RAID массив. Виды, отличия.

RAID – это аббревиатура, которая расшифровывается как (англ. "Redundant Array of Independent Disks"), что в переводе на Русский - "избыточный (резервный) массив независимых дисков".
Проще говоря , «RAID-массив» - это объединение физических HDD дисков в один логический.

Виды RAID массивов:

RAID 0 . Самый доступный и простой вариант, например из двух одинаковых по объему дисков. Данные записываются путем чередования. Информация разбивается на равные части и затем одна часть записывается на один диск, следующая часть на другой и так по очереди. Скорость чтения записи возрастает в нашем случае в два раза. Если дисков в массиве три — то в три раза и т. д. Данные при таком варианте массива не резервируются.

Вероятность потери данных при отказе одного из дисков так же повышается в два раза.

RAID 1. В этом варианте можно использовать два или более дисков, которые являются полными копиями друг друга (зеркалом). Здесь скорость записи на диск такая же как обычно, хотя данные эти записываются сразу на все диски параллельно. В случае отказа одного из дисков система будет работать. После замены отказавшего диска согласно программе на новом диске восстанавливается информация.

Можно построить «зеркало» из трех дисков. Соответственно, вероятность отказа уменьшается втрое, а скорость чтения увеличивается. Но тут мы проигрываем, теряя дисковое пространство — массив из двух (или трех) дисков получается по объему как один обычный.

RAID 2, 3, 4 - различные варианты распределенного хранения данных с дисками, выделенными под коды четности и различными размерами блока. В настоящее время практически не используются из-за невысокой производительности и необходимости выделять много дисковой емкости под хранение кодов ЕСС и/или четности.

RAID5. Интересная и экономичная комбинация. Нет контрольных дисков. Минимальное количество дисков — это три. Данные на диски записываются циклично. К примеру, один файл пишется сразу на все диски. И его контрольная сумма вычисляется и записывается тоже на все диски по особому алгоритму. В случае повреждения, по контрольным суммам вычисляются недостающие данные и информация восстанавливается с соседних дисков.

При этом обеспечивается высокая скорость чтения и записи, так как эти операции идут параллельно по всем дискам. При увеличении количества дисков повышается отказоустойчивость. Недостаток — система медленно восстанавливается в случае повреждения.

RAID6 отличается от предыдущего варианта наличием контрольных дисков. На два диска данных подключается три контрольных. Запись ведется по особому коду. Повышена надежность, но несколько снижена производительность по сравнению с RAID 5.

RAID 1,0 (1+0). Его иногда называют «RAID 0+1» или «RAID 1+0», Что представляет собой симбиоз «RAID-0 и RAID-1». Данный массив обычно создается минимум из четырех HDD дисков: на первом разделе «RAID-0» и на втором «RAID-0» для того, чтобы повысить скорость чтения и записи, между собой они будут находиться в зеркале массива «RAID-1»- это нужно для повышения отказоустойчивости. Массив «RAID-10» смог совместить в себе плюсы двух первых вариантов - что последовало его быстродействию и отказоустойчивости.

Если у Вас есть задумки развернуть к примеру сервер 1с или любой другой сервер баз данных, то комбинация RAID 1,0 то, что надо. Нужно будет использовать как минимум 4 (или восемь) дисков в массиве. Это дорого, зато оправдывает затраты тем, что обеспечивается высокая скорость чтения записи данных на диски, как в схеме RAID0. На каждый диск с данными есть зеркало, как в схеме RAID1.

SSHD - это?

Гибридный жесткий диск (SSHD англ. solid-state hybrid drive ) – это накопитель, объединяющий в себе объем традиционных HDD и производительность SSD. За большую емкость отвечают традиционные магнитные диски, позаимствованные от жестких дисков. На них хранится абсолютно вся информация. Высокой производительностью SSHD обязаны нескольким микросхемам энергонезависимой памяти, по сути, являющихся встроенным SSD накопителем. Данная память используется в качестве кэш-памяти второго уровня, и не доступна пользователю, но активно используется управляющей электроникой накопителя. Контроллер SSHD анализирует запросы, поступающие к жесткому диску, и в фоновом режиме копирует наиболее часто используемые данные на встроенный SSD. В дальнейшем чтение этих данных осуществляется именно из кэша, из-за чего скорость накопителя существенно увеличивается.

RAM

Существует две разновидности памяти: SRAM - статический тип ОЗУ; DRAM - динамический тип ОЗУ. Без углубления в особенности технической реализации SRAM-памяти можно сказать, что такие планки отличаются высокой скоростью. Задержки и передача данных в блоке ОЗУ происходит моментально. Но, к сожалению, такая реализация отличается дороговизной. К тому же объемы модуля памяти ограничены сравнительно большими размерами транзисторов. Модули SRAM используются в качестве сверхбыстрой кэш-памяти, которую применяют на процессорах, жестких дисках и других модулях ПК.

 Динамический тип ОЗУ — это привычные всем прямоугольные планки, которые располагаются на материнской плате. Такая память отличается сравнительной дешевизной и большими объемами. Но ее блоки имеют свои недостатки:

Так как планка содержит в себе конденсаторы, то необходимо регулярно «регенерировать» заряд в них для того, чтобы данные не пропали. Эту задачу выполняет центральный процессор. Но во время такого обращения к памяти приостанавливаются все операции с ней.

Скорость работы такой планки гораздо меньше, чем у статической.

Немалую роль играет и правильно подобранный тайминг.

Оперативная память с большими объемами и высокой частотой не всегда сможет показать необходимую продуктивность ввиду высоких задержек.

3.1. Виды и особенности RAM.

RAM (random access memory — память с произвольным доступом).

DDR SDRAM или DDR (с частотой 200-400 МГц) — является устаревшим видом ОЗУ, который на сегодняшний момент крайне редко используется . Этот модуль представляет собой 184-контактную плату. Стандартным напряжением для него является напряжение в 2,5 В.

DDR2 — более распространенный сегодня тип, но, тем не менее, уже не являющийся современным. DDR2 (с частотой 533-1200 МГц) делает выборку 4 бита данных за один такт работы процессора, в то время как DDR только 2 бита. Это означает способность передавать при каждом такте в два раза больше информации через ячейки микросхемы. Данный модуль имеет по 120 контактов с двух сторон, а стандартным напряжением для него есть 1,8 В.

DDR3 (частота 800-2400 МГц) — новый тип, который дает возможность делать выборку 8 бит данных за один такт работы процессора. Он также представляет собой 240-контактную плату, но имеет на 40% меньше энергопотребления, чем у DDR2, а рабочее напряжение всего 1,5 В. Такое сравнительно невысокое энергопотребление имеет большое значение для ноутбуков и мобильных устройств. Логично отметить, что чем выше показатели частоты, тем выше скорость работы оперативки.

DDR4 — самый новый тип, который является следующей ступенькой эволюционного развития. Как все предыдущие ступеньки, данный тип имеет еще большую частоту (от 2133 до 4266 МГц) и меньшее энергопотребление. Также значительно повысилась надежность работы благодаря механизму контроля чётности на шинах адреса и команд. Массовое производство началось лишь во втором квартале 2014 года. Массовое распространение получила в 2016 году после выхода нового поколения процессоров Intel Skylake.