[ガイド] 新しいハードドライブ・アレイに最適なRAIDレベルの選択方法

RAID（Redundant Array of Independent Disks）は、世界中のゲーマー、開発者、ビデオ編集者、専門家、企業で使用されている高度なデータストレージ仮想化技術です。RAIDは、データの冗長性、より高速な読み出しおよび書き込み速度、またはその両方など、従来のドライブよりも多くの利点を提供するからです。

RAID 0から始まり、RAID 1とRAID 0をインターリーブしたRAID 10まで、さまざまなRAIDレベルを選択できます。同様に、データストレージの要件に応じて、RAID 50、RAID 60、RAID 100を作成することもできます。しかし、ネストされたRAIDレベルは高価であり、ほとんどのユーザはそれを購入する余裕がありません。

どちらを選ぶべきですか？

どのRAIDレベルがお客様のデータストレージ要件に適しているか、そして何よりもご予算に適しているかを判断するために、RAID 0からRAID 60までの様々なRAIDレベルについて詳しく説明し、それぞれのメリット、デメリット、可能なアプリケーションをリストアップしました。

RAIDレベル – 詳細な比較

以下では、RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6などの標準的なRAIDレベルと、RAID 10、RAID 50、RAID 60などのネストされたRAIDレベルの詳細な比較をご覧いただけます。記事の最後には、最小ドライブ要件、読み書きパフォーマンス、ストレージの可用性、冗長性、アプリケーションなどのパラメータに基づいて、異なるRAIDレベルを比較した比較表も掲載しています。

RAID 0

ゲームやビデオ編集に興味があるなら、RAID 0はデータストレージのニーズに適した構成です。RAID 0 は標準的な RAID 構成で、データはデータ ストライピングを使用してハード ディスク アレイに保存されます。最も有利な RAID 構成で、少なくとも 2 台のハード ディスクが必要です。

ゲームやビデオ編集などの負荷の高い作業では、頻繁に大量のデータ転送が必要となります。RAID 0は、システムの読み書きのパフォーマンスを通常のドライブと比較して最大2倍向上させ、負荷を各ドライブに分散します。

図1：RAID 0の図解 – データ保存にはストライピング・ストレージ方式を使用

プロフェッショナル

• SATA SSDに匹敵する高い読み書き性能
• 使用可能なハードディスク容量は100
• 手頃な価格で導入が容易

デメリット

• フォールトトレランス（冗長性）なし

アプリケーション

• 重要でないデータの保存とアクセス
• プレー
• ビデオ・画像編集

データ復旧管理

• RAID 0 レベルのドライブが故障した場合、RAID 0 は冗長性を提供しないため、データは永久に失われます。しかし、Stellar Data Recovery Technician などの RAID 復旧ソフトウェアを使用すれば、論理的に故障した RAID 0 レベルや欠陥のある RAID 0 レベルを復旧することができます。

RAID 1

RAID 1は、データストレージにミラーリング方式を使用し、少なくとも2台のドライブを必要とします。RAID 1は最も基本的なRAIDレベルで、冗長性、つまりハードドライブの故障によるデータ損失からの保護を提供します。RAID 1にコピーされたデータは、個々のコピーとして両方のドライブに保存されます。そのため、片方のドライブが故障しても、もう片方のドライブからデータを復元することができます。

図2：RAID 1の図解 – データの保存にはミラーリング・ストレージ方式を使用

ミラーリングにより、RAID 1のストレージは半分になります。つまり、通常の読み書き速度で全ハードドライブボリュームの50%を使用することができます。しかし、RAID 0とは対照的に、RAID 1は各アレイでハードドライブが1台故障してもデータを失うことなく対処できます。

プロフェッショナル

• SATA IIIドライブと同等の読み取り/書き込み速度を実現
• フォールトトレラント – 最大1台のドライブ故障に対応
• データは交換用ドライブにコピーされ、リストアする必要がないため、オーバーヘッドが発生しません。
• 手頃な価格で導入が容易

デメリット

• 50％の収納スペースが利用可能
• ホットスワップは、多くのソフトウェアベースのRAID 1アレイで問題となります。

アプリケーション

• 会計ファイルなどの重要データの保存に
• 小型サーバー用

データ復旧管理

• RAID 1は、生存しているドライブから新しいドライブにデータがコピーされるため、30分から1時間以内に復旧します。

RAID 5

RAID 5 は高価で、専門家や企業でよく使用されます。RAID 0やRAID 1とは異なり、RAID 5は最低3台のドライブを搭載した特別なハードウェアコントローラを必要とし、最大16台のハードドライブをサポートします。RAID 5は、ストライピングとパリティビットのデータ保存方法を使用して、ハードドライブアレイにファイルを保存します。

RAID 5は、パリティビットによる冗長性だけでなく、高速な読み書きを提供します。パリティビットは、RAID 5アレイのすべてのドライブに保存されているすべてのデータのチェックサムです。

1人のユーザーが使用できるハードディスク・ドライブ容量は、合計の94%までです。

パリティビットは、アレイ内の最大1台のハードドライブの故障によって失われたデータを復元するのに役立ちます。

図3：ドライブ間でパリティを持つRAID 5ミラーリング

プロフェッショナル

• 読み出し速度が速いため、読み出しデータ・トランザクションは高速ですが、書き込み速度はパリティ・ビットの計算のため若干遅くなりますが、それでも許容範囲です。
• フォールトトレラント – アレイ内の最大1台のドライブ故障に対応可能
• ハードディスク・ドライブの合計容量の最大94%を使用可能

デメリット

• ハードドライブの故障とRAID再構築後の全ドライブのオーバーヘッド
• ハードドライブ故障後のRAIDの復旧には、故障したハードドライブのサイズにもよりますが、数時間から数日かかります。
• 高い

アプリケーション

• ファイルおよびアプリケーションサーバー
• データウェアハウス
• アーカイブ

データ復旧管理

• RAID 5アレイの再構築には数時間かかり、再構築中に別のドライブの故障につながるオーバーヘッドが発生する可能性があります。そのため、新しいドライブをRAID 5アレイに挿入する前に、Drive Monitor、CrystalDiskInfoなどのツールを使用して各ドライブのSMARTステータスを確認してください。
• Stellar Data Recovery Technician を使用して、RAID 5 が破損やその他の論理エラーによって損傷した場合にデータを復元します。

RAID 6

RAID 6はRAID 5の改良版であり、しばしば「ステロイドのRAID 5」と呼ばれます。RAID 6は、RAID 5の大きな問題点であった2台以上のハードドライブの故障に耐えられないという問題を克服しています。RAID 6は、データを失うことなく、最大2台のハードドライブの故障に耐えることができます。

RAID 6もストライピングとパリティビットを使用してデータを保存します。しかし、RAID 5とは対照的に、RAID 6はパリティビットを2台のハードドライブに保存するため、アレイには少なくとも4台のハードドライブが必要です。その結果、より優れた冗長性とバランスの取れた読取り/書込み速度を提供します。

2つのパリティビットにより、RAID 6ではハードディスクドライブの合計ストレージ容量の最大88%を利用することができます。

図4：RAID 6 – 複数のドライブにまたがるDUALパリティによるミラーリング

プロフェッショナル

• 高速データトランザクションの読み取り
• フォールトトレラント – アレイのハードドライブが最大2台故障しても対応可能
• RAID 5よりも確実

デメリット

• 書き込みデータトランザクションは、2重のデータパリティによりRAID 5より遅くなります。
• ドライブの故障はRAIDアレイ全体に影響します。
• RAIDアレイの再構築には非常に長い時間がかかります。

アプリケーション

• 高可用性ソリューション
• アーカイブ
• 大規模な重要データベース

データ復旧管理

• ドライブの故障後すぐにRAID 6を再構築するのではなく、RAIDアレイから他のドライブを取り外し、ドライブモニターユーティリティを使用して各ドライブのSMARTステータスを確認し、ドライブが再構築プロセスに耐えられる健康状態であることを確認します。SMART が “Reallocated Sector Count Warning”、“Pending Sector Count Warning” などの警告を表示した場合は、Stellar Data Recovery Technician を使用して RAID 5 を再構築し、ドライブの障害が論理エラーによるものであればデータ復旧を有効にしてください。

RAID 10

RAID 10は、RAID 1とRAID 0を組み合わせたインターリーブRAID構成です。ミラーリングされたRAID 0レベルです。インターリーブ環境では、データストライピングとデータミラーリングの両方を使用します。そのため、RAID 5やRAID 6よりも高い読み書き速度と優れたデータ冗長性を提供します。

少なくとも4台のハードドライブが必要ですが、ミラーリングによって総ストレージ容量は半分になります。そのため、1TBのドライブを4台使用する場合、実質的に2TBの使用可能なストレージスペースが得られます。最大2台のハードドライブの故障に対応できます。ただし、片側で2台のハードディスク・ドライブが故障した場合、データは失われ、復旧することはできません。

図5: RAID 1(ミラーリング)とRAID 0(ストライピング)アレイのRAID 10の組み合わせ

プロフェッショナル

• パリティデータがないため、リカバリ時間が短縮されます。
• より速い読み取りと書き込み速度
• フォールトトレラント – 片側から最大2台のハードドライブ故障に対応可能

デメリット

• メモリの50%しか使用できません
• RAID 6に比べて最も高価なRAIDレベル。最大2台のハードドライブの故障にも対応可能。

アプリケーション

• 高速データベースサーバー
• アプリケーションサーバー

データ復旧管理

• RAID 10は、RAID 0と同様に、ハードドライブが故障した後でも、生存しているドライブから新しいドライブにデータがコピーされるため、迅速に復旧することができます。さらに、2台のドライブが同じ側から同時に故障する確率は大幅に低くなります。そのため、RAID 10はデータ復旧において自給自足が可能です。
• 損傷し、論理的に故障したRAID 10アレイを復旧するには、データ復旧の専門家にお問い合わせください。

レイド50＆レイド60

RAID50とRAID60は、「RAID5+RAID0」と「RAID6+RAID0」のインターリーブRAID構成でもあります。そのため、RAID 5とRAID 6の機能とRAID 0の高速な読取り/書込みが可能です。

RAID 50は、RAID 5のシングルまたは複数のミラーアレイで、最低6台、最大48台のハードドライブをサポートします。

同様に、RAID 60には、2つのミラーリングされたRAID 6アレイとして構成された少なくとも8台のドライブが必要です。

これらのRAID構成は、大規模データベース、アーカイブ、バックアップの保存やアプリケーションサーバとして使用されます。これらのRAID構成は高可用性を提供し、各サブアレイで最大1台のドライブ故障に対応できます。

図6：RAIDレベル比較表

RAID2、RAID3、RAID4がどこにあるのか不思議に思うかもしれません。と思われるかもしれません。RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6は、ホームユーザからプロフェッショナル、ビジネスまで、様々なユーザに使用されている最もポピュラーなRAIDレベルです。

結論

RAIDレベルを選択する際には、パフォーマンス、冗長性、またはその両方が必要なのか、ニーズを考慮してください。RAID 0 と 1 は、ホームユーザーや一部のパワーユーザーに適しています。セットアップが簡単で、必ずしもハードウェアコントローラを必要としません。

RAID 5、RAID 6、RAID 10 以上は、読み書きのパフォーマンスと冗長性の両方が優れているため、中小企業に適しています。しかし、これらのRAIDレベルの選択は、お客様のご予算と、より高いパフォーマンスとより高い冗長性のどちらをお望みかによって全く異なります。

また、RAIDに完全に依存することは、データにとって致命的なことになりかねないことも覚えておいてください。Stellar Data Recovery TechnicianのようなRAID復旧ソフトウェアを使えば、壊れた、損傷した、破損した、故障したRAID 0、5、6アレイから数クリックでデータを復旧することができます。

RAID障害を防ぐには、Stellar Data Recovery Technicianに付属するユーティリティ、ドライブモニターを使用してRAIDドライブの状態を監視し、RAID障害が発生する前に、差し迫ったドライブを交換してください。

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著者について

Himanshu Shakya

Himanshu is a Tech Enthusiast and Blogger at Stellar, with expertise in data recovery solutions and a keen interest in emerging technologies. Fluent in Japanese, he brings a diverse skill set to his role, contributing to global tech conversations. Outside of work, Himanshu enjoys playing chess, sharpening his strategic thinking and problem-solving skills in his spare time.