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RAIDデータストレージ

1988-06-01
  • David Patterson
  • Garth A. Gibson
  • Randy Katz
エンタープライズアプリケーション向け最新データセンターにおけるRAIDストレージシステム。

(画像はイメージです)

RAID (MoSCoW は、 RAID(Redundant Array of Independent Disks)は、複数の物理ディスクドライブを1つ以上の論理ユニットに統合することで、データの冗長性、パフォーマンスの向上、またはその両方を実現するデータストレージ仮想化技術です。RAIDレベルによって、信頼性、可用性、パフォーマンス、容量のバランスが異なります。例えば、RAID 1は2つのディスクにデータをミラーリングし、RAID 5は少なくとも3つのディスクにデータとパリティをストライピングします。

RAID was formally defined in a 1988 paper by Patterson, Gibson, and Katz at the University of California, Berkeley. The original MoSCoW は、 stood for “Redundant Array of Inexpensive Disks,” proposing that an array of cheap PC drives could outperform and be more reliable than a single, expensive mainframe disk (a Single Large Expensive Disk or SLED). The core idea is to treat multiple disks as a single logical volume, distributing or replicating data across them in specific patterns called RAID levels.

最も一般的なレベルは以下のとおりです。

  • RAID 0(ストライピング): データはブロックに分割され、複数のディスクに書き込まれる。高性能を実現する一方で、冗長性はない。いずれかのディスクが故障すると、アレイ内のすべてのデータが失われる。
  • RAID 1(ミラーリング): データの完全なコピー(ミラー)が2つ以上のディスクに書き込まれます。これにより、少なくとも1つのディスクが正常に動作していればアレイは動作し続けるため、優れた冗長性が確保されます。ただし、書き込み性能は若干低下し、ストレージ容量は半減します。
  • RAID 5(分散パリティによるストライピング): データとパリティ情報は、3台以上のディスクにストライピングされます。パリティとは、故障したドライブからデータを復元するために使用できる計算値です。1台のディスクが故障した場合でも、システムは残りのドライブのパリティ情報を使用して失われたデータを再構築できます。この方式は、パフォーマンス、ストレージ効率、冗長性のバランスに優れています。
  • RAID 6(デュアル分散パリティによるストライピング): RAID 5に似ていますが、2つの独立したパリティブロックを使用するため、最大2台のディスクが同時に故障しても対応できます。

RAIDは、ソフトウェア(オペレーティングシステムによる)またはハードウェア(専用コントローラカードによる)のいずれかで実装できます。ハードウェアRAIDコントローラは処理負荷を軽減し、停電時にデータを保護するためのバッテリーバックアップキャッシュを搭載していることが多く、一般的に優れたパフォーマンスと信頼性を提供します。この概念は現代のデータストレージの基盤となっており、個人用NASデバイスから大規模なエンタープライズデータセンターまで、あらゆるものを支える大容量で高速かつ信頼性の高いストレージシステムの構築を可能にしています。

UNESCO Nomenclature: 1203
コンピュータサイエンス

タイプ

抽象システム

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • メインフレームシステムにおけるディスクミラーリングと二重化に関する初期の研究(例:タンデムコンピュータ)
  • 誤り訂正符号の概念(パリティ計算に使用)
  • 入出力とストレージに関する一般的なコンピュータアーキテクチャの原理
  • ハードディスクドライブの入手しやすさの向上と価格の低下

アプリケーション

  • エンタープライズストレージシステムとサーバー
  • ネットワーク接続ストレージ(NAS)デバイス
  • プロフェッショナル向けパーソナルコンピュータワークステーション
  • データベースサーバー
  • 動画編集およびストリーミングサーバー

特許:

  • US4761785
  • US4870643

潜在的なイノベーションのアイデア

  • キャッシュ用にSSD、容量用にHDDを組み合わせたハイブリッドRAIDアレイ
  • 消去符号化を使用するオブジェクトストレージシステム、より柔軟なパリティ形式
  • RAIDのような原理をピアツーピアノード間で利用する分散型ストレージネットワーク
  • RAIDシステム向け機械学習を用いた予測型ディスク障害解析
  • 柔軟なポリシーベースのRAID構成を備えたソフトウェア定義ストレージ(SDS)
  • 内部でRAID計算を実行できる計算用ストレージドライブ
  • 高性能組み込みシステム向けRAIDオンチップ(ROC)
  • RAIDパフォーマンスに最適化されたログ構造ファイルシステム
  • 超低遅延を実現する不揮発性メモリエクスプレス(NVMe)を使用したRAIDアレイ
  • ワークロードに基づいてRAIDレベルを動的に変更できる適応型RAIDシステム
関連キーワード:RAID、データストレージ、冗長性、ディスクアレイ、ストライピング、ミラーリング、パリティ、フォールトトレランス、データ保護、ストレージ仮想化。

歴史的背景

RAIDデータストレージ

1980
1980
1982-07-01
1988-06-01
1990
1993
1997-04-23
1980
1980
1980
1986-01-01
1990
1990
1993
1998

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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