In diesem Tipp erfahren Sie alles zu SSD-RAIDs und wie sinnvoll sie sind.
Gute Speichersysteme sollten in erster Linie ausreichend Kapazität bieten und diese auch mit einer akzeptablen Performance bereitstellen können. Eine relativ kostengünstige Lösung in diesem Bereich sind RAID-Systeme, für die man in der Regel herkömmliche Magnetfestplatten benutzt. Sollen diese gegen schnelle Solid State Drives getauscht werden, gibt es allerdings einiges zu beachten. In diesem Beitrag erfahren Sie, wie sich ein SSD-Raid von einem herkömmlichen RAID-System unterscheidet und welche Besonderheiten dafür gelten.
- Die meisten Mainboards sind schon ab Werk mit einem RAID-Controller ausgestattet, dieser lässt sich aber bei Bedarf auch problemlos per PCI- oder PCI Express-Steckkarte nachrüsten.
- Ein RAID 0 verbessert die Datenverfügbarkeit, wohingegen die Konfigurationen von RAID 1 oder RAID 5 den Ausfall einer Festplatte verkraften können.
- Im Verbund verlieren SSDs an Geschwindigkeit, daher ist ein Einsatz im RAID eher weniger sinnvoll.
Inhalt
1. Was ist ein SSD-Raid und wie unterscheidet es sich von einem herkömmlichen RAID-System?
Die meisten Mainboards sind schon ab Werk mit einem RAID-Controller ausgestattet. Bei Bedarf lässt sich dieser aber auch problemlos per PCI- oder PCIe- Steckkarte nachrüsten.
Die Abkürzung RAID steht für „Redundant Array of Independent Disks“ (zu Deutsch „Redundante Anordnung unabhängiger Festplatten“) und beschreibt ein System, bei dem separate Festplatten zu einer logischen Einheit zusammengeschlossen werden. Nach außen hin wirkt der Verbund wie eine einzelne physische Festplatte.
Es gibt verschiedene Konfigurationen von RAIDs, die als Level bezeichnet werden und jeweils spezifische Vorteile hinsichtlich Datenverfügbarkeit, Speicherkapazität, Geschwindigkeit und Kosten haben. Um die Steuerung der Daten-Verteilung kümmert sich dabei ein sogenannter RAID-Controller, der einen eigenen Prozessor und Cache besitzt und die Berechnungen sämtlicher RAID-Operationen übernimmt (Hardware RAID).
Alternativ lässt sich ein RAID aber auch mittels Software implementieren (Software RAID). In diesem Fall benötigt man keinen RAID-Controller und es kommen gewöhnliche Festplatten-Controller (SATA oder SAS) zum Einsatz. Allerdings gehen dann die Berechnungen für die RAID-Operationen zu Lasten der CPU des Rechners.
2. Arten von RAID-Systemen
Offiziell existieren zwar insgesamt 8 RAID-Level, von denen allerdings nur die gebräuchlichsten, die Level 0 bis 5, spezifiziert sind. Sie unterscheiden sich unter anderem in Hinblick auf die zur Verfügung gestellte Speicherkapazität und der Ausfallsicherheit.
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- RAID 0 (Striping) sorgt für mehr Tempo, da die Daten parallel auf mehrere Laufwerke geschrieben und auf diese Weise höhere Transferraten erreicht werden. RAID 0 stellt 3 TB zur Verfügung, die Ausfallwahrscheinlichkeit beträgt 2,9701 %.
- RAID 1 (Mirroring) erhöht durch eine Spiegelung der Festplatten-Inhalte die Datensicherheit und gewährleistet deren Verfügbarkeit, falls ein einzelnes Laufwerk ausfallen sollte. RAID 1 stellt 1 TB zur Verfügung, die Ausfallwahrscheinlichkeit beträgt 0,0001 %.
- RAID 5 (Performance) stellt eine schlaue Kombination aus Schnelligkeit und Datensicherheit dar. Der Controller schreibt gleichzeitig auf alle Platten des Verbundes und legt parallel ein Backup der Informationen über alle anderen Laufwerke an. Auf diese Weise lassen sich die Daten beim Ausfall einer Festplatte mit Hilfe der anderen Laufwerke wiederherstellen. RAID 5 stellt 2 TB zur Verfügung, die Ausfallwahrscheinlichkeit beträgt 0,0298 %. (Quelle: Wikipedia).
Gut zu wissen: Ein RAID 10 kombiniert die Vorteile von RAID 0 und RAID 1 und wird deshalb auch als „Hybrid-RAID“ bezeichnet. Allerdings wird damit das (theoretisch mögliche) Tempo lediglich verdoppelt und Sie verlieren zugleich die Hälfte des Speicherplatzes für die Datensicherheit.
3. Sonderfall Solid State Drive
In der Regel werden RAID-Systeme mit herkömmlichen Magnetfestplatten realisiert, grundsätzlich funktioniert das Prinzip aber auch mit schnellen SSDs. Allerdings müssen Sie dann einige zusätzliche Parameter und Kriterien beachten. Denn im Gegensatz zu herkömmlichen HDDs verfügen SSDs weder über mechanisches Schreib- und Leseköpfe, noch Magnetplatten, sondern basieren auf elektrischen Zellen. Die Technik ist in etwa vergleichbar mit der Funktionsweise eines USB-Sticks oder anderen Flash-Speichern.
SSDs verfügen im Gegensatz zu herkömmlichen HDDs verfügen SSDs weder über mechanisches Schreib- und Leseköpfe noch Magnetplatten, sondern basieren auf elektrischen Zellen.
Dadurch ergeben sich zwar wesentlich geringere Zugriffszeiten, im RAID-Verbund verliert die SSD aber an Tempo. Hinzu kommt noch der Umstand, dass SSDs eine spezielle Organisation mit Hilfe des sogenannten „TRIM-Befehls“ erfordern. Dieser steht allerdings innerhalb des RAIDs nicht mehr zur Verfügung.
3.1. SSDs im RAID-Verbund
Die Daten in einem RAID können nur ausgelesen werden, indem die Zugriffe (lesend wie schreibend) auf allen Laufwerken gleichzeitig erfolgen. Genau darin liegt bei einem SSD-Verbund jedoch die Krux: Denn die Wartezeit beim Zugriff richtet sich immer nach dem langsamsten Laufwerk. Das bedeutet, dass ein wesentlicher Vorteil der SSD, nämlich die schnellen Zugriffszeiten, nicht in vollem Maße ausgereizt werden kann.
Wie oben bereits erwähnt, ist auch die Nutzung des TRIM-Befehls durch den Zusammenschluss im RAID nicht mehr möglich. Somit erhält das Laufwerk vom Betriebssystem auch keine Informationen mehr darüber, welche Blöcke im Flash-Speicher ungenutzt sind und somit von der SSD nicht mehr bereitgehalten werden müssen. Im Zuge dessen verlangsamt sich nicht nur die Arbeitsgeschwindigkeit, sondern auch die Lebensdauer der eigentlich sehr flotten und robusten SSD.
4. Fazit: Wie sinnvoll ist ein SSD-Raid?
Im Einzelkampf macht einer SSD so schnell keiner was vor: Schnelle Zugriffszeiten, unempfindlich gegen Stöße und auch bei extremen Bedingungen stets zu Diensten. Anders sieht es allerdings aus, wenn Sie die flotten Laufwerke zu einem RAID verbinden. Denn damit sinkt nicht nur das Arbeitstempo der SSD, die fehlende TRIM-Funktionalität wirkt sich langfristig auch auf deren Lebenserwartung aus. Aus diesem Grund wird von SSDs im RAID für gewöhnlich auch abgeraten.
Tipp: Mithilfe eines externen Gehäuses lassen sich mit wenigen Schritten Raid-Server für Zuhause oder kleinere Unternehmen realisieren. Diese werden einfach per USB oder Thunderbolt 3 an den PC respektive Laptop gestöpselt oder direkt in das Netzwerk mit eingebunden. Die eigentliche Konfiguration des Verbundes findet dann in der Regel über die mitgelieferte Benutzeroberfläche bzw. Software statt.
Wie man einen SSD RAID 0 einrichtet, finden Sie im folgenden Video:
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