AHCI vs RAID Lagringstyper - Forskjeller og sammenligning

Utviklingen av lagringsteknologier har vært rask og ganske nyskapende det siste tiåret. Den ærverdige spinnende harddisken har blitt sakte, men sikkert erstattet av den mye raskere og mer effektive solid state-stasjonen. SSD-er har tatt PC-maskinvareindustrien nesten med storm de siste årene på grunn av deres utmerkede ytelse og synkende inngangskostnader. Prisen på komponenter som NAND-blits har sunket jevnt og har nå nådd et helt lavt nivå, derfor frigjør mange SSD-produsenter mye rimeligere solid-state-stasjoner til konkurransedyktige priser. Dette har ført til en massiv økning i salget av solid state-stasjoner sammenlignet med tradisjonelle harddisker.

Med fremveksten av solid state-stasjoner, blir harddisker gradvis faset ut av markedet på grunn av deres langsommere hastighets- og pålitelighetsproblemer. Imidlertid er det fortsatt noen områder der harddisker er praktisk talt uerstattelige. Hvis du vil ha mye lagringsplass for datamaskinen din og ikke vil betale ublu priser for en SSD med høy kapasitet, vil en harddisk definitivt være den lagringsenheten du vil ha. De er også fortsatt en integrert del av mange applikasjoner for servere og datasenter, så det er trygt å anta at harddiskene fremdeles har litt liv foran seg.

Lagdeling av stasjoner

Mange fremskritt har også blitt gjort for å forbedre hastigheten på harddiskene. Produsenter designet og utgitt Solid State-harddisker eller SSHD-er som i utgangspunktet var kombinasjonen av en standard harddisk med en liten SSD som fungerte som en cache. SSHD-er tok egentlig ikke fart på grunn av deres relativt dårlige ytelse og dårligere verdi, men ideen om å kombinere en SSD med en harddisk stakk fast. År senere kom Intel og AMD ut med teknikker kjent som Intel Optane og AMD StoreMI som tjener samme formål. Disse metodene tillater bruk av en mindre, raskere SSD som hurtigbuffer for en større, langsommere harddisk, og akselererer dermed den mekaniske stasjonens hastighet.

Innenfor denne prosedyren kan brukerne "lagre" forskjellige lagringsstasjoner med hverandre og sette en prioritetsrekkefølge for dem, som kan fortelle systemet hvilke stasjoner som skal inneholde de ofte tilgjengelige programmene og filene. Imidlertid reiser kombinasjon av SSD med harddisk også et annet spørsmål. Mange brukere er plaget av valget mellom AHCI og RAID-konfigurasjoner for lagringsenhetene sine. Før vi velger den optimale konfigurasjonen for oppsettet ditt, må vi forstå hva AHCI og RAID egentlig er.

Oversikt over AHCI

AHCI står for Advanced Host Controller Interface som er definert av Intel. Denne modusen sees i relativt nyere systemer da AHCI er en nyere teknologi som eier mange innfødte funksjoner i Serial ATA-standardgrensesnittet. Funksjoner som NCQ og hot-swapping er en del av AHCI, noe som forbedrer enhetens kompatibilitet og ytelse. Spesifikasjonen av AHCI refererer til registernivågrensesnittet for en vertskontroller av Serial ATA eller SATA.

AHCI-spesifikasjonen er best egnet for programvaredesignere og maskinvaredesignere. AHCI-modus gir en standardmetode for å programmere AHCI / SATA-adaptere som er beregnet på maskinvarekomponentdesignere og systembyggere osv. Nyere Windows-versjoner som Windows 10 krever at AHCI-modus er aktivert før systeminstallasjon hvis du vil installere operativsystemet på en SSD. Hvis du ikke klarer å slå på AHCI i den konfigurasjonen, vil ikke datamaskinen starte opp med en BSOD-feil. AHCI er i utgangspunktet en driftsmåte som tillater bruk av mer avanserte funksjoner som ligger i SATA-protokollen.

Oversikt over RAID

Som vi bemerket i vår kort utforsking av RAID-arrays, RAID er en forkortelse for Redundant Array of Independent Disks, og det er en virtualiseringsteknologi for datalagring. RAID kan virtualisere flere uavhengige harddisker til en eller flere matriser, kjent som RAID-arrays. Dette resulterer i store forbedringer i faktorer som hastighet og pålitelighet, avhengig av hvordan konfigurasjonen er satt opp. RAID gir redundans i flere enhetsmiljøer og fremskynder enhetene i matrisen som vanligvis er eldre harddisker.

Akkurat som AHCI støtter RAID også SATA-kontrollere, og mange RAID-produkter tillater brukeren å aktivere AHCI under installasjonen. RAID er imidlertid en eldre teknologi enn AHCI og SATA, og den har i utgangspunktet samme funksjonssett som AHCI hvis de sammenlignes i enkeltdiskapplikasjoner. RAID skinner virkelig når du går inn i flere diskkonfigurasjoner som kan bruke de mer avanserte funksjonene ettersom AHCI ikke kan operere i denne konfigurasjonen. RAID kan også bli ganske dyrt ganske raskt hvis du begynner å legge til flere disker i matrisen.

RAID brukes tradisjonelt i applikasjoner der data lagres på flere stasjoner. Områder som servere og datasentre har et helt avgjørende behov for RAID, slik at de store mengder sensitive data kan beskyttes i tilfelle maskinvarefeil. I tillegg til disse applikasjonene blir RAID også stadig mer populært i hjemmet og på kontoret. Forbrukere henvender seg nå til RAID for å øke ytelsen eller gi redundans i tilfelle tap av stasjon. Denne typen RAID blir ofte satt opp i applikasjoner som hjemme-NAS-servere og lignende.

RAID-nivåer

Det er mange nivåer av RAID som ofte brukes i både forbruker og prosumer. Disse nivåene (også kalt RAID Arrays) kommer hver med sine fordeler og ulemper. Det er opp til brukeren å identifisere hvilken som passer deres behov mest. Det er også viktig å merke seg at programvare og maskinvare RAID-konfigurasjoner støtter forskjellige RAID-nivåer, og kan også diktere hvilke typer stasjoner som støttes i RAID-konfigurasjonen: SATA, SAS eller SSD.

RAID 0

Dette RAID-nivået brukes til å øke ytelsen til en server. Med denne konfigurasjonen skrives data på flere disker. Det er også kjent som “disk striping”. Uansett hvilket arbeid du gjør på denne serveren blir håndtert av flere stasjoner, og ytelsen blir dermed økt på grunn av et høyere antall I / O-operasjoner. En annen fordel bortsett fra hastighet er at RAID 0 kan konfigureres i både programvare og maskinvareform, og de fleste kontrollere støtter det også. Den største ulempen med denne konfigurasjonen er feiltoleranse. Hvis en stasjon mislykkes, er all data på alle stripete disker borte. Sikkerhetskopiering er nøkkelen hvis du planlegger å bruke denne konfigurasjonen.

RAID 1

Denne konfigurasjonen er også kjent som “Disk mirroring”, og det største sterke punktet i RAID 1 er feiltoleransen. Stasjoner i denne RAID-matrisen er nøyaktige kopier av hverandre, og skaper dermed et større sikkerhetsnett hvis en stasjon mislykkes i matrisen. Data kopieres sømløst fra en stasjon til en annen, og det er den enkleste måten å lage et diskspeil til relativt lave kostnader.

Den største ulempen med RAID 1 er ytelsen. På grunn av det faktum at data skrives over flere stasjoner i stedet for en, er ytelsen til et RAID 1-array langsommere enn en enestående stasjon. Den andre ulempen er at den totale brukbare kapasiteten til et RAID-array er halvparten av summen av stasjonskapasiteten. For eksempel vil et oppsett med to stasjoner på 1 TB hver ha en RAID-kapasitet på 1 TB i stedet for 2 TB. Dette er åpenbart av redundansgrunner.

RAID 5

Dette er den vanligste konfigurasjonen for bedrifts-NAS-enheter og forretningsservere. Denne matrisen er en forbedring i forhold til RAID 1 fordi den lindrer noe av ytelsestapet som er iboende for diskspeiling, og gir også god feiltoleranse. Begge disse tingene er veldig viktige i profesjonelle datalagringsapplikasjoner. I RAID 5 blir dataene og pariteten stripet over 3 eller flere stasjoner. Hvis det er noen indikasjon på en feil i en stasjon, overføres dataene sømløst til paritetsblokken. En annen fordel med dette RAID-programmet er at det gjør at mange serverstasjoner kan "byttes", noe som betyr at stasjoner kan byttes inn i arrayet mens systemet er i gang.

Den største ulempen med denne matrisen er skriveytelsen på store servere. Dette kan være bekymringsfullt hvis mange brukere får tilgang til et bestemt utvalg og skriver til det samtidig som en del av den daglige arbeidsmengden.

RAID 6

Denne RAID Array er nesten identisk med RAID 5 med bare en nøkkelforskjell. Den har et sterkere paritetssystem som betyr at opptil 2 stasjoner kan mislykkes før det er noen sjanse for at dataene blir berørt. Dette gjør det til et veldig attraktivt valg for datasentre og andre bedriftsapplikasjoner.

RAID 10

RAID 10 er en kombinasjon av RAID 1 og RAID 0 (altså 1 + 0). Det er en hybrid RAID-kombinasjon som prøver å kombinere de beste delene av både RAID 1 og RAID 0-matriser. Den kombinerer striping av RAID 1 med speiling av RAID 2 i et forsøk på å øke hastighetene samt gi bedre feiltoleranse. Dette gjør den ideell for servere som utfører mange skriveoperasjoner. Den kan også implementeres i programvare eller maskinvare, men maskinvareimplementering er vanligvis en bedre måte å velge.

Den skarpe ulempen med et RAID 10-utvalg er kostnadene. Minimum 4 stasjoner kreves for denne matrisen, med større datasentre og bedriftsapplikasjoner som må bruke minst 2 ganger beløpet på stasjoner som de ville gjort på andre matriser.

I tillegg til disse store RAID-nivåene, er det også flere andre RAID-nivåer. Dette er kombinasjoner av hovedarrayene og brukes til bestemte formål. RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 7 og RAID 0 + 1 er inkludert i denne kategorien.

AHCI vs RAID

De forskjellige funksjonene til AHCI og RAID har en betydelig innvirkning på ytelsen til enhetene dine som lagringsenheter, minne og til og med hovedkortet. AHCI er et relativt moderne programmeringsgrensesnitt som hovedsakelig passer for SATA-stasjoner. Hvis du bruker en harddisk eller en SSD som bruker SATA-protokoll, kan du sette opp AHCI-modus for å dra full nytte av SATA-grensesnittet. Dette vil aktivere funksjoner som NCQ og Hot Swapping som ikke er tilgjengelige i andre moduser. AHCI har liten innvirkning på å optimalisere ytelsen til SATA-stasjonene, men det har en relativt mer merkbar innvirkning på harddiskene.

RAID er mye brukt for harddisk- og hybridoppsett for databeskyttelse. Det gjør at harddiskene og SSDene kan fortsette å fungere normalt selv etter tap av data fra enhetene. RAID kan også brukes i et SSD-array, men det er vanligvis uoverkommelig dyrt og gir ikke mye ytelsesfordel. Derfor er RAID vanligvis begrenset til harddiskarrayer som har flere harddisker som er optimalisert for hastighet og / eller redundans.

Oppsummert bør du velge mellom AHCI og RAID-basert på stasjonskonfigurasjonen. Hvis du bruker en SATA-harddisk eller en SATA SSD i en enkeltstasjonskonfigurasjon, kan AHCI være mer egnet enn RAID. Hvis du bruker flere harddisker, er RAID et bedre valg. RAID anbefales også for matriser som bruker en kombinasjon av SSD-er og harddisker i en enkelt matrise. Begge modiene har sine fordeler og er mer optimalisert for forskjellige scenarier, så det er ikke et spørsmål om "hva som er bedre", men snarere "som er mer egnet for mitt brukstilfelle" og det avhenger av konfigurasjonen til lagringsstasjonene dine.

Avsluttende ord

Lagdeling av forskjellige lagringsenheter har blitt enklere enn noensinne med teknologier som RAID som er tilgjengelige for alle forbrukere og samtidig er enkle å sette opp. AHCI har fortsatt sin plass i lagringsverdenen på grunn av sine optimaliseringer for SATA-protokollen, men bruken er begrenset til moderne datamaskiner med én stasjon. For alle konfigurasjoner med flere stasjoner, er alternativet RAID en mye bedre og mer optimalisert løsning for å få best ytelse og pålitelighet ut av disse stasjonene.

Hvis du ikke er villig til å sette opp et RAID-utvalg for flere stasjoner, men fremdeles vil akselerere dine langsommere mekaniske stasjoner, kan man også se mot Intel Optane og AMD StoreMI-teknologiene. Begge disse teknologiene har gjort fantastiske forbedringer de siste årene når det gjelder ytelse og stabilitet, og er til slutt pålitelige alternativer til tradisjonelle RAID-metoder. På slutten av dagen avhenger din preferanse for AHCI, RAID eller til og med programvarebaserte løsninger som StoreMI av konfigurasjonen til stasjonene dine og dine preferanser. Det er rett og slett ingen riktig løsning for alle.