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本科生
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硬盘升级方案怎么选? 全平台磁盘阵列方案研究

随着4TB硬盘的推出,机械硬盘仍然继续在突破着磁存储的容量极限,不过,目前的4TB硬盘价格昂贵(希捷Desktop HDD 4TB 5900rpm售价高达1499元),这就不禁让人想到,如果购买两块3TB硬盘组建RAID 0,在价格几乎相当的情况下,不仅容量更大,速度是否更快呢?RAID的组建方式有哪些,如何实现呢?对于笔记本而言,组建RAID是不是一件很麻烦的事情呢?针对这些疑问,今天我们就来做一次全面的解答。

基础知识:什么是RAID

用通俗的语言讲,RAID就是用数块硬盘组建磁盘阵列。就跟军事作战的阵型一样,根据不同的磁盘数量及应用需求,RAID也有数种模式可选。其中我们普通玩家最常用就是RAID 0模式,也是我们本文的重点。在RAID 0模式下,系统会将所有硬盘看成一块硬盘,容量提升N倍(N=硬盘数量)的同时,读写文件时,有多少块硬盘就会将文件分成多少个块同时写入,所以整个RAID 0系统的读写速度理论上也会提升N倍。不过RAID 0也是安全系数相对最低的,因为一旦其中任何一块硬盘损坏,带来的都是所有数据的丢失。

RAID 0的可靠与否只与硬盘有关
说到RAID 0,尤其是板载芯片组组建的RAID 0,哪怕是很多DIY老玩家也会因听闻其安全系数低而“敬而远之”,大家的担心主要集中在如果发生主板故障、BIOS掉电等情况,磁盘数据会不会消失呢?我们针对这些问题也首先进行了安全性测试。首先我们在X79芯片组上用两块磁盘组建了RAID 0,并进行正常的分区与数据拷贝,然后将主板更换为Z77,开机后打开RAID 0功能,重启后进入操作系统,分区与数据识别正常,性能也保持稳定,由此可见,RAID 0是否靠谱,只与硬盘的工作是否正常有关,不会因为其他设备的问题导致数据丢失。

在更换了主板之后,原先的RAID 0阵列依然被正确识别

组建RAID,有软硬两种不同方式
顾名思义,硬RAID就是通过硬件功能来实现的磁盘阵列,如通过主板芯片组或RAID卡组建,这是最传统的RAID组建方式。不过支持硬RAID的芯片组相对较为高端,RAID卡更是需要单独购买,因此成本也相对更高,而且需要各磁盘接口与容量完全相同,否则无法组建。而软RAID就是通过Windows自带的系统磁盘管理工具来实现,这是自打Windows XP时代就已经出现的技术,条件是需要至少三块磁盘(因为系统盘无法参与阵列,所以需要额外的两块硬盘),除此之外就没有硬件要求了。不过,使用软RAID的人相对较少,大家对其性能也一直持怀疑态度。

优点
不足
硬RAID
传统方式,理论稳定性高
需要芯片组甚至专用硬件支持,成本较高。同时磁盘容量必须一致且处于相同规格的接口,如SATA3 6Gbps
软RAID
设置简单,无硬件需求,没有容量与接口限制
系统盘无法参与(至少要3块硬盘);使用频率较低,大家对其性能有怀疑

你的芯片组支持硬RAID功能么?

主流支持RAID功能芯片组一览表
英特尔桌面
X79、Z77、Z75、Z68、H77、Q77、Q67、H67、X58、Q57、H57、X48、Q45、Q43、G45、G43、X38、Q35、Q33、G35、G33、G31
英特尔笔记本
HM77、HM76、HM75、QM77、QS77、HM67、HM65、QM67、QS67、M57、HM57、QS57、PM55
AMD桌面
990FX、990X、980G、970、890FX、890GX、880G、790FX、790X、770X、790GX、785G、780V、780G、740G
注:英特尔4系列芯片组及以前产品的RAID功能支持与否取决于南桥芯片,表中列出的此类产品均有搭载支持RAID功能的南桥可选,但也要根据实际情况判定

  我们罗列了目前主要的支持硬RAID功能的桌面及笔记本芯片组,需要提示大家的是,对于一些桌面老平台以及笔记本用户,尤其需要注意主板上具体的SATA接口规格及数量问题,虽然上游厂商的官方规格预留有2个SATA3接口,但OEM厂商也可能直接阉割掉了其中一个,这在笔记本端是非常常见的,需要特别注意一下。

设置较多,硬RAID组建方式详解
我们先以英特尔芯片组为例,来讲解硬RAID的组建方式。
首先,我们需要先在BIOS设定中将硬盘模式改为RAID,然后重启电脑,按Ctrl+I组合键进入RAID控制菜单创建RAID系统,随后便选择RAID模式和参与组建的硬盘等选项,完成后再次重启,就能在启动自检的过程中看到每块硬盘的工作模式,RAID 0系统就组建好了,整个过程仅需数分钟。
而通过RAID卡实现硬RAID功能也非常简单,只需要将磁盘用SATA线连接到RAID卡上,再连接好各自的供电,最后将RAID卡通过SATA线连接至主板并设定好跳线,无需安装任何驱动或调整系统,即可直接使用,可以说是最方便的RAID组建方法了。
需要注意的是,如果你打算将用作系统盘的硬盘组建RAID的话,除非该磁盘是在RAID模式下安装的操作系统,否则在BIOS中将磁盘选项修改为RAID后将无法启动系统,这就必须要重新安装系统了,而在安装操作系统时建议导入英特尔最新的RAID驱动及控制软件,以实现更全面的功能。如果条件允许,我们建议在系统磁盘之外再单独购买两块磁盘组建RAID更妥当。


在硬RAID的组建方式中,RAID卡是最简单的


硬RAID组建完成后,操作系统将两块3TB硬盘自动识别为一块6TB硬盘

鼠标轻点,Windows下组建软RAID
  用于组建软RAID的磁盘容量不一定相同,接口也可以不同。在“计算机”管理菜单中选中“磁盘管理”选项,打开后可以看到未分区的两块3TB磁盘,在其中任一磁盘上右键单击均可出现“新建带区卷/镜像卷/跨区卷/转换动态磁盘”等选项。首先转换为动态磁盘,然后选择“新建带区卷”,它的功能就相当于硬RAID 0。随后再设置新建的两个带区卷各自的容量,就可以完成软RAID的组建了。

容量更大速度更快,硬RAID 0全面胜出
测试平台
处理器:Core i7 3960X
芯片组:X79
内存:16GB DDR3-2166
显卡:GTX 660
软件平台:英特尔RST 11.6,Windows 7旗舰版64位
不同RAID模式与单硬盘性能对比表

3TB单盘
双3TB硬RAID 0
双3TB软RAID 0
HD Tune Pro
平均读取
115.4MB/s
212.7MB/s
196.8MB/s
平均写入
109.7MB/s
206.5MB/s
176.3MB/s
CrystalDiskMark
连续读取
199.1MB/s
346.5MB/s
309.4MB/s
连续写入
146.5MB/s
273.8MB/s
236.8MB/s
4K QD32读取
2.685MB/s
4.563MB/s
3.985MB/s
4K QD32写入
2.203MB/s
4.019MB/s
3.233MB/s
AS SSD
连续读取
143.75MB/s
269.5MB/s
211.7MB/s
连续写入
140.1MB/s
258.7MB/s
206.4MB/s
FastCopy
单个大文件
144.55MB/s
263.69MB/s
242.2MB/s
零散文件
113.74MB/s
195.46MB/s
166.1MB/s
PCMark 7
存储性能测试
2005
2773
2506
操作系统启动时间
55秒
46秒
50秒
Photoshop CS5滤镜加载时间
9秒
5.5秒
8秒

若条件允许,建议优先选择硬RAID模式
  事实上,根据我们的测试成绩来看,软RAID 0模式的确在速度上要明显落后于硬RAID 0模式。实际上,很多资深DIY玩家看这篇文章时可能早已在念叨“芯片组组建的RAID也应属于软RAID”。诚然,在数年前,芯片组所组建的RAID性能的确远远不如RAID卡。不过,就我们的测试成绩来看,当代的芯片组RAID 0性能早已今非昔比,对比起纯正的软RAID 0模式而言,通过主板芯片组组建的RAID 0的性能领先幅度是大家有目共睹的。因此,在条件允许的情况下,我们还是建议大家选择通过主板芯片组来组建RAID 0。

软RAID 0性能也不差,老平台玩家可考虑
  虽然在性能表现上,软RAID不及硬RAID,不过正如我们之前所说,软RAID模式是免费的,几乎没有硬件门槛,而且相对于单硬盘模式,软RAID 0模式同样可以获得非常明显的性能增幅。因此,软RAID很适合平台较老,或硬件不支持RAID功能的玩家选择。当然,它的弊端就是需要数量更多的硬盘,而且无法作为系统盘,限制较多且略显麻烦。

寻道时间,机械硬盘RAID也无法解决的问题根源
  虽然传输速度通过两种RAID模式后都得到了大幅度的提升,但对于日常使用而言,尤其是开关机与大型软件的加载时间,RAID 0之后也无法得到质的变化。实际上,这正是机械硬盘RAID无法解决的一大问题——无法缩短寻道时间。而操作系统与大型程序运行缓慢的症结在于浪费了太多时间在读取碎片数据的寻道上,我们测试的3TB硬盘的寻道时间均在20ms左右,而固态硬盘则几乎为0ms,因此,固态硬盘才能非常明显地提升响应速度。

延伸阅读:笔记本玩RAID,够看么?

可行!但软硬RAID限制都很多
与拥有众多SATA接口的DIY平台不同,虽然笔记本芯片组理论上也支持较多的SATA接口,但在笔记本机身内,大多数主流本都只能找到至多2个SATA接口——其一是硬盘位,其二是光驱位,所以,不带光驱的超极本基本上就可以排除在外了。除此之外,不少中低端笔记本的光驱位为SATA2接口,硬盘位为SATA3接口,这也让它们无法组建硬RAID。在满足了上述要求的情况下,购买与主硬盘相同容量的第二硬盘后,也需要重新安装操作系统才能组建RAID 0,限制可谓不小。
至于软RAID 0,由于它需要三块硬盘,因此,就需要配备1个mSATA(系统盘)与2个SATA安装位(可同时用SATA2和SATA3),市面上可以满足这个要求的机型多为新品,所以,软RAID 0对于老平台笔记本有点不靠谱。

性能有提升但实用性不高,升级SSD价值更大
  为了检测笔记本机械硬盘组建RAID 0的性能到底如何,我们选择了一款配备有mSATA固态硬盘的传统本进行测试,将光驱位与硬盘位的两块500GB硬盘通过HM77芯片组组建硬RAID模式。实际上,类似的测试在今年第11期40版《两招让神舟精盾K590S-i7趋近完美》一文中曾出现过,本次测试的结果与当时差别不大。从性能的角度而言,传统机械硬盘组建RAID 0的确在速度方面有很大幅度的增长,有些甚至是成倍增长(比如平均读取速度)。
但由于笔记本机械硬盘本身速度有限,所以即便速度成倍增涨,也远远不及一块128GB的SSD。另外,考虑到笔记本经常会需要移动,且大多数家用本以及很多中低端商用本都没有配备硬盘保护功能,这就增加了RAID 0阵列的风险,除此之外还会带来明显的热量增幅,影响笔记本整体性能。因此总的来说,笔记本机械硬盘虽然可以组建RAID 0,而且确有性能提升,但实用性限制太大,建议以升级固态硬盘为主要思路。
笔记本机械硬盘RAID 0测试成绩表

单500GB硬盘
双500GB硬盘RAID 0
128GB SATA3固态硬盘
HD Tune Pro
平均读取
80.9MB/s
166.3MB/s
377.7MB/s
平均写入
72.3MB/s
152.7MB/s
344.2MB/s
FastCopy
单个大文件
100.73MB/s
156.35MB/s
361.71MB/s
零散文件
69.65MB/s
103.31MB/s
256.2MB/s
操作系统启动时间
39秒
31秒
7秒

工程师总结

超大容量+较快传输速度,DIY平台RAID 0我看行
看到测试结果一定有人会说:“机械硬盘组建RAID 0实在是浪费,系统响应速度还是慢,还是固态硬盘好!”如果只是说速度,这个观点的确无可厚非。但别忘了,在DIY平台,2×3TB的容量优势非常惊人,而且DIY平台有着充足的SATA3接口,我们完全可以将操作系统安装在固态硬盘,然后再用数块超大容量机械硬盘组建传输速度一点儿也不慢的RAID 0阵列,这样一来就可以兼顾速度与容量,组成目前最强悍的存储系统。

固态硬盘,笔记本突破存储障碍的唯一选择
  由于在容量与速度方面均没有DIY平台那样明显的优势,机械硬盘RAID 0对于一般笔记本用户而言很是鸡肋,而且多机械硬盘还会造成更高的数据风险、更大的热量堆积,从而影响笔记本的使用感受。所以,笔记本玩家若想突破硬盘性能与容量的局限,只能通过大容量固态硬盘+大容量机械硬盘的方式来实现。

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硬盘升级方案怎么选? 全平台磁盘阵列方案研究

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硬盘升级方案怎么选? 全平台磁盘阵列方案研究

个人觉得,在磁盘阵列在家庭使用没有没有必要的,公司比较多

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本科生
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硬盘升级方案怎么选? 全平台磁盘阵列方案研究

楼主那么多数据,应该是一个表格对比吧

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教师
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那些NAS有啥作用呢
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教师
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这个算是服务器硬盘升级方案吗
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