mein Pentium Pro-System (und seine Problemchen)

[Steffchen]

Es gibt Neuigkeiten von der SCSI-Front. Die Platte, der Controller und die Backplane haben ihre Reise gut überstanden - noch einmal Danke!

Nun zu der spannenden Frage: Was bringt? - Interessanter Weise... gar nichts, aber schaut einfach mal selbst auf die Daten.

Zunächst hier noch einmal die alten DCAS-34330 am Onboard-Controller (Adaptec AIC-7880U):

/dev/sda:
Timing buffered disk reads: 24 MB in 3.05 seconds = 7.87 MB/sec

Hier hatte ich ja schon festgestellt, dass dies erstaunlich dicht am vom Datenblatt versprochenen Wert liegt, nämlich 8,1MB/sek. Ich vermute, dass hier der Rest von 0,23MB/sek. irgendwo im Overhead vom System hängen bleibt.

Ich hatte schon erwähnt, dass in einem Karton im Keller noch immer ein paar Ersatzplatten von meiner HPUX-Maschine schlummern, besser gesagt schlummerten. Die habe ich zum Vergleich nun wieder ausgegraben: Es handelt sich um mehrere Quantum ATLAS5-9LVD mit 9,1GByte, ebenfalls mit einem HP-Label ausgestattet. Viel lässt sich über die Platten nicht finden, vermutlich wurden die im Wesentlichen nur in den HPUX-Maschinen verbaut. Hier die ersten Eindrücke von den Platten:

Anhang anzeigen 296395 Anhang anzeigen 296396

Sie hängen dort am LSI-Controller. Die Ergebnisse sind interessant:

Die MAW3300NC:
/dev/sdc:
Timing buffered disk reads: 80 MB in 3.04 seconds = 26.35 MB/sec

Eine einzelne ATLAS5-9LVD:
/dev/sdc:
Timing buffered disk reads: 80 MB in 3.04 seconds = 26.35 MB/sec

Zwei ATLAS5-9LVD im Raid-1:
/dev/sdc:
Timing buffered disk reads: 62 MB in 3.09 seconds = 20.08 MB/sec

Hm. Naja. Immerhin mehr als die DCAS-34330 am Onboard-Controller. Aber nicht wirklich viel mehr, als die IDE-Platte, die ja auch 24.15 MB/sek. geschafft hat. Da nun die MAW3300NC und die ATLAS5-9LVD fast gleich schnell sind, gehe ich davon aus, dass mehr einfach bei dem System aufgrund der Architektur nicht mehr drin ist. Vermutlich sind die gut 26MB/sek. das absolute Maximum, was der alte Chipsatz vom PCI-Bus in den RAM schaufeln kann. Da war ich mit meiner Schätzung von 50MB/sek. doch etwas zu optimistisch.

Was nun noch fehlt ist die Messung am Onboard-Controller, zunächst die ATLAS5-9LVD:
/dev/sda:
Timing buffered disk reads: 56 MB in 3.02 seconds = 18.52 MB/sec

Dann die MAW3300NC:
/dev/sdc:
Timing buffered disk reads: 56 MB in 3.09 seconds = 18.13 MB/sec

So richtig beeindruckend sind die Werte nicht, ich hätte erwartet, dass sie dichter an denen vom LSI-Controller liegen, wenn das begrenzende der Chipsatz ist. Nach Sichtung der Logs ist mir jedoch aufgefallen, dass die ATLAS5-9LVD am LSI-Controller mit FAST-20 WIDE SCSI 40.0 MB/s erkannt werden, am Adaptec aber nur mit FAST-10 WIDE SCSI 20.0 MB/s. Auch die MAW3300NC wird nur mit FAST-10 WIDE SCSI 20.0 MB/s erkannt. Es ist also kein Wunder, dass die 26MB/sek. nicht erreicht werden. Woran kann das liegen? Im BIOS vom Adapter-Controller lässt sich 40.0 einstellen:

Anhang anzeigen 296402

Viele Grüße,
Steff

 

[GuaRd!aN]

Heyho,

freut mich, dass die Sachen gut angekommen sind. Magst du mir mal ein $lspci online stellen. Das halte ich ja für eigenartig, dass die I/O-Leistung da einfach am Ende ist. Ich habe gerade mal in die ARK von dem Pentium Pro geschaut. Alle drei Modelle (256k/512k/1M) haben nur einen Systemtakt von 66Mhz. Zusätzlich wäre eine Großaufnahme des MBs cool, weil man dann mal nach den Onboard-Komponenten suchen kann.

Das was das Bild hergibt ist meiner Meinung nach folgendes: Es handelt sich nach deiner Aussage um den PIIX Chipsatz. Allerdings liefert die Zahlenfolge von den PCIset Chips (82371), dass es sich um den PIIX4 (Southbridge) handelt. Diese kann beispielsweise auf dem IDE Controller UDMA33. Ich weiß aber nicht genau, wie die DMA-Fähigkeiten der anderen Komponenten sind. Wenn wir aber zugrunde legen, dass der Systemweite Bus mit 66MHz arbeitet, sollte das rechnerisch mit 66MHz * 32bit für 264MB/s auf dem Systembus reichen.
Der AIC-7880 scheint mir nach den spärlichen Suchergebnissen ein 32bit 33MHz PCI SCSI-Controller zu sein. Also kann dieser theoretisch bei 33Mhz und einem 4Byte breiten Bus 132 MB/s liefern. Damit liegt der Flaschenhals nicht bei der Bustopologie. (Nehmen wir einfach an, dass dort sonst gerade nicht viel los ist.)

Der nächste Verdächtige ist dann wohl der SCSI Bus selbst. Der AIC-7880 ist ein Ultra Wide SCSI (SCSI-3) Controller. Also sind auf dem Bus maximal 40MB/s als synchroner Mode drin. Genauer gesagt arbeitet die Signalisierung auf dem Bus mit 20MHz und es können zwei Byte simultan übertragen werden. Das ergibt eine Brutto-Geschwindigkeit von 40MB/s. Ich finde nichts dazu, wie groß üblicherweise der Overhead durch die SCSI-Commands ist, aber ich glaube, dass 26MB/s für einen SCSI-3 Bus gar nicht so schlecht sind. Hast zu zufällig einen AHA-2940 irgendwo herumliegen? Alternativ könntest du mal von eBay einen AHA-19/29160 probieren. Der funktioniert tadellos im 32Bit PCI Slot.

Zum Overhead: Der Controller, den ich dir geschickt habe: Ich habe noch eine 4-er Backplane, und daran habe ich mal 4 73-er Disks angeschlossen und ein Software-RAID unter Linux auf den einzelnen logischen Volumes aufgebaut. Dabei bin ich auf einem U-160 Controller auf 122MB/s gekommen. Da ist nun die Frage warum: Der PCI Bus gibt mehr her. Eine Dual-Port-Ethernet-Karte auf dem selben Bus (nicht parallel getestet) liefert erwartungsgemäß mit LACP 130MB/s von meinem NAS. Also ist meine Vermutung, dass ca. 1/4 der maximalen Buskapazität eines SCSI Controllers auf Commands entfallen. (Ich weiß der Vergleich ist auf zu unterschiedlichen Plattformen durchgeführt worden, es ist mehr eine Intuition.) Wenn das stimmt, dann ist das GENAU dein Messwert.

Eine weiterer Controller Alternative ist der AHA-2940U2W. Das ist dann die Ultra-2-SCSI Variante des 2940, der 80MB/s Sync schaffen sollte. Ich vermute mal, dass du an das Limit deines SCSI Controllers stößt. Warum die Disks allerdings an dem Onboard Controller nur mit 10MHz angesprochen werden ist schwierig zu sagen. Entweder der Controller kommt mit der Backplane nicht richtig klar: Die Läuft ja asynchron zum Bus. Vielleicht zwingt dies den Controller langsamer zu arbeiten? Ich suche danach, aber adhoc habe ich dazu keine brauchbare Idee.

Viele Grüße

 

[Tweakstone]

Wegen der 10MB/s Aushandlung: Bevor es den LVD Standard gab, gab es den SE (Single Ended) Standard, der meines Wissens nur wesentlich kürzere Kabel unterstützte. Ich könnte mir vorstellen, dass das Kabel für den Onboard Controller zu lang ist oder ihm in Kombination mit der HDD nicht schmeckt. Zu SCSI-3 Zeiten gab es jedenfalls noch kein LVD.

 

[Steffchen]

... Magst du mir mal ein $lspci online stellen. ... Zusätzlich wäre eine Großaufnahme des MBs cool, weil man dann mal nach den Onboard-Komponenten suchen kann. ...

Sollst Du beides haben. Ich habe versucht so viel ich konnte aus meinem Gammelapperat heraus zu holen. Dabei ist dieses Bild entstanden: http://thebackend.de/~steff/W6Li/IMG_0022.JPG
Hier sonst noch ein paar Aufnahmen des Chipsatzes:

Anhang anzeigen 296491	Anhang anzeigen 296492	Anhang anzeigen 296493
Data Bus Accelerator (82442FX)	PCI and Memory Controller (82441FX)	PCI ISA IDE XCelerator (82371SB)

Die Bilder stammen wieder vom zweiten Board, das ich nicht am Laufen habe. Die verbauten Chips sind aber identisch.

Hier die Ausgabe von lspci:
# lspci
00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 440FX - 82441FX PMC [Natoma] (rev 02)
00:07.0 ISA bridge: Intel Corporation 82371SB PIIX3 ISA [Natoma/Triton II] (rev 01)
00:07.1 IDE interface: Intel Corporation 82371SB PIIX3 IDE [Natoma/Triton II]
00:07.2 USB controller: Intel Corporation 82371SB PIIX3 USB [Natoma/Triton II] (rev 01)
00:08.0 SCSI storage controller: Adaptec AIC-7880U
00:0f.0 Multimedia audio controller: Creative Labs SB Live! EMU10k1 (rev 06)
00:0f.1 Input device controller: Creative Labs SB Live! Game Port (rev 06)
00:10.0 VGA compatible controller: Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] 3D Rage Pro PCI (rev 5c)
00:11.0 SCSI storage controller: Adaptec AIC-7892A U160/m (rev 02)
# lspci -v -s00:08.0
00:08.0 SCSI storage controller: Adaptec AIC-7880U

Flags: bus master, medium devsel, latency 64, IRQ 18
I/O ports at f400 [disabled]
Memory at f0dff000 (32-bit, non-prefetchable) [size=4K]
[virtual] Expansion ROM at 30040000 [disabled] [size=64K]
Kernel driver in use: aic7xxx​

# lspci -v -s00:11.0
00:11.0 SCSI storage controller: Adaptec AIC-7892A U160/m (rev 02)

Subsystem: Adaptec 29160 Ultra160 SCSI Controller
Flags: bus master, 66MHz, medium devsel, latency 72, IRQ 17
BIST result: 00
I/O ports at e800 [disabled]
Memory at f0dfd000 (64-bit, non-prefetchable) [size=4K]
[virtual] Expansion ROM at 30020000 [disabled] [size=128K]
Capabilities: [dc] Power Management version 2
Kernel driver in use: aic7xxx​

Ich habe nach ein wenig Graben noch einen Adaptec 29160 gefunden, mehr dazu weiter unten.

... Es handelt sich nach deiner Aussage um den PIIX Chipsatz ... Der AIC-7880 scheint mir nach den spärlichen Suchergebnissen ein 32bit 33MHz PCI SCSI-Controller zu sein. ...

Nein, es handelt sich um einen PIIX3. Die Chips lassen sich an den Buchstaben nach 82371erkennen. 82371SB steht dabei für den PIIX3 (82371FB - PIIX, 82371AB - PIIX4, und noch ein paar Spezialvarianten). Der PIIX3 kann kein UDMA-Modus auf den IDE-Ports. Nach Datenblatt ist bei PIO-Mode 4 und 22MB/sek. Schluss.
Der PCI-Bus läuft mit 33MHz, mehr findet man denke ich erst auf Server-Boards der späteren PIII-Generation. Ich habe nun auch das CD-ROM-Laufwerk mal abgestöpselt, so dass die HDDs als einzige am Onboard-AIC-7880 hängen. Aber selbst dann wird nicht mehr als FAST-10 / WIDE ausgehandelt. Der Controller selbst scheint aber auch nicht als Wide-fähig erkannt zu werden:
[ 6.132549] scsi0 : Adaptec AIC7XXX EISA/VLB/PCI SCSI HBA DRIVER, Rev 7.0

<Adaptec aic7880 Ultra SCSI adapter>
aic7880: Ultra Single Channel A, SCSI Id=7, 16/253 SCBs​

Wie oben schon erwähnt, habe ich noch einen Adaptec 29160 (AIC-7892A U160) gefunden. An diesem werden die HDDs mit FAST-20 / WIDE erkannt. Es liegt also definitiv am Controller. Die Backplane ist hier nicht schuld.

Anhang anzeigen 296487

Um die Theorie zu bestätigen, dass es am Durchsatz vom ganzen System liegt, müsste ich nun vermutlich mal eine Gigabit-Netzwerkkarte auftreiben. Die Idee finde ich nicht schlecht. Die tatsächliche Übertragungsrate bekommt man mit den Kernel-Statistiken sicherlich raus.

Wegen der 10MB/s Aushandlung: Bevor es den LVD Standard gab, gab es den SE (Single Ended) Standard, der meines Wissens nur wesentlich kürzere Kabel unterstützte. Ich könnte mir vorstellen, dass das Kabel für den Onboard Controller zu lang ist oder ihm in Kombination mit der HDD nicht schmeckt. Zu SCSI-3 Zeiten gab es jedenfalls noch kein LVD.

SE geht aber auch bis 80MB/s (U2W). Die Anforderungen an das Kabel werden zwar mit den höheren Übertragungsraten kritischer... aber ich habe hier ein Kabel mit einer Länge von 80cm. Das sollte in keinem der Übertragungsmodi zu irgendwelchen Problemen führen. Bisher erkennt der Onboard-Controller keine der Platten mit mehr als FAST-10, obwohl alle drei Platten dies unterstützen (geprüft mit dem Adaptec 29160). Ich glaube ehr, dass den Onboard-Adapter irgendetwas anderes hindert.

Viele Grüße,
Steff

EDIT: Die Meldung weiter oben, dass es sich beim 7880er nicht um Wide-SCSI handelt, ist Blödsinn. Anscheinend gibt nur der Treiber den Modus aus, in dem der Adapter läuft.. und das ist, wenn keine HDDs angeschlossen sind, eben nicht Wide. So schauts mit HDDs aus:
[ 6.088056] scsi0 : Adaptec AIC7XXX EISA/VLB/PCI SCSI HBA DRIVER, Rev 7.0

<Adaptec aic7880 Ultra SCSI adapter>
aic7880: Ultra Wide Channel A, SCSI Id=7, 16/253 SCBs​

 

[GuaRd!aN]

Die Übertragungsrate liefern die Tools (falls du sie installieren kannst) $bwm-ng oder noch deutlich hübscher $iptraf. Mit $iperf kannst du das ganze auch einfach nur Socket-basiert testen.
Sonst wäre meine Vermutung nun auch langsam der Controller. Eine neue Firmware wird man für diesen wohl kaum noch finden, nehme ich an.

 

[Steffchen]

Die Idee mit der Gigabit-Karte hat sich als nicht wirklich Zielführend erwiesen. Ich habe statt dessen einen SATA-Controller von 3ware (8506-4LP) in das System gestopft und zusammen mit einer SSD die Lesegeschwindigkeit gemessen. Wir erwartet liegt ist der gemessene Wert (27.52MB/sek., siehe Screenshot) wieder sehr dicht am Maximum der fixen SCSI-Platten. Ich bleibe also der Überzeugung, dass es einfach an dem System liegt, dass ich nicht mehr Durchsatz erreiche. Ebenfalls schuldig bin ich noch einen Screenshot mit laufendem I3 schuldig. Dies hole ich hiermit nun auch nach:

Anhang anzeigen 297797 Anhang anzeigen 297798

I3 läuft auch auf dem alten System ausreichend fix, lediglich beim Öffnen eines neuen Fensters ist es leicht hakelig, da dann ein Großteil neu gezeichnet werden muss. Die Auflösung von 1280x1024 ist für den mickrigen Videospeicher der Rage Pro von 2MB natürlich viel zu groß, wodurch die 2D-Beschleunigung auf der Strecke bleibt.

Ganz vorbei ist die PPro-Aktion aber noch nicht. Ich besitze schon sehr lange eine ISA ATI-TV-Karte, die über ein 40-poliges Kabel an eine geeignete ATI Vga-Karte angeschlossen werden kann. Erklärtes Ziel ist es dieser alten Karte, die noch nie offiziell vom Linux-Kernel unterstützt wurde, ein Bild zu entlocken. Wie es der Zufall will kommt bei mir immer noch ein analoges TV-Signal aus der Wand - es heißt also jetzt, oder nie. Hier ein kleiner Teaser der Karte im bereits eingebaute, aber nicht angeschlossenem Zustand:

Anhang anzeigen 297801

Die Karte war btw. auf diversen anderen Bildern schon zu sehen.

Viele Grüße,
Steff