[SSD RAID] Tìm hiểu về SSD RAID – ổ cứng SSD RAID 10

Vào cuối những năm 1980 và đầu 1990, các nhà cung cấp dịch vụ công nghệ thông tin đã phải đối mặt với việc tăng nhanh một khối lượng khổng lồ các dữ liệu cần được lưu trữ. Các công nghệ lưu trữ đang trở nên rất đắt để đặt một số lượng lớn ổ cứng có khả năng cao trên các máy chủ. RAID ra đời đã giải quyết vấn đề trên. Năm 1997 ATA Raid controller đầu tiên trên thế giới được tạo ra bởi Promise. Ngay sau đó năm 1998, Promise cùng chính là đơn vị đã tạo RAID đầu tiên trên bo mạch chủ.

SSD RAID là gì?

RAID là tên viết tắt của Redundant Array of Inexpensive Disks hoặc mang tính công nghệ hơn là Redundant Array of Independent Disks (tạm dịch: Hệ thống đĩa dự phòng). Đây là một trong những hình thức ghép các ổ đĩa vật lý lại với nhau thành cả một hệ thống lưu trữ có chức năng giúp cải thiện tốc độ đọc ghi thông tin, dữ liệu và tăng thêm độ an toàn cho các khối tập tin, dữ liệu được mã hóa.

Bản chất RAID là một công nghệ bộ nhớ lưu trữ ảo. Bộ nhớ này được kết hợp giữa nhiều ổ cứng vật lý với nhau thành một đơn vị lưu trữ đơn lẻ nhằm đạt được hiệu quả lưu trữ cao hơn.
Hiểu đơn giản, RAID như một cái hồ lớn (cả cụm raid, nhiều ổ cứng), nó gộp chung tất cả những cái hồ nhỏ (ổ đơn) thành 1 hệ thống, trên raid có cơ chế “an toàn hơn 1 chút” vì nó cho phép 1 số lượng ổ vật lý nhất định hỏng hóc mà hệ thống không bị gián đoạn, không bị mất dữ liệu.

RAID ra đời như thế nào?

RAID lần đầu tiên được phát triển bởi các nhà khoa học máy tính thuộc trường Đại học California tại Berkeley vào năm 1987. Mục đích ban đầu là họ muốn kết hợp hai hoặc nhiều ổ đĩa cứng vật lý để rồi sau đó tạo ra một thiết bị lưu trữ ảo duy nhất trên hệ thống máy chủ. Nói khác đi, OS của máy chủ lúc này chỉ có thể thấy một ổ duy nhất được dựng từ 2 hay nhiều HDD có trong máy.

So với một ổ HDD đơn độc thông thường, RAID có gì vượt trội hơn?

Tăng khả năng chịu lỗi và nâng mức thông lượng I/O throughput cao hơn so với một ổ cứng duy nhất hoặc một nhóm các ổ đĩa cứng độc lập là điểm khiến RAID “ghi điểm” cao hơn trong mắt người dùng. Cụ thể là:

• Giải quyết được lỗi hỏng hóc của một (sau này là nhiều hơn) ổ HDD trong RAID. RAID cho phép 1 số lượng ổ nhất định hư hại về phần cứng (thường là 1-2 ổ / 1 server – tùy cách cài đặt).
• Tăng hiệu suất đọc/ chép trên RAID với tốc độ ổ cứng nhanh hơn vài chục lần (tùy số lượng ổ, loại raid, và loại card raid hỗ trợ).
• Dung lượng lớn: Tổng dung lượng ổ (ổ ảo, gộp chung từ nhiều ổ) lớn hơn 1 ổ đơn lẻ.

Người dùng được gì khi sử dụng RAID?

• Tiết kiệm chi phí: So với những sản phẩm thay thế khác cùng chức năng, RAID có giá thành thấp hơn.
• Hiệu quả cao: Khi áp dụng các phiên bản RAID mạnh bạn có thể thấy rõ hiệu quả tăng cao của nó. Hiệu quả cũng tùy thuộc vào số lượng ổ cứng được liên kết với nhau và các mạch điều khiển.
• Dự phòng để tránh rủi ro: Sử dụng hệ thống dự phòng này sẽ giúp bạn có thể sao lưu dữ liệu của bộ nhớ khi gặp sự cố. Bạn sẽ không còn lo lắng công việc bị ảnh hưởng nếu bỗng dưng các dữ liệu quan trọng bị mất đi. Khi một ổ cứng trong dãy bị trục trặc thì có thể đổi sang ổ cứng khác mà bạn không cần tắt tất cả hệ thống.

Hạn chế của Raid

Nếu card RAID bị hỏng có thễ dẫn đến việc hỏng cả hệ thống.
Nếu số ổ hư hại về phần cứng vượt quá số lượng cho phép hoặc máy chủ bị lỗi, cả hệ thống mất dữ liệu.
Không tránh được tình trạng “thắt cổ chai”: Tốc độ của 1 card raid có giới hạn – phổ biến là loại 512MB cache (tốc độ copy tối đa là vài trăm MB/s)), 1GB, 2GB, 4GB, 8GB. Song song đó, do hệ thống không tương thích đồng (các đơn vị cung cấp hiện nay đa phần dừng lại ở raid 512MB cache) nên dù ổ cứng có nhanh đến đâu thì cũng bị nghẽn ở RAID, dẫn đến tình trạng “thắt cổ chai”. 

Tìm hiểu về ổ cứng SSD RAID 10

Hiện nay, RAID có 3 loại: Software RAID, Fake RAID và Hardware RAID với nhiều cấp độ khác nhau như Raid 0, Raid 1, Raid 3, Raid 5, Raid 10… Trong bài viết này, LightJSC sẽ giới thiệu về SSD RAID 10 
RAID 10 (1+0) là sự kết hợp của RAID 1 và RAID 0.
RAID 0 là cấp độ thấp nhất và nó cần ít nhất là hai ổ cứng cùng loại để có thể hoạt động được. Khi đó thì dữ liệu ở hai ổ sẽ được chia ra thành nhiều phần bằng nhau.
Ưu điểm của RAID 0 là hỗ trợ việc tăng hiệu quả cho việc lưu trữ. Tuy nhiên nó lại có độ an toàn thấp vì không có ổ dự phòng.
RAID 01 là một mảng stripe (RAID 0) được sao chép qua một mảng mirror (RAID 1). Loại RAID này có hiệu suất rất tốt và giá thành hơi đắt, được triển khai trong các cơ sở hạ tầng đặc biệt, đòi hỏi hiệu suất cao nhưng không cần quy mô mở rộng cao. Đây là cấp độ cơ bản giúp đảm bảo an toàn cho dữ liệu của bạn. Ở cấp độ này thì cũng cần 2 ổ cứng giống nhau để có thể hoạt động. Nếu như có 1 ổ bị lỗi thì ổ còn lại có thể hoạt động được bình thường và dễ dàng thay thế ổ bị hỏng.
Nếu RAID 0 nghiêng về tốc độ thì an toàn bảo mật là ưu điểm của RAID 1. 
Bằng cách kết hợp khả năng chịu lỗi của RAID 1 với tốc độ của RAID 0 mà không cần tính toán parity, RAID 10 cung cấp hiệu suất tổng thể: từ khả năng chịu lỗi đến hiệu suất tái tạo tốt hơn RAID 01. 

RAID 10 phù hợp với đối tượng người dùng nào?

RAID 10 thường được dùng trong các hệ thống server lớn và quy mô. 
Để thực hiện được RAID 10, bạn cần sử dụng đến 4 ổ cứng và dữ liệu sẽ được lưu theo 2 dạng 2 ổ dạng RAID 0 và hai ổ dạng RAID 1. Tuy nhiên, quá trình này đòi hỏi chi phí rất cao nên chỉ phù hợp với các nhà đầu tư server. 
Đây là cấp độ RAID lý tưởng cho các máy chủ cơ sở dữ liệu được sử dụng với tần suất cao hoặc bất kỳ máy chủ nào phải thực thi nhiều hoạt động ghi. RAID 10 có thể được tạo thông qua phần cứng hoặc phần mềm, nhưng theo đánh giá chung, nhiều lợi ích về hiệu suất sẽ mất đi nếu bạn sử dụng phần mềm.
RAID hỗ trợ các hệ thống với nhiều tiện ích khác nhau tùy vào phiên bản được áp dụng.
Tuỳ vào tính chất, nhu cầu sử dụng mà bạn cần tìm một RAID thích hợp với mình.