آرایههای RAID برای افزایش عملکرد سیستم‌های ذخیره‌ساز درایو دیسک سخت در چهل سال گذشته استفاده می‌شده‌اند. ولی آرایه RAID اس اس دی می‌تواند عملکردی داشته باشد که با هر نوع آرایه RAID درایو دیسک سخت قابل قیاس باشد و از این رو اغلب به عنوان جایگزین آرایه SSD RAID در نظر گرفته می‌شود.
علاوه بر این، استفاده از آرایه های SSD RAID می‌تواند به دستاوردهای عملکردی بیشتر منجر گردد بنابراین درایوهای حالت جامد به جای این که جایگزینی برای RAIS باشند باید به طور واقعی همانند مکمل RAID در نظر گرفته شوند. وقتی پای RAID به بحث اس اس دی در برابر درایو دیسک سخت باز می‌شود، SSD RAID عملکرد بسیار درخشانی دارد.
یک سری پیکربندی‌های SSD RAID را نیز می‌توان برای محافظت داده در رویداد شکست دیسک استفاده نمود. هر چند درایوهای حالت جامد تمایل دارند تا نسبت به درایوهای دیسک سخت مطمئن‌تر باشند چون دارای قطعات متحرک نیستند ولی هنوز مستعد عدم عملکرد و نقص هستند. مموری ذخیره‌ساز فلش به طور آشکارا چالش‌های خودش را داشته است.
همچنین SSD RAID به همان دلیل می‌تواند در زمانی که با درایوهای حالت جامد در اپلیکیشن‌هایی که محافظت داده در آنها به طور ویژه اهمیت دارد، استفاده می‌گردد بی نهایت سودمند باشد.
هدف RAID
اصطلاح RAID از عبارت آرایه افزونگی دیسک‌های ارزان قیمت گرفته می‌شود و شاید مهم‌ترین کلمه در عبارت به “ارزان بودن” ربط داده شود. RAID توسط دانشمندان علوم کامپیوتری که قصد داشتند تا آن استاندارد را اثبات کنند در سال ۱۹۸۷ ثبت گردید و دیسک‌های ارزان دارای پیکربندی در آرایه مناسب RAID می‌توانستند عملکردی داشته باشند که برتر از دیسک‌های با عملکرد بالا گران قیمت بوده‌اند که در همان زمان در دسترس بودند.
ولی استفاده از آرایه دیسک‌هایی که خودش را به سیستم کامپیوتری همانند یک سیستم تکی معرفی می‌کند قبل از اختراع این اصطلاح بوده است که عمدتا با اهداف محافظت از داده صورت گرفته است. ساده‌ترین پیکربندی آرایه که محافظت از داده را پیشنهاد می‌دهد از نوعی است که حالت انعکاسی را فراهم می‌نماید: داده ذخیره شده در یک درایو در دیگری کپی می‌شود بنابراین هر یک تصویر بازخوردی از دیگری است.
نتیجه‌گیری پایانی از قرار زیر است: RAID را می‌توان با هدف افزایش عمکرد دیسک استفاده نمود یا از اتلاف داده در رویدادی محافظت نمود که یک دیسک در آرایه به طور کامل یا جزیی شکست می‌خورد. همچنین با استفاده از سطوح مختلف RAID می‌توان از آن برای ارایه ترکیبی از هر دو در تناسب‌های متفاوت بهره برد.
SSD و RAID
چگونگی استفاده از RAID و اس اس دی به همراه هم برای جلوگیری از اتلاف یا شکست داده در این بخش نشان داده می‌شود: درایوهای حالت جامد تمایل دارند تا بی نهایت قابل اطمینان باشند چون دارای قطعات متحرک نیستند و گرمای کمتری نسبت به درایوهای دیسک سخت تولید می‌کنند از این رو از سایش ناشی از افزایش گرما رنج نمی‌برند. ولی هر چند نقص‌های کامل دیسک به ندرت رخ می‌دهد ، داده ذخیره شده در اس اس دی نیز می‌تواند از بین برود. این وضعیت به دلیل خرابی بیت‌های ذخیره شده به صورت انفرادی در سلول‌های NAND از طریق تداخل بین سلول‌ها یا حتی شکست کامل سلول به دلیل استفاده بسیار زیاد اتفاق می‌افتد.
اگر یک درایو نقص پیدا کنید سپس داده از بین نخواهد رفت. از SSD RAID در پیکربندی RAID 1 استفاده کنید چون داده ذخیره شد در آن در درایو دیگر در آرایه SSD RAID منعکس می‌گردد. همچنین RAID 1 یم نمه دارای ارتقای عملکرد می‌باشد چون هر درخواست خواندن را می‌توان از طریق هر درایو در آرایه SSD RAID هندل نمود.
نقص‌های اصلی آرایه SSD RAID 1 عبارتند از:
- کاربران تنها از نصف ظرفیت کل دو درایو می‌توانند استفاده نمایند (راندامن ۵۰ درصد ذخیره).
- کاربران در حدود دو برابر قدرت سیستم درایو تکی مصرف می‌کنند. (درایو های حالت جامد نسبت به درایو دیسک سخت از نظر انرژی بسیار کارامدتر هستند.)
در واقع، یک سری پیکربندی‌های دیگر RAID وجود دارند که از تعداد متفاوت دیسک و تکنیک‌هایی نظیر وسیله ذخیره‌ساز نوار RAID استفاده می‌کنند و بیت‌های یکسان را ذخیره می‌کنند. این پیکربندی‌های مختلف RAID دارای ترکیب‌های مختلف از نظر دستاوردهای عملکردی، محافظت داده و راندمان ذخیره‌ساز هستند.
HDD RAID در برابر SSD RAID
وقتی جذابیت نسبی راه‌اندازی‌های HDD RAID در برابر SSD RAID بررسی می‌گردد، دو واقعیت مهم هستند:
- درایوهای دیسک سخت (HDD) بیشتر مستعد نقص و عدم موفقیت هستند.
- درایوهای دیسک سخت دارای عملکرد کمتری هستند.
این موضوع مهم است چون آرایه RAID می‌تواند به شما در دستیابی به عملکرد بهتر یا محافظت بهتر در مقابل نقص دیسک یا هر دو کمک نماید.
در محیط ذخیره HDD در موقعیت‌هایی که عملکرد دیسک منفرد در آنها برای حجم بار خاص ناکافی است به کرات نسبت به محیط ذخیره اس اس دی رخ خواهد داد که به سادگی بدان دلیل است که درایوهای دیسک سخت دارای عملکرد پایین‌تر هستند. مورد یکسان زمانی درست است که شما محافظت داده را به جای عملکرد دیسک در نظر می‌گیرید.
آرایههای RAID به همان دلایل محتمل هستند تا یک راه حل قابل لمس برای مشکلات ذخیره در اکثر شرکت‌هایی باشند که دارای زیر ساخت ذخیره SSD در محل هستند.
از این رو، شرکت‌های با سیستم‌های ذخیره اس اس دی احتمالا از نوعی هستند که دارای حجم کار زیاد هستند و این موضوع به طور خاص نیازمند الزامات ذخیره بر حسب عملکرد می‌باشد. درایوهای حالت جامد تکی در بعضی موارد ممکن است برای ارایه عملکرد مورد نیاز تلاش کنند و آرایه SSD RAID در این شرایط ممکن است عملکرد مورد نیاز را به بهترین نحو انجام دهد.
از این رو، وقتی HDD RAID در برابر SSD RAID مقایسه می‌گردد، یادآوری این موضوع مهم است که HDD RAID می‌تواند عملکرد را از سطح پایین به یک سطح قابل قبول افزایش دهد در حالی که SSD RAID ممکن است عملکرد را از سطح قابل قبول به یک سطح بسیار عالی ارتقاء بخشد.
دفعات بازسازی SSD RAID
HDD RAID و SSD RAID دارای گزینه‌های محافظت از داده هستند ولی یک تفاوت مهم بین این دو در عمل وجود دارد. این تفاوت از واقعیتی ناشی می‌گردد که درایوهای حالت جامد عملکرد بهتری دارند و آن بدان معنی است که وقتی دیسک در آرایه SSD RAID موفق نشود، بازسازی RAID از دیسک‌های باقی مانده بسیار سریع‌تر از همین وضعیتی برای آرایه HDD RAID صورت می‌گیرد.
و نظر به این که درایوهای حالت جامد به طور ذاتی نسبت به داریوهای حالت جامد از ضریب اطمینان کمتری برخوردارند، این وضعیت نشان می‌دهد که شکست دیگر درون آرایه HDD در طول بازسازی RAID به طور آماری محتمل‌تر از همین مورد در آرایه SSD RAID می‌باشد.
استفاده از درایو های حالت جامد با انواع مختلف RAID
استفاده از آرایه SSD RAID می‌تواند محافظت موثر در برابر اتلاف داده و ارتقای عملکرد ارایه نماید. پرسش اصلی این است: کدام سطح از RAID را باید در آرایه SSD RAID استفاده کنید؟
نوع SSD RAID
RAID 0 برای اهداف محافظت از داده می‌تواند حاکم گردد چون از الگوی دسته‌بندی RAID رایت شده بر روی دو دیسک استفاده می‌کند تا عملکرد را ارتقاء بخشد ولی این افزونگی داده ندارد. از طرف دیگر ، RAID 1 دارای افزونگی کامل است و تنها عملکرد متوسط دارد و اگر ارتقای عملکرد یک درایور برای پذیرش SSD RAID نمی‌باشد از این رو باید مورد رسیدگی قرار گیرد.
SSD RAID 5 و RAID 6
گزینه‌های محبوب که افزونگی دارند عبارتند از RAID 5 (که از دسته‌بندی داده با بیت‌های یکسان با حداقل سه دیسک استفاده می‌کند) و RAID 6 (که از دسته‌بندی و برابری دو به دو با حداقل چهار ریسک استفاده می‌کند). این کار یک مزیتی داشته است که هر دو دیسک می‌توانند بدون اتلاف داده شکست بخورند. هر دو پیکربندی SSD RAID دارای عملکرد فزاینده می‌باشند ولی رشد عملکرد به بزرگی تفاوت بین SSD RAID 0 در برابر اس اس دی در حال اجراء نمی‌باشد (یعنی بخشی از آرایه SSD RAID نیست).
مشکل در مورد RAID 5 و RAID6 در آرایههای SSD RAID این است که این سیستم‌ها به تعداد بیشتر عملیات‌های رایت دیسک نیاز دارند تا با اطلاعات تعادل تطبیق یابند. (RAID 6 به طور خاص به دو رایت برابر در هر زمانی که هر داده رایت می‌شود، نیاز دارد). چون سلول‌های SSD NAND دارای تعداد رایت‌های محدود قبل از فرسایش هستند و این موضوع سبب می‌شود تا RAID 5 و RAID 6 با آرایههای SSD RAID تناسب کمتری داشته باشند.
SSD RAID 10
گزینه بهتر برای RAID5 یا RAID6 ممکن است این باشد تا از پیکربندی SSD RAID در سطح ۱۰ استفاده کند. RAID 10 از دسته RAID (اندازه دسته متداول SSD RAID 10 معادل ۱۲۸ یا ۲۵۶ کیلو بیت است) و بازتاب داده می‌شود تا تلرانس غلط با حداقل چهار اس اس دی فراهم گردد. مزیت اضافی RAID 10 این است که عملکرد بسیار زیادی دارد ولی راندمان ذخیره پایین است (۵۰ درصد در آرایه چهار دیسک SSD RAID).
عملکرد SSD RAID
اتصال درایوهای حالت جامد چند تایی به کنترلر RAID برای ایجاد آرایه RAID در پیکربندی‌های معین SSD RAID می‌تواند تاثیر زیادی بر عملکرد با این شرط داشته باشد که راس عملکرد تا ظرفیت خروجی خود کنترلر RAID محدود گردد. سطح RAID که بهترین عملکرد را پیشنهاد می‌دهد معادل صفر است.
RAID 0 در برابر SSD
همان‌طور که در بخش‌های قبلی بحث شده بود، دو راه‌اندازی ساده SSD RAID که از تکنیک‌های دسته RAID با داده دسته RAID بین دو اس اس دی استفاده می‌کنند می‌توانند به عملکرد دو برابری در مقایسه با اس اس دی تکی منجر شوند هر چند این راه‌اندازی افزونگی به همراه ندارد.
اگر راندمان وسیله ذخیره‌ساز موضوع هدف نباشد، سپس چهار آرایه SSD RAID 0 حدود چهار برابر عملکرد دیسک کندتر را در آرایه پیشنهاد خواهد کرد (در معرض محدودیت کنترلر SSD RAID).
دیگر سطوح SSD RAID نظیر RAID 1 دارای دستاوردهای عملکردی کمتر هستند – دو آرایه SSD RAID 1 به طور اساسی برای محافظت از داده طراحی می‌شوند ولی چون هر دو دیسک را می‌توان در یک زمان خواند، پیشرفت کمتری در زمینه سرعت‌های خواندن رخ می‌دهد (ولی پیشرفتی در عملکرد رایت اس اس دی دیده نمی‌شود).
RAID 10 که از ترکیب RAID 0 (که از ذخیره دسته RAID استفاده می‌کند) و RAID 1 (که از بازخورد بهره می‌برد) استفاده می‌کند می‌تواند افزایش‌های چشمگیری در عملکرد داریو حالت جامد ایجاد کند ولی راندمان ذخیره نسبت به RAID 0 کمتر است و دستاوردهای عملکردی در حدود نصف بیشتر هستند.
آیا SSD RAID ارزش خریدن را دارد ؟
هدف آرایه SSD RAID این است تا در برابر اتلاف داده محافظت ایجاد کند یا عملکرد دیسک یا هر دو را افزایش دهد.
وقتی آرایه با وظیفه محافظت از داده استفاده می‌شود، شکی وجود ندارد که سطوح مناسب RAID چیزهای زیادی برای ارایه دارند و این موضوع به طور برابر برای آرایههای HDD RAID و SSD RAID صدق می‌کند.
اگر افزونگی ذخیره مورد نیاز نباید سپس پیکربندی SSD RAID مناسب نظیر RAID 0 یک روش مطمئن را برای دستیابی به یک عملکرد بزرگ پیشنهاد می‌دهد. بالاترین محدودیت آرایه SSD RAID (یک بار دیگر جدا از محدودیت سرعت کنترلر SSD RAID) به هزینه ربط دارد. درایوهای حالت جامد در هر گیگابیت گران‌تر از درایوهای دیسک سخت هستند و استفاده از پیکربندی SSD RAID که ۵۰ درصد راندمان ذخیره نظیر دو آرایه SSD RAID 0 یا چهار آرایه SSD RAID 10 را پیشنهاد می‌دهد به طور موثری این هزینه را دو برابر می‌کند.
در نهایت وقتی استفاده از آرایههای SSD RAID با هدف عملکرد است، آینده کاری از طریق اوضاع اقتصادی مشخص می‌شود. فناوری‌های ذخیره‌ساز غیر فرار سریع‌تر می‌توانند با هزینه‌های مشابه یا کمتر عملکرد بهتری داشته باشند سپس ممکن است نیازی به استفاده از آرایه SSD RAID استاندارد نباشد.
