RAID i pamięć masowa

Koncepcja RAID

Podstawowym celem macierzy RAID jest zapewnienie wysokiej klasy możliwości przechowywania danych i nadmiarowego bezpieczeństwa danych dla dużych serwerów. W systemie RAID jest postrzegany jako partycja logiczna, ale składa się z wielu dysków twardych (co najmniej dwóch). Znacząco poprawia przepustowość systemu pamięci masowej poprzez jednoczesne przechowywanie i pobieranie danych na wielu dyskach. Wiele konfiguracji RAID posiada kompleksowe środki umożliwiające wzajemną weryfikację/odzyskiwanie, w tym bezpośrednie kopie lustrzane. Znacząco zwiększa to odporność systemów RAID na awarie oraz poprawia stabilność systemu i redundancję, stąd określenie „nadmiarowość”.

RAID był kiedyś produktem ekskluzywnym w domenie SCSI, ograniczonym technologią i kosztem, co utrudniało jego rozwój na rynku low-end. Obecnie, wraz z rosnącą dojrzałością technologii RAID i ciągłymi wysiłkami producentów, inżynierowie zajmujący się pamięcią masową mogą cieszyć się stosunkowo bardziej opłacalnymi systemami IDE-RAID. Chociaż IDE-RAID może nie dorównywać SCSI-RAID pod względem stabilności i niezawodności, jego przewaga wydajności w porównaniu z pojedynczymi dyskami twardymi jest dla wielu użytkowników całkiem kusząca. W rzeczywistości, w przypadku codziennych operacji o niskiej intensywności, IDE-RAID jest więcej niż wydajny.

Podobnie jak modemy, macierz RAID można podzielić na w pełni opartą na oprogramowaniu, półoprogramowaną/pół-sprzętową lub w pełni opartą na sprzęcie. W pełni programowa macierz RAID odnosi się do macierzy RAID, w której wszystkie funkcje są obsługiwane przez system operacyjny (OS) i procesor, bez jakiejkolwiek kontroli/przetwarzania stron trzecich (powszechnie określanych jako koprocesor RAID) lub układu we/wy. W tym przypadku wszystkie zadania związane z RAID są wykonywane przez procesor, co skutkuje najniższą wydajnością wśród typów RAID. Półprogramowa/półsprzętowa macierz RAID przede wszystkim nie ma własnego układu przetwarzającego we/wy, więc za te zadania odpowiadają procesor i programy sterowników. Ponadto układy sterujące/przetwarzające RAID stosowane w półprogramowych/półsprzętowych systemach RAID zazwyczaj mają ograniczone możliwości i nie mogą obsługiwać wysokich poziomów RAID. W pełni sprzętowa macierz RAID obejmuje własne układy sterujące/przetwarzające RAID i przetwarzające wejścia/wyjścia, a nawet zawiera bufor tablicy (bufor tablicy). Oferuje najlepszą ogólną wydajność i wykorzystanie procesora spośród tych trzech typów, ale wiąże się również z najwyższym kosztem sprzętu. Wczesne karty i płyty główne IDE RAID wykorzystujące układy HighPoint HPT 368, 370 i PROMISE były uważane za półprogramowe/półsprzętowe RAID, ponieważ brakowało im dedykowanych procesorów we/wy. Co więcej, układy sterujące/przetwarzające RAID tych dwóch firm miały ograniczone możliwości i nie były w stanie obsłużyć złożonych zadań przetwarzania, w związku z czym nie obsługiwały RAID poziomu 5. Godnym uwagi przykładem w pełni sprzętowego RAID jest karta AAA-UDMA RAID produkowana przez firmę Adaptec. Posiada dedykowany koprocesor RAID wysokiego poziomu i wyspecjalizowany procesor I/O Intel 960, w pełni obsługujący poziom RAID 5. Stanowi najbardziej zaawansowany obecnie dostępny produkt IDE-RAID. Tabela 1 porównuje typowe programowe i sprzętowe RAID w zastosowaniach przemysłowych.