Przyspiesz swój dysk

Płyty z kontrolerami SATA/RAID Intela – ICH9 lub nowszymi oferują tzw. tryb Matrix RAID. Służy on optymalizacji wykorzystania powierzchni dysków w macierzy, jeśli ta została zbudowana z napędów o różnej pojemności. W klasycznym trybie, np. przy RAID 0 na dyskach 250 i 320 GB, 70 GB drugiego napędu nie jest w pełni wykorzystane. Matrix RAID pozwala użyć tego miejsca jako osobnego wirtualnego HDD. Ale w danej chwili można uzyskać dostęp tylko do jednego z wirtualnych dysków – macierzy albo reszty miejsca. Kopiowanie plików między tymi urządzeniami jest więc bardzo wolne. Trybu tego nie polecamy używać, a w ostateczności wykorzystać „wolne miejsce” na rzadko używane pliki.

RAID (ang. Redundant Array of Independent Disks), czyli nadmiarowa macierz niezależnych dysków, pozwala złączyć kilka dysków w jeden wirtualny napęd, by móc korzystać z nich równocześnie. Każda wyprodukowana w kilku latach płyta główna ma zintegrowany kontroler RAID. W zależności od producenta i wersji chipsetu na płycie głównej kontrolery mogą obsługiwać od dwóch do sześciu dysków w różnych trybach – zwykle 0, 1, 0+1 i 5. Poszczególne tryby różnią się między sobą tym, w jaki sposób dane są rozlokowywane na dyskach, a co za tym idzie – wydajnością i pojemnością macierzy. Dlatego każdy z trybów nadaje się do innych zastosowań.

Najczęściej stosowanym trybem na domowych pecetach, jest RAID 0. Służy przyspieszeniu szybkości dostępu do danych. W trybie tym rozmiar wynikowej macierzy jest równy wielkości najmniejszego dysku pomnożonej przez liczbę użytych do budowy macierzy napędów. Szybkość transferu także jest uzależniona od liczby dysków i parametrów najsłabszego z nich. Takie cechy są osiągane przez dzielenie zapisywanych danych na kawałki i naprzemienne umieszczanie ich na kolejnych dyskach.

Jeśli złączymy dwa dyski 250 GB w RAID 0, otrzymamy 500-gigabajtową macierz. Stworzona na niej partycja 50 GB zajmie 25 GB na jednym i tyle samo na drugim dysku. Każda porcja danych, np. plik, będzie zapisywana w połowie na jednym, w połowie na drugim napędzie. Dzięki temu zarówno czas zapisu, jak i odczytu tej samej ilości danych spadnie prawie dwukrotnie, w podobnym stopniu wrośnie transfer (maks. o 90 proc.). Jeżeli jednak wykorzystamy kiepskie dyski, to przyrost prędkości może być nie większy niż 20 proc, co czyni całą zabawę nieopłacalną. Zbudowanie macierzy z trzech lub więcej dysków spowoduje większy rozrzut danych po dyskach, w czego wyniku odpowiednio wzrosną transfery.

To rozwiązanie polecamy graczom oraz osobom przetwarzającym duże ilości danych, np. grafikom. Zgodnie z rachunkiem prawdopodobieństwa ryzyko, że macierz ulegnie awarii jest znacznie większe niż w wypadku jednego dysku. Dlatego warto pamiętać o robieniu kopii bezpieczeństwa

Jeśli zależy ci nie tyle na wydajności, ile na bezpieczeństwie danych, wybierz RAID 1. Ten tryb polega na wykonywaniu wiernej kopii jednego dysku na pozostałych. Oznacza to, że pojemność macierzy będzie równa wielkości najmniejszego tworzącego ją dysku. Wydajność macierzy będzie zaś mniej więcej równa wydajności najwolniejszego z napędów. Wynika to z tego, że każda operacja zapisu czy odczytu musi być w całości przeprowadzona równocześnie na każdym z napędów.

Macierz stworzona z dwóch dysków 250 GB będzie miała pojemność również 250 GB. Jej zaletą jest jednak gwarancja, że nawet jeżeli jeden z napędów odmówi posłuszeństwa, dane wciąż będą dostępne na drugim. Dodawanie kolejnych napędów stopniowo podnosi stopień bezpieczeństwa danych.

• Do tworzenia macierzy staraj się używać jednakowych technologicznie napędów, najlepiej o identycznej pojemności oraz liczbie i typie używanych talerzy. Zyskasz optymalne wykorzystanie przestrzeni i zmaksymalizujesz wydajność.
• Jeśli budujesz RAID 1 lub 5, nie używaj dwóch czy trzech identycznych modeli. W takiej konfiguracji rośnie niebezpieczeństwo, że jeśli jest to technicznie felerny model, wszystkie napędy zaczną „strajkować” w podobnym czasie.
• Nie przechowuj ważnych dokumentów i prac na macierzy RAID 0 – nic na tym nie zyskasz (szybkość ich odczytu nie jest zwykle czynnikiem krytycznym), a zwiększasz tylko ryzyko ich utraty.
• Zbudowanie RAID 0 ze starszych technologicznie napędów może być dobrym pomysłem, by umieścić na nich np. gry i korzystać z wyższej wydajności. Ale pamiętaj, że jednoczesny odczyt i zapis z kilku starych, wielotalerzowych dysków może wygenerować hałas i wibracje uprzykrzające pracę czy grę.

Wiele płyt głównych oferuje też inne tryby, np. RAID 5. To już półprofesjonalne rozwiązanie wymagające trzech dysków. Dane są tu rozkładane na wszystkich dyskach (jak w RAID 0), ale dodatkowo są wyliczane i przechowywane sumy kontrolne. W wypadku awarii jednego dysku dane można odtworzyć. Wydajność macierzy zależy od wielu parametrów. Skrajnie źle skonfigurowana macierz może pracować wolniej niż zwykły dysk (zwłaszcza na kontrolerach SATA Nvidii). Dobrze skonfigurowana może być nieco szybsza. Rozwiązanie to jest kompromisem między trybem 0 a 1.

Trybem wymagającym 4 dysków jest RAID 1+0 lub w skrócie 10. Dzieli on dyski na dwie grupy po dwa urządzenia w trybie RAID 1 i łączy je w trybie RAID 0. Podnosi więc wydajność i dokłada kopię danych. Jest to rzadko stosowane rozwiązanie właśnie ze względu na liczbę stosowanych dysków, a więc koszt utworzenia macierzy.

Aby skorzystać z RAID, wystarczy zmienić w BIOS-ie tryb pracy kontrolera SATA. W większości płyt głównych domyślnie ustawiany jest tryb IDE, więc należy go przestawić na RAID lub RAID/AHCI, zależnie od konkretnego BIOS-u. W niektórych płytach będziesz mógł dodatkowo określić tryb pracy dla każdego portu SATA z osobna, a więc aktywować funkcję RAID tylko na wybranych gniazdach, pozostałe pozostawiając w zwykłym trybie IDE.

W wyniku tego przy starcie peceta pojawi się nowy ekran – konfiguracji kontrolera RAID. Aby założyć i skonfigurować macierz, musisz wcisnąć odpowiedni klawisz, zwykle [Esc] czy [F10]. Tworzenie macierzy sprowadza się zwykle do wybrania z listy trybu pracy (0, 1, 5) i zaznaczenia napędów, które mają wejść w jej skład. Po zatwierdzeniu ustawień macierz zostanie w ciągu kilku-kilkunastu sekund utworzona i już można z niej korzystać. Odtąd wszystkie dyski będą widoczne jako jedno wirtualne urządzenie.

Nie należy łączyć w macierz dysków, z których na co dzień korzystasz. Tworzenie macierzy niszczy dane, dlatego jest to operacja bezpieczna jedynie na nieużywanych napędach.

Z poziomu BIOS-u nie ma możliwości skonwertowania jednego dysku, np. do RAID 0 po dołożeniu do peceta drugiego dysku. Nie jest też możliwa konwersja między trybami pracy (np. z RAID 1 do 5) z zachowaniem danych. Jeśli chcesz zmienić tryb pracy macierzy, musisz wykonać backup danych, zbudować macierz i wgrać pliki z powrotem.

Od tej reguły są nieliczne wyjątki. Oprogramowanie i sterowniki kontrolera Nvidii pozwalają przekształcić macierz RAID 1 w 0 z zachowaniem danych i układu partycji oraz dodać dysk do istniejącego RAID 1. Ale trwa to długo i nie zapewnia optymalnej wydajności.

Drugim problemem jest Windows XP. System ten domyślnie nie ma sterowników do kontrolerów RAID, więc nie da się go zainstalować na macierzy. Musisz mieć stację dyskietek i dyskietkę, na którą wgrasz sterownik, by XP skorzystał z niego przy instalacji. Ponieważ już tylko nieliczne pecety mają ten przestarzały napęd, trzeba użyć narzędzia nLite, by zintegrować odpowiedni driver z płytą instalacyjną. Problem ten nie dotyczy Visty, Windows 7 ani Ubuntu – można je zainstalować na macierzach bez kłopotu.

Obecnie coraz śmielej wkracza do pecetów nowy standard, czyli dyski SSD. Pod względem wydajności przeciętny dysk SSD niemal dorównuje macierzy RAID 0 z dwóch dobrych dysków HDD. Dyski te przegrywają jednak znacząco z RAID-em 0 w kategorii: stosunek ceny do pojemności. Za ok. 500 złotych kupimy dwa dyski HDD 750 GB lub jeden SSD, ale ledwie 64-gigabajtowy.

SSD jest też bezpieczniejszy od HDD, bo nie jest narażony na mechaniczne uszkodzenia, jednak ma określony limit cykli odczyt–zapis, Jeśli bezpieczeństwo danych jest priorytetem, macierz RAID 1 lub 5 zbudowana z klasycznych dysków długo jeszcze będzie optymalnym wyborem.

Dane dzielone są na małe paczki (tzw. paski, ang. stripes), które są naprzemiennie zapisywane na obu dyskach. Ponieważ odwołania do obu dysków są prawie jednoczesne, wydajność macierzy jest prawie dwa razy większa niż jednego dysku.

ZALETY:

• Wysokie tempo zapisu i odczytu danych
• Im więcej dysków tworzy macierz, tym lepszy jest transfer

WADY:

• Zwiększone ryzyko utraty danych
• Możliwe obciążanie procesora przy zapisie/odczycie

Wszystkie dane są zapisywane jednocześnie na obu dyskach wchodzących w skład macierzy. Oznacza to, że jeden dysk jest dokładną kopią drugiego. Zabezpiecza to w pełni dane w przypadku awarii któregoś dysku, ale nie podnosi wydajności.

ZALETY:

• Wysokie bezpieczeństwo (pełna duplikacja) danych
• Nie obciąża procesora przy zapisie/odczycie

WADY:

• „Marnowanie” przestrzeni nadmiarowych dysków
• Brak poprawy wydajności w stosunku do jednego HDD