듀얼 하드 드라이브를 갖춘 고속 디스크 어레이란 무엇입니까?

디스크 어레이는 RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks, RAID)로 줄여서 "저렴하고 중복된 디스크 어레이"를 의미합니다. 원칙은 어레이 방식을 사용하여 디스크 그룹을 생성하고 분산 데이터 배열 설계에 협력하여 데이터 보안을 향상시키는 것입니다. 디스크 어레이는 주로 하드디스크를 대상으로 하며, 용량과 속도 측면에서 CPU와 메모리의 발전을 따라잡지 못하는 실정이다. 디스크 어레이는 저렴하고, 용량이 작고, 속도가 느린 여러 개의 디스크를 대규모 디스크 그룹으로 결합하여 구성됩니다. 개별 디스크가 제공하는 데이터에 의해 생성되는 추가 효과는 전체 디스크의 성능을 향상시키는 데 사용됩니다. 체계. 동시에 데이터를 저장할 때 이 기술을 사용하여 데이터를 여러 섹션으로 나누어 각 하드 드라이브에 저장합니다. RAID를 채택하면 스토리지 시스템(또는 서버에 내장된 스토리지)에 큰 이점이 제공되며, 그 중 전송 속도를 높이고 내결함성을 제공하는 것이 가장 큰 장점입니다.

RAID는 동시에 여러 디스크를 사용하여 전송 속도를 높입니다. RAID는 여러 디스크에 데이터를 동시에 저장하고 읽어 스토리지 시스템의 데이터 처리량(Throughput)을 크게 향상시킵니다. RAID에서는 여러 디스크 드라이브가 동시에 데이터를 전송할 수 있으며 이러한 디스크 드라이브는 논리적으로 하나의 디스크 드라이브이므로 RAID를 사용하면 단일 디스크 드라이브 속도의 몇 배, 수십 배, 심지어 수백 배의 속도를 달성할 수 있습니다. 이는 RAID가 원래 해결하려고 했던 문제이기도 합니다. 당시 CPU의 속도는 급격하게 증가하고 있었고, 디스크 드라이브의 데이터 전송 속도는 크게 높일 수 없었기 때문에 둘 사이의 모순을 해소할 수 있는 솔루션이 필요했습니다. 드디어 RAID에 성공했습니다.

RAID는 데이터 검증을 통해 내결함성을 제공할 수 있습니다. 이것이 RAID를 사용하는 두 번째 이유입니다. 일반 디스크 드라이브는 디스크에 기록된 CRC(순환 중복 검사) 코드를 포함하지 않으면 내결함성을 제공할 수 없기 때문입니다. RAID 내결함성은 각 디스크 드라이브의 하드웨어 내결함성을 기반으로 구축되므로 더 높은 보안을 제공합니다. 많은 RAID 모드에는 상대적으로 완전한 상호 확인/복구 조치가 있으며 직접적인 상호 미러 백업도 있어 RAID 시스템의 내결함성을 크게 향상시키고 시스템의 안정성과 중복성을 향상시킵니다. RAID 기술에는 주로 RAID 0 ~ RAID 7과 같은 여러 사양이 포함됩니다. 공통 사양은 다음과 같습니다.

RAID 0: RAID 0은 데이터를 분할하고 읽기/쓰기합니다. 여러 디스크에 병렬로 배치되어 데이터 전송률은 높으나 데이터 중복성이 없어 진정한 RAID 구조라고 볼 수 없습니다. RAID 0은 단순히 성능을 향상시킬 뿐 데이터 안정성을 보장하지 않으며 디스크 중 하나에 오류가 발생하면 모든 데이터에 영향을 미칩니다. 따라서 데이터 보안 요구 사항이 높은 상황에서는 RAID 0을 사용할 수 없습니다.

RAID 1: 디스크 데이터 미러링을 통해 데이터 중복성을 달성하고 독립 디스크 쌍에 상호 백업 데이터를 생성합니다. 원본 데이터가 사용 중이면 미러 복사본에서 데이터를 직접 읽을 수 있으므로 RAID 1은 읽기 성능을 향상시킬 수 있습니다. RAID 1은 디스크 어레이 중에서 단위 비용이 가장 높지만 높은 데이터 보안과 가용성을 제공합니다. 디스크에 오류가 발생하면 시스템은 오류가 발생한 데이터를 재구성할 필요 없이 읽기 및 쓰기를 위해 자동으로 미러 디스크로 전환할 수 있습니다.

RAID 1: RAID 10 표준이라고도 하며 실제로는 RAID 0과 RAID 1 표준을 결합한 것입니다. 데이터를 비트 또는 바이트 단위로 연속적으로 나누고 병렬로 읽기/쓰기를 수행합니다. . 여러 디스크를 동시에 사용하는 경우 중복성을 위해 각 디스크마다 디스크 미러링이 수행됩니다. RAID 0의 뛰어난 속도와 RAID 1의 높은 데이터 신뢰성을 모두 갖추었지만 CPU 사용량도 더 높고 디스크 활용도가 상대적으로 낮다는 것이 장점입니다.

RAID 2: 데이터를 다른 하드 드라이브의 스트립으로 분산합니다. 스트라이프 단위는 비트 또는 바이트이며 "가중 평균 오류 수정 코드(해밍 코드)"라는 인코딩 기술을 사용하여 오류 검사 및 회복. 이 인코딩 기술에는 검사 및 복구 정보를 저장하기 위해 여러 개의 디스크가 필요하므로 RAID 2 기술 구현이 더 복잡해지고 따라서 상업용 환경에서는 거의 사용되지 않습니다.

RAID 3: RAID 2와 매우 유사합니다. 데이터를 스트라이프하여 다른 하드 드라이브에 배포합니다. 차이점은 RAID 3이 단순 패리티를 사용하고 패리티 정보를 저장하기 위해 단일 디스크를 사용한다는 것입니다. 디스크에 오류가 발생하면 패리티 디스크와 기타 데이터 디스크가 데이터를 다시 생성할 수 있습니다. 패리티 디스크에 오류가 발생해도 데이터 사용량은 영향을 받지 않습니다. RAID 3은 대량의 연속 데이터에 대해 우수한 전송 속도를 제공할 수 있지만 임의 데이터의 경우 패리티 디스크가 쓰기 작업에 병목 현상을 발생시킵니다.

RAID 4: RAID 4는 데이터를 다른 디스크에 스트라이핑하고 배포하지만 스트라이핑 단위는 블록 또는 레코드입니다. RAID 4는 디스크를 패리티 디스크로 사용합니다. 각 쓰기 작업에는 패리티 디스크에 대한 액세스가 필요합니다. 이 경우 패리티 디스크는 쓰기 작업에 병목 현상이 발생하므로 RAID 4는 상업용 환경에서 거의 사용되지 않습니다.

RAID 5: RAID 5는 별도의 패리티 디스크를 지정하지 않지만 모든 디스크의 데이터 및 패리티 정보에 인터리브 방식으로 액세스합니다. RAID 5에서는 읽기/쓰기 포인터가 어레이 장치에서 동시에 작동하여 더 높은 데이터 처리량을 제공할 수 있습니다. RAID 5는 작은 데이터 블록과 데이터의 무작위 읽기 및 쓰기에 더 적합합니다. RAID 5와 비교할 때 주요 차이점은 RAID 3의 모든 데이터 전송에는 모든 어레이 디스크가 포함된다는 점입니다. 반면 RAID 5의 경우 대부분의 데이터 전송은 하나의 디스크에서만 작동하며 병렬로 수행될 수 있습니다. RAID 5에는 "쓰기 손실"이 있습니다. 즉, 각 쓰기 작업은 4개의 실제 읽기/쓰기 작업을 생성하며, 그 중 2개는 기존 데이터 및 패리티 정보를 읽고 2개는 새 데이터 및 패리티 정보를 씁니다.

RAID 6: RAID 5와 비교하여 RAID 6은 두 번째 독립 패리티 정보 블록을 추가합니다. 두 개의 독립적인 패리티 시스템은 서로 다른 알고리즘을 사용하므로 두 개의 디스크가 동시에 실패하더라도 데이터 사용에는 영향을 미치지 않습니다. 그러나 RAID 6은 패리티 정보에 더 큰 디스크 공간을 할당해야 하며 RAID 5보다 "쓰기 손실"이 더 크기 때문에 "쓰기 성능"이 매우 낮습니다. 낮은 성능과 복잡한 구현으로 인해 RAID 6은 실제로 거의 사용되지 않습니다.

RAID 7: 이는 자체 지능형 실시간 운영 체제와 스토리지 관리용 소프트웨어 도구를 갖춘 새로운 RAID 표준입니다. 호스트와 완전히 독립적으로 실행될 수 있으며 호스트의 CPU 리소스를 차지하지 않습니다. RAID 7은 다른 RAID 표준과 크게 다른 저장 컴퓨터로 간주할 수 있습니다. 위의 다양한 표준(예: 표 1) 외에도 RAID 1과 같은 여러 RAID 사양을 결합하여 필요한 RAID 어레이를 구축할 수 있습니다. 예를 들어 RAID 5+3(RAID 53)은 널리 사용되는 어레이 형태입니다. . 사용자는 일반적으로 디스크 어레이를 유연하게 구성하여 자신의 요구 사항을 더 잘 충족하는 디스크 스토리지 시스템을 얻을 수 있습니다.

처음에는 RAID 솔루션이 주로 SCSI 하드디스크 시스템을 겨냥해 시스템 비용이 상대적으로 비쌌다. 1993년에 HighPoint는 상대적으로 저렴한 IDE 하드 드라이브를 사용하여 RAID 시스템을 구축할 수 있는 최초의 IDE-RAID 제어 칩을 출시하여 RAID의 "임계값"을 크게 낮췄습니다. 그 이후로 개인 사용자들도 이 기술에 관심을 갖기 시작했습니다. 왜냐하면 하드 드라이브는 현대 개인용 컴퓨터에서 가장 "느리고" 보안 수준이 가장 낮은 장치이고 사용자가 저장한 데이터가 컴퓨터 자체 가격을 훨씬 초과하는 경우가 많기 때문입니다. RAID 기술을 사용하면 개인 사용자는 상대적으로 저렴한 비용으로 두 배의 디스크 속도와 더 높은 데이터 보안을 누릴 수 있습니다. 현재 개인용 컴퓨터 시장의 IDE-RAID 제어 칩은 주로 HighPoint 및 Promise 회사에서 생산됩니다.

개인 사용자를 위한 IDE-RAID 칩은 일반적으로 RAID 0, RAID 1 및 RAID 1(RAID 10)과 같은 RAID 사양만 지원합니다. 비록 기술적으로는 상용 시스템과 비교할 수 없지만, 일반 사용자라면 속도 향상과 보안 보장만으로 충분합니다. 하드 디스크 인터페이스의 전송 속도가 계속 증가함에 따라 IDE-RAID 칩도 지속적으로 업데이트되고 있습니다. 칩 시장의 모든 주류 칩은 이미 ATA 100 표준을 지원하고 있으며 HighPoint가 새로 출시한 HPT 372 칩과 Promise의 최신 PDC20276 칩도 이를 지원합니다. 이미 ATA 133 표준 IDE 하드 드라이브를 지원합니다. 오늘날 마더보드 제조업체 간의 경쟁이 심화되고 개인용 컴퓨터 사용자의 요구가 점차 증가함에 따라 마더보드에 RAID 칩을 설치하는 제조업체는 더 이상 적지 않습니다. 사용자는 RAID 카드를 구입하지 않고도 직접 디스크 어레이를 구축하고 속도를 느낄 수 있습니다. 디스크.