SSD RAID ( مخفف Solid State Drive RAID) روشی است که معمولا برای محافظت از داده‌ها صورت می‌گیرد، در این روش پشتیبانی از بلوک‌های داده‌ها در چندین هارد SSD توزیع می‌شود.

عبارت Redundant Array Of Inexpensive Disks (به معنای آرایه پشتیبان از دیسک‌های ارزان) بعدا به Redundant Array of Independent Disks (به معنای آرایه‌ پشتیبان دیسک‌‌‌های مستقل) تغییر پیدا کرد و در اواخر دهه 1980 هنگامی که هارددیسک‌های مکانیکی (HDD) رسانه ذخیره سازی بودند ظهور پیدا کرد.

هدف اصلی RAID بهبود عملکرد و ایجاد تحمل پذیری خطا بود. فروشندگان فناوری از آن زمان مفهوم RAID را در سرورها و سیستم‌های ذخیره سازی که از هاردهای SSD مبتنی بر فلش NAND با عملکرد بالا استفاده می‌کردند گسترش دادند. SSD RAID در درجه اول برای محافظت در برابر از دست رفتن اطلاعات در صورت خرابی هارد استفاده می‌شود.

سیستم‌های ذخیره سازی به طور کلی از اعمال RAID در سطح کلی هارد به سمت اعمال آن به صورت جزئی تر حرکت کرده اند. به طور مثال در RAID مبتنی بر HDD معمولی داده‌ها را می‌توان در سطح بلوک هایی تقسیم کرد و به روش‌های مختلف در چند SSD توزیع کرد.

در بحث RAID سه مفهوم مهم وجود دارد:

  1. آینه سازی که در آن داده‌ها به طور همزمان در دو هارد جداگانه نوشته می‌شوند،
  2. استریپ که در آن داده‌ها به طور مساوی بین دو یا چند هارد تقسیم می‌شوند
  3. و  پریتی که در آن از داده‌های باینری برای محاسبه یک نتیجه دودویی استفاده می‌شود تا افزونگی و تصحیح خطا انجام شود.

سطوح RAID استاندارد که در سیستم‌های مبتنی بر SSD و HDD استفاده می‌شوند شامل:

  • RAID 0 (استریپ ساده)،
  • RAID 1 (آینه سازی ساده یا چندگانه)،
  • RAID 3 ( استریپ سطح بایتی به علاوه یک هارد اختصاص داده شده برای ذخیره اطلاعات پریتی)،
  • RAID 4 ( استریپ سطح بلوک با هارد پریتی)،
  • RAID 5 ( استریپ سطح بلوک با پریتی توزیع شده که حداقل به سه هارد نیاز دارد)
  • و RAID 6 ( استریب سطح بلوک با شمای پریتی توزیع شده دوگانه) می‌شود.

استریپ بدون افزونگی و یا پریتی اغلب برای افزایش عملکرد استفاده می‌شود. استریپ با پریتی یا پریتی مضاعف محافظت از داده‌ها را افزایش می‌دهد. در اکثر انواع RAID، ذخیره بلوک‌های داده پشتیبان سیستم را قادر می‌سازد تا در صورت خرابی یک یا چند هارد اطلاعات از دست رفته بازسازی شوند.

مقایسه RAID مبتنی بر هارد HDD و RAID مبتنی بر SSD

یکی از اهداف اصلی RAID مبتنی بر HDD افزایش عملکرد بود. یک سیستم عمل می‌توانست HDD‌ها را به عنوان یک واحد ذخیره سازی منطقی ببیند اما چون عملیات خواندن و نوشتن در سراسر هاردهای ذخیره سازی چندگانه پخش می‌شدند، ورودی‌ها و خروجی‌ها می‌توانند جمع شوند و به طور همزمان انجام شوند و در نتیجه سرعت عمل بالا می‌رفت و توان عملیاتی افزایش پیدا می‌کرد.

سیستم‌های ذخیره سازی به طور کلی از RAID مبتنی بر SSD برای اهداف عملکردی استفاده نمی‌کنند. SSD‌های مبتنی بر حافظه فلش عملکرد بالاتری نسبت به HDD دارند و بازسازی سریعتری را در RAID مبتنی بر پریتی فراهم می‌سازند. بجای بهبود عملکرد، فروشندگان معمولا از RAID مبتنی بر SSD برای محافظت از داده‌ها در صورت خرابی هارد استفاده می‌کنند.

برخی از فروشندگان آرایه فلش استراتژی‌های SSD RAID را توسعه دادند که ادعا می‌کردند مزایایی که ارائه می‌شود فراتر از RAID استاندارد است (به طور مثال برخی از انواع RAID تاثیر عملکردیشان به حداقل رسیده است).

دلایل دیگر فروشندگان حافظه فلش در نظر گرفتن تغییر یا جایگزینی RAID استاندارد است. وقتی یک HDD خراب می‌شود کل درایو از دست می‌رود در حالی که در SSD بخش یا یخش هایی از درایو ممکن است خراب شود. در نتیجه برخی از فروشندگان رویکردهای سفارشی سازی شده را برای محافظت در برابر خرابی هارد اندازه گیری کردند.

هارد SSD قسمت چهارم – SSD RAID چیست؟

نمونه هایی از RAID غیر استاندارد که در حال حاضر در آرایه‌های تماما فلش استفاده می‌شود Dell EMC XtremIO Data Protection (XDP) و Pure Storage RAID-3D است. به گفته Dell EMC یکی از تفاوت‌های بین الگوریتم‌های XDP و RAID استاندارد کاهش عملیات ورودی خروجی در هر بروزرسانی استریپ می‌باشد.

Dell EMC ادعا می‌کند که الگوریتم‌های RAID قبلی باید نحوه نگهداری داده‌ها را در نظر بگیرند تا ارجستجو در هارددیسک جلوگیری شود، در حالی که XDP رسانه هایی با دسترسی تصادفی (مانند فلش) را فرض می‌کند و قادر به عملیات خواندن و نوشتن با بهره وری بیشتر می‌باشند.

به گفته Pure Storage، RAID-3D تاخیر عملکردی را به عنوان خرابی هارد در نظر می‌گیرد و از پریتی برای بررسی تگناها و تسهیل تاخیرات مداوم استفاده می‌کند. Pure Storage ادعا می‌کند که RAID-3D می‌تواند از چک سام‌های مستقل و اختصاصی برای تشخیص و بررسی خطای بیت استفاده کند.

آرایه تمام فلش NetApp SolidFire از یک الگوریتم تکرارشونده توزیع شده به نام Helix به عنوان جایگزینی برای RAID سنتی استفاده می‌کند. به گفته فروشنده، Helix کپی هایی از اطلاعات را در تمام هاردهای موجود در خوشه ذخیره سازی توزیع می‌کند (به جای یک مجموعه محدود RAID).

مقایسه SSD RAID و HDD RAID

اصطلاح SSD RAID گاهی به عنوان جایگزینی برای آرایه‌های ذخیره سازی مجهز به هاردهای اس اس دی مبتنی بر حافظه فلشو یک فرم از RAID استفاده می‌شود. مزایایی که آرایه‌های ذخیره سازی مبتنی بر SSD نسبت به آرایه‌های ذخیره سازی مبتنی بر HDD دارند شامل کاهش زمان دسترسی و عملکرد عای ورودی و خروجی می‌شود.

با این حال عملکرد ایده آل SSD RAID نیاز بع ترکیبی بهینه پردازنده، حافظه کش، منابع نرم افزاری و سخت افزاری دارد. وقتی همه این عوامل به بهترین وجه ممکن با همدیگر همکاری کنند یک SSD RAID می‌تواند از طرفیت ذخیره سازی میتنی بر HDD قابل مقایسه تری استفاده کند. یک هارد SSD معمولی نسبت به HDD از انرژی کمتری استفاده می‌کند.

وقتی تعداد زیادی از هاردها با هم ترکیب می‌شوند صرفه جویی انرژی که یک آرایه SSD RAID در مقایسه با HDD RAID ارائه می‌دهد می‌تواند هزینه‌های عملیاتی بلند مدت را کاهش دهد. در دیتاسنترها‌ها بهبود راندمان SSD در مقایسه با HDD‌های مکانیکی می‌تواند هزینه خنک سازی را هم کاهش دهد.

معایب SID RAID

SID RAID دارای محدودیت‌ها و اشکالاتی است که عمدتا به رسانه ذخیره سازی مربوط می‌شود. SSD‌ها در مقایسه با HDD‌ها به ازای ظرفیت ذخیره سازی بالاتر قیمت بالاتری را برای هر گیگابایت ارائه می‌دهند.

هاردهای مبتنی بر حافظه فلش NAND تا تعداد محدودی از سیکل‌ها کار می‌کنند و نیاز به جایگزینی دارند. گرچه بهترین SSD‌ها در مقایسه با هارددیسک‌های سنتی عمر بیشتری را ارائه می‌دهند.