Controller

Die passenden Controller für Ihre Server, Workstations und Storagesysteme

Entscheidende Komponenten für die Speicherleistung und Zuverlässigkeit von IT-Systemen sind Controller, die unter anderem zur Verwaltung der Speichermedien eingesetzt werden. Für die verschiedenen Übertragungsstandards SATA, SAS und NVMe sind dabei unterschiedliche Modelle erhältlich, die sich durch die für den jeweiligen Anwendungsbereich erforderlichen Eigenschaften und Features auszeichnen. Des Weiteren ermöglichen etwa Remote Controller den Fernzugriff auf Serversysteme, um neben einer vereinfachten Administration komplexer IT-Infrastrukturen auch ein schnelles Eingreifen bei auftretenden Problemen an weiter entfernten Standorten zu gewährleisten. Damit ist die Fernwartung ein wichtiges Werkzeug zur Serververwaltung, wobei Remote Controller durch den vom Betriebssystem unabhängigen Zugriff per Webinterface oder über spezielle Management Software auch im Fall schwerwiegender Störungen eine gezielte Fehlerdiagnose oder Firmware-Updates erlauben.

Bei der Auswahl geeigneter Controller zur Erweiterung vorhandener Serverlösungen oder auch als Ersatzteile ist allerdings zu beachten, dass Systeme der verschiedenen Hersteller je nach Modell und Generation häufig nur spezifische Controller unterstützen. So bieten etwa HPE ProLiant Server Kompatibilität zu Smart Array Controllern für die Speicherverwaltung und iLO Management Modulen (integrated Lights-Out) zur Fernwartung. Dagegen unterstützen Dell PowerEdge Systeme mit den PERC Controllern (PowerEdge RAID Controller) und iDRAC Remote Management Adaptern (integrated Dell Remote Access Controller) die in Aufgabe und Funktion vergleichbaren Komponenten des Herstellers. Zur Installation der Controller-Karten kann modellabhängig oft ein PCIe (PCI-Express) Slot auf dem Mainboard oder dem Riser genutzt werden. Es existieren jedoch auch proprietäre Steckplätze wie AROC (Adaptive RAID On Chip), die nur speziell für das jeweilige System entwickelte Lösungen aufnehmen können.

SATA Controller - Für Systeme mit kosteneffizientem Massenspeicher

Die SATA-Schnittstelle (Serial Advanced Technology Attachment) ist ein älterer, jedoch weitverbreiteter Standard zum Anschluss kostengünstiger SATA-Festplatten. Aufgrund der im Vergleich zu neueren Schnittstellen relativ geringen Übertragungsgeschwindigkeit von maximal 6 Gbit/s und den begrenzten Verwaltungsmöglichkeiten, eignen sich SATA-Systeme häufig als budgetorientierte Lösungen für Anwendungen mit dem Fokus auf erschwingliche Kapazität und einfaches Speichermanagement. Der SATA Controller steuert dabei die Kommunikation zwischen dem Host und den Speichermedien, verwaltet die Konfiguration der Laufwerke sowie den Datentransfer. Abhängig von der benötigten Speicherkapazität und Zugriffsgeschwindigkeit unterstützen SATA Controller sowohl den Betrieb von traditionellen HDD Festplatten (Hard Disk Drive) als auch den Einsatz schneller SSD Laufwerke (Solid State Drive). Somit ist durch die hohe Kompatibilität des SATA Standards auch bei älteren Servern eine flexible Anpassung des Massenspeichers an steigende Anforderungen möglich. Da heute nahezu alle Mainboards mit integrierten SATA Ports ausgestattet sind, verlieren optionale Controller-Karten für diese Schnittstelle allerdings mehr und mehr an Bedeutung.

SAS Controller zum Einsatz in skalierbaren und zuverlässigen Speicherlösungen

Mit Controllern zur Nutzung der neueren und leistungsfähigeren SAS-Schnittstelle (Serial Attached SCSI) lässt sich durch die höhere Übertragungsgeschwindigkeit der kompatiblen SAS-Festplatten für die verschiedenen Generationen des Standards eine gesteigerte Speicherleistung erreichen, dabei ermöglichen erweiterte Optionen zur Laufwerksverwaltung zudem eine hervorragende Skalierbarkeit. So werden SAS-Systeme häufig in Bereichen eingesetzt, die etwa zum Betrieb großer Datenbanken und virtualisierter Umgebungen von hohen Übertragungsraten und Zuverlässigkeit profitieren. SAS Controller unterstützen dabei ebenfalls sowohl HDD als auch SSD Festplatten, und erfüllen mit Funktionen zur Fehlererkennung sowie zum Aufbau komplexer Storage Domänen mit vielen Festplatten oft die Anforderungen moderner Rechenzentren und schnell wachsender IT-Infrastrukturen großer Unternehmen.

Um eine große Anzahl an Laufwerken für hohe Speicherkapazitäten zu nutzen, können die SAS Ports des Controllers etwa durch den Einsatz zusätzlicher SAS-Expander erweitert werden, was den Anschluss weiterer Speichermedien und Backplane Boards erlaubt. Zudem verfügen verschiedene Controller über einen HBA-Modus (Host Bus Adapter) zur Nutzung externer Speichergeräte. Dies ermöglicht, Server mit vorhandenen Storage-Umgebungen zu verbinden und auf die gespeicherten Daten zuzugreifen.

Zur Steigerung des Datentransfers unterstützen SAS Controller außerdem häufig Cache-Module mit unterschiedlichen Kapazitäten, die als Zwischenspeicher genutzt werden. Diese Speicherbausteine bieten schnelle Zugriffsgeschwindigkeiten und sorgen somit für geringe Latenzzeiten beim Lesen und Schreiben von Daten. Der Cache kann zudem bei einem Stromausfall vor Datenverlust schützen. Dazu werden kompatible Controller mit BBUs (Battery Backup Unit) ausgerüstet, die als Puffer dienen und durch das Batteriemodul für kurze Zeit die Stromversorgung des Controllers gewährleisten. So können im Fall einer Störung ausstehende Schreibvorgänge vor der Systemabschaltung abgeschlossen werden.

NVMe Controller - Höchste Storage Performance mit modernen SSDs

Als modernster und leistungsfähigster Standard ermöglichen NVMe Controller (Non-Volatile Memory Express) durch die Unterstützung besonders performanter NVMe-SSD Laufwerke die höchsten Geschwindigkeiten und geringsten Latenzzeiten bei der Datenübertragung. Das NVMe Protokoll nutzt dabei die PCI-Express Schnittstelle (PCIe) des Servers und ermöglicht so die Kommunikation zwischen Hostsystem und Flash-Speicher mit hoher Bandbreite. NVMe Controller eignen sich somit ideal für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Speicherleistung wie Datenbanken, Echtzeit-Analytik und Virtualisierung. Zur Realisierung individueller und erweiterbarer Speicherlösungen bieten Tri-Mode Controller eine hohe Flexibilität, indem sie neben NVMe ebenfalls die Standards SATA und SAS unterstützen. Kompatible Systeme erkennen dabei, welche Festplattentypen installiert sind und verwalten diese mit dem jeweiligen Übertragungsprotokoll. Abhängig von Modell und Generation eines Servers lassen sich die NVMe Anschlüsse außerdem häufig durch den Einsatz passender Adapter und Extender erweitern.

RAID Controller - Ausfallsicherheit und Leistungsverbesserung durch Redundanz

Eine zentrale Aufgabe von Storage Controllern ist die Verwaltung der angeschlossenen Festplatten in einer RAID (Redundant Array of Independent Disks) Konfiguration und die Steuerung der Datenverteilung auf den Laufwerken. Durch die Kombination der Festplatten eines Servers zu einem logischen Laufwerk lässt sich sowohl das Risiko von Datenverlust reduzieren als auch die Leistung bei Lese- und Schreibzugriffen erhöhen. Dabei ist der ausgewählte RAID-Level entscheidend für die Art der Laufwerksorganisation und bietet jeweils unterschiedliche Eigenschaften und Vorteile. Bei der Auswahl von Controllern für Serversysteme ist es demnach wichtig zu beachten, dass die erforderlichen RAID-Level für die benötigte Konfiguration unterstützt werden um die individuellen Anforderungen an Leistung, Datensicherheit und Speicherkapazität zu erfüllen.

Eigenschaften und Vorteile verbreiteter RAID-Level

• RAID 0: Daten werden in Streifen über mehrere Laufwerke verteilt, um die Lese- und Schreibgeschwindigkeit zu erhöhen, daher wird hier häufig der Begriff Striping verwendet. Es fehlt jedoch die Redundanz, was bedeutet, dass der Ausfall eines einzigen Laufwerks zum vollständigen Datenverlust führen kann. Dieser RAID-Level eignet sich unter anderem zur Medienbearbeitung, wenn hohe Leistung wichtiger ist als Datensicherheit.
• RAID 1: Durch Spiegelung werden sämtliche Daten dupliziert, was zu einer hohen Ausfallsicherheit führt, da ein Laufwerksdefekt keinen Datenverlust zur Folge hat. Es kommt jedoch zu keiner Leistungssteigerung. Somit eignet sich RAID 1 für Anwendungen, bei denen die Sicherheit kritischer und sensibler Daten oberste Priorität hat.
• RAID 10: Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus RAID 1 und RAID 0. Spiegelung sorgt für erhöhte Datensicherheit und Striping für verbesserte Leistung. RAID 10 ist allerdings kostenintensiver, da die Hälfte der Laufwerke für die Datenspiegelung verwendet wird. Diese Konfiguration eignet sich etwa für anspruchsvolle Anwendungen wie Datenbanken, die sowohl von hoher Leistung als auch von Datensicherheit profitieren.
• RAID 5: Durch die Verteilung von Daten und Paritätsinformationen über mehrere Festplatten kann bei RAID 5 eines der Laufwerke ohne Datenverlust ausfallen, da diese Daten wiederhergestellt werden können. Die Kombination aus Leistung, Datensicherheit und Speicherkapazität eignet sich häufig ideal für Dateiserver.
• RAID 50: Diese Kombination bietet Redundanz durch mehrere RAID 5 Arrays und verteilt Daten in Streifen, um die Leistung zu verbessern. Dadurch kommt es jedoch zu einem etwas höherem Verwaltungsaufwand für die Laufwerke. Dieser RAID-Level kann unter anderem für Video-Streaming Server genutzt werden.
• RAID 6: Im Vergleich zu RAID 5 arbeitet RAID 6 mit zusätzlichen Paritätsinformationen, wodurch hier insgesamt zwei Festplatten ohne Datenverlust ausfallen können. Die somit erhöhte Datensicherheit erfüllt oft die hohen Anforderungen von Unternehmensanwendungen zur Verarbeitung sensibler Daten.
• RAID 60: Wie bei RAID 50 werden hier Redundanz und Leistungssteigerung kombiniert, indem mehrere RAID 6 Arrays und die Striping Technologie verwendet werden. So ergeben sich mit erhöhter Datensicherheit und Leistung vergleichbare Vorteile für den Betrieb großer Datenbanken, die jedoch ebenfalls wieder mit einem höheren Verwaltungsaufwand verbunden sind.

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