RAID 0、RAID 1、および RAID 5 の解説

ハードディスクドライブ（HDD）やソリッドステートドライブ（SSD）は、あらゆる最先端技術が詰め込まれた小型でコンパクトな技術の驚異である一方、その高度な機能にもかかわらず、驚くほど脆弱です。最悪のタイミングで電源が落ちたり、ドライブが故障したり、電力サージが発生したりすると、オペレーティングシステムやアプリケーション、さらには貴重なデータさえも地球上から消し去られてしまう可能性があります。幸いなことに、こうしたデータ破壊の瞬間をそれほど壊滅的なものにしなくするハードドライブの管理方法があります。RAIDについて話しましょう。

RAIDは、気分次第で二つの意味を持ちます。一つは「独立ディスクの冗長配列」、もう一つは「安価なディスクの冗長配列」です。微妙な違いですが、対象のドライブにどれだけお金を払ったかによって、どちらを使っても構いません。ここで重要なのは「複数」のドライブである点だ。単一のドライブではRAIDで有用なことは何もできない。複数のドライブが必要となる。

本質的に、RAIDは3つの技術（ストライピング、ミラーリング、パリティ）を用いて、ドライブの速度または信頼性を向上させるように構成することを可能にします。十分なドライブがあれば、これらの異なる技術を組み合わせることで、エラーや欠陥に対するある程度の保護機能を備えつつ、高速なドライブアレイを実現できます。ここで重要な点を述べておきますが、データが重要である場合、RAID単体では十分な保護手段とは言えず、バックアップ計画も併せて用意すべきです。

それでは本題に入りましょう。利用可能なRAIDの異なるレベルについて説明します。

RAID 0は、SSDの登場が目前に迫りながらもコストが高すぎた時代に、ハードドライブの性能をほぼ倍増させる優れた方法として一時的に脚光を浴びた。基本的には同一のドライブ2台を並列で使用し、データを両ドライブに分割（ストライピング）することで、顕著な性能向上を実現する。最良のケースでは一部の操作でパフォーマンスがほぼ倍増し、これがRAID 0をパフォーマンス重視ユーザーにとって定番の選択肢として確立するのに十分な効果をもたらした。

RAID 0の問題点は、耐障害性の観点から見ると、単体ドライブを単独で運用するよりもはるかに劣る点にある。RAID 0構成では、1台のドライブが故障すると、データが全ディスクにストライピングされているため、アレイ全体が機能停止する。この理由だけで、高いパフォーマンスを約束しているにもかかわらず、ミッションクリティカルなシステムには現実的な選択肢とはならない。

RAID 0システムが今日では、少なくとも一般消費者向け環境ではほぼ廃れた主な理由は、現代のSSDが十分な生スループットを提供するため、そのような構成が不要になったためです。最新のPCIe 5.0 SSD（例：MP700 PRO SE）が最大14,000MB/sの読み取り速度と最大12,000MB/sの書き込み速度を達成できることを考慮すれば、速度が問題ではないことがわかります。

RAID 1構成は性能よりも信頼性を重視し、1台以上のディスク間でデータをミラーリングするため、ドライブが故障してもアレイは使用可能な状態を維持します。通常は2台のディスクのみを使用します。それ以上のドライブを追加しても効率的とは言えず、ミラーリングされたアレイにドライブを追加しても総容量は増加せず、冗長性の量が増えるだけです。

ただし、RAID 1構成にはパフォーマンス上の利点があり、特に読み取り性能において顕著です。ミラーリングされたセット内の異なるドライブが同時に異なる領域にアクセスできるため、読み取り速度が向上します。ただし、書き込み性能の向上は見られません。

RAID 0とRAID 1を組み合わせることで、RAID 10（ミラーのストライピング）やRAID 01（ストライプセットのミラーリング）を実現できる点に留意すべきである。RAID 10は優れた耐障害性から、通常RAID 01よりも優先されます。RAID 01構成ではミラーリングされたセットが故障するとアレイ全体がダウンするためです。ただし、必要なドライブ数に対する効率性が低いため、このようなRAID構成は一般向けPCやNAS環境では稀です。ここで次のRAIDタイプへと自然に話題が移ります…

RAID 0やRAID 1に加え、他のRAIDレベルも明確に定義されているものの、実環境ではほとんど使用されていない。RAID 5は例外であり、ドライブ効率の良い方法で合理的な性能向上と信頼性を提供する。RAID 5は分散パリティを用いたブロックレベルのストライピングを採用するため、単一ディスクの故障に耐え、そのドライブを交換した際にデータを再構築できる。RAID 5は動作に少なくとも3台のディスクを必要とする。

RAID 5は特にNASデバイスにおいて有用であり、その信頼性、パフォーマンス、容量面での利点が発揮されます。ドライブが故障した場合、故障したユニットを交換し、アレイ全体をオフラインにすることなく再構築が可能です。RAID 5はソフトウェアRAIDを通じて多くの現代のマザーボードやオペレーティングシステムでサポートされており、専用コントローラーなしでも利用できます。より高度な構成では、専用RAIDカードで管理されるハードウェアRAIDが採用され、優れた性能、高度な機能、信頼性の向上が実現可能です。この柔軟性により、単一ドライブ以上の容量を必要とする一般ユーザーやプロシューマー層において、RAID 5は広く普及しています。

以上が、一般ユーザー向けRAIDの現状に関する簡単な概要です。通常の使用において、ノートパソコンやデスクトップPCにRAIDは不要であることに留意してください。ただし、追加の冗長性が必要な場合には、RAID 5が選択肢となります。RAID 5はパフォーマンス向上に加え、単一ドライブの故障に対する一定の保護機能を提供します。