Spiegazione dei RAID 0, RAID 1 e RAID 5

Gli hard disk (HDD) e i Solid State Drive (SSD) possono essere piccoli e compatti miracoli tecnologici dotati di ogni tipo di innovazione all'avanguardia, ma nonostante tutta la loro intelligenza, sono incredibilmente stupidi. Basta un'interruzione di corrente nel momento sbagliato, un guasto al disco o un picco di tensione per cancellare dal volto della terra il sistema operativo, le applicazioni e persino i dati più preziosi. Fortunatamente, esistono modi per gestire i dischi rigidi in modo che questi momenti catastrofici per i dati non siano così devastanti. Parliamo di RAID.

RAID può significare due cose, a seconda di come ti senti: Redundant Array of Independent Disks (matrice ridondante di dischi indipendenti) o Redundant Array of Inexpensive Disks (matrice ridondante di dischi economici). Una differenza sottile, ma puoi usare quella che preferisci, a seconda di quanto hai pagato per le unità in questione. E l'uso del plurale "unità" è significativo, poiché non è possibile fare nulla di utile con il RAID se si dispone di una sola unità. Sono necessarie più unità.

In sostanza, il RAID consente di configurare le unità in modo tale da migliorarne la velocità o l'affidabilità, utilizzando tre tecniche: striping, mirroring e parità. Se si dispone di un numero sufficiente di unità, queste diverse tecniche possono essere combinate in modo da ottenere un array di unità veloce che offre anche un certo livello di protezione contro errori e difetti. A questo punto vale la pena precisare che, se i dati sono importanti, il RAID da solo non è una forma di protezione sufficiente ed è necessario predisporre anche un piano di backup.

Ora che abbiamo chiarito questo punto, parliamo dei diversi livelli di RAID disponibili.

Il RAID 0 ha avuto un breve momento di gloria come ottimo modo per raddoppiare le prestazioni dei dischi rigidi in un momento in cui gli SSD erano promettenti ma troppo costosi. In pratica, usa due dischi identici in parallelo e divide (stripes) i dati tra entrambi i dischi per un notevole aumento delle prestazioni. In alcuni casi, le prestazioni sono quasi raddoppiate, il che è stato sufficiente per consolidare il RAID 0 come opzione preferita dagli appassionati di prestazioni.

Il problema del RAID 0 è che, dal punto di vista della tolleranza ai guasti, è molto peggiore rispetto all'utilizzo di una singola unità. In una configurazione RAID 0, se un'unità si guasta, l'intero array smette di funzionare perché i dati sono distribuiti su tutti i dischi. Solo per questo motivo, nonostante la promessa di prestazioni elevate, non è un'opzione praticabile per i sistemi mission-critical.

Il motivo principale per cui i sistemi RAID 0 sono stati in gran parte abbandonati al giorno d'oggi, almeno per la maggior parte delle configurazioni consumer, è che i moderni SSD forniscono una velocità di trasmissione più che sufficiente da rendere superflue tali configurazioni. Se si considera che gli ultimi SSD PCIe 5.0, come l'MP700 PRO SE, possono raggiungere velocità di lettura fino a 14.000 MB/s e di scrittura fino a 12.000 MB/s, è evidente che la velocità non è un problema.

Le configurazioni RAID 1 sono molto più orientate all'affidabilità che alle prestazioni e prevedono il mirroring dei dati su uno o più dischi, in modo che, in caso di guasto di un'unità, l'array rimanga comunque utilizzabile. In genere si utilizzano solo due dischi, poiché un numero superiore non costituisce un uso particolarmente efficiente delle unità. L'aggiunta di ulteriori unità a un array con mirroring non aumenta la capacità complessiva, ma solo il livello di ridondanza.

L'utilizzo di una configurazione RAID 1 offre tuttavia alcuni vantaggi in termini di prestazioni, in particolare per quanto riguarda la velocità di lettura. Le diverse unità del set mirrorato possono accedere contemporaneamente a diverse aree, aumentando così la velocità di lettura. Non vi è invece alcun miglioramento delle prestazioni di scrittura.

Vale la pena notare che RAID 0 e RAID 1 possono essere combinati in modo da ottenere RAID 10 (striping di mirror) e RAID 01 (mirroring di set di striping). Il RAID 10 è generalmente preferito al RAID 01 per la sua maggiore tolleranza ai guasti, poiché in una configurazione RAID 01, se un set mirrored si guasta, l'intero array smette di funzionare. Tuttavia, tali configurazioni RAID sono rare nei PC consumer e nelle configurazioni NAS, poiché non sono molto efficienti in termini di numero di unità necessarie. Il che ci porta al prossimo tipo di RAID...

Oltre a RAID 0 e RAID 1, esistono altri livelli RAID ben definiti ma poco utilizzati nella realtà. RAID 5 costituisce un'eccezione, in quanto offre miglioramenti ragionevoli in termini di prestazioni e affidabilità con un uso efficiente delle unità. RAID 5 utilizza lo striping a livello di blocco con parità distribuita, quindi è in grado di sopravvivere al guasto di un singolo disco e di ricostruire i dati quando l'unità viene sostituita. RAID 5 richiede almeno tre dischi per funzionare.

Il RAID 5 è particolarmente utile nei dispositivi NAS, dove i suoi vantaggi in termini di affidabilità, prestazioni e capacità danno i loro frutti. Se un'unità si guasta, è possibile sostituire l'unità difettosa e ricostruirla senza mettere offline l'intero array. Il RAID 5 è supportato da molte schede madri e sistemi operativi moderni tramite RAID software, che lo rende accessibile senza un controller dedicato. Per configurazioni più esigenti, il RAID hardware è gestito da una scheda RAID dedicata e può offrire prestazioni migliori, funzionalità avanzate e maggiore affidabilità. Questa flessibilità ha contribuito a rendere il RAID 5 una scelta popolare per i consumatori e i prosumer che necessitano di più di una singola unità.

Ecco qua. Una rapida panoramica dello stato attuale del RAID per i consumatori. Si noti che per la maggior parte di noi, il RAID non è necessario nei nostri laptop o desktop per il normale funzionamento. Se avete bisogno di una ridondanza aggiuntiva, però, allora il RAID 5 è l'opzione da prendere in considerazione, poiché offre un aumento delle prestazioni e una certa protezione contro i guasti dei singoli dischi.