磁盤(pán)陣列對(duì)于個(gè)人電腦用戶，還是比較陌生和神秘的。印象中的磁盤(pán)陣列似乎還停留在這樣的場(chǎng)景中:在寬闊的大廳里，林立的磁盤(pán)柜，數(shù)名表情陰郁、早早謝頂?shù)墓こ處熍腔苍谄渲?，不斷從中抽出一塊塊沉重的硬盤(pán)，再插入一塊塊似乎更加沉重的硬盤(pán)……終于，隨著大容量硬盤(pán)的價(jià)格不斷降低，個(gè)人電腦的性能不斷提升，IDE-RAID作為磁盤(pán)性能改善的最廉價(jià)解決方案，開(kāi)始走入一般用戶的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

IDE-RAID芯片簡(jiǎn)介

RAID技術(shù)主要包含RAID0～RAID7等數(shù)個(gè)規(guī)范，它們的側(cè)重點(diǎn)各不相同，常見(jiàn)的規(guī)范有如下幾種:

RAID0:RAID0連續(xù)以位或字節(jié)為單位分割數(shù)據(jù)，并行讀/寫(xiě)于多個(gè)磁盤(pán)上，因此具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率，但它沒(méi)有數(shù)據(jù)冗余，因此并不能算是真正的RAID結(jié)構(gòu)。RAID0只是單純地提高性能，并沒(méi)有為數(shù)據(jù)的可靠性提供保證，而且其中的一個(gè)磁盤(pán)失效將影響到所有數(shù)據(jù)。因此，RAID0不能應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全性要求高的場(chǎng)合。

RAID1:它是通過(guò)磁盤(pán)數(shù)據(jù)鏡像實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，在成對(duì)的獨(dú)立磁盤(pán)上產(chǎn)生互為備份的數(shù)據(jù)。當(dāng)原始數(shù)據(jù)繁忙時(shí)，可直接從鏡像拷貝中讀取數(shù)據(jù)，因此RAID1可以提高讀取性能。RAID1是磁盤(pán)陣列中單位成本最高的，但提供了很高的數(shù)據(jù)安全性和可用性。當(dāng)一個(gè)磁盤(pán)失效時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)切換到鏡像磁盤(pán)上讀寫(xiě)，而不需要重組失效的數(shù)據(jù)。

RAID0+1:也被稱為RAID10標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際是將RAID0和RAID1標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合的產(chǎn)物，在連續(xù)地以位或字節(jié)為單位分割數(shù)據(jù)并且并行讀/寫(xiě)多個(gè)磁盤(pán)的同時(shí)，為每一塊磁盤(pán)作磁盤(pán)鏡像進(jìn)行冗余。它的優(yōu)點(diǎn)是同時(shí)擁有RAID0的超凡速度和RAID1的數(shù)據(jù)高可靠性，但是CPU占用率同樣也更高，而且磁盤(pán)的利用率比較低。

RAID2:將數(shù)據(jù)條塊化地分布于不同的硬盤(pán)上，條塊單位為位或字節(jié)，并使用稱為“加重平均糾錯(cuò)碼(海明碼)”的編碼技術(shù)來(lái)提供錯(cuò)誤檢查及恢復(fù)。這種編碼技術(shù)需要多個(gè)磁盤(pán)存放檢查及恢復(fù)信息，使得RAID2技術(shù)實(shí)施更復(fù)雜，因此在商業(yè)環(huán)境中很少使用。

RAID3:它同RAID2非常類似，都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤(pán)上，區(qū)別在于RAID3使用簡(jiǎn)單的奇偶校驗(yàn)，并用單塊磁盤(pán)存放奇偶校驗(yàn)信息。如果一塊磁盤(pán)失效，奇偶盤(pán)及其他數(shù)據(jù)盤(pán)可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù);如果奇偶盤(pán)失效則不影響數(shù)據(jù)使用。RAID3對(duì)于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率，但對(duì)于隨機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，奇偶盤(pán)會(huì)成為寫(xiě)操作的瓶頸。

RAID4:RAID4同樣也將數(shù)據(jù)條塊化并分布于不同的磁盤(pán)上，但條塊單位為塊或記錄。RAID4使用一塊磁盤(pán)作為奇偶校驗(yàn)盤(pán)，每次寫(xiě)操作都需要訪問(wèn)奇偶盤(pán)，這時(shí)奇偶校驗(yàn)盤(pán)會(huì)成為寫(xiě)操作的瓶頸，因此RAID4在商業(yè)環(huán)境中也很少使用。

RAID5:RAID5不單獨(dú)指定的奇偶盤(pán)，而是在所有磁盤(pán)上交叉地存取數(shù)據(jù)及奇偶校驗(yàn)信息。在RAID5上，讀/寫(xiě)指針可同時(shí)對(duì)陣列設(shè)備進(jìn)行操作，提供了更高的數(shù)據(jù)流量。RAID5更適合于小數(shù)據(jù)塊和隨機(jī)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)。

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RAID3與RAID5相比，最主要的區(qū)別在于RAID3每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸就需涉及到所有的陣列盤(pán);而對(duì)于RAID5來(lái)說(shuō)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸只對(duì)一塊磁盤(pán)操作，并可進(jìn)行并行操作。在RAID5中有“寫(xiě)損失”，即每一次寫(xiě)操作將產(chǎn)生四個(gè)實(shí)際的讀/寫(xiě)操作，其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息，兩次寫(xiě)新的數(shù)據(jù)及奇偶信息。

RAID6:與RAID5相比，RAID6增加了第二個(gè)獨(dú)立的奇偶校驗(yàn)信息塊。兩個(gè)獨(dú)立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，數(shù)據(jù)的可靠性非常高，即使兩塊磁盤(pán)同時(shí)失效也不會(huì)影響數(shù)據(jù)的使用。但RAID6需要分配給奇偶校驗(yàn)信息更大的磁盤(pán)空間，相對(duì)于RAID5有更大的“寫(xiě)損失”，因此“寫(xiě)性能”非常差。較差的性能和復(fù)雜的實(shí)施方式使得RAID6很少得到實(shí)際應(yīng)用。

RAID7:這是一種新的RAID標(biāo)準(zhǔn)，其自身帶有智能化實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和用于存儲(chǔ)管理的軟件工具，可完全獨(dú)立于主機(jī)運(yùn)行，不占用主機(jī)CPU資源。RAID7可以看作是一種存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)(StorageComputer)，它與其他RAID標(biāo)準(zhǔn)有明顯區(qū)別。除了以上的各種標(biāo)準(zhǔn)，我們可以如RAID0+1那樣結(jié)合多種RAID規(guī)范來(lái)構(gòu)筑所需的RAID陣列，例如RAID5+3(RAID53)就是一種應(yīng)用較為廣泛的陣列形式。用戶一般可以通過(guò)靈活配置磁盤(pán)陣列來(lái)獲得更加符合其要求的磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)。

開(kāi)始時(shí)RAID方案主要針對(duì)SCSI硬盤(pán)系統(tǒng)，系統(tǒng)成本比較昂貴。1993年，HighPoint公司推出了第一款I(lǐng)DE-RAID芯片，能夠利用相對(duì)廉價(jià)的IDE硬盤(pán)來(lái)組建RAID系統(tǒng)，從而大大降低了RAID的“門(mén)檻”。

從此，個(gè)人用戶也開(kāi)始關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)，因?yàn)橛脖P(pán)是現(xiàn)代個(gè)人計(jì)算機(jī)中發(fā)展最為“緩慢”和最缺少安全性的設(shè)備，而用戶存儲(chǔ)在其中的數(shù)據(jù)卻常常遠(yuǎn)超計(jì)算機(jī)的本身價(jià)格。在花費(fèi)相對(duì)較少的情況下，RAID技術(shù)可以使個(gè)人用戶也享受到成倍的磁盤(pán)速度提升和更高的數(shù)據(jù)安全性，現(xiàn)在個(gè)人電腦市場(chǎng)上的IDE-RAID芯片主要出自HighPoint和Promise公司，此外還有一部分來(lái)自AMI公司。

面向個(gè)人用戶的IDE-RAID芯片一般只提供了RAID0、RAID1和RAID0+1(RAID10)等RAID規(guī)范的支持，雖然它們?cè)诩夹g(shù)上無(wú)法與商用系統(tǒng)相提并論，但是對(duì)普通用戶來(lái)說(shuō)其提供的速度提升和安全保證已經(jīng)足夠了。

隨著硬盤(pán)接口傳輸率的不斷提高，IDE-RAID芯片也不斷地更新?lián)Q代，芯片市場(chǎng)上的主流芯片已經(jīng)全部支持ATA100標(biāo)準(zhǔn)，而HighPoint公司新推出的HPT372芯片和Promise最新的PDC20276芯片，甚至已經(jīng)可以支持ATA133標(biāo)準(zhǔn)的IDE硬盤(pán)。在主板廠商競(jìng)爭(zhēng)加劇、個(gè)人電腦用戶要求逐漸提高的今天，在主板上板載RAID芯片的廠商已經(jīng)不在少數(shù)，用戶完全可以不用購(gòu)置RAID卡，直接組建自己的磁盤(pán)陣列，感受磁盤(pán)狂飆的速度。

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作者：tee