RAID磁碟陣列是什麼?SSD怎麼組RAID?

常見RAID類型
RAID不是一種單一技術,而是多種資料儲存策略的集合。每種RAID架構在效能、資料保護能力、儲存空間利用率上各有優劣。常見RAID類型包含:RAID 0(條帶化,加速讀寫、不具容錯)、RAID 1(鏡像,單碟故障仍可運作)、RAID 5(以同位元資料分散,效能與容錯兼顧)、RAID 6(雙同位元,更高容錯)與RAID 10(1+0,兼具鏡像與條帶化,適合高 IOPS 與關鍵服務)。以下說明 RAID 組成的類型:
RAID 0:效能最大化,但無資料保護

將資料切成多段,平均分散寫入至每顆SSD,這種方式稱為「條帶化(Striping)」。每顆SSD只儲存資料的一部分,以分散讀寫負載來提升效能。RAID 0最少需要2顆SSD。
優點:
- 讀寫速度提升,理論上可隨碟機數量線性成長(但實際上仍受傳輸介面與控制器瓶頸限制)
- 沒有容量浪費,總容量=所有碟機容量加總
缺點:
- 無容錯能力,任一顆碟機故障就會導致資料全部遺失
適合用途:
- 僅追求效能但不在意資料安全的應用,例如:短期測試環境、影片剪輯快取、遊戲快取等
RAID 1:資料保護性高,但容量較低

優點:
- 資料保護性高,可容忍多顆碟機損壞,只要至少一顆正常即可
- 支援平行讀取,系統可從多顆碟機同時讀取,提高讀取速度
缺點:
- 容量利用率低,可用容量僅等於其中一顆SSD的容量
- 寫入效能略低,因寫入時需同步至所有碟機,寫入延遲隨鏡像數量增加
適合用途:
- 需要高資料安全性的應用,例如:伺服器作業系統碟、金融交易系統、重要設定檔保存等
RAID 5:效能與容錯平衡

優點:
- 可容忍1顆碟機損壞,資料不會遺失
- 儲存空間使用效率高,可用容量約為總碟機數-1顆的容量
缺點:
- 寫入速度略慢,因每次寫入都要計算與寫入校驗碼,延遲較高
- 若發生故障需重建(Rebuild),過程耗時,且對SSD寫入壓力大、壽命損耗高
適合用途:
- 一般商業用途,例如:檔案伺服器、備份主機、大容量NAS等
RAID 6:容錯能力再提升

優點:
- 容錯能力比RAID 5更高,可容忍2顆碟機同時故障
- 儲存空間使用效率可接受,可用容量約為總碟機數-2顆的容量
缺點:
- 寫入速度比RAID 5更慢,因每次寫入都要計算和寫入兩份奇偶校驗碼。
- 重建耗時更長,風險更高。
適合用途:
- 大型企業檔案儲存、長期資料備份、大容量NAS等
RAID 10:效能與保護兼顧的高階選擇

先將資料做鏡射,再進行條帶化存放。結合RAID 1的安全性和RAID 0的效能優點。RAID 10需偶數顆SSD,最少4顆。
優點:
- 高效能,讀寫速度接近RAID 0
- 高容錯,可容忍多顆SSD故障,每組鏡射只要有一顆碟機存活就能正常運作
- 重建速度快且風險較低。
缺點:
- 容量利用率僅50%
- 成本相對較高
適合用途:
- 對效能與穩定性都有高需求的應用,例如:資料庫伺服器、虛擬化主機、企業關鍵應用系統等
常見RAID類型比較表
| 類型 | 最少 碟機數 |
可用 容量 |
容錯 能力 |
效能 表現 |
特點 摘要 |
適合 用途 |
|
RAID 0 |
2 |
100% |
無容錯 |
★★★★ |
條帶化,效能最佳但無容錯 |
測試環境、影片剪輯快取、遊戲快取 |
|
RAID 1 |
2 |
1顆碟容量 |
可壞N-1顆 |
★★ |
鏡射備份,安全性高但容量利用低 |
伺服器系統碟、重要設定檔保存、金融交易系統 |
|
RAID 5 |
3 |
N-1顆碟容量 |
可壞1顆 |
★★ |
條帶化+1組分布式Parity,效能平衡 |
檔案伺服器、備份主機、大容量NAS |
|
RAID 6 |
4 |
N-2顆碟容量 |
可壞2顆 |
★ |
條帶化+2組分布式Parity,容錯提升 |
大型企業檔案儲存、長期資料備份、大容量NAS |
|
RAID 10 |
4(偶數) |
50% |
每鏡射組可壞1顆 |
★★★ |
鏡射後再條帶化,效能與安全兼具 |
資料庫伺服器、虛擬化主機、企業關鍵應用系統 |
使用SSD建立RAID的注意事項
使用SSD組建RAID架構可有效提升系統效能與可靠性。然而,由於SSD在資料寫入模式、壽命機制與HDD存在本質差異,規劃SSD RAID架構時需特別留意以下要點:
-
優先考慮RAID 1或RAID 10架構
RAID 1透過鏡射方式提供高可用性,寫入負載分攤合理,風險相對較低。RAID 10則同時兼顧RAID 1的容錯與RAID 0的效能優勢,是多數SSD RAID部署的實務首選,尤其適用於AI推論、虛擬化平台、交易系統等高I/O、低延遲需求的應用場景。
相較於RAID 5/6,RAID 1/10不涉及複雜的Parity計算,因此,寫入放大效應(Write Amplification, WAF)較低,更有利於延長SSD壽命。當發生SSD故障時,重建僅需將鏡射資料複製到新SSD,過程簡單快速,對系統效能的影響較小,也大幅降低Rebuild期間的資料風險。
需要注意的是,RAID 1/10的容量利用率相對較低。RAID 1的可用容量僅等於單顆碟(利用率50%或更低),RAID 10則約為總容量的一半(50%)。然而,對於重視系統穩定性、即時服務不中斷與長期可靠性的企業環境而言,即便需要投入較多硬體資源,這類成本通常仍是值得的。 -
謹慎評估RAID 5 / RAID 6架構
這類架構能兼顧容量與容錯,但在SSD環境中存在額外挑戰:
-高寫入放大效應(Write Amplification, WAF):Parity計算與寫入會產生較高的WAF,顯著增加抺寫量,加速SSD耗損。瞭解更多
-Rebuild壓力:Rebuild過程需要大量隨機讀寫,可能縮短SSD壽命;若同批SSD壽命接近尾端,一顆故障後啟動Rebuild,極可能引發連環故障。
-寫入洞(Write Hole)風險:當資料與Parity尚未完全同步時若發生斷電,會導致兩者不一致,使Rebuild得到錯誤資料。
使用RAID 5/6,應搭配高耐寫(DWPD > 1)、具備斷電保護(PLP),以及支援端對端資料保護的企業級SSD,並規劃週期性更換與壽命監控機制,以降低長期使用風險。 -
選擇企業級SSD,確保穩定性與壽命
導入企業級SSD有助於RAID系統穩定性與降低資料風險。建議採用具備高耐寫設計的產品,例如:pSLC SSD或eTLC SSD,可承受RAID環境中頻繁的資料寫入與重建作業。具備斷電保護(PLP)機制的SSD,能在突然斷電時完成快取資料的寫入,避免RAID Metadata損毀造成系統異常;同時,搭載端對端資料保護機制的SSD,則能降低因資料錯誤導致RAID重建失敗的風險。這類SSD能在突發斷電、Parity計算或Rebuild過程中降低錯誤風險,確保資料完整性與系統可用性。
結語
若以效能與壽命平衡為主要考量,SSD RAID最佳實務為RAID 1或RAID 10;若以大容量存儲為目標,可考慮RAID 5或RAID 6,但需搭配企業級SSD與嚴謹的維運規劃。選擇正確的RAID架構與SSD,才能確保系統長期穩定、安全運作。作為專業SSD研發廠商,SSSTC提供多款專為RAID架構與企業級應用設計的儲存解決方案,涵蓋多種尺寸與介面規格,並支援RAID環境中關鍵的Wear Leveling與TRIM指令優化。透過韌體層的資料完整性防護與FTL寫入策略優化,SSSTC SSD能有效降低重建過程中因錯誤累積導致失敗的風險,強化系統穩定性與資料可靠性。若您有企業級SSD導入、RAID部署或技術整合需求,歡迎聯絡SSSTC顧問團隊,我們將提供專業的支援與建議。