HDDの基本「RAIDレベル」は何個ある? よく使われるRAIDの利点は?変化するRAIDの仕組み【第1回】

「RAID」はストレージのデータを保護するための基本となる仕組みだ。標準と非標準を含めて、さまざまなRAIDの種類がある。どのような違いがあり、適する手段をどのように選択すればよいのか。

2023年12月30日 08時00分 公開

 「RAID」(Redundant Array of Inexpensive Disks)は、HDDのデータを保護するための仕組みだ。複数のHDDを組み合わせて、1台のHDDのように運用する。近年はSSDでRAIDを構成することもある。

 RAIDには仕組みに応じて定義された各種のレベルがあり、データ保護の安全性、アクセス速度などのパフォーマンスへの影響、コストなどに違いがある。まずはRAIDの基本的な仕組み、レベル別の定義、レベルを選択する際の判断基準などを押さえておこう。

増え続ける「RAIDレベル」 よく使われるのは?

 「RAIDレベル」とは、RAIDの各種類を定義する呼称だ。RAIDレベルの数は、以前はそれほど多くなかったが、ストレージ技術の進化に伴ってRAIDレベルの数が増加してきた。

 まずRAIDとは、個々のHDDをグループ化する方法だ。RAIDでは、複数のHDDを1つの論理ドライブ(論理的に構成するストレージ)として表す。論理ドライブの領域は、論理ユニット番号(LUN)で呼ばれる。LUNは、記憶領域を識別するための番号となる。

 RAIDは、これを代替する新たなストレージ技術が台頭する中でも、依然としてデータを保護するための主要な選択肢となっている。RAIDの代替手段の一つとして「イレージャーコーディング」がある。イレージャーコーディングは数学的関数を使用してデータをあらかじめ冗長性を含む形に変換し、分割して保存しておく技術だ。一般的にはRAIDよりコストがかかる。そうした代替技術が登場する中でも、ストレージベンダーは自社製品においてRAIDの機能を提供している。

 それぞれのRAIDレベルの違いと、長所を理解することが重要だ。

  • RAID 0
    • ストライピング(データの分散)
  • RAID 1
    • ミラーリング(データの複製)
  • RAID 10またはRAID 1+0
    • ミラーリングとストライピング
  • RAID 2
    • ストライピングとハミング符号(誤り訂正符号の一種)のパリティ(2進数の誤り検出符号)
  • RAID 3
    • ストライピングと専用ドライブでのパリティ
  • RAID 4
    • ブロック単位のストライピングと専用ドライブでのパリティ
  • RAID 5
    • 分散パリティ
  • RAID 50またはRAID 5+0
    • RAID 5のストライピング
  • RAID 6
    • ストライピングしたパリティの二重化
  • Adaptive RAID
    • RAID 3かRAID 5の選択
  • RAID 7
    • キャッシュ機能を備えた非標準仕様

 これだけのRAIDレベルがあるにもかかわらず、一般的に使用されているのは一部だけだ。以下のRAIDレベルがよく使われる。

  • RAID 0
  • RAID 1
  • RAID 10またはRAID 1+0
  • RAID 5
  • RAID 50またはRAID 5+0
  • RAID 6

RAIDレベルの分類

 RAIDレベルは「標準」「非標準」「ネスト」の3つに大きく分類できる。

  • 標準
    • RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID 4、RAID5、RAID6
  • 非標準
    • 特定の企業やオープンソースプロジェクトの定義。RAID 7、Adaptive RAID、RAID-S、Linux MD RAID 10など
  • ネスト
    • RAIDレベルの組み合わせ。RAID 1+0やRAID 5+0など

 どのRAIDレベルを採用すべきなのかは、パフォーマンスと冗長化の要件によって異なる。標準のRAIDレベルの中では、RAID 0がアクセス速度が最も高速で、RAID 1が最も信頼性が高い。RAID 5は両方のバランスが取れている。求める冗長性の程度、データの保存期間、使用するHDD数の他に、データ保護とパフォーマンスのどちらに重点を置くかなどによって最適解を探ることになる。


 次回以降は、各RAIDレベルについて詳細に解説する。

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