لطالما كان نظام تخزين الكمبيوتر هو أبطأ مكون في السلسلة. تحتوي وحدة المعالجة المركزية^(CPU) الخاصة بك على ذاكرة تخزين مؤقت سريعة ، والتي تتفاعل بشكل أبطأ بكثير (لكنها لا تزال سريعة!) مع ذاكرة الوصول العشوائي^(RAM) ومن ثم لدينا أقراص الأنظمة الخاصة بك ، والتي تعد مرة أخرى أبطأ من حيث الحجم.

RAID أو Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks هو طريقة لدمج عدة أقراص في قرص واحد لتحسين الأداء أو الموثوقية أو كليهما. مع استيلاء محركات أقراص الحالة الثابتة ( SSD^(SSDs) ) بسرعة على محركات الأقراص الثابتة الميكانيكية ، فإن هذا يقدم لنا خيارًا: HDD Raid مقابل SSD Raid^{(HDD Raid Vs SSD Raid)} . لا يوجد فائز مطلق هنا ، لذلك دعونا نلقي نظرة فاحصة على الاعتبارات.

ملخص لمستويات RAID^{(A Recap Of RAID Levels)}

على الرغم من عدم وجود معيار عالمي لتكوينات RAID ، إلا أن هناك العديد مما يسمى "مستويات" RAID التي أصبحت شائعة جدًا. ^(RAID)عندما نقارن تقنية HDD RAID بتقنية SSD RAID ، من المهم أن نلخص إيجابيات وسلبيات وعدد محركات الأقراص التي تحتاجها لكل نوع من أنواع إعداد RAID . دعنا نتناولها بترتيب قصير:

يحتاج RAID 0 إلى قرصين ، ولا يوفر أي تكرار ولكن الكثير من السرعة ولا عقوبة على مساحة القرص
يحتاج RAID 1 إلى قرصين ، ويوفر التكرار ، ولكن فقط مكاسب صغيرة للسرعة وعقوبة قدرها 50٪ من مساحة القرص
يحتاج RAID 10 إلى أربعة أقراص ويوفر التكرار ويوفر قراءات سريعة وسرعات كتابة أفضل ويضحي بنسبة 50٪ من مساحة القرص.

هناك بالطبع مستويات أخرى من RAID أكثر تعقيدًا (مثل 1E و 5 و 50 و 6 و 60) ولكن هذه المستويات الثلاثة هي الأكثر شيوعًا التي قد يهتم بها المستخدمون العاديون.

HDD RAID مقابل SSD واحد^{(HDD RAID Vs a Single SSD)}

لقد اكتشفنا السبب الأكثر شيوعًا الذي قد يتساءل شخص ما عن RAID وكيف يتعلق الأمر بأقراص SSD^(SSDs) التي تأتي من هذه المقارنة المحددة. لذلك سنخرج هذا من الطريق أولاً.

تعد محركات الأقراص الثابتة الميكانيكية بطيئة جدًا ، لذا فإن إحدى الطرق الشائعة للحصول على إنتاجية أفضل هي دمج محركي أقراص متطابقين في تكوين RAID 0 . البيانات "مخططة" عبر كلا محركي الأقراص وهما بمثابة محرك أقراص ثابت واحد ، ولكن (نظريًا) ضعف سرعة النقل. نظرًا لأن كل محرك أقراص يحتوي على جزء فريد من بياناتك ، يمكنك دائمًا جعل كلا المحركين يساهمان في أي عملية.

للأسف ، عندما يتعلق الأمر بالسرعة الأولية ، فإن SSD واحد سيفوز دائمًا على إعداد محرك الأقراص الثابتة RAID 0. حتى أسرع وأغلى محرك أقراص ثابتة للمستهلك SATA III بسرعة 10000 لفة في الدقيقة لا يتجاوز 200 ميجابايت / ثانية. ^{(RPM SATA III)}من الناحية النظرية^{(In theory)} . لذا فإن اثنين منهم في RAID0 لن يتمكنوا من إدارة سوى أقل قليلاً من ضعف ذلك.

سيقترب أي محرك أقراص SATA III SSD^{(SATA III SSD)} تقريبًا من حد الاتصال بمعدل 600 ميجابايت / ثانية. إذا كنا نتحدث عن محركات أقراص NVME SSD^{(NVME SSD)} باستخدام بروتوكول PCIe ، فإن سرعات القراءة النموذجية تتجاوز 2000 ميجابايت / ثانية.

بمعنى آخر ، إذا كان الأداء الخالص هو ما تبحث عنه ، فإن محرك أقراص^(SSD) ذي حالة صلبة واحد سيتغلب دائمًا على زوج من المحركات الميكانيكية. حتى لو كانت أسرع المحركات الميكانيكية في العالم.

الشيء نفسه ينطبق على الموثوقية وحماية البيانات. إذا كان لديك إعداد RAID 10 بأربعة محركات أقراص ثابتة ، فلا يزال بإمكانك مضاعفة سرعة محرك الأقراص وقد تفقد محرك الأقراص دون فقد أي بيانات. على الرغم من ذلك ، سيظل محرك أقراص الحالة الصلبة واحدًا حلاً أكثر موثوقية. ^(SSD)يحتوي SSD^(SSD) على عدد محدود من عمليات الكتابة قبل أن لا يتمكنوا من الكتابة فوق البيانات الموجودة ، ولكن لا يزال بإمكانك قراءة جميع البيانات الموجودة على القرص.

يعد الفشل التلقائي لمحرك أقراص الحالة الثابتة ( SSD ) أمرًا غير شائع بشكل لا يصدق ، ولكن لديك دائمًا خيار تشغيل قرصين SSD^(SSD) في RAID 1 . لا توجد فائدة كبيرة للسرعة ، ولكن يمكن أن يفشل محرك أقراص واحد تمامًا دون فقد البيانات. لا نوصي بإنفاق الأموال على إعداد RAID 1 SSD فقط من أجل أمان البيانات. يعد إجراء نسخ احتياطي لصورة محرك الأقراص الثابتة احتياطيًا إلى محرك أقراص خارجي أو سحابة ميسورة التكلفة أكثر فعالية من حيث التكلفة ، نظرًا لأن معظم أنظمة سطح المكتب ليست مهمة ذات أهمية بالغة.

HDD RAID مقابل SSD RAID: اعتبارات عامة^{(HDD RAID vs SSD RAID: General Considerations)}

الآن وقد تعاملنا مع سيناريو SSD الفردي ، فلنتحدث عن مقارنات مباشرة بين ^(RAID)RAID و RAID . بمعنى ، محركات الأقراص الميكانيكية في RAID مقارنة بمحركات SSD^(SSDs) في RAID . هناك ثلاثة جوانب رئيسية يجب مراعاتها: الأداء والسعر وموثوقية البيانات. دعونا نلقي نظرة على كل واحد بمزيد من التفصيل.

أداء^{(Performance)}

ربما لن تتفاجأ عندما تسمع أن تكوين SSD RAID سيتغلب دائمًا على أي إعداد لمحرك الأقراص الميكانيكي RAID في الأداء الأولي. السؤال الحقيقي هو مقدار الأداء الذي ستكسبه من تشغيل محركات أقراص الحالة الصلبة^(SSDs) في RAID وما إذا كان الأمر يستحق ذلك. هذه مسألة معقدة.

أحد العوامل هو الأجهزة مقابل RAID للبرامج . ستوفر وحدة تحكم RAID المخصصة للأجهزة أداءً أفضل من الحل القائم على البرامج. بالإضافة إلى ذلك ، مع زيادة السرعة ، قد تصبح المكونات الأخرى في جهاز الكمبيوتر الخاص بك عاملاً مقيدًا أو "عنق زجاجة".

على سبيل المثال ، في الاستخدام اليومي ، هناك فرق بسيط بين محرك أقراص SATA III SSD ومحرك أقراص^{(SATA III SSD)} M.2 NVMe PCIe^{(M.2 NVMe PCIe)} . على الرغم من أن الأخير أسرع بخمس أو ست مرات. لا يتم تحميل الألعاب^(Games) بشكل أسرع بشكل ملحوظ والتطبيقات ليست بالضرورة أكثر سرعة. من ناحية أخرى ، ستستهلك أعباء العمل مثل تحرير الفيديو أو التطبيقات الاحترافية التي تتضمن تحليلًا ضخمًا لمجموعة البيانات قدرًا كبيرًا من النطاق الترددي الذي تقدمه.

هذا يعني أن وضع اثنين من محركات أقراص الحالة الصلبة^(SSDs) في RAID 0 ربما لن يحسن تجربة المستخدم العادية ويمكن إنفاق التكلفة بشكل أفضل في مكان آخر في النظام

Price!

على الرغم من انخفاض أسعار محركات الأقراص^(SSDs) ذات الحالة الثابتة كثيرًا على مدار السنوات القليلة الماضية ، إلا أنها لا تزال أغلى بعدة مرات على أساس كل جيجابايت من محركات الأقراص الميكانيكية. في الواقع ، كانت المحركات الميكانيكية ترفع السعة مؤخرًا لأنها لا تستطيع التنافس على الأداء.

هذا يجعل محركات الأقراص^(SSDs) ذات الحالة الثابتة غير جذابة مثل سعة التخزين الزائدة عن الحاجة. لا تزال محركات الأقراص الميكانيكية في تكوينات RAID^(RAID) الفائضة أو الزائدة عن الحاجة والأداء مناسبة للغاية وفعالة من حيث التكلفة لمستخدمي سطح المكتب. إذا كنت تقوم بتشغيل نظام NAS منزلي (تخزين متصل بالشبكة) للبث أو مشاركة الملفات ، فهذا هو الخيار الأكثر عملية.

إذا كنت في حاجة ماسة إلى سرعة اثنين من محركات أقراص الحالة الصلبة^(SSDs) في RAID 0 أو لديك محرك أقراص مهم للمهام يستفيد من RAID 1 ، فأنت تنظر إلى ضعف سعر تشغيل محرك أقراص واحد. أنت فقط من يقرر ما إذا كانت 200٪ من التكلفة تستحق مزايا أي من الخيارين.

الموثوقية والتحمل^{(Reliability & Endurance)}

التحمل SSD^{(SSD endurance)} شيء كتبناه من قبل وهو مقارنة معقدة بمحركات الأقراص الميكانيكية. تبلى أقراص SSD^(SSDs) عندما يتم كتابتها كثيرًا. ومع ذلك ، بالنسبة لمحركات الأقراص الحديثة ، فإن القدرة على التحمل للكتابة تتجاوز بكثير ما يحتاجه معظم المستخدمين.

من المستبعد جدًا حدوث فقد كامل للبيانات حتى في حالة تعذر الكتابة إلى SSD . يوجد RAID^(RAID) من نواحٍ عديدة لأن محركات الأقراص الميكانيكية تكون عرضة للفشل في المقام الأول. وجهاً لوجه ، تعد محركات الأقراص الثابتة SSD^(SSDs) أكثر موثوقية لدرجة أنها لا تجعل RAID الزائد مقنعًا.

لا توجد إجابات واضحة^{(No Clear Answers)}

كما ترى ، لا يوجد موقف حيث تكون الإجابة دائمًا هي HDD RAID أو SSD RAID (أو غير ذلك). إنها تعتمد بشكل كبير على احتياجاتك الخاصة. ومع ذلك ، يمكننا تقديم بعض الإرشادات العامة:

لن يستفيد معظم المستخدمين من تحسينات سرعة SSD RAID .
لا يزال HDD RAID^{(HDD RAID)} هو الأفضل للتخزين كبير السعة.
تعد محركات أقراص الحالة الثابتة ( SSD^(SSDs) ) موثوقة بدرجة كافية لجعل RAID حساسًا فقط للاستخدامات الحرجة للمهام.

مع صورة واضحة للمكان الذي يعمل فيه كل نهج بشكل أفضل ، يجب أن يكون لديك فكرة أفضل بكثير عن الخيار الذي يجعلك أكثر فاعلية واقتصادية.

HDD Raid Vs SSD Raid: The Major Differences You Should Know

Τhe storage system of a computer has always been the slowest component in the chain. Your CPU has fast cache memory, which interacts much slower (yet still fast!) with RAM and then we have your systems disks, which are again orders of magnitude slower.

RAID or Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks is a method of combining multiple disks into one to improve performance, reliability or both. With SSDs quickly taking over from mechanical hard drives, this presents us with a choice: HDD Raid Vs SSD Raid. There’s no absolute winner here, so let’s take a close look at the considerations.

A Recap Of RAID Levels

While there is no universal standard for RAID configurations, there are several so-called RAID “levels” that have become pretty commonplace. When we’re comparing HDD RAID technology against SSD RAID technology, it’s important to recap the pros, cons and number of drives you need for each type of RAID setup. Let’s go over them in short order:

RAID 0 needs two disks, provides no redundancy but lots of speed and no disk space penalty
RAID 1 needs two disks, provides redundancy, but only small speed gains and a 50% disk space penalty
RAID 10 needs four disks, provides redundancy, provides fast reads, better write speeds and sacrifices 50% of disk space.

There are of course other more complex RAID levels (e.g. 1E, 5, 50, 6 & 60) but these three are the most common that typical users would be interested in.

HDD RAID Vs a Single SSD

We figure the most common reason someone might be wondering about RAID and how it relates to SSDs comes from this specific comparison. So we’ll get this one out of the way first.

Mechanical hard drives are pretty slow, so one popular way to get better throughput is by combining two identical drives into the RAID 0 configuration. The data is “striped” across both drives and they act as one hard drive, but with (theoretically) twice the transfer speed. Since each drive has a unique part of your data, you can always have both drives contributing to any operation.

Sadly, when it comes to raw speed, a single SSD is always going to win out against a RAID 0 hard drive setup. Even the fastest, most expensive 10,000 RPM SATA III consumer hard drive only tops out at 200MB/s. In theory. So two of them in RAID0 would only manage a little under twice that.

Just about any SATA III SSD will get very close to the limit of the connection at 600MB/s. If we’re talking NVME SSDs using the PCIe protocol, then typical read speeds exceed 2000MB/s.

In other words, if pure performance is what you’re looking for, a single SSD will always beat a pair of mechanical drives. Even if they are the fastest mechanical drives in the world.

The same goes for reliability and data protection. If you have a RAID 10 setup with four hard drives, you still get double the drive speed and you can lose a drive without losing any data. Despite this, a single SSD will still be a more reliable solution. SSD have a limited number of writes before they can no longer overwrite existing data, but you can still read all the data on the disk.

Spontaneous failure of an SSD is incredibly uncommon, but you always have the option of running two SSD in RAID 1. There’s no significant speed benefit, but one drive can fail completely without data loss. We wouldn’t recommend spending money on a RAID 1 SSD setup purely for data safety. It’s far more cost-effective to simply back up your hard drive image to an affordable external drive or the cloud, since most desktop systems are not mission critical.

HDD RAID vs SSD RAID: General Considerations

Now that we’ve dealt with the single SSD scenario, let’s talk about direct RAID-to-RAID comparisons. That is, mechanical drives in RAID compared to SSDs in RAID. There are three main aspects to consider: performance, price and data reliability. Let’s look at each one in more detail.

Performance

You will probably be unsurprised to hear that an SSD RAID configuration will always beat any mechanical drive RAID setup in raw performance. The real question is how much performance you’ll gain from running SSDs in RAID and whether it’s worth it. This is a complicated question.

One factor is hardware versus software RAID. A dedicated hardware RAID controller will provide better performance than a software-based solution. Additionally, as speed increases, other components in your computer might become a limiting factor or “bottleneck”.

For example, in day-to-day use there’s little difference between a SATA III SSD and an M.2 NVMe PCIe drive. despite the latter being five or six times faster. Games don’t load noticeably faster and applications aren’t necessarily more snappy. Workloads such as video editing or professional applications involving massive dataset analysis, on the other hand, will eat as much bandwidth as you have to offer.

This means that putting two SSDs in RAID 0 probably won’t improve the average user experience and the cost could be better spent elsewhere in the system

Price!

Although SSDs have come down a lot in price over the last few years, they are still many times more expensive on a per-gigabyte basis than mechanical drives. In fact, mechanical drives have been pushing capacity of late since they can’t compete on performance.

This makes SSDs unattractive as redundant mass storage. Mechanical drives in purely-redundant or redundant and performance RAID configurations are still very relevant and cost effective for desktop users. If you run a home NAS (network attached storage) system for streaming or file sharing, it’s the most practical choice.

If you absolutely need the speed of two SSDs in RAID 0 or have a mission critical drive that benefits from RAID 1, you’re looking at twice the price of running a single drive. Only you can decide if 200% of the cost is worth the advantages of either option.

Reliability & Endurance

SSD endurance is something we’ve written about before and it’s a complex comparison with mechanical drives. SSDs wear out when they’ve been written to too much. However for modern drives, write endurance is far beyond what most users will ever need.

A complete loss of data even when an SSD cannot be written to, is very unlikely. In many ways RAID exists because mechanical drives are prone to failure in the first place. Head to head, SSDs are so much more reliable that they don’t make redundant RAID compelling.

No Clear Answers

As you can see, there is no situation where the answer will always be HDD RAID or SSD RAID (or otherwise). It’s very dependent on your specific needs. Nonetheless, we can provide some general guidelines:

Most users won’t benefit from SSD RAID speed improvements.
HDD RAID is still best for mass storage.
SSDs are reliable enough to make RAID sensible only for mission-critical uses.

With a clear picture of where each approach works best, you should have a much better idea which option makes the most functional and economic sense for you.

رقية فلاته

About the author

أنا مهندس برمجيات بدوام كامل ولدي أكثر من 10 سنوات من الخبرة في العمل مع برامج Windows و Mac. أعرف كيفية تصميم التطبيقات واختبارها ونشرها على كلا النظامين الأساسيين. لدي أيضًا خبرة في إدارة الأمن والنظام. يمكن أن تساعدك مهاراتي ومعرفي في بناء نظام كمبيوتر أفضل وأكثر كفاءة.

HDD Raid مقابل SSD Raid: الاختلافات الرئيسية التي يجب أن تعرفها

ملخص لمستويات RAID^{(A Recap Of RAID Levels)}

HDD RAID مقابل SSD واحد^{(HDD RAID Vs a Single SSD)}