Sistemi di archiviazione RAID: confronto tra SSD e HDD

R AID (R edundant A ray of Independent D isks ) è un metodo per archiviare gli stessi dati in posizioni diverse su più unità disco rigido (HDD) o unità a stato solido (SSD) per proteggere i dati in caso di guasto di un’unità. Questo metodo aumenta la velocità di archiviazione e accesso ai dati prevenendo la perdita di dati e tempi di inattività non pianificati: poiché i dati sono condivisi su più dischi, ciò aumenta il tempo medio tra gli errori (MTBF). La memorizzazione dei dati in modo ridondante aumenta anche la tolleranza agli errori. Il ripristino dei dati RAID utilizza le pratiche del mirroring del disco o dello striping del disco. Il mirroring copierà dati identici su più di un’unità, a seconda del livello RAID scelto.

RAID funziona consentendo alle operazioni di input/output (I/O) di sovrapporsi in modo bilanciato, migliorando così le prestazioni delle applicazioni successive. Esistono diversi livelli RAID che possono essere utilizzati (livello RAID: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10 + combinazioni ), ma non tutti i livelli RAID intendono fornire ridondanza.

Indipendentemente dal livello RAID adottato, l’array RAID apparirà al sistema operativo (OS) sottostante come una singola unità logica. RAID, per tradizione, è stato progettato principalmente per l’uso nei server, ma la sua implementazione è presente in computer e applicazioni ad alta intensità di archiviazione che richiedono un elevato livello di sicurezza dei dati e velocità di trasferimento elevate.

In che modo l’utilizzo di array SSD RAID può portare a ulteriori miglioramenti delle prestazioni rispetto all’HDD

Vorrei essere sincero: gli SSD sono considerevolmente più attraenti come componenti di archiviazione grazie alle loro prestazioni elevate e al consumo energetico minimo rispetto agli HDD. Gli SSD tendono ad essere molto più affidabili degli HDD perché non hanno parti mobili che possono funzionare male nel tempo con un uso continuo. Questo non vuol dire che gli SSD non siano soggetti a guasti: lo fanno e possono fallire per vari motivi.

È per questi motivi chiave che gli array RAID SSD e il ripristino dei dati del server possono essere estremamente vantaggiosi se utilizzati con applicazioni aziendali in cui la sicurezza e la protezione dei dati sono più di un semplice requisito, ma una componente vitale che deve essere soddisfatta dall’Information Technology fornitori. Se a ciò si aggiunge il fatto che gli array RAID SSD possono fornire ulteriori guadagni in termini di prestazioni rispetto a quanto possono offrire gli array RAID HDD, è chiaro che due fatti diventano evidenti:

· Gli HDD sono più suscettibili ai guasti rispetto agli SSD,

· Gli HDD offrono prestazioni inferiori rispetto agli SSD.

Questa distinzione è fondamentale con i nostri obiettivi di confronto perché un array RAID può aiutarti a ottenere prestazioni migliori o una protezione superiore contro i guasti del disco, o entrambi.

È importante notare che è probabile che le organizzazioni che utilizzano SSD abbiano carichi di lavoro dell’infrastruttura con requisiti di archiviazione specifici e impegnativi in ​​termini di prestazioni. I singoli SSD potrebbero avere difficoltà a fornire i necessari accordi sul livello di servizio per le prestazioni ed è quando si affrontano queste circostanze che un array RAID SSD può offrire l’essenziale aumento delle prestazioni richiesto. È probabile che gli array RAID siano la soluzione di archiviazione sensata per risolvere i problemi di prestazioni nelle organizzazioni con un’infrastruttura SSD già presente e operativa.

Come è cambiato lo storage RAID con la migrazione da HDD a SSD

Il posizionamento di RAID nel mondo dello storage aziendale delle infrastrutture si è evoluto nel tempo per i seguenti motivi:

· Gli SSD sono dispositivi molto più affidabili rispetto agli HDD legacy. Fornisce la certezza che un guasto dell’unità in un array RAID è molto meno probabile che si verifichi,

· Opzioni di archiviazione definite dal firmware che funzionano in modo diverso dal RAID e quindi non richiedono l’acquisto di costosi controller RAID con requisiti di alimentazione di backup associati, ma forniscono comunque protezione contro la perdita di dati in caso di guasto dell’hardware,

· L’elaborazione basata su server si sta evolvendo per presentare opzioni più rapide e dirette per i consumatori IT; potenziali complicazioni con i sistemi di infrastruttura di storage, come l’introduzione di ulteriori controller RAID, non solo aumentano la spesa in conto capitale, ma introduce anche un altro possibile punto di errore di cui i CIO devono preoccuparsi.

Questi punti non hanno lo scopo di ritrarre RAID come una tecnologia stagnante che sta semplicemente guardando il mondo che passa, tutt’altro. C’è il concetto di RAID differenziale(o Diff-RAID), una nuova variante RAID che distribuisce l’uniformità in modo non uniforme tra gli SSD per creare disparità di età all’interno degli array RAID. Questa strategia è stata ideata con SSD in formazione RAID per tenere traccia dell’età di ciascuna unità all’interno di un set RAID. Il controller sa quanti anni ha ciascuna unità all’interno dell’array RAID e distribuisce in modo intelligente più attività alle unità più recenti e meno attività alle unità più vecchie. L’obiettivo è garantire che tutte le unità non subiscano errori di dati irreversibili simultanei. Diff-RAID offre un’affidabilità molto maggiore per gli SSD rispetto a RAID-4 e RAID-5 per lo stesso sovraccarico di spazio e offre una curva di compromesso tra throughput e affidabilità.

Le principali considerazioni tecniche da tenere presenti quando si migliorano le prestazioni dell’SSD con RAID

Come accennato in precedenza, ci sono notevoli differenze tecniche tra HDD e SSD e queste differenze guideranno la decisione sull’implementazione dell’array RAID necessaria per soddisfare entrambi. In poche parole, alcune implementazioni RAID sono ottime per gli HDD non per gli SSD e viceversa. Quindi, la domanda principale che richiede una risposta è: quale livello RAID dovrebbe essere utilizzato quando si utilizza un array RAID SSD?

Raid SSD 1 (specchio) :

RAID 1 può fornire una ridondanza completa, ma solo semplici guadagni in termini di prestazioni, e pertanto dovrebbe essere considerato se i requisiti di prestazioni non sono un requisito fondamentale per la distribuzione dell’applicazione.

SSD RAID 5 o 6 :

Un’alternativa popolare che fornisce ridondanza è RAID 5 (usa lo striping dei dati con bit di parità e richiede un minimo di tre dischi) e RAID 6 (usa lo striping e la doppia parità con un minimo di quattro dischi).

SSD RAID 10 :

Un’alternativa superiore a RAID 5 o 6 sarebbe l’adozione della configurazione RAID SSD livello 10. RAID 10 utilizza stripe RAID e mirroring per fornire tolleranza agli errori con un minimo di quattro SSD. Un ulteriore vantaggio di RAID 10 è che può offrire un elevato livello di prestazioni, ma con una diminuzione dell’efficienza di archiviazione. Il vantaggio principale è che due dischi qualsiasi possono guastarsi senza perdere dati ed entrambe queste configurazioni RAID offrono prestazioni migliori. Le sfide con RAID 5 e 6 sono che entrambe le implementazioni richiedono un numero elevato di operazioni di scrittura del disco per soddisfare i requisiti di informazioni sui bit di parità.

( Nota: ai fini della protezione dei dati, RAID 0 è stato ignorato poiché utilizza un pattern di stripe RAID scritto su due dischi per aumentare le prestazioni ma non offre ridondanza dei dati).

Conclusione

Requisiti di storage più estesi per i consumatori determinano la necessità per fornitori e fornitori IT di fornire soluzioni di infrastruttura di storage affidabili, efficaci e orientate alle prestazioni, che siano convenienti e redditizie. SSD RAID fornisce gli strumenti essenziali, i processi e i meccanismi di distribuzione dello storage in grado di soddisfare questi requisiti dei consumatori, più di quanto possa fare HDD RAID. Gli SSD sono un ordine o due di grandezza più veloci dei media tradizionali e le loro capacità sono più che rivali con quelle che gli HDD hanno sempre controllato e fornito.

Gli SSD mostrano segni di usura nel tempo; tuttavia, la loro durata è significativamente più lunga rispetto alle unità disco legacy, rendendo le loro date di servizio molto più prevedibili e le attività di manutenzione molto più efficienti e affidabili.