Om du letar efter hårdvaru- och mjukvaru-RAID-lösningar online, verkar den allmänna samsynen vara att hårdvaru-RAID är bättre för både prestanda och tillförlitlighet, medan mjukvaru-RAID helt enkelt är billigare och bekvämare.
Detta kan ha varit sant för ett eller två decennier sedan, men 2022 är det inte längre fallet. Software RAID har gjort stora framsteg och är utan tvekan bättre lämpad för vissa scenarier. Men integrerad RAID (dvs. FakeRAID) är fortfarande ett slöseri med tid.
Är inte den integrerade RAID också mjukvaru-RAID? Inte riktigt. Sådan motstridig information gör de flesta människor förvirrade. Som sådan hoppas vi att den här artikeln lämnar dig tillräckligt informerad för att kunna välja den bästa RAID-lösningen för dina exakta behov.
Vad är hårdvaru-RAID?
Hårdvaru-RAID avser arrayer som hanteras av specialdesignade diskkontroller som innehåller RAID-firmware. Dessa RAID-kontrollerkort ansluts till PCIe-kortplatserna på moderkortet, precis som vanliga diskkontroller. De skiljer sig dock åt genom att de innehåller specialiserade processorer som hanterar arrayhanteringsfunktioner.
Den största fördelen med dessa processorer är att du kan ladda bort paritetsberäkningar från systemets CPU till styrenheten. Att avlasta RAID I/O på det här sättet brukade göra en betydande skillnad i prestanda på den tiden då processorer hade låga specifikationer och redan mättade. Nuförtiden har dock bara RAID I/O minimum påverka en processors prestanda.
De flesta RAID-kontroller stöder också RAID-cache, vilket är en annan viktig faktor som är ansvarig för den förstklassiga prestandan för hårdvaru-RAID. Dataförlust på grund av strömavbrott är dock ett potentiellt problem, vilket är anledningen till att alla anständiga kontroller idag har en batteribackupenhet/modul (BBU/BBM).
I dagens sammanhang är det här de två främsta anledningarna till att satsa på hårdvaru-RAID. Å andra sidan inkluderar fördelarna och nackdelarna högre kostnader, leverantörsexklusivitet och en jämförelsevis lägre nivå av support.
Fördelar:
- Utmärkt I/O-prestanda med avancerade kort
Nackdelar:
- Högre installations- och underhållskostnad
- Du måste hitta en kompatibel drivrutin ifall du behöver byta ut
Vad är programvara RAID?
Programvaru-RAID avser arrayer som hanteras av en mjukvarukomponent snarare än en hårdvaru-RAID-styrenhet. RAID-programvara är vanligtvis implementerad i operativsystemnivå via en drivrutin (till exempel drivrutinen för flera enheter i Linux). Det är också vanligtvis implementerat som en filsystemkomponent, som i fallet med ZFS RAID-Z.
Som vi redan har nämnt har RAID-programvara ett negativt stigma kring det att det är långsamt och opålitligt. Men det här är en föråldrad begrepp.
RAID I/O kan hanteras av processorn i programvaran RAID. Men till skillnad från tidigare kan detta göras med minimal påverkan på prestanda eftersom processorer har förbättrats enormt. Faktum är att vissa mjukvaru-RAID-lösningar som ZFS eller Linux RAID faktiskt överträffar low-end hårdvarukontroller.
Det finns också vissa missuppfattningar om tillförlitlighet. De flesta RAID-styrenheter för hårdvara kontrollerar faktiskt inte paritetsdata om inte en disk går sönder eller rapporterar ett fel. I denna mening, något som ZFS, som faktiskt verifiera dataintegriteten, det är mycket mer pålitligt. Detta innebär att ZFS-prestanda kommer att bli lidande eftersom det gör extra arbete. Men det är definitivt en givande avvägning.
I slutändan beror kvaliteten på en mjukvaru-RAID-lösning på vilken vi specifikt talar om. Till exempel kommer du sällan att höra bra erfarenheter av Windows RAID, medan ZFS eller Linux RAID är mycket populära för sin prestanda och tillförlitlighet.
En annan sak att tänka på med saker som ZFS eller Linux md är att de har en liten inlärningskurva. Du behöver lite kunskap om hur de fungerar och de kommandon de använder, speciellt om du vill konfigurera och hantera dem effektivt.
Slutligen bör du också vara försiktig med Inbyggd RAID. Dessa implementeras med hjälp av en standarddiskkontroller och speciell firmware/drivrutiner (t.ex. Intel Rapid Storage Technology).
Avsikten med integrerad RAID var att överbrygga klyftan mellan hårdvara och mjukvara RAID och ge fördelarna med båda. Men verkligheten visade sig vara den motsatta, och erbjuder varken prestanda eller tillförlitlighet jämförbar med de andra två typerna av RAID.
Fördelar:
- Lägre installations- och underhållskostnader
- Vissa lösningar är mer tillförlitliga för dataintegritet
Nackdelar:
- Lite sämre prestanda
- Vissa implementeringar kräver grundläggande teknisk expertis
Hardware RAID vs Software RAID: Nyckelskillnader
Hård- och mjukvaru-RAID-lösningar skiljer sig åt i hur de levererar de I/O-prestandavinster de ger, såväl som andra mätvärden som tillförlitlighet, kostnad och kompatibilitet.
Prestanda
Prestandaskillnaden mellan hårdvara och mjukvara RAID beror i slutändan på den specifika lösningen i fråga. Vissa programvaruimplementationer som Windows RAID eller saker som FakeRAID är kända för att fungera ganska dåligt. Low-end RAID-kort kan ge något bättre prestanda, men de kan inte anses tillförlitliga om saker som BBU inte stöds.
Bra mjukvaruimplementationer som ZFS överträffar generellt lägre kort. Detta beror bland annat på att systemets processorer är snabbare än RAID-styrenhetens inbyggda processor. Detsamma gäller för Linux RAID, men det har också fördelen av att vara öppen källkod, därför peer reviewed och optimerad.
I slutändan är dock avancerade RAID-kontroller bäst. Avancerade kontroller cachelagrar data i det inbyggda minnet under skrivoperationer, vilket ger en betydande ökning av skrivprestanda.
En större mängd inbyggt minne ger bättre prestanda när du arbetar med många stora filer, till exempel mediefiler. Detta gör att avancerade kort med mer minne är värda det i saker som medieproduktionsarbetsstationer. Prestandavinsten blir dock inte lika stor på system som hanterar slumpmässig I/O till mindre filer.
En sak att tänka på är att ökad skrivcacheprestanda inte bör kosta dataintegriteten. Vi kommer att ta upp detta i nästa avsnitt.
Pålitlighet
Vi har fastställt hur ett bra RAID-kontrollkort ger bästa prestanda genom cachning. Men utöver det måste du också se till att cachen skyddas av en BBU eller BBM. Annars kan en strömavbrottshändelse i återskrivningsläge resultera i dataförlust, vilket i slutändan kan leda till arrayfel.
Förutsatt att data i styrenhetens cache bevaras (vanligtvis upp till 72 timmar), borde det räcka med att bara starta om systemet för att återställa data. Dessutom bör du som en allmän regel kontrollera batteriets skick och byta ut det vid behov, eftersom det tenderar att försämras efter några år.
Integrerad RAID stöder inte dessa typer av backup-batterier, vilket gör det sårbart för ett antal saker, från strömavbrott till kärnfel. Ytterligare en anledning att inte använda den.
Software RAID, å andra sidan, är tillförlitlig i en annan mening. Programvarulösningar som ZFS kan ha jämförelsevis lägre prestanda, men detta är av goda skäl.
Det är vanligt att avancerade drivrutiner kontrollerar paritet och korrigerar fel i farten, men så är inte fallet. Linux MD anses vara en av de bästa mjukvaru-RAID-lösningarna tack vare dess prestanda, men den kontrollerar inte ens pariteten om inte en disk automatiskt rapporterar ett fel.
Det är därför något som ZFS eller BTRFS verkligen lyser när det gäller dataintegritet. ZFS har en inbyggd rensningsfunktion som regelbundet kontrollerar och reparerar datakorruption och bitröta. När det gäller frekvens är den allmänna rekommendationen att rengöra vanliga diskar en gång i veckan och diskar på företagsnivå en gång i månaden.
Kompatibilitet
En viktig faktor att tänka på med hårdvarudrivrutiner är kompatibilitet. För det första måste RAID-kontrollern uppenbarligen vara kompatibel med ditt moderkort.
Och om din nuvarande drivrutin misslyckas, behöver du en identisk drivrutin från samma tillverkare. Att ändra den till en annan drivrutin från en annan leverantör fungerar inte.
Det är också viktigt att testa dessa reservdelar då och då, eftersom de också kan misslyckas. Och om du inte kan hitta en kompatibel drivrutin kommer du inte att kunna återställa dina data.
Software RAID har inte detta problem, eftersom det är implementerat på operativsystemnivå. Det är mindre känsligt för komponentfel, men om någon av diskarna i arrayen misslyckas kommer du vanligtvis att kunna hot-swap disken och bygga om arrayen utan större svårighet.
Kosta
När du kommer igång med RAID är en av de viktigaste faktorerna som avvisar de flesta från RAID-hårdvara kostnaden för installation och underhåll. När allt kommer omkring är RAID-kontroller inte billiga. Åtminstone inga anständiga sådana. När du tar hänsyn till saker som reservdelar ser det ännu dystrare ut för hårdvaru-RAID.
Software RAID, å andra sidan, är en kostnadseffektiv lösning som också erbjuder anständig prestanda.
RAID/applikationsnivåer
När du väljer mellan hårdvaru- och mjukvaru-RAID är det också viktigt att ta hänsyn till andra faktorer, såsom skalan på din konfiguration och nivån på RAID du kommer att använda.
Om du planerar att använda lägre RAID-nivåer som RAID 0 eller RAID 1 för en liten array, behöver du ingen hårdvarukontroller. Men för större arrayer vill du välja högre RAID-nivåer som RAID 5 och RAID 6 eller hybrid RAID-nivåer som RAID 50, RAID 60, etc. I sådana fall behövs en RAID-kontroller för optimal prestanda.
Alternativt, om du planerar att använda icke-standardiserade RAID-lösningar som Linux MD eller RAID-Z, behöver du inte heller en hårdvarukontroller. Faktum är att det rekommenderas att undvika hårdvaru-RAID-styrenheter när du använder ZFS av effektivitets- och dataskyddsskäl.
Är hårdvaru-RAID värt det?
Software RAID är också bra för prestanda nuförtiden. Men i slutändan kan det fortfarande inte matcha prestandanivån som erbjuds av ett avancerade kort med skrivcache och BBU. Om kostnaderna inte är ett problem kan du definitivt överväga att välja en högkvalitativ hårdvaru-RAID-installation för bästa prestanda.
Som ett stycke bör vi också nämna att NAS-lösningar som QNAP och Synology faktiskt är mjukvaru-RAID. Folk spenderar ofta på sådana NAS-enheter och tror att de får avancerad hårdvaru-RAID, men så är inte fallet. Men det som är bra är att dess prestanda fortfarande är jämförbar, om inte bättre, än en genomsnittlig hårdvaru-RAID-inställning.
När är mjukvara RAID bäst?
Så länge som förstklassig prestanda inte är en nödvändighet, tenderar mjukvaru-RAID att vara ett bättre alternativ nuförtiden. Prestandan är generellt sett hyfsad och det faktum att du inte behöver köpa dyra förare minskar inträdesbarriären.
Men medan vi är inne på det här ämnet bör vi nämna att vissa mjukvarulösningar som ZFS eller Linux RAID har en liten inlärningskurva, speciellt om du planerar att konfigurera och använda dem effektivt.
Slutligt omdöme: Hardware RAID vs Software RAID
Vid denna tidpunkt bör det vara uppenbart att både hårdvara och mjukvara RAID erbjuder jämförbara fördelar nuförtiden. I slutändan beror den rätta RAID-lösningen för dig bara på faktorer som din budget och dina högsta prioriteringar (bekvämlighet, prestanda, tillförlitlighet, etc.).
Oavsett om du väljer hård- eller mjukvaru-RAID, eller standard- eller icke-standardiserade RAID-nivåer, kom ihåg att RAID är inte en säkerhetskopia. RAID skyddar endast mot diskfel. Utan en separat extern säkerhetskopiering är det fortfarande möjligt att förlora all din data på grund av skadlig programvara, korruption, olyckor eller mänskliga fel. För att upprepa, backup!
Med allt detta sagt, här är de viktigaste skillnaderna mellan hårdvara och mjukvara RAID igen innan du avslutar artikeln:
| hårdvara RAID | programvara RAID | |
| Prestanda | Bättre high-end prestanda | Lite sämre prestanda totalt sett |
| Pålitlighet | I fall ger skrivcaching skydd via BBU | Vissa lösningar som ZFS är bättre för datakonsistens |
| Kompatibilitet | Kompatibel ersättningskontroller behövs vid fel | Den fysiska kontrollern används inte, men om mobo misslyckas kan du helt enkelt byta ut den mot en annan |
| Kosta | Högre installations- och underhållskostnad | Kostnadseffektiv lösning |
| Ansökan | Mer lämplig för högre standard RAID-nivåer som RAID 6, 10, 60, etc. | Det är bäst att välja icke-standardiserade implementeringar som ZFS, Linux MD, etc. |
