Explicații privind RAID 0, RAID 1 și RAID 5

Hard disk-urile (HDD) și unitățile SSD (Solid State Drive) pot fi minuni tehnologice mici și compacte, dotate cu tot felul de tehnologii de ultimă generație, dar, în ciuda inteligenței lor, sunt incredibil de stupide. Dacă se întrerupe alimentarea cu energie electrică într-un moment nepotrivit, dacă unitatea se defectează sau dacă se produce o supratensiune, sistemul de operare, aplicațiile și chiar datele prețioase pot fi șterse de pe fața pământului. Din fericire, există modalități de gestionare a hard disk-urilor astfel încât aceste momente care distrug datele să nu fie chiar atât de catastrofale. Să vorbim despre RAID.

RAID poate însemna două lucruri, în funcție de cum vă simțiți: fie Redundant Array of Independent Disks (matrice redundantă de discuri independente), fie Redundant Array of Inexpensive Disks (matrice redundantă de discuri ieftine). Diferența este subtilă, dar puteți folosi oricare dintre ele, în funcție de cât ați plătit pentru unitățile în cauză. Și unitățile, la plural, sunt elementul cheie aici, deoarece nu puteți face nimic util cu RAID dacă aveți o singură unitate. Aveți nevoie de mai multe unități.

În esență, RAID vă permite să configurați unitățile de stocare astfel încât să îmbunătățiți viteza sau fiabilitatea acestora, utilizând trei tehnici: striping, mirroring și paritate. Dacă dispuneți de suficiente unități de stocare, aceste tehnici diferite pot fi combinate astfel încât să aveți o matrice rapidă de unități de stocare care oferă și un anumit nivel de protecție împotriva erorilor și defectelor. Merită menționat în acest moment că, dacă datele dvs. sunt importante, RAID nu este o formă suficientă de protecție în sine și ar trebui să aveți și un plan de rezervă.

Acum că am lămurit acest aspect, să vorbim despre diferitele niveluri RAID disponibile.

RAID 0 a avut un scurt moment de glorie, oferind o modalitate excelentă de a dubla aproape performanța hard disk-urilor într-o perioadă în care SSD-urile erau aproape de a deveni o realitate, dar costurile erau prea mari. În esență, utilizează două unități identice în paralel și împarte (stripes) datele între cele două unități pentru o creștere semnificativă a performanței. Unele operațiuni au înregistrat o performanță aproape dublă în cel mai bun scenariu, ceea ce a fost suficient pentru a consolida RAID 0 ca opțiune preferată pentru pasionații de performanță.

Problema cu RAID 0 este că, din punctul de vedere al toleranței la erori, este mult mai slab decât utilizarea unui singur disc. Într-o configurație RAID 0, dacă un disc se defectează, atunci întreaga matrice se defectează, deoarece datele sunt distribuite pe toate discurile. Din acest motiv, nu este o opțiune viabilă pentru sistemele critice, în ciuda promisiunii de performanță ridicată.

Principalul motiv pentru care sistemele RAID 0 au fost în mare parte abandonate în zilele noastre, cel puțin pentru majoritatea configurațiilor destinate consumatorilor, este faptul că SSD-urile moderne oferă un debit brut mai mult decât suficient, astfel încât astfel de configurații nu mai sunt necesare. Dacă luăm în considerare faptul că cele mai recente SSD-uri PCIe 5.0, precum MP700 PRO SE, pot atinge viteze de citire de până la 14.000 MB/s și viteze de scriere de până la 12.000 MB/s, putem observa că viteza nu este o problemă.

Configurațiile RAID 1 sunt mult mai preocupate de fiabilitate decât de performanță și implică oglindirea datelor pe unul sau mai multe discuri, astfel încât, în cazul în care un disc se defectează, matricea să rămână utilizabilă. De obicei, sunt utilizate doar două discuri, deoarece utilizarea unui număr mai mare de discuri nu este deosebit de eficientă. Adăugarea mai multor discuri la o matrice oglindită nu crește capacitatea totală, ci doar gradul de redundanță.

Există însă câteva avantaje în ceea ce privește performanța atunci când se utilizează o configurație RAID 1, în special în ceea ce privește performanța de citire. Diferite unități din setul oglindit pot accesa diferite zone în același timp, pentru o creștere a vitezei de citire. Nu există însă nicio îmbunătățire în ceea ce privește performanța de scriere.

Este important de menționat că RAID 0 și RAID 1 pot fi combinate, astfel încât să puteți avea RAID 10 (striping of mirrors) și RAID 01 (mirroring stripe sets). RAID 10 este de obicei preferat în locul RAID 01 datorită toleranței sale superioare la erori, deoarece într-o configurație RAID 01, dacă un set oglindit eșuează, întreaga matrice eșuează. Totuși, astfel de configurații RAID sunt rare în PC-urile de consum și în configurațiile NAS, deoarece nu sunt foarte eficiente în ceea ce privește numărul de unități necesare. Ceea ce ne duce frumos la următorul tip de RAID...

La fel ca RAID 0 și RAID 1, și alte niveluri RAID sunt bine definite, dar sunt în mare parte neutilizate în lumea reală. RAID 5 este excepția, deoarece oferă îmbunătățiri rezonabile ale performanței și fiabilitate într-un mod eficient din punct de vedere al unității. RAID 5 utilizează striping la nivel de bloc cu paritate distribuită, astfel încât poate supraviețui unei singure defecțiuni a discului și poate reconstrui datele atunci când unitatea respectivă este înlocuită. RAID 5 necesită cel puțin trei discuri pentru a funcționa.

RAID 5 este deosebit de util în dispozitivele NAS, unde fiabilitatea, performanța și capacitatea sa oferă avantaje semnificative. Dacă o unitate se defectează, unitatea defectă poate fi înlocuită și reconstruită fără a fi necesară deconectarea întregii matrice. RAID 5 este acceptat de multe plăci de bază și sisteme de operare moderne prin intermediul software-ului RAID, ceea ce îl face accesibil fără un controler dedicat. Pentru configurații mai exigente, RAID hardware este gestionat de o placă RAID dedicată și poate oferi performanțe mai bune, funcții avansate și fiabilitate îmbunătățită. Această flexibilitate a contribuit la popularitatea RAID 5 în rândul consumatorilor și prosumatorilor care au nevoie de mai mult decât o singură unitate.

Iată. O scurtă prezentare generală a stării actuale a RAID pentru consumatori. Rețineți că, pentru majoritatea dintre noi, RAID nu este necesar în laptopurile sau desktopurile noastre pentru funcționarea normală. Dacă aveți nevoie de o redundanță suplimentară, atunci RAID 5 este opțiunea potrivită, deoarece oferă o creștere a performanței, precum și o anumită protecție împotriva defectării individuale a unității.