RAID 是一種資料儲存裝置。RAID 是代表獨立磁碟冗餘陣列或廉價磁碟冗餘陣列的縮寫。
RAID 陣列是 SSD 或硬碟的集合,已配置為一個大型儲存裝置集區。這使得建立儲存裝置系統比任何單一硬碟都大得多。
構成 RAID 陣列的硬碟可以不同方式配置,這意味著系統可以最佳化可靠性或效能。RAID 可以是硬體或軟體型。
硬體 RAID 使用專用 RAID 控制器來管理已安裝的硬碟。這可以是電腦中的獨立裝置,但也可以內建在主機板中。使用硬體控制器的 RAID 系統完全依賴控制器來管理使用 RAID 資料流和儲存裝置。如果 RAID 控制器無法運作,可能無法復原 RAID 陣列,而且可能會遺失資料。
投資專用 RAID 硬體控制器可提供比軟體 RAID 更好的效能,因為它們可以緩解作業的主機系統,但通常成本更高。
軟體 RAID 在已安裝系統中使用軟體來配置和管理 RAID。軟體 RAID 的配置和使用通常比硬體 RAID 便宜。配置 RAID 的步驟取決於設定確切類型,但通常,陣列是在 RAID 轉接器的韌體公用程式或系統 UEFI 或 BIOS 中配置。之後,系統會將陣列視為分割區的目的地,並開始寫入資料,將系統安裝到 RAID 中,或將其用作次要磁碟區。有關設定管理的詳細說明,請參閱主機板、系統或專用 RAID 轉接器的支援。
RAID 組態可以用來最佳化儲存裝置效能,方法是在陣列中的多個硬碟間分散資料,程序稱為分割。當資料儲存至單一硬碟時,必須連續寫入裝置,或一次寫入一個位元。傳統硬碟在讀取和寫入資料的速度上有有限的限制。位元 1 必須首先寫入,然後是位元 2,然後是位元 3,以此類推,直到資料完成。
在 RAID 陣列中,視配置而定,此資料可以在多個硬碟上平行寫入。位元 1 可寫入磁碟 1,位元 2 可寫入磁碟 2,位元 3 可寫入磁碟 3,依此類推。每個硬碟僅儲存整體資料的片段,這意味著總寫入時間縮短。讀取的資料也是如此。這樣一來,每個硬碟的速度限就會共享,進而加快運作速度。
由於每個硬碟現在僅包含整體檔案的一部分,因此所有硬碟都需要正常運作,才能可靠地存取資料。
RAID 可透過鏡像程序進行配置,以提高可靠性。在此配置中,資料會同時儲存至多個硬碟。這增加了寫入時間,因為資料需要儲存多次,但這意味著單個硬碟的故障不會造成任何資料遺失。
當所有連網硬碟都相同時,這些陣列效果最好,但在許多 RAID 環境中,可以使用不同的磁碟。連網硬碟的效能和容量差異將陣列中每個磁碟的效能和可用容量降低到效能最低的部分。
RAID 陣列可作為整體備份策略的重要組成部分,但不應完全使用。RAID 仍然可能失敗,由於它們通常設計用於儲存大量資料,因此這種損失可能具有災難性。RAID 應作為 3-2-1 備份策略的一部分:3 份資料副本,至少在 2 個地點,1 份異網站使用。
將 RAID 用於效能或可靠性的概念是一般原則,但 RAID 陣列可以透過多種方式配置。部分技術供應商已開發專屬版本的 RAID,但以下配置是常見的產業標準。
這將所有硬碟視為一個大儲存裝置容量。這提供了最大容量,但沒有提供冗餘。遺失任何單一硬碟都可能導致整個磁碟區遺失。
這會將資料鏡像到兩個或更多硬碟。這提供了冗餘,因為一組硬碟上將存在完整的資料副本。
這會將資料分散到多個硬碟中,並具有用於修正錯誤的 Hamming 代碼。RAID 2 現在已停產,因為現代硬碟具有內建的錯誤修正功能。
這原則上與 RAID 2 相似,但使用位元組級分割(8 位元),而不是專用平等磁碟上的位元級分割。效能限制使其成為現代儲存裝置解決方案不受歡迎的選擇。
運作方式與 RAID 2 和 RAID 3 相同,但是在區塊,而不是位元或位元組層級。它還使用專用平等磁碟。
與 RAID 4 一樣,這在區塊層級運作,但平等資料也分佈在 RAID 中,而不是擁有可能成為瓶頸的專用磁碟。RAID 5 可以在資料遺失發生之前,容忍單一硬碟的遺失。
這原則上與 RAID 5 相似,但使用雙倍平等來提高容錯性。在此陣列中,高達兩個硬碟可能故障,但陣列仍可繼續運作。
就日常使用而言,RAID 的運作方式與單一磁碟類似,但診斷工具讀取 RAID 組態資料的方式與讀取單一 SSD 或硬碟的方式不同。例如,Crucial Storage Executive 無法完全相容於某些 RAID 控制器和配置,而 自我監控分析與報告技術 報告或韌體更新等特定功能可能無法在這些不受支援的環境中運作,需要暫時拆卸 RAID 以進行個別硬碟的更新或故障排除。
此外,雖然現代作業系統和 RAID 驅動程式允許在 RAID 中的 SSD 上執行調整命令,但舊版作業系統和驅動程式可能無法適當支援,這意味著垃圾收集機制等功能對於保持連網 SSD 的最高效能來說變得更加重要。