Nawet w obecnej erze dysków SSD nadal pracujemy z technologiami, które zostały opracowane w ubiegłym wieku. Należą do nich Advanced Host Controller Interface i nadmiarowe macierze niezależnych dysków.
AHCI i RAID są często postrzegane w tym samym kontekście, ale służą do różnych celów. Niezależnie od tego, czy obsługujesz pojedynczy komputer, czy pełne środowisko pamięci masowej, zrozumienie kwestii AHCI vs. RAID jest ważne. Każda z nich oferuje inny zestaw możliwości, które mogą pomóc w zapewnieniu sprawnego działania środowiska pamięci masowej. Ten artykuł przedstawia podstawy, aby pomóc Ci podjąć właściwe decyzje, jeśli chodzi o AHCI vs RAID.
Podstawy AHCI vs RAID
AHCI to standard interfejsu pamięci masowej, który pozwala oprogramowaniu — zazwyczaj systemowi operacyjnemu — komunikować się z urządzeniami SATA. Intel wprowadził AHCI w 2004 roku jako zamiennik dla starzejącego się interfejsu Parallel ATA/Integrated Drive Electronics.
AHCI umożliwił wykorzystanie niektórych możliwości urządzeń SATA po stronie systemu operacyjnego. Na przykład, SATA umożliwiło wsparcie dla hot swappingu urządzeń – możliwość podłączenia nowego urządzenia do komputera bez konieczności ponownego uruchamiania komputera. AHCI umożliwia systemom operacyjnym Windows, Unix i Linux korzystanie z funkcji hot swapping.
Niezależnie od tego, czy korzystasz z jednego komputera PC, czy z całego środowiska pamięci masowej, zrozumienie AHCI i RAID jest ważne.
Natywne kolejkowanie poleceń (NCQ) na dyskach twardych jest istotną cechą wprowadzoną w SATA po stronie sprzętowej i AHCI po stronie systemu operacyjnego. Zamiast działać w oparciu o tradycyjny proces szeregowego kolejkowania poleceń (first-in, first-out), NCQ pozwala dyskom – w tym SSD – zoptymalizować sposób obsługi jednoczesnych operacji pamięci masowej. Korzyści są różne w zależności od rodzaju używanej pamięci masowej. W przypadku dysków twardych, NCQ oznacza, że głowice odczytu i zapisu muszą poruszać się rzadziej. Ruch głowic odczytu i zapisu jest jednym z największych czynników wpływających na opóźnienia w dyskach twardych, a optymalizacja ich ruchu zapewnia wzrost wydajności.
AHCI zapewnia również korzyści dla dysków SSD, takie jak lepsza obsługa dużych transferów plików, ale niewielka głębokość kolejki ogranicza liczbę obsługiwanych żądań we/wy. Potrzebne są obejścia umożliwiające dyskom SSD uniknięcie kolejkowania poleceń, co może spowolnić pracę. Nawet w przypadku NCQ, konieczność kolejkowania poleceń w ogóle oznacza, że gdzieś występuje opóźnienie, które wymaga utworzenia kolejki.
Aby trwale rozwiązać problem kolejkowania, opracowano standard NVMe (Nonvolatile Memory Express), który zastępuje starsze interfejsy, takie jak SATA, i wprowadza nowe możliwości zarządzania poleceniami. NVMe jest przeznaczony dla pamięci flash, eliminując minusy wynikające z obsługi nowoczesnych nośników pamięci masowej za pomocą starych protokołów.
Gdzie pasuje RAID
RAID został po raz pierwszy użyty w 1987 roku. Obecnie RAID ma znacznie większe możliwości niż jej wczesne wersje i zaczyna być wypierana przez nowsze technologie, takie jak kodowanie wymazywania.
Scott Sinclair, starszy analityk w Enterprise Strategy Group, omawia RAID i kodowanie wymazywania.
RAID to mechanizm ochrony i dostępności danych, który pozwala na kontynuowanie pracy systemu po utracie jednego lub więcej dysków twardych lub SSD. Zazwyczaj obejmuje możliwość odbudowania zawartości uszkodzonego dysku po jego wymianie.
RAID woluminy pamięci masowej można utworzyć na dowolnym komputerze z wieloma urządzeniami pamięci masowej, o ile komputer lub macierz pamięci masowej obsługuje RAID. Niektóre komputery mogą nie obsługiwać opcji RAID, a niektóre macierze pamięci masowej, znany jako JBOD (tylko garść dysków), nie obsługuje RAID.
Na nowoczesnych komputerach, włączenie RAID na portach SATA na płycie głównej zazwyczaj również umożliwia obsługę AHCI. Posiadanie RAID włączone pozwala na następujące czynności:
instalacja wielu urządzeń pamięci masowej – dyski twarde i SSD – i używać ich jako pojedynczy wolumin;
zapewnienie redundancji poprzez obsługę utraty urządzenia; i
poprawa wydajności poprzez rozłożenie operacji pamięci masowej na wielu urządzeniach, a nie na jednym dysku.
Musisz co najmniej dwa dyski jako część grupy RAID. Dwa dyski umożliwiają mirroring, lub RAID 1, co oznacza, że za każdym razem, gdy dane są zapisywane na jednym dysku, kontroler kopiuje ten zapis na drugi dysk. Alternatywnie można zastosować striping, czyli RAID 0, który nakazuje komputerowi zapisywać dane na obu dyskach jednocześnie. Zapis lustrzany może spowodować spadek wydajności, ale pamięć masowa pozostanie dostępna w przypadku awarii jednego z dysków. Striping może poprawić zarówno wydajność odczytu, jak i zapisu, ponieważ wydajność jest dwukrotnie większa.
Wyjaśnienie różnych poziomów RAID.
Istnieją inne poziomy RAID, z najbardziej powszechne są RAID 5 i RAID 6. Oba wykorzystują parzystość, aby pomóc chronić dane przed awarią urządzenia. Z RAID 5, system może wytrzymać utratę jednego dysku, a z RAID 6, dwa dyski mogą gryźć kurz i nadal działać.
Podsumowanie AHCI vs RAID
W dyskusji na temat AHCI vs RAID, ważne jest, aby wiedzieć, gdzie te dwie koncepcje pasują do ogólnego środowiska pamięci masowej. AHCI zapewnia pełną funkcjonalność urządzeń SATA. RAID zapewnia funkcje mirroringu i stripingu, które są kluczowe dla ochrony danych.
Poprawne zrozumienie tych podstaw jest krytyczne dla utrzymania w pełni funkcjonalnego środowiska pamięci masowej.
