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Nozioni di base sull’archiviazione RAID per computer

Team di assistenza Crucial | 22 marzo 2022

Nozioni di base sull’ispezione

Un RAID è un dispositivo di archiviazione dati. RAID è un acronimo che sta per Redundant Array of Independent Disks, o Redundant Array of Economics Disks. 

Cosa sono gli array RAID?

Un array RAID è una raccolta di SSD o dischi rigidi che sono stati configurati per fungere da un grande “pool” di archiviazione. Ciò consente di assemblare un sistema di archiviazione molto più grande di qualsiasi disco rigido singolo.   

Le unità che compongono l'array RAID possono essere configurate in diversi modi, il che significa che i sistemi possono essere ottimizzati per l'affidabilità o le prestazioni. RAID può essere basato su hardware o software. 

RAID hardware

RAID hardware utilizza un driver RAID dedicato per la gestione delle unità installate. Questo potrebbe essere un dispositivo separato nel computer, ma può essere integrato nelle schede madri. Un sistema RAID che utilizza un driver hardware dipende interamente dal driver per la gestione del flusso di dati e dell’archiviazione con il RAID. Se il driver RAID non funziona, potrebbe non essere possibile ripristinare l'array RAID e si potrebbero perdere i dati.  

Investire in controller hardware RAID dedicati offre prestazioni migliori rispetto al RAID software perché alleviano il lavoro del sistema host, ma generalmente costano di più.  

RAID software

Il software RAID utilizza il software all’interno del sistema operativo installato per configurare e gestire il RAID. Il RAID software è generalmente più economico da configurare e utilizzare rispetto al RAID hardware. I passaggi per configurare RAID variano a seconda del tipo esatto di configurazione, ma in genere, un array viene configurato nell’utility firmware di un adattatore RAID o nell’UEFI o BIOS del sistema. Dopodiché, un sistema operativo considera l'array come una destinazione per la partizione e inizia a scrivere dati per installare un sistema operativo nel RAID o utilizzarlo come volume secondario. Per istruzioni dettagliate su configurazione e gestione, consultare il supporto per la scheda madre, il sistema operativo o l'adattatore RAID dedicato. 

RAID per prestazioni elevate

Una configurazione RAID può essere utilizzata per ottimizzare le prestazioni di archiviazione diffondendo i dati su più unità nell’array in un processo noto come striping. Quando i dati vengono salvati su una singola unità, devono essere scritti sul dispositivo in serie o un bit alla volta. I dischi rigidi hanno un limite limitato alla velocità di lettura e scrittura dei dati. Il bit 1 deve essere scritto per primo, quindi il bit 2, quindi il bit 3 e così via fino al completamento dei dati.   

In un array RAID, questi dati possono essere scritti in parallelo su più unità, a seconda della configurazione. Il bit 1 può essere scritto nellunità 1, il bit 2 può essere scritto nellunità 2 e il bit 3 può essere scritto nellunità 3 e così via. Ogni unità memorizza solo una parte dei dati complessivi, il che significa che il tempo di scrittura totale è ridotto. Lo stesso vale per i dati in lettura. In questo modo viene condiviso il limite di velocità di ogni singola unità, accelerando il funzionamento.  

Poiché ogni unità ora contiene solo una parte del file complessivo, tutte le unità devono essere operative per poter accedere ai dati in modo affidabile.  

RAID per affidabilità

I RAID possono essere configurati per migliorare l’affidabilità utilizzando un processo di mirroring. In questa configurazione, i dati vengono salvati su più unità contemporaneamente. Ciò aumenta i tempi di scrittura, poiché i dati devono essere salvati più di una volta, ma significa che il guasto di una singola unità non causerà alcuna perdita di dati.  

Questi array funzionano meglio quando tutte le unità collegate sono identiche, ma in molti ambienti RAID è possibile utilizzare dischi diversi. Le differenze di prestazioni e capacità tra le unità collegate riducono le prestazioni e la capacità utilizzabile in ogni disco dell’array a quella del componente con le prestazioni più basse.  

RAID come backup

Gli array RAID possono essere una parte importante della strategia di backup generale, ma non devono essere utilizzati esclusivamente. I RAID possono comunque fallire e, poiché sono generalmente progettati per contenere grandi quantità di dati, questa perdita può essere catastrofica. RAID deve essere utilizzato come parte della strategia di backup 3-2-1: 3 copie dei dati, in almeno 2 posizioni e 1 fuori sede. 

Tipi di configurazione RAID

La nozione di utilizzare RAID per prestazioni o affidabilità è un principio generale, ma gli array RAID possono essere configurati in diversi modi. Alcuni fornitori di tecnologia hanno sviluppato versioni proprietarie di RAID, ma le configurazioni seguenti sono gli standard comuni del settore. 

RAID 0

Questo considera tutte le unità come un unico grande volume di archiviazione. Ciò fornisce la massima capacità possibile, ma non è prevista alcuna ridondanza. La perdita di una singola unità potrebbe causare la perdita dell’intero volume. 

RAID 1

In questo modo i dati vengono copiati su due o più unità. Ciò fornisce ridondanza perché una copia completa dei dati esisterà su ogni unità nel set. 

RAID 2

Questo elimina i dati su più unità, con codice Hamming per la correzione degli errori. RAID 2 è ormai obsoleto poiché le unità moderne hanno integrato la correzione degli errori.  

RAID 3

Questo è simile in linea di principio a RAID 2, ma utilizza il striping a livello di byte (8 bit) invece del striping a livello di bit su un disco di parità dedicato. Le limitazioni delle prestazioni lo rendono una scelta impopolare per le moderne soluzioni di archiviazione. 

RAID 4

Funziona come RAID 2 e RAID 3, ma a livello di blocco, piuttosto che di bit o byte. Utilizza anche un disco di parità dedicato. 

RAID 5

Come RAID 4, funziona a livello di blocco, ma i dati di parità vengono distribuiti anche su RAID, piuttosto che avere un disco dedicato che potrebbe diventare un collo di bottiglia. RAID 5 può tollerare la perdita di una singola unità prima che si verifichi la perdita di dati. 

RAID 6

Questo è simile in linea di principio a RAID 5, ma utilizza la doppia parità per una tolleranza ai guasti aggiuntiva. In questo array, fino a due unità potrebbero guastarsi, ma l’array potrebbe comunque continuare a funzionalità. 

In termini di utilizzo quotidiano, RAID funziona in modo simile a un singolo disco, ma gli strumenti diagnostici leggono i dati da una configurazione RAID in modo diverso rispetto a un singolo SSD o disco rigido. Ad esempio, Crucial Storage Executive non è completamente compatibile con alcuni controller e configurazioni RAID e funzioni specifiche come la creazione di report SMART o gli aggiornamenti firmware potrebbero non funzionare in questi ambienti non supportati, richiedendo che il RAID venga temporaneamente smontato per aggiornamenti o risoluzione dei problemi di singole unità.  

Inoltre, mentre i moderni sistemi operativi e i driver RAID consentono l’esecuzione dei comandi di trim sugli SSD in RAID, i sistemi operativi e i driver legacy potrebbero non supportarli correttamente, il che significa che funzioni come Garbage Collection diventano più importanti per mantenere le massime prestazioni dagli SSD collegati. 



Domande frequenti

RAID (Redundant Array of Independent Disks) è una tecnologia che combina più unità disco fisiche in una singola unità logica per migliorare la ridondanza e le prestazioni dei dati. Gli scopi principali di RAID sono migliorare la protezione dei dati attraverso la ridondanza, aumentare la capacità di archiviazione e migliorare la velocità di lettura/scrittura. Distribuendo i dati su più dischi, RAID può fornire tolleranza ai guasti, garantendo che i dati rimangano accessibili anche in caso di guasto di uno o più dischi. 

Quali sono le differenze tra RAID 0, RAID 1 e RAID 5? RAID 0, RAID 1 e RAID 5 sono tra i livelli RAID più comuni, ognuno dei quali offre caratteristiche distinte. RAID 0, noto anche come striping, suddivide i dati in modo uniforme su due o più dischi, fornendo prestazioni elevate ma senza ridondanza. RAID 1, o mirroring, duplica gli stessi dati su due dischi, offrendo un’eccellente ridondanza ma senza migliorare le prestazioni. RAID 5, che richiede almeno tre dischi, utilizza il striping con parità, distribuendo dati e informazioni di parità su tutti i dischi. Questa configurazione offre un buon equilibrio tra prestazioni, ridondanza ed efficienza di archiviazione, in quanto può tollerare il guasto di un disco senza perdita di dati. 

In che modo RAID 10 combina le caratteristiche di RAID 0 e RAID 1 e quali sono i suoi vantaggi? RAID 10 (o RAID 1+0) combina le caratteristiche di RAID 0 e RAID 1 per offrire sia alte prestazioni che ridondanza. Richiede un minimo di quattro dischi e funziona creando coppie di dischi speculari (RAID 1) e quindi tracciando i dati su queste coppie (RAID 0). Questa configurazione offre i vantaggi della velocità di RAID 0, garantendo al contempo la protezione dei dati tramite il mirroring di RAID 1. RAID 10 è particolarmente vantaggioso per le applicazioni che richiedono alte prestazioni e affidabilità, come i server di database e gli ambienti ad alta transazione.