Explicação sobre RAID 0, RAID 1 e RAID 5

Os discos rígidos (HDDs) e os discos de estado sólido (SSDs) podem ser pequenas maravilhas tecnológicas compactas, repletas de todos os tipos de avanços de ponta, mas, apesar de toda a sua inteligência, são incrivelmente burros. Perca energia no momento errado, sofra uma falha no disco ou experimente uma oscilação de energia, e seu sistema operacional, aplicativos e até mesmo seus dados preciosos podem ser apagados da face da Terra. Felizmente, existem maneiras de gerenciar seus discos rígidos para que esses momentos de perda de dados não sejam tão catastróficos. Vamos falar sobre RAID.

RAID significa uma de duas coisas, dependendo de como você está se sentindo: ou é Redundant Array of Independent Disks (Matriz Redundante de Discos Independentes) ou Redundant Array of Inexpensive Disks (Matriz Redundante de Discos Baratos). Uma diferença sutil, mas você pode usar a que quiser, dependendo de quanto pagou pelas unidades em questão. E discos, no plural, é o que importa aqui, pois você não pode fazer nada útil com RAID se tiver apenas um disco. Você precisa de vários discos.

Essencialmente, o RAID permite configurar suas unidades de forma a melhorar a velocidade ou a confiabilidade delas, usando três técnicas: striping, espelhamento e paridade. Desde que você tenha unidades suficientes, essas diferentes técnicas podem ser combinadas para que você tenha uma matriz rápida de unidades que também ofereça algum nível de proteção contra erros e defeitos. Vale a pena mencionar que, se seus dados são importantes, o RAID por si só não é uma forma de proteção suficiente, e você também deve ter um plano de backup em vigor.

Agora que isso está esclarecido, vamos falar sobre os diferentes níveis de RAID disponíveis.

O RAID 0 teve um breve momento de destaque por oferecer uma ótima maneira de quase dobrar o desempenho dos discos rígidos em uma época em que a promessa dos SSDs estava próxima, mas os custos eram muito altos. Ele basicamente usa duas unidades idênticas em paralelo e divide (faixa) os dados entre as duas unidades para um aumento notável no desempenho. Algumas operações tiveram um desempenho quase duplicado no melhor dos casos, o que foi suficiente para consolidar o RAID 0 como a opção preferida dos entusiastas do desempenho.

O problema com o RAID 0 é que, do ponto de vista da tolerância a falhas, ele é muito pior do que usar apenas uma unidade sozinha. Em uma configuração RAID 0, se uma unidade falhar, toda a matriz falhará, pois os dados estão distribuídos por todos os discos. Só por esse motivo, ele não é uma opção viável para sistemas de missão crítica, apesar da promessa de alto desempenho.

A principal razão pela qual os sistemas RAID 0 foram amplamente abandonados nos dias de hoje, pelo menos para a maioria das configurações de consumidores, é que os SSDs modernos oferecem uma taxa de transferência bruta mais do que suficiente, tornando tais configurações desnecessárias. Quando você considera que os SSDs PCIe 5.0 mais recentes, como o MP700 PRO SE, podem atingir velocidades de leitura de até 14.000 MB/s e de gravação de até 12.000 MB/s, percebe-se que a velocidade não é o problema.

As configurações RAID 1 estão muito mais preocupadas com a confiabilidade do que com o desempenho e envolvem o espelhamento dos dados em um ou mais discos, de modo que, se uma unidade falhar, a matriz ainda seja utilizável. Normalmente, você está lidando com apenas dois discos, pois não é um uso particularmente eficiente das unidades ir além disso. Adicionar mais unidades a uma matriz espelhada não aumenta a capacidade total, apenas a quantidade de redundância.

No entanto, há algumas vantagens de desempenho ao usar uma configuração RAID 1, especificamente no que diz respeito ao desempenho de leitura. Diferentes unidades no conjunto espelhado podem acessar diferentes áreas ao mesmo tempo, aumentando a velocidade de leitura. No entanto, não há melhoria no desempenho de gravação.

Vale a pena notar que RAID 0 e RAID 1 podem ser combinados para que você possa ter RAID 10 (striping de espelhos), bem como RAID 01 (conjuntos de striping espelhados). O RAID 10 é normalmente preferido ao RAID 01 devido à sua tolerância a falhas superior, pois em uma configuração RAID 01, se um conjunto espelhado falhar, todo o array falhará. No entanto, essas configurações RAID são raras em PCs de consumo e configurações NAS, pois não são muito eficientes quando se trata da quantidade de unidades necessárias. O que nos leva ao próximo tipo de RAID...

Assim como o RAID 0 e o RAID 1, outros níveis de RAID são bem definidos, mas são pouco utilizados no mundo real. O RAID 5 é a exceção, pois oferece melhorias razoáveis de desempenho e confiabilidade de maneira eficiente em termos de unidade. O RAID 5 usa striping em nível de bloco com paridade distribuída, portanto, pode sobreviver a uma falha de disco único e reconstruir os dados quando essa unidade for substituída. O RAID 5 requer pelo menos três discos para funcionar.

O RAID 5 é particularmente útil em dispositivos NAS, onde sua confiabilidade, desempenho e benefícios de capacidade compensam. Se uma unidade falhar, a unidade com defeito pode ser trocada e reconstruída sem tirar todo o array do ar. O RAID 5 é compatível com muitas placas-mãe e sistemas operacionais modernos por meio do RAID de software, o que o torna acessível sem um controlador dedicado. Para configurações mais exigentes, o RAID de hardware é gerenciado por uma placa RAID dedicada e pode oferecer melhor desempenho, recursos avançados e maior confiabilidade. Essa flexibilidade ajudou a tornar o RAID 5 uma escolha popular para consumidores e prosumidores que precisam de mais do que apenas uma unidade.

Aí está. Uma rápida visão geral do estado atual do RAID para consumidores. Observe que, para a maioria de nós, o RAID não é necessário em nossos laptops ou desktops para operações normais. Se você precisar de alguma redundância adicional, porém, o RAID 5 é a opção a ser considerada, pois oferece um aumento de desempenho, bem como alguma proteção contra falhas individuais de unidade.