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RAID(レイド)とは

RAID(レイド)

RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)とは、複数のハードディスクを1台のハードディスクとして運用する技術のことです。

以下の図はRAIDのイメージ例です。複数のハードディスクをまとめて1台の装置として運用しています。

RAIDのイメージ図

RAIDは何のためにあるのですか?
RAIDはハードディスクの課題を解決するために登場した技術です。

ハードディスクには2つの課題があります。1つはCPUやメモリに比べると処理速度が遅いこと。そしてもう1つは、ハードディスクが破損すると保存してあるデータがすべて失われる可能性があるということです。

そこで考えられたのがRAIDという技術であり、RAIDはハードディスクの高速化信頼性を向上させるための技術です。

RAIDの種類

RAIDには主に次のような種類があります。

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RAID0

RAID0はデータを分割し、複数台のディスクに分散して読み書きを行います。この処理のことを「ストライピング」といいます。

以下の図はRAID0(ストライピング)のイメージ例です。画像データを分割し、複数のディスクに分散して書き込んでいます。

RAID0のイメージ例

複数のディスクに分散して書き込みを行うため高速化が図れます。しかし、1台でもディスクが故障するとデータを復旧することができません。

ポイント

RAID0はデータを分散して書き込むため高速性に優れているが、1台でも故障するとデータを復旧できないので信頼性は低い

RAID1

RAID1は複数台のディスクに対して同時に同じ内容を書き込みます。この処理のことを「ミラーリング」といいます。

以下の図はRAID1(ミラーリング)のイメージ例です。2台のディスクに対して同じデータを書き込んでいます。

RAID1イメージ例

RAID1は同じデータが複数のディスクに書かれているため、いずれか1台が故障してもそのまま使えるので信頼性は高いです。(故障したディスクは新しいディスクに交換する)

ポイント

RAID1は高速化は望めないが、同じデータが複数のディスクにある状態なので信頼性は非常に高い。また使用できるディスク容量は半分以下になる。

RAID5

RAID5は3台以上のディスクにデータと同時にパリティと呼ばれる誤り訂正符号も分散させて書き込みます。

以下の図はRAID5のイメージ例です。データと同時にパリティを複数のディスクに分散して書き込んでいます。

RAID5イメージ例

RAID5では、いずれか1台のディスクが故障したとしても、パリティ情報を使ってデータを復元することができます。(例えば、1番目のディスクが故障した場合、データ1は3番目のディスクにあるパリティ情報から復元、データ3は2番目のディスクにあるパリティ情報から復元できる)

その他のRAID

RAID2

RAID2はハミング符号と呼ばれる誤り訂正符号を使用します。ハミング符号の計算は複雑で時間もかかるため、RAID2は実用性がなく、製品として扱われることはほとんどありません。

RAID3、RAID4

RAID3、RAID4はRAID5と同じパリティと呼ばれる誤り訂正符号を使用します。

パリティを複数のディスクに分散して書き込むRAID5とは違い、RAID3とRAID4はパリティ専用のディスクに書き込みます。(RAID3とRAID4の違いはストライピングの単位がRAID3はビット/バイト単位で、RAID4はブロック単位)

パリティ専用ディスクにアクセスが集中するため、性能上のボトルネックとなり消耗が激しく寿命も低下します。そのため、RAID3、RAID4はあまり利用されることはなく、RAID5が使われています。

RAID6

RAID6は、2種類のパリティを分散させてディスクに書き込むことで、2台のディスクが故障しても復元を可能にしたものです。

(RAID5は1台のディスクが故障しても復元できるが、2台のディスクが同時に故障した場合は復元できない)

RAID1+0

RAID1+0(もしくはRAID10)は、RAID0とRAID1を組み合わせたものです。最低4台のディスクが必要です。

高速に処理できるRAID0と信頼性の高いRAID1を組み合わせることにより、速度、容量、耐障害性の向上を図ることができます。