非標準RAIDレベル

すべてのRAID実装は仕様とはある程度異なりますが、一部の企業やオープンソース プロジェクトでは、標準とは大幅に異なる非標準の RAID 実装が開発されています。また、 RAID の頭字語で参照されない複数のハード ドライブの構成を提供する 非 RAID ドライブ アーキテクチャもあります。

行対角パリティは、パリティの専用ディスクの 1 つがRAID 4のように水平の「行」にあるが、もう 1 つの専用パリティは RAID 5 や 6 のようにブロックの順序を変えて (「対角」に) 計算される方式です。 ^[1]「行」と「対角」の別の用語には、「専用」と「分散」があります。^[2] NetAppによって発明され、ONTAPシステムではRAID-DPとして提供されています。^[3]この技術は、SNIA の広義の定義では RAID 6 と見なすことができ^[4]、RAID 6 と同じ障害特性を持っています。RAID-DP のパフォーマンス ペナルティは、同様の RAID 4 構成と比較すると、通常 2% 未満です。^[5]

RAID 5E、RAID 5EE、および RAID 6E ( Enhancedの略であるEが追加されている) は、通常、統合ホットスペアドライブを備えた RAID 5 または 6 のバリエーションを指し、スペアドライブはブロックローテーションスキームのアクティブな部分です。これにより、スペアドライブを含むすべてのドライブに I/O が分散されるため、各ドライブの負荷が軽減され、パフォーマンスが向上します。ただし、スペアドライブを複数のアレイで共有することはできなくなります。これは、場合によっては望ましいことです。^[6]

Intel Matrix RAID (Intel Rapid Storage Technology の機能) は、Intel のICH6R以降のサウスブリッジ チップセットに搭載されている機能 (RAID レベルではない) であり、RAID BIOSセットアップ ユーティリティからアクセスおよび構成できます。Matrix RAID は、最小 2 台の物理ディスクから、コントローラがサポートする最大数のディスクまでをサポートします。Matrix RAID の特徴は、アレイ内で RAID 0、1、5、または 10 のボリュームを任意に組み合わせることができ、各ディスクの制御可能な (かつ同一の) 部分が割り当てられることです。^{[7] [8] [9]}

このように、マトリックス RAID アレイはパフォーマンスとデータの整合性の両方を向上させることができます。この実用的な例としては、オペレーティングシステム、プログラム、ページングファイル用に小さな RAID 0 (ストライプ) ボリュームを使用し、2 番目の大きな RAID 1 (ミラー) ボリュームに重要なデータを保存します。Linux MD RAIDもこれが可能です。^{[7] [8] [9]}

Linuxカーネルが提供するソフトウェアRAIDサブシステムmdは、従来の（ネストされた）RAID 1+0アレイと、いくつかの追加機能を備えたシングルレベルRAIDレイアウトを使用する非標準RAIDアレイの両方の作成をサポートしています。^{[10] [11]}

標準的な「近い」レイアウトは、各チャンクがkウェイのストライプ配列でn回繰り返され、標準的な RAID 10 配置と同等ですが、 n がk を均等に分割する必要はありません。たとえば、2、3、4 台のドライブ上のn 2 レイアウトは次のようになります。 ^{[12] [13]}

2 台のドライブ 3 台のドライブ 4 台のドライブ
-------- ---------- --------------
A1 A1 A1 A1 A2 A1 A1 A2 A2
A2 A2 A2 A3 A3 A3 A3 A4 A4
A3 A3 A4 A4 A5 A5 A5 A6 A6
A4 A4 A5 A6 A6 A7 A7 A8 A8
.. .. .. .. .. .. .. .. ..

4ドライブの例は標準的なRAID 1+0アレイと同一ですが、3ドライブの例はRAID 1Eのソフトウェア実装です。2ドライブの例はRAID 1と同等です。^[13]

ドライバは、すべてのドライブがfセクションに分割される「far」レイアウトもサポートしています。すべてのチャンクは各セクションで繰り返されますが、グループ（たとえば、ペア）で切り替えられます。たとえば、2、3、4 ドライブアレイのf 2 レイアウトは次のようになります。 ^{[12] [13]}

2 台のドライブ 3 台のドライブ 4 台のドライブ
-------- ----------- ------------------
A1 A2 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A4
A3 A4 A4 A5 A6 A5 A6 A7 A8
A5 A6 A7 A8 A9 A9 A10 A11 A12
.. .. .. .. .. .. .. .. ..
A2 A1 A3 A1 A2 A2 A1 A4 A3
A4 A3 A6 A4 A5 A6 A5 A8 A7
A6 A5 A9 A7 A8 A10 A9 A12 A11
.. .. .. .. .. .. .. .. ..

「Far」レイアウトは、ミラーリングされたアレイでストライピング パフォーマンスを提供するために設計されています。シーケンシャル読み取りは、RAID 0 構成のようにストライピングできます。^[14]ランダム読み取りはいくらか高速ですが、シーケンシャル書き込みとランダム書き込みは、他のミラーリングされた RAID 構成とほぼ同じ速度を提供します。「Far」レイアウトは、読み取りが書き込みよりも頻繁に行われるシステムで優れたパフォーマンスを発揮します。これは一般的なケースです。比較すると、Linux ソフトウェア RAIDによって提供される通常の RAID 1 は、読み取りをストライピングしませんが、読み取りを並列に実行できます。^[15]

md ドライバは、各ストライプがo回繰り返され、 f (far) デバイスによってオフセットされる「オフセット」レイアウトもサポートしています。たとえば、2、3、4 ドライブ アレイ上のo 2 レイアウトは次のように配置されます。 ^{[12] [13]}

2 台のドライブ 3 台のドライブ 4 台のドライブ
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A1 A2 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A4
A2 A1 A3 A1 A2 A4 A1 A2 A3
A3 A4 A4 A5 A6 A5 A6 A7 A8
A4 A3 A6 A4 A5 A8 A5 A6 A7
A5 A6 A7 A8 A9 A9 A10 A11 A12
A6 A5 A9 A7 A8 A12 A9 A10 A11
.. .. .. .. .. .. .. .. ..

「近い」レイアウトと「オフセット」レイアウトを組み合わせることも可能である（ただし、「遠い」レイアウトと「オフセット」レイアウトは組み合わせることはできない）。^[13]

上記の例では、kはドライブの数であり、n#、f#、o#はパラメータとして与えられ、ダッドの--レイアウトオプション。LinuxソフトウェアRAID（Linuxカーネルのメリーランド州ドライバーは、標準のRAID 0、1、4、5、6構成の作成もサポートしています。^{[16] [17]}

RAID 1 の実装によっては、2 台以上のディスクを持つアレイを異なる方法で扱い、RAID 1Eと呼ばれる非標準の RAID レベルを作成するものもあります。このレイアウトでは、データ ストライピングとミラーリングが組み合わされ、書き込まれた各ストライプがアレイ内の残りのディスクの 1 つにミラーリングされます。RAID 1E アレイの使用可能容量は、アレイを構成するすべてのドライブの合計容量の 50% です。異なるサイズのドライブが使用されている場合、各ドライブでは最小メンバーのサイズに等しい部分のみが利用されます。^{[18] [19]}

通常のRAID 1ミラーペアと比較したRAID 1Eの利点の1つは、ランダム読み取り操作のパフォーマンスが、劣化したアレイでも単一ドライブのパフォーマンスを上回っていることです。^[18]

ZFSファイルシステムは RAID-Z を提供します。これはRAID 5に似たデータ/パリティ分散方式ですが、動的なストライプ幅を使用します。ブロックサイズに関係なく、すべてのブロックが独自の RAID ストライプであるため、すべての RAID-Z 書き込みはフルストライプ書き込みになります。これを ZFS のコピーオンライトトランザクションセマンティクスと組み合わせると、書き込みホールエラーがなくなります。また、RAID-Z は通常の読み取り、変更、書き込みシーケンスを実行する必要がないため、従来の RAID 5 よりも高速です。RAID-Zは、信頼性のための NVRAM やパフォーマンスのための書き込みバッファリングなどの特別なハードウェアを必要としません。^[20]

RAID-Z のストライプ幅は動的であるため、RAID-Z の再構築では、実際の RAID-Z ジオメトリを決定するためにファイルシステムのメタデータをトラバースする必要があります。ファイルシステムと RAID アレイが別々の製品である場合、これは不可能ですが、データの論理的および物理的構造の統合ビューがある場合に実現可能になります。メタデータをトラバースすると、ZFS は 256 ビットのチェックサムに対して各ブロックを検証できますが、従来の RAID 製品では通常これができません。^[20]

RAID-Z はディスク全体の障害を処理するだけでなく、サイレント データ破損を検出して修正し、「自己修復データ」を提供することもできます。RAID-Z ブロックを読み取る際、ZFS はそれをチェックサムと比較し、データ ディスクが正しい答えを返さなかった場合、ZFS はパリティを読み取り、どのディスクが不良データを返したかを判断します。次に、破損したデータを修復し、要求者に正常なデータを返します。^[20]

RAID-Zには5つのモードがあります。RAID -Z0（RAID 0に似ており、冗長性はありません）、RAID-Z1（RAID 5に似ており、1つのディスクの障害を許容します）、RAID-Z2（RAID 6に似ており、2つのディスクの障害を許容します）、RAID-Z3（RAID 7 ^[a]構成、3つのディスクの障害を許容します）、およびミラー（RAID 1に似ており、1つを除くすべてのディスクの障害を許容します）です。^[22]

Windows Home Server Drive Extenderは、ファイルシステムレベルで実装されたJBOD RAID 1の特殊なケースです。^[23]

マイクロソフトは2011年に、Drive ExtenderがWindows Home Server Version 2、Windows Home Server 2011（コード名VAIL）に含まれなくなると発表しました。 ^[24]その結果、DEが残した空白を埋めるためにサードパーティベンダーの動きがありました。競合相手には、Drive Benderの開発元であるDivision Mと、StableBitのDrivePoolがあります。^{[25] [26]}

BeyondRAID は真の RAID 拡張機能ではありませんが、最大 12 台の SATA ハード ドライブを 1 つのストレージ プールに統合します。^[27] JBOD と同様に、一度に複数のディスク サイズをサポートできるという利点があり、すべてのディスクに冗長性を提供し、いつでもホットスワップ アップグレードが可能です。内部的には、RAID 1 および 5 に似た技術を組み合わせて使用​​します。容量に対するデータの割合に応じて、別のドライブが故障する前に「アレイ」を残りの正常なディスクに復元できる場合は、最大 3 台のドライブ障害に耐えることができます^[要出典]。使用可能なストレージの量は、ディスクの容量を合計し、最大のディスクの容量を減算することで概算できます。たとえば、500、400、200、および 100 GB のドライブがインストールされている場合、使用可能な容量はおよそ 500 + 400 + 200 + 100 - 500 = 700 GB の使用可能スペースになります。内部的には、データは 2 つの RAID 5 のようなアレイと 2 つの RAID 1 のようなセットに分散されます。

           ドライブ
 | 100GB | | 200GB | | 400GB | | 500GB |

                                     ----------
                                     | x | 使用できない領域 (100 GB)
                                     ----------
                         ---------- ----------
                         | A1 | | A1 | RAID 1 セット (2× 100 GB)
                         ---------- ----------
                         ---------- ----------
                         | B1 | | B1 | RAID 1 セット (2× 100 GB)
                         ---------- ----------
             ---------- ---------- ----------
             | C1 | | C2 | | Cp | RAID 5 アレイ (3× 100 GB)
             ---------- ---------- ----------
 ---------- ---------- ---------- ----------
 | D1 | | D2 | | D3 | | DP | RAID 5 アレイ (4× 100 GB)
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BeyondRaidはRAID 6のような機能を提供し、160ビットのSHA-1ハッシュを使用してハッシュベースの圧縮を実行し、ストレージ効率を最大化します。^[28]

Unraidは、メディアファイルのストレージに最適化された独自のLinuxベースのオペレーティングシステムです。^[29]
残念ながら、Unraidはそのストレージ技術に関する情報を提供していませんが、一部の人^{[誰? ]は}、そのパリティアレイはmdadmモジュールの書き換えであると言っています。

欠点としては、クローズドソースコード、高価格^{[引用が必要]}、単一ディスクよりも書き込みパフォーマンスが遅い^{[引用が必要]}、複数のドライブに同時に書き込むとボトルネックが発生することなどが挙げられます。ただし、Unraid ではキャッシュプールをサポートしているため、書き込みパフォーマンスを大幅に向上できます。キャッシュプールのデータは、 Unraid がソフトウェア内で設定されたスケジュールに基づいてアレイに移動するまで、 Btrfs RAID 1 を使用して一時的に保護できます。^{[引用が必要]}

利点としては、標準のRAIDレベルよりも消費電力が低いこと、異なるサイズの複数のハードドライブをその容量いっぱいまで使用できること、複数のハードドライブが同時に故障した場合（冗長性を超える）、冗長性が処理できるよりも多くのハードドライブが故障するとアレイ上のすべてのデータが失われるストライピングを提供する標準のRAIDレベルと比較して、故障したハードドライブに保存されているデータのみが失われることなどが挙げられます。^[30]

OpenBSDでは、CRYPTO はソフトレイドサブシステムの暗号化方式です。データの機密性を保つために、単一のチャンクでデータを暗号化します。CRYPTO は冗長性を提供しません。^[31] RAID 1C は冗長性と暗号化の両方を提供します。^[31]

^{Btrfs [32]}や ZFS/OpenZFS (データセットごとに copies=1|2|3 のプロパティを持つ) ^[33]などの一部のファイルシステムでは、単一のドライブまたはディスクプールに同じデータの複数のコピーを作成することがサポートされており、個々の不良セクタから保護されますが、多数の不良セクタやドライブ全体の障害からは保護されません。これにより、ラップトップなど、単一のドライブしか受け入れることができないコンピュータでも RAID の利点の一部を実現できます。

デクラスタ化 RAID では、ディスク アレイのサイズを任意に指定できると同時に、ディスク障害からの回復時にクライアントにかかるオーバーヘッドを削減できます。デクラスタ化 RAID では、ユーザー データ、冗長情報、およびスペア領域が、デクラスタ化アレイのすべてのディスクに均等に分散またはデクラスタ化されます。従来の RAID では、たとえば 100 台のディスクで構成されるディスク ストレージ システム全体が、たとえば 10 台のディスクで構成される複数のアレイに分割されます。これに対し、デクラスタ化 RAID では、ストレージ システム全体を使用して 1 つのアレイが作成されます。ミラーリングの場合と同様に、すべてのデータ項目が 2 回書き込まれますが、論理的に隣接するデータとコピーは任意に分散されます。ディスクに障害が発生すると、アレイ内のすべての稼働ディスクを使用して消去されたデータが再構築されます。その帯域幅は、従来の RAID グループのディスク数が少ない場合よりも大きくなります。さらに、再構築中に追加のディスク障害が発生した場合、修復を必要とする影響を受けるトラックの数は、以前の障害よりも大幅に少なく、従来のアレイの継続的な再構築のオーバーヘッドよりも少なくなります。デクラスタ化再構築の影響とクライアントのオーバーヘッドの減少は、従来のRAIDの3～4分の1に抑えられます。ファイルシステムのパフォーマンスは、単一の再構築ストレージアレイの速度にあまり依存しなくなります。^[34]

ダイナミックディスクプーリング（DDP）はD-RAIDとも呼ばれ、最大2台のドライブが同時に故障した場合でもパフォーマンスを維持します。^[35] DDPは高性能なタイプのデクラスタRAIDです。^[36]

• ネストされた RAID レベル
• 標準RAIDレベル

• エンタープライズパーツを使用してサーバーを構築する方法