RAID-Speichersysteme – SSD- vs. HDD-Vergleich

R AID (Redundant Array of Independent Disks ) ist eine Methode zum Speichern derselben Daten an verschiedenen Orten auf mehreren Festplattenlaufwerken (HDD) oder Solid-State-Laufwerken (SSD), um Daten im Falle eines Laufwerksausfalls zu schützen. Diese Methode erhöht die Geschwindigkeit beim Speichern und Zugreifen auf Daten und verhindert gleichzeitig Datenverluste und ungeplante Ausfallzeiten – da Daten auf mehrere Festplatten verteilt werden, erhöht dies die Mean Time Between Failures (MTBF). Die redundante Speicherung von Daten erhöht auch die Fehlertoleranz. Die RAID-Datenwiederherstellung nutzt die Verfahren der Festplattenspiegelung oder des Festplatten-Striping. Beim Spiegeln werden identische Daten auf mehr als ein Laufwerk kopiert, abhängig vom gewählten RAID-Level.

RAID funktioniert, indem es Eingabe-/Ausgabe-(E/A-)Operationen erlaubt, sich in ausgewogener Weise zu überlappen, wodurch die nachfolgende Anwendungsleistung verbessert wird. Es können verschiedene RAID-Level verwendet werden (RAID-Level: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10 + Kombinationen ), aber nicht alle RAID-Level beabsichtigen, Redundanz bereitzustellen.

Unabhängig davon, welches RAID-Level verwendet wird, erscheint das RAID-Array für das zugrunde liegende Betriebssystem (OS) als ein einziges logisches Laufwerk. RAID wurde traditionell hauptsächlich für den Einsatz in Servern entwickelt, aber seine Implementierung wird in speicherintensiven Computern und Anwendungen gesehen, die ein hohes Maß an Datensicherheit und hohe Übertragungsgeschwindigkeiten erfordern.

Wie die Verwendung von SSD-RAID-Arrays zu weiteren Leistungssteigerungen gegenüber HDD führen kann

Lassen Sie mich ganz offen sagen – SSDs sind als Speicherkomponente aufgrund ihrer hohen Leistung und des minimalen Stromverbrauchs im Vergleich zu HDDs wesentlich attraktiver. SSDs sind in der Regel weitaus zuverlässiger als HDDs, da sie keine beweglichen Teile haben, die im Laufe der Zeit bei kontinuierlicher Nutzung ausfallen können. Das soll nicht heißen, dass SSDs nicht störanfällig sind – sie tun und können aus verschiedenen Gründen ausfallen.

Aus diesen Hauptgründen können SSD-RAID-Arrays und Serverdatenwiederherstellung sehr vorteilhaft sein, wenn sie mit Geschäftsanwendungen verwendet werden, bei denen Datensicherheit und Datenschutz mehr als nur eine Anforderung, sondern eine wichtige Komponente sind, die von der Informationstechnologie erfüllt werden muss Anbieter. Hinzu kommt, dass SSD-RAID-Arrays weitere Leistungssteigerungen bieten können als HDD-RAID-Arrays, und es werden zwei Tatsachen deutlich:

· HDDs sind störanfälliger als SSDs,

· HDDs bieten eine geringere Leistung als SSDs.

Diese Unterscheidung ist bei unseren Vergleichszielen von entscheidender Bedeutung, da ein RAID-Array Ihnen entweder helfen kann, eine verbesserte Leistung oder einen besseren Schutz vor Festplattenausfällen oder beides zu erreichen.

Es ist wichtig zu beachten, dass Organisationen, die SSDs verwenden, wahrscheinlich Infrastruktur-Workloads mit spezifischen und anspruchsvollen Speicheranforderungen in Bezug auf die Leistung haben. Einzelne SSDs haben möglicherweise Schwierigkeiten, die erforderlichen Performance-Service-Level-Agreements bereitzustellen, und gerade unter diesen Umständen kann ein SSD-RAID-Array die erforderliche Leistungssteigerung bieten. RAID-Arrays sind wahrscheinlich die sinnvolle Speicherlösung, um Leistungsprobleme in Unternehmen mit bereits vorhandener und betriebsbereiter SSD-Infrastruktur zu beheben.

Wie sich der RAID-Speicher mit der Migration von HDD auf SSD verändert hat

Die Positionierung von RAID in der Welt der Infrastruktur-Enterprise-Storage hat sich im Laufe der Zeit aus folgenden Gründen weiterentwickelt:

· SSDs sind weitaus zuverlässigere Geräte im Vergleich zu herkömmlichen HDDs. Das bietet die Gewissheit, dass ein Laufwerksausfall in einem RAID-Array viel weniger wahrscheinlich auftritt,

· Firmware-definierte Speicheroptionen, die anders als RAID funktionieren und daher keine Anschaffung teurer RAID-Controller mit den damit verbundenen Notstromanforderungen erfordern, aber dennoch Schutz vor Datenverlust im Falle eines Hardwareausfalls bieten,

· Serverbasiertes Computing entwickelt sich dahingehend, dass es schnellere und unkompliziertere Optionen für IT-Verbraucher bietet; Potenzielle Komplikationen bei Speicherinfrastruktursystemen – wie die Einführung weiterer RAID-Controller – erhöhen nicht nur die Investitionsausgaben, sondern führen auch zu einem weiteren möglichen Fehlerpunkt, über den sich CIOs Sorgen machen müssen.

Diese Punkte sollen RAID nicht als eine stagnierende Technologie darstellen, die nur zusieht, wie die Welt daran vorbeizieht – weit gefehlt. Es gibt das Konzept des differenziellen RAID(oder Diff-RAID), eine neue RAID-Variante, die die Einheitlichkeit ungleichmäßig über SSDs verteilt, um Altersunterschiede innerhalb von RAID-Arrays zu erzeugen. Diese Strategie wurde mit SSDs in RAID-Formation entwickelt, um das Alter jedes Laufwerks innerhalb eines RAID-Sets zu verfolgen. Der Controller weiß, wie alt jedes Laufwerk innerhalb des RAID-Arrays ist, und verteilt intelligent mehr Aktivität auf die neueren Laufwerke und weniger Aktivität auf die älteren Laufwerke. Ziel ist es, sicherzustellen, dass nicht alle Laufwerke gleichzeitig nicht behebbare Datenfehler aufweisen. Diff-RAID bietet eine viel größere Zuverlässigkeit für SSDs als RAID-4 und RAID-5 bei gleichem Speicherplatz-Overhead und bietet eine Kompromisskurve zwischen Durchsatz und Zuverlässigkeit.

Die wichtigsten technischen Überlegungen, die Sie beachten sollten, wenn Sie die SSD-Leistung mit RAID steigern

Wie bereits erwähnt, gibt es erhebliche technische Unterschiede zwischen HDDs und SSDs, und diese Unterschiede werden die Entscheidung darüber beeinflussen, welche RAID-Array-Implementierung erforderlich ist, um beiden gerecht zu werden. Einfach ausgedrückt, einige RAID-Implementierungen eignen sich hervorragend für HDDs, nicht für SSDs und umgekehrt. Die primäre Frage, die beantwortet werden muss, lautet also: Welches RAID-Level sollte verwendet werden, wenn ein SSD-RAID-Array verwendet wird?

SSD-Raid 1 (Spiegel) :

RAID 1 kann vollständige Redundanz, aber nur einfache Leistungssteigerungen bieten und sollte daher in Betracht gezogen werden, wenn Leistungsanforderungen keine wesentliche Voraussetzung für die Anwendungsbereitstellung sind.

SSD-RAID 5 oder 6 :

Eine beliebte Alternative, die Redundanz bietet, ist RAID 5 (verwendet Daten-Striping mit Paritätsbits und erfordert mindestens drei Festplatten) und RAID 6 (verwendet Striping und doppelte Parität mit mindestens vier Festplatten).

SSD-RAID 10 :

Eine überlegene Alternative zu RAID 5 oder 6 wäre die Einführung von SSD RAID Configuration Level 10. RAID 10 verwendet RAID Stripe und Spiegelung, um Fehlertoleranz mit mindestens vier SSDs bereitzustellen. Ein zusätzlicher Vorteil von RAID 10 besteht darin, dass es ein hohes Leistungsniveau bieten kann, jedoch mit einer Verringerung der Speichereffizienz. Der Hauptvorteil besteht darin, dass zwei beliebige Festplatten ausfallen können, ohne dass Daten verloren gehen, und beide RAID-Konfigurationen bieten eine höhere Leistung. Die Herausforderungen bei RAID 5 und 6 bestehen darin, dass beide Implementierungen eine große Anzahl von Festplattenschreibvorgängen erfordern, um die Anforderungen an die Paritätsbitinformationen zu erfüllen.

( Hinweis: Aus Datenschutzgründen wurde RAID 0 nicht berücksichtigt, da es ein RAID-Streifenmuster verwendet, das auf zwei Festplatten geschrieben wird, um die Leistung zu steigern, aber keine Datenredundanz bietet).

Fazit

Umfangreichere Speicheranforderungen der Verbraucher machen es für IT-Anbieter und Zulieferer erforderlich, zuverlässige, effektive und leistungsorientierte Speicherinfrastrukturlösungen bereitzustellen, die kostengünstig und rentabel sind. SSD RAID bietet die wesentlichen Tools, Prozesse und Speicherbereitstellungsmechanismen, die diese Verbraucheranforderungen erfüllen können – mehr als HDD RAID. SSDs sind eine oder zwei Größenordnungen schneller als herkömmliche Medien, und ihre Kapazitäten können mehr als mit dem konkurrieren, was HDDs die ganze Zeit über kontrolliert und bereitgestellt haben.

SSDs weisen im Laufe der Zeit Verschleiß auf; Ihre Lebensdauer ist jedoch erheblich länger als bei herkömmlichen Festplattenlaufwerken, wodurch ihre Betriebsdaten viel vorhersehbarer und Wartungsaktivitäten viel effizienter und zuverlässiger werden.