Jopa tällä SSD-levyjen aikakaudella työskentelemme yhä viime vuosisadalla kehitetyillä tekniikoilla. Näitä ovat muun muassa Advanced Host Controller Interface ja itsenäisten levyjen redundanttijoukot.
AHCI ja RAID nähdään usein samassa yhteydessä, mutta ne palvelevat eri tarkoituksia. Riippumatta siitä, onko käytössäsi yksittäinen tietokone vai kokonainen tallennusympäristö, AHCI vs. RAID -kysymyksen ymmärtäminen on tärkeää. Kumpikin sisältää erilaisia ominaisuuksia, jotka voivat auttaa varmistamaan tallennusympäristön sujuvan toiminnan. Tässä artikkelissa kerrotaan perusteet, joiden avulla voit tehdä oikeita päätöksiä AHCI:n ja RAID:n välillä.
AHCI:n ja RAID:n perusteet
AHCI on standardi tallennusrajapinnalle, jonka avulla ohjelmistot – yleensä käyttöjärjestelmä – voivat kommunikoida SATA-laitteiden kanssa. Intel esitteli AHCI:n vuonna 2004 korvaamaan vanhenevan Parallel ATA/Integrated Drive Electronics -rajapinnan.
AHCI on mahdollistanut joidenkin SATA-laitteille ominaisten ominaisuuksien käyttämisen käyttöjärjestelmän puolella. SATA mahdollisti esimerkiksi tuen laitteiden vaihtamiselle (hot swapping) eli mahdollisuuden liittää uusi laite tietokoneeseen ilman tietokoneen uudelleenkäynnistystä. AHCI mahdollistaa Windows-, Unix- ja Linux-käyttöjärjestelmille hot swapping -käytön.
AHCI:n ja RAID:n ymmärtäminen on tärkeää riippumatta siitä, käytätkö yksittäistä tietokonetta vai kokonaista tallennusympäristöä.
Native Command Queuing (NCQ) kiintolevyissä on merkittävä ominaisuus, joka on otettu käyttöön SATA:ssa laitteistopuolella ja AHCI:ssä käyttöjärjestelmäpuolella. Sen sijaan, että NCQ toimisi perinteisen sarjakäskyjonon, first-in, first-out -käskyjen suoritusprosessin mukaisesti, se antaa levyjen – myös SSD-levyjen – optimoida, miten ne käsittelevät samanaikaisia tallennustoimintoja. Hyödyt vaihtelevat käytössä olevan tallennustyypin mukaan. Kiintolevyissä NCQ tarkoittaa, että luku- ja kirjoituspäiden on liikuttava harvemmin. Luku- ja kirjoituspäiden liikuttelu on yksi kiintolevyjen suurimmista viiveen aiheuttajista, ja niiden liikuttelun optimointi parantaa suorituskykyä.
AHCI tarjoaa myös etuja SSD-levyille, kuten paremman tuen suurille tiedostojen siirroille, mutta sen matala jonosyvyys rajoittaa käsiteltävien I/O-pyyntöjen määrää. Tarvitaan kiertoteitä, jotta SSD-asemat voivat välttää komentojonon, joka voi hidastaa toimintaa. Vaikka NCQ:ta käytettäisiinkin, komentojen asettaminen ylipäätään jonoon viittaa siihen, että jossakin on ruuhkaa, joka edellyttää jonon muodostamista.
Jonotusongelman ratkaisemiseksi pysyvästi on kehitetty NVMe-standardi (nonvolatile memory express), joka korvaa vanhemmat liitännät, kuten SATA:n, ja ottaa käyttöön uusia komentojen hallintaominaisuuksia. NVMe on suunniteltu flash-muistia varten, mikä eliminoi haitat, joita aiheutuu siitä, että nykyaikaisia tallennusvälineitä tuetaan vanhoilla protokollilla.
Mihin RAID sopii
RAIDia käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 1987. Nykyään RAID on paljon suorituskykyisempi kuin varhaiset versiot, ja sitä alkavat syrjäyttää uudemmat tekniikat, kuten erasure coding.
Scott Sinclair, Enterprise Strategy Groupin vanhempi analyytikko, keskustelee RAIDista ja erasure codingista.
RAID on tietosuoja- ja käytettävyysmekanismi, jonka avulla järjestelmä voi jatkaa toimintaansa sen jälkeen, kun yksi tai useampi kiintolevyasema (HDD-levy) tai SSD-levy (SSD-tietolevy) menetetään. Siihen kuuluu yleensä kyky rakentaa uudelleen vikaantuneen levyn sisältö, kun se on korvattu.
RAID-tallennustilavuudet voidaan luoda mihin tahansa tietokoneeseen, jossa on useita tallennuslaitteita, kunhan tietokone tai tallennusjoukko tukee RAIDia. Jotkin tietokoneet eivät välttämättä tue RAID-vaihtoehtoa, ja jotkin JBOD-levyiksi (vain joukko levyjä) kutsutut tallennusjoukot eivät tue RAIDia.
Nykyaikaisissa tietokoneissa RAIDin ottaminen käyttöön emolevyn SATA-porteissa mahdollistaa yleensä myös AHCI-tuen. Kun RAID on käytössä, voit tehdä seuraavat asiat:
asentaa useita tallennuslaitteita — kiintolevyjä ja SSD-levyjä — ja käyttää niitä yhtenä volyyminä;
ottaa käyttöön redundanssin tukemalla laitteen menettämistä; ja
parantaa suorituskykyä hajauttamalla tallennustoiminnot useammalle laitteelle kuin yhdelle levylle.
Tarvitset vähintään kaksi levyä RAID-ryhmän osaksi. Kaksi levyä mahdollistaa peilauksen eli RAID 1:n, mikä tarkoittaa, että aina kun tietoja kirjoitetaan yhdelle levylle, ohjain kopioi kirjoituksen toiselle levylle. Vaihtoehtoisesti voit käyttää raidoitusta eli RAID 0:ta, jolloin tietokone kirjoittaa tietoja molemmille levyille samanaikaisesti. Kirjoitusten peilaaminen voi aiheuttaa suorituskyvyn heikkenemistä, mutta tallennustila pysyy käytettävissä, jos toinen levyistä vioittuu. Raidoitus voi parantaa sekä luku- että kirjoitussuorituskykyä, koska käytettävissä on kaksinkertainen suorituskyky.
Eri RAID-tasojen selitykset.
On olemassa muitakin RAID-tasoja, joista yleisimmät ovat RAID 5 ja RAID 6. Molemmissa käytetään pariteettia suojaamaan tietoja laitevioilta. RAID 5:llä järjestelmä kestää yhden levyn menetyksen, ja RAID 6:lla kaksi levyä voi purra pölyä ja olla silti toiminnassa.
AHCI vs. RAID
Keskustellessamme AHCI:stä ja RAID:stä on tärkeää tietää, miten nämä kaksi konseptia sopivat yleiseen tallennusympäristöön. AHCI varmistaa SATA-laitteiden täyden toimivuuden. RAID tarjoaa peilaus- ja raidausominaisuudet, jotka ovat keskeisiä tietosuojan kannalta.
Tämä perusasioiden oikeanlainen huomioon ottaminen on ratkaisevan tärkeää täysin toimivan tallennusympäristön ylläpitämiseksi.
