RAID構成の種類と特徴：ストレージの安全性を高める方法

デジタルデータが私たちの生活やビジネスにおいて不可欠となる現代において、データの損失は大きな損害につながります。ハードディスクドライブ（HDD）やソリッドステートドライブ（SSD）といったストレージデバイスは、いつか必ず故障する可能性があります。そこで、ストレージの信頼性とパフォーマンスを高めるための重要な技術が「RAID（Redundant Array of Independent Disks）」です。

RAIDは、複数の物理的なストレージデバイスを組み合わせて、単一の論理的なドライブとして認識させる技術です。これにより、耐障害性の向上、パフォーマンスの向上、またはその両方を実現できます。

この記事では、代表的なRAID構成の種類とそれぞれの特徴、そしてあなたのニーズに合ったRAID構成の選び方について解説します。

RAIDの基本的な考え方
主要なRAIDレベルの種類と特徴
その他のRAIDレベル
RAID構成を選ぶ際のポイント
ソフトウェアRAIDとハードウェアRAID
まとめ：RAIDでストレージの安全性を高めよう

RAIDの基本的な考え方

RAIDの根幹にあるのは「冗長性（Redundancy）」という考え方です。冗長性を持たせることで、一部のドライブが故障してもデータを失うことなく運用を継続できます。また、複数のドライブを並列に動作させることで、データの読み書き速度を向上させることも可能です。

RAID構成は、データの分散方法、冗長性の確保方法によって様々なレベルが存在します。

主要なRAIDレベルの種類と特徴

ここでは、代表的なRAIDレベルについて、その仕組み、メリット、デメリットを詳しく見ていきましょう。

RAID 0（ストライピング）

仕組み: 複数のドライブにデータを分散して書き込みます（ストライピング）。
冗長性: なし。1台でもドライブが故障すると、すべてのデータが失われます。
パフォーマンス: 読み書き速度が向上します。
利用効率: 搭載したすべてのドライブ容量を利用できます。
メリット: 高いパフォーマンスを発揮し、全容量を利用できるため、高速な処理が求められる用途に適しています。
デメリット: 耐障害性が全くないため、重要なデータの保存には向きません。
こんな人におすすめ: 一時的な作業領域や、バックアップが別途用意されている環境での利用。

RAID 1（ミラーリング）

仕組み: 2台のドライブに全く同じデータを書き込みます（ミラーリング）。
冗長性: 高い。1台のドライブが故障しても、もう1台のドライブからデータを復旧できます。
パフォーマンス: 読み出し速度は向上する場合がありますが、書き込み速度は単一のドライブと同程度です。
利用効率: 搭載したドライブの半分の容量しか利用できません。
メリット: 高い耐障害性を持ち、データの安全性が重要視される場合に最適です。
デメリット: 利用できる容量が半分になるため、コスト効率は低くなります。
こんな人におすすめ: データの安全性を最優先する個人ユーザーや小規模オフィス。

RAID 5（分散パリティ）

仕組み: 3台以上のドライブを使用し、データとパリティ（誤り訂正符号）を分散して記録します。1台のドライブが故障しても、残りのデータとパリティからデータを再構築できます。
冗長性: ある程度高い。1台のドライブ故障まで対応可能です。
パフォーマンス: 読み出し速度は向上し、書き込み速度もRAID 1より優れています。
利用効率: (N−1)/N（Nはドライブの台数）の容量を利用できます。
メリット: 耐障害性とパフォーマンスのバランスが良く、多くのサーバー環境で採用されています。
デメリット: ドライブ故障時のデータ再構築に時間がかかります。
こんな人におすすめ: ある程度の耐障害性とパフォーマンスを求めるユーザーや中小規模サーバー。

RAID 6（二重分散パリティ）

仕組み: RAID 5と同様にデータとパリティを分散記録しますが、RAID 6では2種類のパリティ情報を生成し、分散して記録します。
冗長性: 非常に高い。2台のドライブが同時に故障してもデータを保護できます。
パフォーマンス: 読み出し速度は向上しますが、書き込み速度はRAID 5よりも遅くなる傾向があります。
利用効率: (N−2)/N（Nはドライブの台数）の容量を利用できます。
メリット: 非常に高い耐障害性を持ち、ミッションクリティカルなシステムに適しています。
デメリット: 利用できる容量がRAID 5よりも少なく、書き込み速度が遅い場合があります。
こんな人におすすめ: 極めて高い耐障害性を求めるエンタープライズ環境や重要なデータを取り扱うシステム。

RAID 10 (RAID 1+0)

仕組み: RAID 1（ミラーリング）で構成された複数のセットを、RAID 0（ストライピング）で統合します。
冗長性: 高い。各ミラーリングされたセット内で1台のドライブが故障してもデータは保護されます。
パフォーマンス: 読み書き速度ともに向上します。
利用効率: 搭載したドライブの半分の容量を利用できます。
メリット: 高い耐障害性と高いパフォーマンスを両立できます。
デメリット: 利用できる容量が半分になるため、コストは高くなります。
こんな人におすすめ: 高いパフォーマンスと耐障害性の両方を求めるデータベースサーバーや高性能ワークステーション。

その他のRAIDレベル

上記以外にも、RAID 0+1（ストライピングされたセットをミラーリング）、RAID 50（RAID 5で構成されたセットをストライピング）、RAID 60（RAID 6で構成されたセットをストライピング）など、複数のRAIDレベルを組み合わせた構成も存在します。これらは、より高いパフォーマンスや耐障害性を実現するために用いられます。

RAID構成を選ぶ際のポイント

最適なRAID構成を選ぶためには、以下の点を考慮する必要があります。

データの重要度: データ損失が許容できない場合は、RAID 1, 5, 6, 10などの冗長性を持つ構成を選びましょう。
求められるパフォーマンス: 高速なデータアクセスが必要な場合は、RAID 0, 10などが適しています。
予算: RAID構成に必要なドライブの台数やRAIDコントローラーのコストを考慮しましょう。冗長性の高いRAIDほど、必要なドライブ数が増え、コストも高くなる傾向があります。
利用可能なドライブ数: 選択できるRAIDレベルは、利用できるドライブの数によって制限されます。RAID 5は最低3台、RAID 6は最低4台のドライブが必要です。

ソフトウェアRAIDとハードウェアRAID

RAIDを構築する方法には、ソフトウェアRAIDとハードウェアRAIDの2種類があります。

ソフトウェアRAID: OSの機能を利用してRAIDを構成します。専用のハードウェアが不要なため比較的安価に導入できますが、CPUに負荷がかかる場合があります。
ハードウェアRAID: 専用のRAIDコントローラーカードを使用してRAIDを構成します。CPUへの負荷が少なく、一般的にパフォーマンスや安定性に優れていますが、導入コストが高くなります。