RAID 0 ou Data Stripping – Arranjo de discos e SSD

Agregar dois ou mais hard disks (ou SSD) numa única matriz de armazenamento para trabalho conjunto em servidores, workstation e storages através da montagem de um arranjo RAID 0 tem atraído diversos marinheiros de primeira viagem. O que a maioria dos usuários não sabe é que essa solução nem sempre traz o resultado esperado.

Sincronizar discos e memórias SSD para trabalho conjunto é uma das formas de adicionar performance e segurança a um sistema computacional, porém essas coisas nem sempre saem como o desejado. A tecnologia voltada para esse fim é conhecida como RAID (Redundant Array of Independent Disks), e tem como finalidade agrupar dois ou mais discos ou memórias SSD (Solid State Disks) para trabalhar em conjunto.

O que é RAID 0?

RAID 0 é a tecnologia que permite servidores, storages e computadores domésticos agruparem dois ou mais hard disks num único arranjo lógico de armazenamento, com objetivo de acelerar processos de gravação e leitura de dados e dar mais performance ao sistema.

Também conhecido como “striping array”, esse sistema agrupa todos os discos num único volume e grava os dados de forma distribuída em todos os dispositivos do arranjo, melhorando assim a performance do sistema.

Ter vários hard disks ou memórias flash trabalhando de forma simultânea geralmente acelera o processo de gravação e leitura de dados, pois o trabalho é dividido entre vários componentes. Ao montar esse tipo de arranjo, o sistema operacional divide os arquivos que serão gravados em partes menores, distribuindo os dados de forma homogênea entre os discos que compõe a matriz.

Assim, ao gravar arquivos numa matriz de armazenamento com quatro discos configurados em RAID 0, o sistema fracionará e distribuirá os dados entre todos os discos do arranjo, dando mais velocidade ao processo.

Como funciona o RAID 0?

O funcionamento do arranjo de discos em RAID 0 é relativamente simples: Cada arquivo de dados é formado por bytes de informação, que por sua vez, é composto por um conjunto de unidades binárias chamadas bits. No momento que o sistema ordena uma gravação de um byte num arranjo desse tipo a informação é dividida em partes, e cada uma dessas partes é distribuída e gravada separadamente nos discos que compõe o arranjo.

Esse sistema exige que todos os discos trabalhem simultaneamente, aumentando assim a velocidade nos processos de gravação e leitura das informações.

Qual capacidade de armazenamento disponível dos arranjos RAID 0?

Os arranjos RAID geralmente usam parte do espaço de armazenamento para proporcionar mais segurança contra falhas do sistema, por isso a capacidade de armazenamento que estará disponível após montar uma matriz de armazenamento é uma variável importante a ser determinada.

Como o RAID 0 não oferece nenhuma segurança contra a perda de dados, o espaço disponível desse tipo de arranjo sempre será a soma das capacidades de todos os discos do arranjo.

A ressalva fica por conta de arranjos improvisados e montados com discos de diferentes capacidades. Nesses casos, a capacidade total da matriz sempre estará limitada ao número de hard disks que compõe o arranjo multiplicada pela capacidade do menor disco. Como exemplo podemos montar um arranjo RAID 0 formado por um HD de 1TB e outro de 4TB, onde o sistema só terá 2TB de capacidade disponível (o arranjo só utilizará 1TB de espaço de um hard disk de 4TB).

Uma parte da capacidade de armazenamento será reservada

Vale ainda mencionar que cada sistema operacional utiliza de uma pequena parte da capacidade dos discos para montar as tabelas para alocação de dados, tomando algum espaço disponível (+-5%) para configuração do arranjo.

Ao montar arranjos RAID 0 utilizando discos SATA é recomendável manter sempre pelo menos 10% do espaço de armazenamento livre após a criação dos volumes, pois essa tecnologia precisa de área livre para a criação de arquivos temporários.

Essa recomendação é muito importante ao implementarmos o RAID 0, já que esse arranjo não possui segurança e a performance do sistema sempre será afetada quando houver pouco espaço de armazenamento disponível.

Quais são os riscos de implementar um arranjo RAID 0?

Como hard disks são componentes eletromecânicos, esses equipamentos estão mais propensos a falhas quando submetidos a grandes volumes de trabalho. Além disso, mesmo as memórias flash também possuem um tempo de vida útil, de acordo com o tipo de célula utilizado. Isso significa que a chance de perder dados num arranjo RAID 0 é grande, principalmente quando a matriz é composta por muitos discos e o volume de trabalho com dados é intenso.

Apesar do ganho de performance obtido, configurar uma matriz de discos em RAID 0 requer certos cuidados, pois caso haja falha em qualquer disco do arranjo todos os dados serão perdidos. Por não possuir tolerância a falhas, a maioria dos especialistas não recomendam o uso do data striping.

Como montar um arranjo RAID 0?

Para montar um arranjo RAID 0 é necessário ter pelo menos dois hard disks ou memórias SSD, preferencialmente da mesma marca e modelo, um servidor, computador ou storage que suporte esse tipo de arranjo e configurar corretamente o sistema.

Caso a ideia seja montar um arranjo RAID diretamente no gabinete do computador, certifique-se que a fonte de alimentação possua um cabo de energia livre para o novo hard disk e que o cabo SATA também possua uma conexão adicional.

Lembre-se sempre de fazer backup. Montar um RAID 0 num computador doméstico, seja utilizando discos ou memória SSD, sempre exigirá mais dos componentes de armazenamento do sistema.

É possível montar arranjos RAID 0 com hard disks diferentes?

Arranjos RAID 0 montados com hard disks de fabricantes, modelos ou capacidades diferentes podem trazer grandes problemas, pois o sistema sempre precisará equacionar a velocidade de gravação de cada dispositivo dentro do array de armazenamento para que não haja perda de dados.

Além disso, manter discos de diferentes marcas e/ou modelos ou não apropriados para esse tipo de aplicação sempre torna o sistema instável e aumenta muito a chance de falha. Isso porque hard disks e SSDs que não são do mesmo modelo possuem diferenças de firmware, capacidade, velocidade e outras características técnicas importantes como tempo de latência, suporte à vibração e de temperatura.

Quais são as principais aplicações de usar o RAID 0?

Aplicações que utilizam arquivos grandes como a edição de vídeo, renderização e outras atividades que envolvam imagens, fotos e vídeos sempre demandam mais performance do sistema de armazenamento. Isso significa que um arranjo RAID 0 pode ajudar e melhorar a velocidade do sistema.

Por ser um arranjo simples de ser implementado e exigir pouco investimento, milhares de usuários fazem uso dessa ferramenta em seus equipamentos. Apesar disso, recomendar o uso do RAID 0 em qualquer computador ou storage sempre é uma ação arriscada.

Caso seu problema não seja aumentar a performance, o arranjo RAID 1 também é um arranjo fácil de ser implementado e oferece mais segurança aos dados. Além disso, orçamentos mais generosos e sistemas equipados com pelo três discos já suportam o RAID 5, que além da performance, oferecem mais segurança.

Qual o ganho de performance obtido ao montar um arranjo RAID 0?

O RAID 0 geralmente está associado a entrega de maior performance. Storages em RAID 0 são mais rápidos, porém podem ser comparados à uma bomba relógio. Mensurar o ganho de performance ao implementar qualquer arranjo de disco em servidores e storages também envolve outros fatores, como o tamanho dos arquivos, tipo de aplicação e a forma que os dados serão transmitidos.

Vantagens e desvantagens do RAID 0

Como visto, o RAID 0 possui vantagens e desvantagens. A principal vantagem dessa tecnologia é conseguir maior performance do sistema de armazenamento com um baixo custo de implementação. Porém sempre vale a pena lembrar que será necessário identificar corretamente a aplicação e quais os riscos que serão assumidos antes de escolher esse tipo de disk array.

O arranjo RAID 0 é voltado principalmente para usuários com orçamento muito apertados e que executam aplicações que demandam alta performance e exigem capacidade de armazenamento. O contraponto é renunciar à segurança e assumir os riscos da perda de dados.

Usar um arranjo em RAID 0 com SSD é mais seguro?

Utilizar memórias SSD voltadas para o mercado doméstico em servidores e sistemas de armazenamento é quase um crime. Memórias do tipo TLC não foram desenvolvidas para uso em arranjos de disco, por isso terão sua vida útil muito abreviadas se forem montadas nesses sistemas.

Caso seja necessário montar um arranjo RAID 0 com SSD, não economize. As memórias MLC são mais caras, mas funcionarão mais tempo e trarão melhores resultados para o sistema como um todo.

Storages em RAID 0

Todos os storages NAS Qnap de 2 baias suportam RAID 0. Mesmo assim vale a pena conversar com um especialista para entender qual arranjo de disco será ideal para sua aplicação, pois diferentes ambientes necessitam de arranjos específicos. A Qnap Brasil é especialista não só em sistemas RAID 0, mas também em soluções de armazenamento de dados corporativas que garantem a segurança dos dados para seu projeto. Traga seu projeto e tire suas dúvidas gratuitamente.

RAID 0, Discos rígidos trabalhando em conjunto