aiemmista testeistä kaikille tuttuja.

17. testi, 13.7.2016 kello 18.01
Intel 910-series PCIe SSD neljä levyä ja Caviar Green 3 TB x 2 ja Caviar Green 2 TB Storage Spaces  NTFS 3-way Mirrored
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
Kaikki testilevyt 3-way mirror SS

No nämäkään tulokset eivät nopeuden puolesta kyllä ketään yllätä ainakaan positiivisesti. Datan turvaaminen on tietenkin parasta ikinä, mutta levynopeuden pullonkaulaa tällä ei ylitetä. Otetaanpa HDD:t pois hidastamasta ja testataan neljällä SSD:llä Storage Spaces pariteetti-tilaa.

18. testi, 13.7.2016 kello 18.08
Intel 910-series PCIe SSD neljä levyä Storage Spaces NTFS Parity
1 GB kirjoitus- ja lukutesti, toistetaan 2 kertaa
Intel 910 quad SSD SS Parity

Lukunopeudet ovat hyvät, mutta kirjoitusnopeuksissa jäädään jälkeen jopa yksittäistä SSD-asemaa PCIe-väylässä.

Lopuksi

Toimistoympäristössä, pelatessa tai oikeastaan missään normaalitapauksessa on turhaa vaivautua Storage Spaces -työkalun käyttäjäksi virtuaalilevyjen hallinnoimiseksi. Testitulokset sen kanssa olivat kauttaaltaan huonoja. Kiintolevyjen päivittäminen SSD-levyihin, mahdollisesti raidoitus ja hyvä varmuuskopiointi säästävät sekä levytilaa että nopeuttavat työskentelyä. Pariteetti oli oikeastaan ainoa lupaava Storage Spaces -työkalun tarjoama helppo muutos työympäristöön, joka saattaisi nopeuttaa työskentelyä ja kestäisi jopa yhden levyn hajoamisen – mutta sen kustannukset ovat melko korkeat sillä pariteetti vaatii vähintään kolmen levyn sijoittamista pakkaan.

Kaikki testissä käytetyt laitteet ja osat on ostettu ja testatessa on pyritty olemaan objektiivisia. Toivottavasti tästä on iloa myös muille kuin meille.

Helppo muistisääntö: SSD kaikkeen työskentelyyn, tiedonsiirtoon ja tallentamiseen, backupit perinteiselle kiintolevylle.