RAID レベル比較ガイド

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RAID レベルの選択は、容量効率・耐障害性・性能・コストのトレードオフです。本ガイドでは、主要な RAID レベルと ZFS の RAIDZ について、ワークロードに合わせた選び方をわかりやすく解説します。RAID Calculator と併用すると、お手元のディスク本数で実際の利用可能容量とパリティのオーバーヘッドをシミュレーションできます。

RAID で何を解決できるのか

RAID は複数の物理ディスクを 1 つの論理ボリュームに統合し、性能・耐障害性・あるいはその両方を向上させる技術です。ただし、RAID はバックアップの代わりにはなりません。RAID が守るのはディスク単体の故障に対してであり、誤削除・ランサムウェア・ファイル破損・拠点災害などからは守れません。3-2-1 バックアップなどの別の手段と併用することが必須です。

用途別クイック選択チャート

  • 最大速度・耐障害性は不要: RAID 0(ストライピングのみ。1 本でも故障すれば全データ消失)。
  • 2 本構成のシンプルな冗長化: RAID 1(ミラーリング、容量効率 50%)。
  • 容量と冗長性のバランス重視: RAID 5 / RAIDZ1(パリティ 1 本ぶん、1 台までの故障に耐える)。
  • 大規模アレイの強い冗長性: RAID 6 / RAIDZ2(パリティ 2 本ぶん、2 台同時故障に耐える)。
  • 高 IOPS と冗長性の両立: RAID 10(ミラー+ストライプ、容量は raw の半分)。
  • 超大規模パリティプール: RAID 50 / RAID 60(RAID 5/6 グループのストライプ構成)。

RAID 0 — ストライピング

RAID 0 はデータを全構成ディスクに分散して書き込みます。シーケンシャル read/write のスループットがディスク本数にほぼ比例して向上するため、動画編集の作業領域・スクラッチ・ビルド成果物のキャッシュなどに向きます。ただし 1 台でも故障すればアレイ全体が失われるため、消えても再作成できるデータ以外を置いてはいけません。

RAID 1 — ミラーリング

RAID 1 は同じデータを 2 台以上のディスクに書き込みます。read は両方のディスクから並列に応答できるため向上する場合がありますが、write は最も遅いメンバーの速度に制限されます。容量効率は 50%(raw の半分)。ブートドライブや小規模で重要なデータの保護用途で広く使われます。

RAID 5 / RAIDZ1 — シングルパリティ

RAID 5 と ZFS RAIDZ1 は、パリティを全ディスクに分散配置します。利用可能容量はディスク 1 本ぶんを失う代わりに、1 台までのディスク故障に耐えます。中規模アレイの定番でしたが、最近の大容量ドライブ(4 TB 以上)ではリビルドに数日かかることもあり、その間に 2 台目が故障すると全データを失います。4 TB 以上のドライブを使う場合は RAID 6 / RAIDZ2 を推奨します。

RAID 6 / RAIDZ2 — ダブルパリティ

RAID 6 と RAIDZ2 はストライプごとに 2 つのパリティブロックを持ち、2 台同時のディスク故障に耐えます。6 本以上のアレイや、4 TB 以上のドライブを使うすべてのプールで推奨される構成です。トレードオフは write がわずかに遅くなる点(パリティ計算が 2 回必要)と、ディスク 2 本ぶんの容量を失う点です。

RAID 10 — ミラー+ストライプ

RAID 10(RAID 1+0)は、ミラーペアをさらにストライピングした構成です。ランダム read/write の IOPS が非常に高く、リビルドはミラーから 1 台ぶんをコピーするだけなので予測しやすく、ミラーペア全体が故障しない限り複数台の故障に耐えます。容量効率は 50%。トランザクション系データベースや高 IOPS が必要なワークロードに最適です。

RAID 50 / RAID 60 — パリティグループのストライプ

RAID 50 / RAID 60 は、複数の RAID 5 / RAID 6 サブグループをまたいでストライピングする構成です。単一のパリティグループではリビルド時間が非現実的になる超大規模アレイ向けの構成です。実際の容量と耐障害性はサブグループの構成次第なので、購入前にトポロジーを必ず確認してください。

RAIDZ1 / RAIDZ2 / RAIDZ3 — ZFS のパリティ

ZFS は独自のパリティレベルを持ちます。RAIDZ1(シングルパリティ、RAID 5 相当)、RAIDZ2(ダブルパリティ、RAID 6 相当)、RAIDZ3(トリプルパリティ、ハードウェア RAID には直接の相当品なし)。RAIDZ は ZFS のエンドツーエンドチェックサム・コピーオンライト・スナップショットの恩恵を受けられ、従来のハードウェア RAID より強力なデータ整合性を実現します。

リビルドリスクと近年のドライブ容量

個々のドライブ容量が 18 TB を超えるようになるにつれ、パリティアレイのリビルドにかかる時間も大幅に伸びています。リビルド中は残りの全ドライブを端から端まで読み込むため、URE(回復不能読み取りエラー)が発生する確率も上昇します。これが、4 本以上のアレイでドライブ容量にかかわらずダブルパリティ(RAID 6 / RAIDZ2)が推奨されるようになった理由です。

よくある質問

RAID はバックアップの代わりになりますか?
なりません。RAID はディスク単体のハードウェア故障から守るだけで、誤削除・ランサムウェア・ファイルシステム破損・コントローラ故障・拠点災害などからは守れません。RAID 構成とは別にオフライン/オフサイトバックアップを必ず確保してください。
家庭用 NAS で 8 TB × 4 本構成にする場合、どの RAID レベルが最適ですか?
RAID 6 / RAIDZ2 が最も安全です。ディスク 2 本ぶんの容量を犠牲にしますが、8 TB ドライブのリビルドには長時間かかるため、その間の追加故障から守るダブルパリティが効果的です。
異なる容量のドライブを混在できますか?
ほとんどの実装で動作しますが、各ドライブの利用可能容量はアレイ内で最も小さなドライブに揃えられます。また、ドライブの年式やモデルが混在すると、短期間に複数ドライブが故障する確率が上がるため、信頼性が下がります。
ホットスペアは必要ですか?
ホットスペアとは、別のドライブが故障した際にコントローラが自動的にリビルドを開始する待機ドライブです。アレイが縮退状態にある時間を短縮できます。6 本以上のアレイや重要データを格納する場合は、ホットスペアの設置を推奨します。

まとめ

ダウンタイム許容度・リビルドリスク・容量コストに合わせて RAID レベルを選択してください。4 本以上のアレイには RAID 6 / RAIDZ2 を基本とし、スクラッチ用途以外で RAID 0 は使わず、IOPS が必要なら RAID 10、そしてどの構成でも独立したバックアップを必ず確保してください。

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