AHCI vs RAID-lagringstyper - Skillnader och jämförelse

Utvecklingen av lagringsteknologi har varit snabb och ganska innovativ under det senaste decenniet. Den ärafulla snurrande hårddisken har långsamt men säkert ersatts av den mycket snabbare och effektivare SSD-enheten. SSD-enheter har tagit PC-hårdvaruindustrin nästan med storm de senaste åren på grund av deras utmärkta prestanda och minskande inträde. Priset på komponenter som NAND-flash har minskat stadigt och har nu nått en lägsta tid, därför släpper många SSD-tillverkare mycket billigare solid state-enheter till konkurrenskraftiga priser. Detta har lett till en massiv ökning av försäljningen av SSD-enheter jämfört med traditionella hårddiskar.

Med ökningen av solid state-enheter fasas hårddiskar långsamt ut från marknaden på grund av deras långsammare hastighets- och tillförlitlighetsproblem. Det finns dock fortfarande några områden där hårddiskar är praktiskt taget oersättliga. Om du vill ha mycket lagringsutrymme för din dator och inte vill betala orimliga priser för en SSD med hög kapacitet kommer en hårddisk definitivt att vara den lagringsenhet du vill ha. De är också fortfarande en integrerad del av många server- och datacenterapplikationer, så det är säkert att anta att hårddiskar fortfarande har lite liv framför sig.

Lagring av enheter

Många framsteg har också gjorts för att förbättra hastigheten på hårddiskar. Tillverkare designade och släppte Solid State-hårddiskar eller SSHD-enheter som i grunden var kombinationen av en vanlig hårddisk med en liten SSD som fungerade som en cache. SSHD-enheter tog aldrig riktigt fart på grund av deras relativt dåliga prestanda och sämre värde, men tanken på att kombinera en SSD med en hårddisk fastnade. År senare kom Intel och AMD ut med tekniker som kallas Intel Optane och AMD StoreMI som tjänar samma syfte. Dessa metoder tillåter användning av en mindre, snabbare SSD som en cache för en större, långsammare hårddisk, vilket därigenom accelererar den mekaniska enhetens hastighet.

Inom denna procedur kan användare "lagra" olika lagringsenheter med varandra och ange en prioritetsordning för dem, som kan låta systemet veta vilka enheter som ska innehålla de program och filer som ofta används. Men att kombinera en SSD med en hårddisk väcker också en annan fråga. Många användare är oroliga över valet mellan AHCI och RAID-konfigurationer för sina lagringsenheter. Innan vi väljer den optimala konfigurationen för din installation måste vi förstå vad AHCI och RAID egentligen är.

Översikt över AHCI

AHCI står för Advanced Host Controller Interface som definieras av Intel. Detta läge ses i relativt nyare system eftersom AHCI är en nyare teknik som äger många inbyggda funktioner i det seriella ATA-standardgränssnittet. Funktioner som NCQ och hot-swapping är en del av AHCI, vilket förbättrar enheternas kompatibilitet och prestanda. Specifikationen för AHCI hänvisar till gränssnittet på registernivå för en värdstyrenhet för Serial ATA eller SATA.

AHCI-specifikationen passar bäst för programvarudesigners och hårdvarudesigners. AHCI-läge ger en standardmetod för att programmera AHCI / SATA-adaptrar som är avsedda för de hårdvarukomponentdesigners och systembyggare etc. Nyare Windows-versioner som Windows 10 kräver att AHCI-läge är aktiverat innan systeminstallationen om du vill installera operativsystemet på en SSD. Om du inte aktiverar AHCI i den konfigurationen kan datorn inte starta med ett BSOD-fel. AHCI är i grunden ett driftsätt som tillåter användning av mer avancerade funktioner som är inneboende i SATA-protokollet.

Översikt av RAID

Som vi noterade i vår kort utforskning av RAID-matriser, RAID är en förkortning för Redundant Array of Independent Disks och det är en virtualiseringsteknik för datalagring. RAID kan virtualisera flera oberoende hårddiskar till en eller flera matriser, så kallade RAID-matriser. Detta resulterar i stora förbättringar i faktorer som hastighet och tillförlitlighet, beroende på hur konfigurationen är inställd. RAID ger redundans i flera enhetsmiljöer och påskyndar enheterna i arrayen som vanligtvis är äldre hårddiskar.

Precis som AHCI stöder RAID också SATA-kontroller och många RAID-produkter tillåter användaren att aktivera AHCI under installationen. RAID är dock en äldre teknik än AHCI och SATA, och den har i grund och botten samma funktioner som AHCI om de jämförs i enskilda applikationer. RAID lyser verkligen när du går in i flera diskkonfigurationer som kan använda dess mer avancerade funktioner eftersom AHCI inte kan fungera i den här konfigurationen. RAID kan också bli ganska dyrt ganska snabbt om du börjar lägga till flera diskar i arrayen.

RAID används traditionellt i applikationer där data lagras över flera enheter. Områden som servrar och datacenter har ett absolut avgörande behov av RAID så att de enorma mängder känslig data kan skyddas i händelse av hårdvarufel. Förutom dessa applikationer blir RAID också alltmer populärt inom hem- och kontorsapplikationer. Konsumenterna vänder sig nu till RAID för att antingen öka prestanda eller ge redundans i händelse av en enhetsförlust. Denna typ av RAID installeras vanligtvis i applikationer som hem-NAS-servrar och liknande.

RAID-nivåer

Det finns många RAID-nivåer som ofta används i både konsument- och prosumer-utrymmen. Dessa nivåer (även kallade RAID Arrays) har var och en sina fördelar och nackdelar. Det är upp till användaren att identifiera vilken som passar deras behov mest. Det är också viktigt att notera att RAID-konfigurationer för programvara och hårdvara stöder olika RAID-nivåer och också kan diktera de typer av enheter som stöds i RAID-konfigurationen: SATA, SAS eller SSD.

RAID 0

Denna RAID-nivå används för att öka serverns prestanda. Med denna konfiguration skrivs data över flera diskar. Det är också känt som “disk striping”. Oavsett vilket arbete du utför på den här servern hanteras av flera enheter, så prestandan ökar på grund av ett högre antal I / O-operationer. En annan fördel förutom hastighet är att RAID 0 kan konfigureras i både mjukvaru- och maskinvaruformer, och de flesta styrenheter stöder det också. Den största nackdelen med denna konfiguration är feltolerans. Om en enhet misslyckas är all data över alla randiga skivor borta. Säkerhetskopiering är nyckeln om du planerar att använda den här konfigurationen.

RAID 1

Denna konfiguration är också känd som ”Disk mirroring” och den största starka punkten för RAID 1 är feltoleransen. Enheter i denna RAID-array är exakta repliker av varandra, vilket skapar ett större säkerhetsnät om någon enhet skulle misslyckas i arrayen. Data kopieras sömlöst från en enhet till en annan och det är det enklaste sättet att skapa en skivspegel till en relativt låg kostnad.

Den största nackdelen med RAID 1 är prestandan. På grund av att data skrivs över flera enheter istället för en, är prestandan för en RAID 1-array långsammare än en singular-enhet. Den andra nackdelen är att den totala användbara kapaciteten för en RAID-array är hälften av summan av enhetskapaciteterna. Till exempel kommer en installation med två enheter på 1 TB vardera att ha en total RAID-kapacitet på 1 TB istället för 2 TB. Detta är uppenbarligen av redundansskäl.

RAID 5

Detta är den vanligaste konfigurationen för NAS-enheter och affärsservrar för företag. Denna matris är en förbättring jämfört med RAID 1 eftersom den lindrar en del av prestandaförlusten som är inneboende för skivspegling, och ger också god feltolerans. Båda dessa saker är väldigt viktiga i professionella datalagringsapplikationer. I RAID 5 är data och paritet randig över 3 eller fler enheter. Om det finns någon indikation på ett fel i en enhet överförs data sömlöst till paritetsblocket. En annan fördel med denna RAID-applikation är att den låter många serverenheter vara "hot-swappable" vilket innebär att enheter kan bytas in i arrayen medan systemet är igång.

Den största nackdelen med denna array är skrivprestanda på stora servrar. Detta kan oroa sig om många användare får åtkomst till en viss matris och skriver till den samtidigt som en del av den dagliga arbetsbelastningen.

RAID 6

Denna RAID Array är nästan identisk med RAID 5 med bara en viktig skillnad. Det har ett starkare paritetssystem vilket innebär att upp till två enheter kan misslyckas innan det finns någon chans att data påverkas. Detta gör det till ett mycket attraktivt val för datacenter och andra företagstillämpningar.

RAID 10

RAID 10 är en kombination av RAID 1 och RAID 0 (alltså 1 + 0). Det är en hybrid RAID-kombination som försöker kombinera de bästa delarna av både RAID 1 och RAID 0-matriser. Den kombinerar striping av RAID 1 med spegling av RAID 2 i ett försök att öka hastigheterna samt ge bättre feltolerans. Detta gör den idealisk för servrar som utför många skrivoperationer. Det kan också implementeras i programvara eller hårdvara, men hårdvaruimplementering är i allmänhet en bättre väg att välja.

Den uppenbara nackdelen med en RAID 10-array är dess kostnad. Minst fyra enheter krävs för denna matris, med större datacenter och företagsapplikationer som måste spendera minst 2 gånger beloppet på enheter som de skulle göra på andra matriser.

Förutom dessa stora RAID-nivåer finns det också flera andra RAID-nivåer. Dessa är kombinationer av huvudmatriserna och används för specifika ändamål. RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 7 och RAID 0 + 1 ingår i denna kategori.

AHCI vs RAID

De olika funktionerna i AHCI och RAID har en betydande inverkan på dina enhets prestanda, till exempel dina lagringsenheter, minne och till och med moderkortet. AHCI är ett relativt modernt programmeringsgränssnitt som huvudsakligen är lämpligt för SATA-enheter. Om du använder en hårddisk eller en SSD som använder SATA-protokoll kan du ställa in AHCI-läget för att utnyttja SATA-gränssnittets fulla fördel. Detta möjliggör funktioner som NCQ och Hot Swapping som inte är tillgängliga i andra lägen. AHCI har liten inverkan på att optimera SATA-enheternas prestanda, men det har en relativt mer märkbar inverkan på hårddiskar.

RAID används i stor utsträckning för hårddiskar och hybridmatriser för dataskydd. Det gör att hårddiskar och SSD-enheter kan fortsätta att fungera normalt även efter dataförlust från enheterna. RAID kan också användas i en SSD-array, men det är vanligtvis oöverkomligt dyrt och ger inte mycket av en prestationsfördel. Därför är RAID vanligtvis begränsat till hårddiskarrayer som har flera hårddiskar optimerade för hastighet och / eller redundans.

Sammanfattningsvis bör du välja mellan AHCI och RAID-baserat på din enhetskonfiguration. Om du använder en SATA-hårddisk eller en SATA SSD i en enhetskonfiguration kan AHCI vara mer lämpligt än RAID. Om du använder flera hårddiskar är RAID ett bättre val. RAID rekommenderas också för matriser som använder en kombination av SSD och hårddiskar i en enda array. Båda lägena har sina fördelar och är mer optimerade för olika scenarier så det är inte en fråga om "vilket är bättre" utan snarare "vilket är mer lämpligt för mitt användningsfall" och det beror på konfigurationen av dina lagringsenheter.

Slutord

Skiktning av olika lagringsenheter har blivit enklare än någonsin med tekniker som RAID som är tillgängliga för alla konsumenter samtidigt som det är enkelt att installera. AHCI har fortfarande sin plats i lagringsvärlden på grund av sina optimeringar för SATA-protokollet, men dess användning är begränsad till moderna datorer med en enhet. För alla konfigurationer med flera enheter är RAID-alternativet en mycket bättre och mer optimerad lösning för att få bästa prestanda och tillförlitlighet av dessa enheter.

Om du inte vill ställa in en RAID-array för dina flera enheter men ändå vill påskynda dina långsammare mekaniska enheter, kan man också se mot Intel Optane och AMD StoreMI-teknik. Båda dessa teknologier har gjort fantastiska förbättringar under de senaste åren när det gäller prestanda och stabilitet och är äntligen tillförlitliga alternativ till traditionella RAID-metoder. I slutet av dagen beror din preferens för AHCI, RAID eller till och med programvarubaserade lösningar som StoreMI på konfigurationen av dina enheter och dina preferenser. Det finns helt enkelt ingen rätt lösning för alla.

Facebook Twitter Google Plus Pinterest