RAID セットアップで PC のストレージを強化: 知っておくべきことすべて

ああ、ストレージ。すべてのPCにストレージは必要ですが、標準的なPCストレージソリューションには2つの大きな問題があります。

まず、ストレージパフォーマンスは一般的なPCの主なボトルネックの一つになりがちですが、ソリッドステートドライブの登場により状況は大幅に改善されました。（そう、ハイエンドPCのさらなる高みを阻んでいるのは、おそらくハードドライブでしょう。）次に、ドライブの故障は貴重なデータの損失につながる可能性があり、誰もそれを望んでいません。

幸いなことに、ほぼすべての最新コンピュータ システムでサポートされている機能、RAID を使用することで、これら 2 つの問題を軽減する方法があります。

RAIDは元々はRedundant Array of Inexpensive Disks（安価なディスクの冗長アレイ）の略語でしたが、現在ではより一般的にはRedundant Array of Independent Disks（独立したディスクの冗長アレイ）に変化しました。その名前が示すように、RAIDは複数のドライブをペアにして、パフォーマンス、冗長性、またはその両方を向上させる方法です。

マルコ・キアペッタ

かつてRAIDは高価なハードウェアを購入する必要があり、設定が難しい場合もありました。しかし現在では、ローエンドのデスクトップシステム（一部のノートパソコンも含む）を除き、ほぼすべてのシステムにRAIDサポートが組み込まれた統合型ドライブコントローラーが搭載されています。Windowsを含むほとんどのオペレーティングシステムでは、ソフトウェアRAIDと呼ばれるRAIDを構成する機能も提供されています。また、拡張カードも利用可能で、空きPCI-Eスロットを持つあらゆるシステムにRAIDサポートを追加できます。

RAIDアレイの設定はほとんどの場合簡単です。通常、ドライブをいくつかインストールし、RAIDまたはドライブコントローラに接続し、ファームウェアに組み込まれているかオペレーティングシステムで利用可能な簡単なウィザードを実行するだけで済みます。

RAIDを使用する場合

予算が許せば、RAID を使用する理由はたくさんあります。

今日のハードディスクとソリッドステートドライブは、以前のものよりもはるかに信頼性が高く、RAIDに最適です。前述のように、RAIDはストレージパフォーマンスの向上やある程度の冗長性の提供が可能で、どちらも多くのPCユーザーが求めるものです。

一般的なRAIDモード

適切なRAIDモードを選択することが最も重要です。長年にわたり、多くのRAIDモード（レベル）が定義されてきました。しかし、今日のデスクトップシステムのほとんどでは、一般的にサポートされているモードはごくわずかです。ここでは、PCでよく見られるRAIDモードをご紹介します。

RAID 0 – ストライピング:

RAID 0（ストライピング）は、アレイ内のドライブ間でデータを分散します。ワークロードが並列化され、ドライブ全体に分散されるため、多くの状況で読み取りおよび書き込みのスループットが向上します。RAID 0では最低2台のドライブが必要であり、データの分散方法により、アレイ内のドライブの総容量が1つのボリュームに統合されます。例えば、ストライピングされたRAID 0構成で2台の1TBドライブをペアにすると、1つの2TBボリュームとして認識されます。ただし、RAID 0はパリティデータをミラーリングまたは保存しないため、1台のドライブが失われるとアレイ全体がダウンします。

SSDをRAID 0で構成すると、驚くほどの転送速度が得られます。詳細は最後に説明します。

RAID 1 – ミラーリング:

RAID 1（ミラーリング）も最低2台のドライブが必要です。ただし、データをストライピングするのではなく、アレイ内のドライブに保存されているデータは、すべてのハードドライブに複製されます。RAID 1は一定レベルのデータ冗長性を提供し、ドライブに障害が発生した場合でも、データを失うことなくアレイを再構築できます。

少なくともハードディスクドライブを使用する場合、アレイ内のどのドライブにもデータの読み取りアクセスが可能であり、また、ドライブヘッドの位置によっては、シークや回転のレイテンシがドライブごとに低くなるため、パフォーマンスも多少向上します。ただし、データはアレイ内のすべてのドライブにミラーリングされるため、書き込みパフォーマンスは通常低下します。RAID 1ボリュームの総容量は、冗長性のため、1TBのドライブを2台使用した場合でも、RAID 1ボリュームの総容量は1TBのままです。

RAID 5 – パリティ付きストライピング:

少なくとも 3 台のドライブを必要とする RAID 5 は、RAID 0 のようにデータをストライプ化することでパフォーマンスを向上させますが、アレイ内のドライブ全体にパリティ データを格納することで RAID 1 のような冗長性レベルも提供します。

RAID 5 セットアップでは、アレイ内の 1 台のドライブに障害が発生してもデータは失われませんが、故障したドライブを交換してアレイを再構築するまでパフォーマンスが低下します。使用されているドライブの容量によっては、RAID 5 アレイの再構築に時間がかかる場合があるため、通常は小規模なボリュームに推奨されます。また、RAID 5 セットアップの総容量は、アレイに使用されているすべてのドライブの容量の合計から1 台のドライブの容量を差し引いた値になります。例えば、RAID 5 で 1TB のドライブを 3 台使用した場合、合計容量は 2TB になります。

JBOD – 単なるディスクの束:

技術的には、JBODは冗長性を提供しないためRAIDとは異なりますが、ほとんどのドライブコントローラーでサポートされているモードです。JBODを使用すると、複数のドライブを連結して単一の大容量ボリュームを作成できます。ただし、パフォーマンスの向上やデータ保護は行われません。JBODはボリュームの容量を増やすためにのみ使用されます。JBODアレイ内の1つのドライブがいっぱいになると、データは次のドライブに転送され、これを繰り返します。

RAIDの準備

既存のシステムにRAIDを設定する前に、いくつか留意すべき点があります。新しいPCで始める場合は、マザーボードまたはRAIDカード／コントローラーの適切なポートにドライブが接続されていることを確認するだけで、特に準備は必要ありません。しかし、既に構成済みのシステムでは、考慮すべき点が非常に多くあります。

まず最初に、すべてのデータのバックアップをお勧めします。既存のドライブ上のすべてのデータがバックアップされていること、そしてOSインストールの最新イメージが取得されていることを確認してください。（このガイドには、その方法についての詳細な情報が記載されています。）何か問題が発生してデータが失われた場合、バックアップがあれば安心です。また、RAID設定によってOSが何らかの理由で壊れてしまった場合でも、最新のイメージがあればすぐに復旧できます。

ただし、単一のドライブにインストールされている既存のOSを新しいRAIDボリュームに移行する場合、RAIDの設定に必要な構成変更によってOSに問題が発生し、起動できなくなる可能性があります。可能な限り、新しいRAIDアレイに新しいOSをインストールすることを推奨します。

RAIDハードウェアの考慮事項

現在販売されているマザーボードの大半は、RAID を内蔵しています。Intel および AMD のチップセットに搭載されているドライブコントローラは RAID 機能をサポートしており（他のあまり知られていないチップセットも同様です）、多くのマザーボードメーカーは、Marvell などのメーカーが提供する追加の RAID コントローラを自社ボードに統合しています。オンボード RAID コントローラは RAID 0、1、5、JBOD をサポートするのが一般的ですが、RAID 10 をサポートするものもあります。万が一、マザーボードに RAID が内蔵されていない場合でも、追加のドライブを接続できる SATA ポートがいくつか空いていれば、ソフトウェア RAID が利用できる可能性は十分にあります。

マルコ・キアペッタ

ほとんどのマザーボードに内蔵されているRAIDコントローラは、大多数のユーザーにとって十分な機能を備えているはずですが、よりハイエンドなアドインソリューションも利用可能です。通常、安価なアドインボード（150ドル以下）には、多くのマザーボードに搭載されている基本的なスタンドアロンコントローラが搭載されていますが、Areca、LSI、3COMなどのハイエンド製品の中には、専用のストレージプロセッサとキャッシュメモリを備えた真のハードウェアRAIDを提供するものもあります。

RAID アレイのセットアップと構成の方法については、次のページに進んでください。

ハードウェアRAIDの設定

マルコ・キアペッタ

ハードウェアRAIDコントローラを使ったアレイの構成は非常に簡単です。アドインボードを使用する場合は、まずカードを実際に取り付けます。システムの電源を切り、カードを空いているPCI-Eスロットに挿入し、システムの電源を入れ、OSに必要なドライバをインストールします。RAIDコントローラカードのインストールは、他のアドインボードとほとんど変わりません。

マザーボードのオンボード RAID コントローラを使用する予定の場合、最初のステップは、システム BIOS/UEFI に入り、統合周辺機器または SATA メニューに移動して、RAID を有効にすることです。これは、今日のマザーボードのほとんどは、デフォルトでレガシー IDE または AHCI モードになっているためです。

RAIDサポートを有効にしたら（またはアドインカードをインストールしたら）、次のステップはストレージドライブを物理的に接続することです。ドライブをシステムの空きベイにマウントし、電源ケーブルとデータケーブルを接続するだけで、基本的には完了です。RAIDを有効にした状態でシステムを起動すると、RAIDコントローラのオプションROMに入るためのプロンプトが表示されます。通常はCtrl + IまたはCtrl + Sを押します。

RAIDコントローラーのオプションROMに入ると、RAID管理ツールのメニューが表示されます。ここでアレイの作成、命名、ドライブとRAIDモードの選択、ストライプサイズや総容量などのオプションの設定ができます。具体的な手順はコントローラーによって異なりますが、通常は迅速かつ簡単に行えます。

アレイの構成が完了したら、変更を保存すると、使用できるようになります。

ソフトウェアRAIDの設定

Windowsに組み込まれているソフトウェアRAIDのサポートは簡単に利用できます。既にドライブが接続されている場合は、画面の左下隅を右クリックし（Windows 8/8.1）、メニューから「ディスクの管理」を選択してディスクの管理ユーティリティを起動します。Windows 7の場合は、スタートボタンをクリックし、「コンピューター」を右クリックし、メニューから「管理」を選択します。開いたウィンドウで、左側の列にある「ディスクの管理」をクリックします。

ドライブが新品の場合は、ドライブを初期化するオプションが表示されます。初期化すると、すべてのドライブが一覧表示されたディスク管理のメインメニューが表示されます。

ソフトウェアRAIDを構成するには、アレイに含めるドライブの1つを右クリックし、新しいストライプ（RAID 0）、ミラー（RAID 1）、またはスパン（JBOD）ボリュームを作成するオプションを選択します。対応ドライブが3台以上インストールされている場合は、RAID 5も選択できます。ボリュームの種類を選択すると、ウィザードが起動し、残りの手順を案内します。

ウィザードの2番目の部分では、アレイに含める残りのドライブを選択するように求められます。最初に選択したドライブは既に追加されています。さらに追加するには、左側のペインで追加するドライブを選択し、「追加」ボタンをクリックします。

すべてのドライブを追加し、ウィザードを続行すると、ドライブ文字を選択してアレイをフォーマットするように求められます。フォーマットが完了すると、アレイは使用できるようになります。

補足：  Windows 8には「記憶域スペース」と呼ばれる機能があり、複数のドライブを1つの大きなボリュームにプールし、オプションで復元機能も利用できます。RAIDの軽量版のようなもので、設定も非常に簡単です。

OSインストールの考慮事項

新しいRAIDアレイを作成して新しいOSをインストールする場合は、ハードウェアRAIDセクションに記載されている手順に従い、通常通りOSのインストールを開始してください。Microsoftは多くのRAIDコントローラー用のドライバーを同梱しているため、Windowsは何も操作せずにアレイを認識する可能性がありますが、Windowsインストーラーがストレージを検出しない場合は、RAIDコントローラーのドライバーを手動でインストールする必要があります。

OSセットアップの初期段階で、ドライバを読み込むボタンが表示されます。RAIDコントローラのドライバをフラッシュドライブ、光ディスク、または外付けHDDに保存し、マシンに接続してインストール中に参照してください。ドライバがインストールされると、Windowsのインストール先としてアレイを選択できるようになり、単一のドライブの場合と同じように操作を続行できます。

最後の言葉

資金（または予備のドライブ）があれば、RAIDの設定は素早く簡単です。PCにRAIDを構成すれば、冗長性による安心感を得られるだけでなく、パフォーマンスの向上によるメリットも享受できます。

2台のドライブで構成されたRAID 0アレイで、Intel 730 SSDを2台使用した場合、どの程度の性能を発揮するかを例に挙げてみましょう。Intel 730シリーズSSD1台では、大容量シーケンシャル転送において、読み取り速度は約536MB/秒、書き込み速度は約483MB/秒です。しかし、2台のドライブをRAID 0でペアリングすると、読み取り速度と書き込み速度はそれぞれ驚異的な1061MB/秒と924MB/秒にまで跳ね上がります。

まさに顔が溶けるほど高速なストレージです。ただし、ドライブの1つが故障した場合に備えて、定期的にデータのバックアップを取るようにしてください。