CPU 速度飛躍,硬碟 I/O 成為系統效能瓶頸,且單一硬碟無容錯能力。RAID(獨立磁碟冗余陣列)透過多磁碟協作,同時提升傳輸速率與資料安全,並降低同容量下成本。本文系統整理 RAID 等級特性、實作類型與主流廠商方案。
核心優勢
- 多磁碟並行傳輸,速率可達單顆數倍至百倍。
- 建立在單顆硬體容錯之上,提供更高層級容錯(鏡像、奇偶校驗)。
- 同容量下成本遠低於大型單一磁碟。
常見 RAID 等級詳解
| 等級 | 最少磁碟 | 機制 | 容錯 | 適用場景 | 有效容量 |
| RAID 0 | 2 | 資料條帶化,並行讀寫 | 無 | 非關鍵高速需求(影像擷取) | N × 單顆 |
| RAID 1 | 2 | 鏡像,雙寫 | 單顆故障 | 關鍵資料、小容量 | 1 × 單顆 |
| RAID 3 | 3 | 位元級條帶 + 專用奇偶校驗盤 | 單顆故障 | 單用戶大量循序 I/O | (N-1) × 單顆 |
| RAID 5 | 3 | 區塊級條帶 + 分散式奇偶校驗 | 單顆故障 | 多用戶隨機讀寫、綜合最佳 | (N-1) × 單顆 |
RAID 2(海明碼錯誤修正)極少實用。多層級 RAID 如 RAID 0+1、0+5 結合速度與安全。
實作架構分類
- 軟體 RAID:OS 內建(Windows、Linux、NetWare),CPU 處理所有運算,佔用系統資源,免額外硬體。
- 硬體 RAID:專用 PCI/PCIe 卡,自帶 CPU/記憶體,零佔用主機資源,效能最佳,支援熱插拔、線上擴容、線上重建。需驅動程式。
- 外接式 RAID:硬體 RAID 卡置於外接儲存箱,經 SCSI/FC/HBA 連接主機。OS 僅見單一大邏輯磁碟,與作業系統無關,支援多主機共享、雙機熱備份。
主流廠商代表方案
- Adaptec:ATA RAID(工作站)、Ultra320 SCSI RAID(高效能)、DuraStor 7320SS 外接子系統(LUN 分區、Java 管理介面、擴充至 7TB)。
- HDS (Hitachi):Lightning 9980V 系列(虛擬化、多平台互聯、70TB 容量、15GB/s 內部頻寬、SAN/NAS/iSCSI 多協定)。
- IBM:TotalStorage FAStT500(全光纖 SAN、8 FC 連接、383MBps、模組化 18GB~16TB、RAID 0/1/3/5/10、雙控制器電池備份快取)。
- HP:Smart Array 5300 系列(RAID ADG 雙奇偶校驗容忍雙盤故障、模組化通道/快取擴充、256MB 電池備份快取、66MHz PCI-X 533MB/s)。
- 研宇 (Infortrend):RAID-500 U3 獨立子系統(熱插拔自動重建、指定熱備盤、機箱狀態監控、Modem/呼叫器遠端警報)。