Системи зберігання RAID – Порівняння SSD і HDD

R AID (надлишковий масив незалежних дисків) — це метод зберігання тих самих даних у різних місцях на кількох жорстких дисках (HDD) або твердотільних накопичувачах (SSD) для захисту даних у разі збою диска.. Цей метод збільшує швидкість зберігання та доступу до даних, одночасно запобігаючи втраті даних і незапланованим простоям – оскільки дані розподіляються на кількох дисках, це збільшує середній час між відмовами (MTBF). Надлишкове зберігання даних також підвищує відмовостійкість. Відновлення даних RAID використовує практику дзеркального відображення диска або розділення диска. Дзеркалювання копіює ідентичні дані на кілька дисків, залежно від вибраного рівня RAID.

RAID працює, дозволяючи операціям введення/виведення (I/O) збалансовано накладатися, таким чином покращуючи подальшу продуктивність програми. Існують різні рівні RAID, які можна використовувати (рівень RAID: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10 + комбінації ), але не всі рівні RAID мають на меті забезпечити резервування.

Незалежно від того, який рівень RAID прийнято, масив RAID відображатиметься базовій операційній системі (ОС) як єдиний логічний диск. Традиційно RAID в основному розроблявся для використання на серверах, але його застосування спостерігається в комп’ютерах і програмах, які інтенсивно займаються пам’яттю, які потребують високого рівня безпеки даних і високої швидкості передачі.

Як використання RAID-масивів SSD може призвести до подальшого підвищення продуктивності порівняно з жорстким диском

Дозвольте мені бути відвертим: твердотільні накопичувачі значно привабливіші як компонент зберігання через їх високу продуктивність і мінімальне енергоспоживання порівняно з жорсткими дисками. SSD, як правило, набагато надійніші, ніж жорсткі диски, оскільки вони не мають рухомих частин, які можуть з часом вийти з ладу під час постійного використання. Це не означає, що твердотільні накопичувачі не схильні до поломок – вони виходять і можуть виходити з ладу з різних причин.

Саме з цих ключових причин RAID-масиви SSD і відновлення даних на сервері можуть бути дуже вигідними при використанні з бізнес-додатками, де безпека та захист даних є не просто вимогою, а життєво важливим компонентом, який має задовольнити інформаційна технологія провайдерів. Додайте до цього той факт, що RAID-масиви SSD можуть забезпечити додаткові прирости продуктивності, ніж RAID-масиви HDD, стає очевидним два факти:

· Жорсткі диски більш сприйнятливі до поломок, ніж SSD,

· Жорсткі диски мають нижчу продуктивність, ніж SSD.

Ця різниця має вирішальне значення для наших цілей порівняння, оскільки масив RAID може або допомогти вам досягти покращеної продуктивності, або покращити захист від збою диска, або обидва.

Важливо відзначити, що організації, які використовують твердотільні накопичувачі, ймовірно, матимуть робоче навантаження на інфраструктуру зі специфічними вимогами до сховища щодо продуктивності. Окремим SSD може бути важко забезпечити необхідну продуктивність угод про рівень обслуговування, і саме в таких обставинах RAID-масив SSD може запропонувати суттєве підвищення продуктивності. RAID-масиви, ймовірно, стануть розумним рішенням для зберігання даних для усунення проблем продуктивності в організаціях з інфраструктурою SSD, яка вже існує та працює.

Як змінилося RAID-сховище після переходу з HDD на SSD

Позиціонування RAID у світі інфраструктурних корпоративних сховищ змінювалося з часом через наступні причини:

· SSD є набагато надійнішими пристроями порівняно зі застарілими жорсткими дисками. Забезпечує впевненість у тому, що ймовірність збою диска в масиві RAID набагато менша,

· Параметри зберігання, визначені вбудованим програмним забезпеченням, які працюють інакше, ніж RAID, і, отже, не вимагають придбання дорогих RAID-контролерів із відповідними вимогами до резервного живлення, але все ще забезпечують захист від втрати даних у разі збою апаратного забезпечення,

· Обчислення на основі серверів розвиваються, щоб надавати швидші та простіші варіанти для ІТ-споживачів; потенційні ускладнення із системами інфраструктури зберігання даних, такі як запровадження додаткових RAID-контролерів, не лише збільшують капітальні витрати, але й створюють ще одну можливу точку збою, про яку слід хвилювати ІТ-директорів.

Ці пункти не мають на меті зобразити RAID як застійну технологію, яка просто спостерігає, як світ проходить повз неї – далеко не так. Існує поняття Differential RAID(або Diff-RAID), новий варіант RAID, який нерівномірно розподіляє між SSD-накопичувачами, створюючи вікові відмінності в масивах RAID. Ця стратегія була розроблена для твердотільних накопичувачів у форматі RAID для відстеження віку кожного диска в наборі RAID. Контролер знає, скільки років кожному диску в масиві RAID, і розумно розподіляє більше активності на нові диски та менше активності на старі диски. Мета полягає в тому, щоб на всіх дисках не виникли одночасні невиправні помилки даних. Diff-RAID забезпечує набагато більшу надійність для твердотільних накопичувачів, ніж RAID-4 і RAID-5 за тих самих витрат простору, і пропонує компроміс між пропускною здатністю та надійністю.

Основні технічні міркування, які слід враховувати під час підвищення продуктивності SSD за допомогою RAID

Як згадувалося раніше, існують значні технічні відмінності між жорсткими дисками та SSD, і ці відмінності будуть керувати рішенням про те, який масив RAID буде потрібним, щоб обслуговувати обидва. Простіше кажучи, деякі реалізації RAID чудово підходять для жорстких дисків, а не для SSD, і навпаки. Отже, основне питання, яке потребує відповіді: який рівень RAID слід використовувати при використанні RAID-масиву SSD?

SSD Raid 1 (дзеркало) :

RAID 1 може забезпечити повну надмірність, але лише простий приріст продуктивності, і тому його слід враховувати, якщо вимоги до продуктивності не є життєво важливою вимогою для доставки додатків.

SSD RAID 5 або 6 :

Популярною альтернативою, яка забезпечує резервування, є RAID 5 (використовує чередування даних із бітами парності та вимагає щонайменше трьох дисків) і RAID 6 (використовує смугу та подвійний паритет із мінімум чотирма дисками).

SSD RAID 10 :

Кращою альтернативою RAID 5 або 6 було б застосування рівня конфігурації SSD RAID 10. RAID 10 використовує смугу RAID і дзеркальне відображення, щоб забезпечити відмовостійкість принаймні чотирьох SSD. Додатковою перевагою RAID 10 є те, що він може запропонувати високий рівень продуктивності, але зі зниженням ефективності зберігання. Ключовою перевагою є те, що будь-які два диски можуть вийти з ладу без втрати даних, і обидві ці конфігурації RAID забезпечують підвищену продуктивність. Проблеми з RAID 5 і 6 полягають у тому, що обидві реалізації вимагають великої кількості операцій запису на диск, щоб задовольнити вимогу до інформації про біти парності.

( Примітка: з метою захисту даних RAID 0 не враховується, оскільки він використовує смужковий шаблон RAID, записаний на два диски для підвищення продуктивності, але не забезпечує надлишковість даних).

Висновок

Розширені вимоги споживачів до сховища спонукають до ІТ-провайдерів і постачальників надавати надійні, ефективні та орієнтовані на продуктивність рішення інфраструктури зберігання, які є економічно ефективними та прибутковими. SSD RAID надає необхідні інструменти, процеси та механізми доставки сховища, які можуть задовольнити ці вимоги споживачів – більше, ніж HDD RAID. Твердотільні накопичувачі на порядок чи два швидші за традиційні носії, а їхня ємність перевершує те, що жорсткі диски контролювали та забезпечували весь час.

SSD з часом зношуються; однак їх термін служби значно довший, ніж у застарілих дисків, що робить дати їх експлуатації набагато більш передбачуваними, а технічне обслуговування набагато ефективнішим і надійнішим.