Se você procurar soluções RAID de hardware e software on-line, o consenso geral parece ser que o RAID de hardware é melhor para desempenho e confiabilidade, enquanto o RAID de software é simplesmente mais barato e mais conveniente.
Isso pode ter sido verdade uma ou duas décadas atrás, mas em 2022, não é mais o caso. O software RAID fez grandes avanços e é, sem dúvida, mais adequado para determinados cenários. Mas, RAID integrado (ou seja, FakeRAID) ainda é uma perda de tempo.
O RAID integrado também não é RAID de software? Não exatamente. Essas informações conflitantes deixam a maioria das pessoas confusas. Assim, esperamos que este artigo o deixe informado o suficiente para poder escolher a melhor solução RAID para suas necessidades exatas.
O que é RAID de hardware?
Hardware RAID refere-se a arrays gerenciados por controladores de disco específicos que contêm firmware RAID. Essas placas controladoras RAID se conectam aos slots PCIe na placa-mãe, como controladores de disco normais. No entanto, eles diferem porque contêm processadores especializados que lidam com funções de gerenciamento de array.
O principal benefício desses processadores é que você pode descarregar cálculos de paridade da CPU do sistema ao controlador. O descarregamento de E/S RAID como esse costumava fazer uma diferença significativa de desempenho na época em que os processadores eram de baixa especificação e já saturados. Atualmente, porém, a E/S RAID tem apenas um impacto mínimo no desempenho de um processador.
A maioria dos controladores RAID também suporta caching RAID, que é outro fator importante responsável pela primeira camada do hardware RAID atuação. No entanto, a perda de dados por falha de energia é um problema em potencial, e é por isso que qualquer controlador decente atualmente possui uma unidade/módulo de backup de bateria (BBU/BBM).
No presente contexto, estas são as duas principais razões para optar pelo RAID de hardware. Por outro lado, as desvantagens incluem custos mais altos, exclusividade do fornecedor e um nível de suporte comparativamente mais baixo.
Prós: Excelente desempenho de E/S com placas de última geração Contras: Maior custo de configuração e manutenção Precisa encontrar um controlador compatível caso precise substituir
O que é RAID de software?
Software RAID refere-se a arrays gerenciados por um componente de software em vez de um controlador RAID de hardware. O RAID de software é normalmente implementado no nível do SO por meio de um driver (por exemplo, o driver md de vários dispositivos no Linux). Também é comumente implementado como um componente do sistema de arquivos, como no caso do ZFS RAID-Z.
Como já mencionamos, o software RAID tem um estigma negativo em torno dele de ser lento e não confiável. Mas essa é uma noção desatualizada.
RAID I/O pode ser gerenciado pela CPU no software RAID. Mas, ao contrário do passado, isso pode ser feito com impacto mínimo no desempenho, pois os processadores melhoraram tremendamente. Na verdade, certas soluções RAID de software, como ZFS ou Linux RAID, superam os controladores de hardware de baixo custo.
Há também alguns equívocos em relação à confiabilidade. A maioria dos controladores RAID de hardware não verifica os dados de paridade, a menos que um disco morra ou relate um erro. A esse respeito, algo como o ZFS, que verifica a integridade dos dados, é muito mais confiável. Isso significa que o desempenho do ZFS será afetado, pois está fazendo um trabalho extra. Definitivamente, uma troca que vale a pena.
Em última análise, a qualidade de uma solução RAID de software depende de qual estamos falando especificamente. Por exemplo, você raramente ouvirá falar de boas experiências com Windows RAID, enquanto ZFS ou Linux RAID são muito populares por seu desempenho e confiabilidade.
Outra coisa a ter em mente com coisas como ZFS ou Linux md é que eles têm uma ligeira curva de aprendizado. Você precisa de algum conhecimento de como eles funcionam e os comandos que eles usam, especialmente se você quiser configurá-los e gerenciá-los com eficiência.
Finalmente, você também deve ter cuidado com o RAID integrado. Eles são implementados usando um controlador de disco padrão e firmware/drivers especiais (por exemplo, Intel Rapid Storage Technology).
A intenção do RAID integrado era preencher a lacuna entre o RAID de hardware e o de software e fornecer os benefícios de ambos. No entanto, a realidade acabou sendo o oposto, e não oferece desempenho nem confiabilidade comparável aos outros dois tipos de RAID.
Prós: Menor configuração e manutenção custos Certas soluções são mais confiáveis para a integridade dos dados Contras: Desempenho ligeiramente pior Certas implementações exigem conhecimento técnico básico
Reide de hardware vs RAID de software – principais diferenças
Soluções de RAID de hardware e software diferem na forma como fornecem os ganhos de desempenho de E/S que proporcionam, bem como em outras métricas, como confiabilidade, custo e compatibilidade.
Desempenho
A diferença de desempenho entre hardware e software RAID depende, em última análise, da especificação c solução em questão. Certas implementações de software como o Windows RAID ou coisas como o FakeRAID são conhecidas por terem um desempenho muito ruim. Placas RAID de baixo custo podem fornecer um desempenho um pouco melhor, mas não podem ser consideradas confiáveis se coisas como BBU não forem suportadas.
Boas implementações de software como ZFS geralmente superam placas de baixo custo. Isso se deve em parte ao fato de que os processadores do sistema são mais rápidos que o processador integrado do controlador RAID. O mesmo vale para o Linux RAID, mas também tem a vantagem de ser de código aberto, portanto revisado e otimizado por pares.
Em última análise, os controladores RAID de ponta são os melhores. Os controladores de última geração armazenam dados em cache na memória integrada durante as operações de gravação, o que proporciona um aumento considerável no desempenho de gravação.
Uma quantidade maior de memória integrada fornecerá um aumento no desempenho maior ao trabalhar com muitos arquivos grandes, como arquivos de mídia. Isso faz com que cartões high-end com maior memória valham a pena em coisas como estações de trabalho de produção de mídia. No entanto, o ganho de desempenho não será tão grande em sistemas que lidam com E/S aleatória em arquivos menores.
Uma coisa a ter em mente é que o aumento de desempenho do cache de gravação não deve ocorrer o custo da integridade dos dados. Abordaremos isso na próxima seção.
Confiabilidade
Estabelecemos como uma boa placa controladora RAID fornecerá o melhor desempenho por meio do armazenamento em cache. Mas, além disso, você também deve garantir que o cache esteja protegido por um BBU ou BBM. Caso contrário, um evento de perda de energia no modo write-back pode levar à perda de dados, o que pode levar à falha do array.
Supondo que os dados no cache do controlador sejam preservados (geralmente até 72 horas ), basta reiniciar o sistema para recuperar os dados. Além disso, como regra geral, você deve verificar o status da bateria e substituí-la, se necessário, pois ela tende a se deteriorar após alguns anos.
O RAID integrado não suporta essas baterias de backup, o que o torna vulnerável a uma série de coisas, desde quedas de energia até erros de kernel. Mais uma razão para não usá-lo.
O RAID de software, por outro lado, é confiável em um sentido diferente. Soluções de software como o ZFS podem ter um desempenho comparativamente menor, mas isso é por um bom motivo.
É comum pensar que os controladores de ponta verificam a paridade e corrigem erros em tempo real, mas esse não é o caso. O Linux MD é considerado uma das melhores soluções RAID de software graças ao seu desempenho, mas mesmo ele não verifica a paridade, a menos que um disco informe um erro.
É por isso que algo como ZFS ou BTRFS realmente brilha em termos de integridade de dados. O ZFS possui um recurso de limpeza nativo que verifica e repara regularmente a corrupção de dados e a podridão de bits. Quanto à frequência, a recomendação geral é limpar discos normais uma vez por semana e discos de nível empresarial uma vez por mês.
Compatibilidade
Um fator importante a ser considerado com controladores de hardware é a compatibilidade. Primeiro, o controlador RAID obviamente precisa ser compatível com sua placa-mãe.
E caso seu controlador atual falhe, você precisará de um controlador idêntico do mesmo fabricante. Trocá-lo por um controlador diferente de um fornecedor diferente não funcionará.
É também é importante testar essas peças de tempos em tempos, pois elas também podem falhar. E se você não encontrar um controlador compatível, não poderá recuperar seus dados.
O RAID de software não tem esse problema, pois é implementado no nível do sistema operacional. É menos sensível a falhas de componentes, mas se algum dos discos no array falhar, você geralmente poderá fazer hot swap do disco e reconstruir o array sem muita dificuldade.
Custo
Ao começar a usar o RAID, um dos principais fatores que afastam a maioria das pessoas do RAID de hardware é o custo de configuração e manutenção. Afinal, os controladores RAID não são baratos. Pelo menos não os decentes. Quando você leva em consideração coisas como peças sobressalentes, as coisas parecem ainda mais sombrias para RAID de hardware.
O RAID de software, por outro lado, é uma solução econômica que também oferece desempenho decente.
Aplicativo/Níveis de RAID
Ao escolher entre hardware e RAID de software, também é importante considerar outros fatores, como a escala de sua configuração e o nível de RAID que você usará.
Se você planeja usar níveis de RAID mais baixos, como RAID 0 ou RAID 1 para um array pequeno, você não precisará de um controlador de hardware. Mas no caso de arrays maiores, você vai querer optar por níveis mais altos de RAID como RAID 5 e RAID 6 ou níveis de RAID híbridos como RAID 50, RAID 60, etc. Nesses casos, um controlador RAID é necessário para um desempenho ideal.
Como alternativa, se você planeja usar soluções RAID não padrão, como Linux MD ou RAID-Z, também não precisará de um controlador de hardware. Na verdade, é recomendável evitar controladores RAID de hardware ao usar o ZFS por motivos de eficiência e proteção de dados.
O RAID de hardware vale a pena?
O RAID de software também é ótimo para desempenho atualmente. Mas, no final das contas, ainda não consegue igualar o nível de desempenho que uma placa de última geração com cache de gravação e BBU oferece. Se os custos não forem um problema, você pode definitivamente considerar uma configuração RAID de hardware de alta qualidade para obter o melhor desempenho.
Como um aparte, também devemos mencionar que soluções NAS como QNAP e Synology são, na verdade, RAID de software. As pessoas costumam fazer alarde nessas unidades NAS, pensando que estão obtendo RAID de hardware de ponta, mas esse não é o caso. O bom, porém, é que seu desempenho ainda é comparável, se não melhor, a uma configuração média de RAID de hardware.
Quando o RAID de software é melhor?
Contanto que top desempenho de primeira linha não é uma necessidade, o software RAID tende a ser uma opção melhor hoje em dia. O desempenho geralmente é decente e o fato de você não precisar comprar controladores caros reduz a barreira de entrada.
No entanto, enquanto estamos neste tópico, devemos mencionar que certas soluções de software, como ZFS ou Linux RAID, têm uma pequena curva de aprendizado, principalmente se você planeja configurá-las e usá-las com eficiência.
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Veredicto final – RAID de hardware vs RAID de software
Neste ponto, deve ser evidente que tanto o hardware quanto o software RAID oferecem benefícios comparáveis atualmente. A solução RAID certa para você depende apenas de fatores como seu orçamento e suas maiores prioridades (conveniência, desempenho, confiabilidade, etc.).
Independentemente de você optar por RAID de hardware ou software, ou níveis de RAID padrão ou não padrão, lembre-se de que RAID não é um backup. O RAID protege apenas contra falhas de disco. Sem um backup externo separado, ainda é possível perder todos os seus dados para malware, corrupção, acidentes ou erro humano. Para reiterar, faça backup!
Com tudo isso dito, aqui estão as principais diferenças entre hardware e software RAID mais uma vez antes de concluirmos o artigo:
