2008年05月18日
先月新PCを完成させ、ようやく本格的な運用を開始した矢先、昨年作成したメインPC(QuartetなPC)が突如ダウンしました。
直前にPCIボードの追加・差し替えを行っていたので恐らく原因はそちら(接触不良？)のような気がしたのですが、OS起動途中で先に進まなくなるという症状から「これはきっと4台構成の2.5インチHDDに異常があるに違いない」と決めつけて、昨年発売された高速2.5インチHDD『Travelstar 7K200』4台を購入しました。
もはやPCの不具合を新しいパーツ購入の理由に(無理やり)しているのは明らかですが、ただメインPCに組み込んだのではネタとして勿体ないので、RAID構成時の転送速度をちょこっと検証してみました。
直前にPCIボードの追加・差し替えを行っていたので恐らく原因はそちら(接触不良？)のような気がしたのですが、OS起動途中で先に進まなくなるという症状から「これはきっと4台構成の2.5インチHDDに異常があるに違いない」と決めつけて、昨年発売された高速2.5インチHDD『Travelstar 7K200』4台を購入しました。
もはやPCの不具合を新しいパーツ購入の理由に(無理やり)しているのは明らかですが、ただメインPCに組み込んだのではネタとして勿体ないので、RAID構成時の転送速度をちょこっと検証してみました。
◆ 検証環境
今回行った各種RAID構成時の検証には、DFIの「P35」+「ICH9R」搭載マザー『LP LT P35-T2R』のRAID機能を利用しています。また、RAID構成時のストライプサイズは全て64KBに設定してあります。
検証環境のパーツ構成は以下の通りです。
◆ 「RAID 0」構成でHDD台数を増やした場合の転送速度
さまざまなレベルが存在する"RAID"ですが、その中でも特にポピュラーなのが2台以上のHDDに同じデータを保存(ミラーリング)する「RAID 1」と、2台以上のHDDにデータを分散して読み書き(ストライピング)する「RAID 0」ではないかと思います。
各種RAIDレベルの詳細についてはWikipediaに詳しく記載されているのでそちらをご覧いただくとして、今回の検証ではまず、HDDの台数が増えれば増えるほどデータ転送速度が上昇する「RAID 0」構成の検証を行ってみました。
上記のグラフは「Crystal Disk Mark 2.1」で取得した「RAID 0」構成時のデータ転送速度検証結果です。
検証結果をご覧頂ければお分かり頂けるように、「RAID 0」を構成するHDDが増えれば増えるほどデータ転送速度が向上しており、Sequential Read/Writeに関しては「単体使用時の転送速度×HDD台数」という「RAID 0」の理論としては理想的な結果となっています。
なお、Wikipediaでも解説されていますが、1つのデータを分散して読み書きを行う「RAID 0」では構成しているHDDが一台でも故障して分散して記録されているデータの一部が失われた場合、正常に動作しているHDD内のデータが無意味なものになってしまうため、HDDの台数を増やすと転送速度が向上する代わりに故障率が高まるというデメリットがあります。
単体での故障率が1％だとすれば、2台で「RAID 0」を構成した場合は約2%、3台なら約3%、4台では約4％…といった具合に故障率が高まってしまいます。複数のHDDを使って「RAID 0」構成をする場合は相応の覚悟をしておかないといけませんね。
ちなみに私の場合はメインPCで4台のHDDで「RAID 0」を構成しているのですが、『「RAID 0」を構成するHDDの1台が故障したのなら、最初から(壊れたHDDを)単体で利用していたとしても全てのデータを失うのは同じ事。寿命の不確かなHDDがいつ壊れるかなんて運次第。』という詭弁で自分を納得させて利用しています。……もっとも、そんなことを言いつつデータの保存場所には『LANDISK Home』や「RAID 10」構成の新PCを利用している訳ですが…。
◆ 「RAID 0/1/5/10」各種RAID構成時の比較
さて、HDD増設の効果が最もわかりやすい「RAID 0」を見ていただいたところで、ICH9RとHDD4台で構築可能な「RAID」構成のパフォーマンスを比較してみたいと思います。
比較には先ほど紹介した「RAID 0」(2〜4台)のスコアに加え、2台のHDDで構築した「RAID 1」、4台のHDDで構築した「RAID 5」と「RAID 10」の3種類を追加した計6種類のRAIDアレイと単体利用時のデータ転送速度を「Crystal Disk Mark 2.1」で測定した数値を利用しています。
結果グラフを見てみると、ミラーリングを行う「RAID 1」に関しては単体利用時とほぼ同等か若干劣る程度、「RAID 0」と「RAID 1」の組み合わせである「RAID 10」に関しても2台で構築した「RAID 0」アレイとほぼ同等のパフォーマンスを発揮しています。この辺りは「RAID 0/1/10」に関しては単体利用時のパフォーマンスとHDD台数が分かっていれば、パフォーマンスを容易に計算できる結果となっています。
逆にパフォーマンスを容易に予想出来そうにないのが「RAID 5」です。「RAID 5」は3台以上のHDDを使って構築するRAIDアレイで、アレイ全体の容量が「HDDの容量(単体)×HDD台数−HDDの容量(単体)」となる代わりにアレイを構成するHDDの1台が破損してもアレイの修復が可能となっています。これは「RAID 5」で動作している際に「冗長コード（パリティ）」を算出し各HDDに分散書き込みしているためなのですが、この「冗長コード（パリティ）」の算出・記録を行う関係上、書き込み時の速度が他のRAIDよりも劣るといわれています。
実際、今回の検証でも「RAID 5」の書き込み性能はすべての項目で単体でHDDを利用した際のパフォーマンスを50％以上も下回っています。反対にリード時のパフォーマンスは高く、最低でも2台構成の「RAID 0」を上回り一部では3台構成の「RAID 0」にも匹敵していますね。
「RAID 5」は書き込み速度が遅いため、特に高速なデータ記録速度が要求される処理（録画？）などには向かないですが、HDD台数に対してデータ記録領域を多くとれるうえリード性能が高いというメリットがあるのでファイルサーバーなどに向いていますね。色々と便利な「RAID」ですが、その長所を生かすためには用途に適したレベルを選択する必要がありそうですね。
◇ ◆ ◇ ◆ ◇ ◆ ◇ ◆ ◇
かつては高額でコストパフォーマンスが悪かった500GB HDDが1万円前後で購入可能になるなど、最近はHDDの大容量化と低価格化が一層顕著になってきた事と、RAID機能をオンボードのSATAでサポートしたマザーボードの増加で、気軽に「RAID」が構築できるようになってきていますね。
HDDの大容量化に伴い、故障時に喪失するデータの容量とそれにより受けるショックも増大するので、今後はRAIDを構築していく必要性が増していくのかもしれませんね。
今回行った各種RAID構成時の検証には、DFIの「P35」+「ICH9R」搭載マザー『LP LT P35-T2R』のRAID機能を利用しています。また、RAID構成時のストライプサイズは全て64KBに設定してあります。
検証環境のパーツ構成は以下の通りです。
| CPU | ・Core 2 Extreme QX9650 OC (4.2GHz) | 【価格比較】 |
| M/B | ・DFI LP LT P35-T2R | 【価格比較】 |
| MEM | ・Patriot DDR2-800 CL5 2GB ×2枚 | 【価格比較】 |
| HDD | ・HGST Travelstar 7K200 4台 | 【価格比較】 |
| VGA | ・GeForce 9800 GTX | 【価格比較】 |
| PSU | ・Zippy-660W HU2 (HU2-5660V) | 【価格比較】 |
| OS | ・Windows Vista Ultimate SP1 | 【価格比較】 |
◆ 「RAID 0」構成でHDD台数を増やした場合の転送速度
さまざまなレベルが存在する"RAID"ですが、その中でも特にポピュラーなのが2台以上のHDDに同じデータを保存(ミラーリング)する「RAID 1」と、2台以上のHDDにデータを分散して読み書き(ストライピング)する「RAID 0」ではないかと思います。
各種RAIDレベルの詳細についてはWikipediaに詳しく記載されているのでそちらをご覧いただくとして、今回の検証ではまず、HDDの台数が増えれば増えるほどデータ転送速度が上昇する「RAID 0」構成の検証を行ってみました。
上記のグラフは「Crystal Disk Mark 2.1」で取得した「RAID 0」構成時のデータ転送速度検証結果です。
検証結果をご覧頂ければお分かり頂けるように、「RAID 0」を構成するHDDが増えれば増えるほどデータ転送速度が向上しており、Sequential Read/Writeに関しては「単体使用時の転送速度×HDD台数」という「RAID 0」の理論としては理想的な結果となっています。
なお、Wikipediaでも解説されていますが、1つのデータを分散して読み書きを行う「RAID 0」では構成しているHDDが一台でも故障して分散して記録されているデータの一部が失われた場合、正常に動作しているHDD内のデータが無意味なものになってしまうため、HDDの台数を増やすと転送速度が向上する代わりに故障率が高まるというデメリットがあります。
単体での故障率が1％だとすれば、2台で「RAID 0」を構成した場合は約2%、3台なら約3%、4台では約4％…といった具合に故障率が高まってしまいます。複数のHDDを使って「RAID 0」構成をする場合は相応の覚悟をしておかないといけませんね。
ちなみに私の場合はメインPCで4台のHDDで「RAID 0」を構成しているのですが、『「RAID 0」を構成するHDDの1台が故障したのなら、最初から(壊れたHDDを)単体で利用していたとしても全てのデータを失うのは同じ事。寿命の不確かなHDDがいつ壊れるかなんて運次第。』という詭弁で自分を納得させて利用しています。……もっとも、そんなことを言いつつデータの保存場所には『LANDISK Home』や「RAID 10」構成の新PCを利用している訳ですが…。
◆ 「RAID 0/1/5/10」各種RAID構成時の比較
さて、HDD増設の効果が最もわかりやすい「RAID 0」を見ていただいたところで、ICH9RとHDD4台で構築可能な「RAID」構成のパフォーマンスを比較してみたいと思います。
比較には先ほど紹介した「RAID 0」(2〜4台)のスコアに加え、2台のHDDで構築した「RAID 1」、4台のHDDで構築した「RAID 5」と「RAID 10」の3種類を追加した計6種類のRAIDアレイと単体利用時のデータ転送速度を「Crystal Disk Mark 2.1」で測定した数値を利用しています。
結果グラフを見てみると、ミラーリングを行う「RAID 1」に関しては単体利用時とほぼ同等か若干劣る程度、「RAID 0」と「RAID 1」の組み合わせである「RAID 10」に関しても2台で構築した「RAID 0」アレイとほぼ同等のパフォーマンスを発揮しています。この辺りは「RAID 0/1/10」に関しては単体利用時のパフォーマンスとHDD台数が分かっていれば、パフォーマンスを容易に計算できる結果となっています。
逆にパフォーマンスを容易に予想出来そうにないのが「RAID 5」です。「RAID 5」は3台以上のHDDを使って構築するRAIDアレイで、アレイ全体の容量が「HDDの容量(単体)×HDD台数−HDDの容量(単体)」となる代わりにアレイを構成するHDDの1台が破損してもアレイの修復が可能となっています。これは「RAID 5」で動作している際に「冗長コード（パリティ）」を算出し各HDDに分散書き込みしているためなのですが、この「冗長コード（パリティ）」の算出・記録を行う関係上、書き込み時の速度が他のRAIDよりも劣るといわれています。
実際、今回の検証でも「RAID 5」の書き込み性能はすべての項目で単体でHDDを利用した際のパフォーマンスを50％以上も下回っています。反対にリード時のパフォーマンスは高く、最低でも2台構成の「RAID 0」を上回り一部では3台構成の「RAID 0」にも匹敵していますね。
「RAID 5」は書き込み速度が遅いため、特に高速なデータ記録速度が要求される処理（録画？）などには向かないですが、HDD台数に対してデータ記録領域を多くとれるうえリード性能が高いというメリットがあるのでファイルサーバーなどに向いていますね。色々と便利な「RAID」ですが、その長所を生かすためには用途に適したレベルを選択する必要がありそうですね。
◇ ◆ ◇ ◆ ◇ ◆ ◇ ◆ ◇
かつては高額でコストパフォーマンスが悪かった500GB HDDが1万円前後で購入可能になるなど、最近はHDDの大容量化と低価格化が一層顕著になってきた事と、RAID機能をオンボードのSATAでサポートしたマザーボードの増加で、気軽に「RAID」が構築できるようになってきていますね。
HDDの大容量化に伴い、故障時に喪失するデータの容量とそれにより受けるショックも増大するので、今後はRAIDを構築していく必要性が増していくのかもしれませんね。
