Calculadora de capacidade e redundância RAID
Compare capacidade útil, eficiência, overhead de redundância e tolerância a falhas nos principais níveis RAID.
O que RAID realmente faz
RAID — Redundant Array of Independent Disks — combina múltiplos dispositivos de armazenamento usando técnicas como striping, espelhamento e paridade. Dependendo do nível RAID, o objetivo pode ser maior desempenho, tolerância a falhas, eficiência de capacidade ou um compromisso entre esses fatores. O nível RAID sozinho não determina todo o desempenho: controladora, mídia, cache, carga de trabalho, geometria de stripe e implementação também importam.
RAID 0: capacidade máxima, nenhuma redundância
RAID 0 distribui dados em stripes entre múltiplos discos e utiliza toda a capacidade combinada. Não existe paridade nem cópia espelhada. Isso pode oferecer alto potencial de I/O sequencial e paralelo, mas a falha de qualquer disco membro pode tornar todo o array inutilizável. Portanto, RAID 0 nunca deve ser interpretado como proteção de dados.
RAID 1: espelhamento e recuperação simples
RAID 1 armazena cópias completas dos mesmos dados lógicos em discos independentes. Com dois discos iguais, a capacidade útil é a capacidade de um disco. O espelhamento evita reconstrução por paridade e é operacionalmente simples, mas possui menor eficiência de capacidade. Esta calculadora também permite modelar espelhamento com mais de duas cópias para fins educacionais; o suporte real depende da controladora.
RAID 5: paridade distribuída e tolerância à falha de um disco
RAID 5 distribui dados e paridade entre os discos membros. Seu modelo de capacidade útil é aproximadamente (N − 1) × a capacidade do menor disco. Ele pode sobreviver à falha de um disco membro sem perda de dados, mas o array opera degradado até a reconstrução terminar. Cargas de gravação também envolvem trabalho adicional relacionado à paridade.
RAID 6: dupla paridade e tolerância à falha de dois discos
RAID 6 amplia a proteção por paridade para que os dados possam sobreviver à falha de quaisquer dois discos membros. Seu modelo comum de capacidade útil é (N − 2) × a capacidade do menor disco. A proteção adicional custa o equivalente à capacidade de mais um disco e envolve mais trabalho de paridade em comparação ao RAID 5.
RAID 10: stripe sobre pares espelhados
RAID 10, também chamado RAID 1+0, distribui dados em stripe sobre conjuntos espelhados. No modelo convencional de espelhamento em pares utilizado aqui, a capacidade útil corresponde a 50% da capacidade bruta. Ele garante tolerância a uma falha e pode sobreviver a múltiplas falhas simultâneas quando elas ocorrem em pares espelhados diferentes. Se os dois membros do mesmo par falharem, o array não consegue reconstruir aquela parte dos dados.
RAID 10 e RAID 0+1 não são o mesmo arranjo
Os nomes às vezes são confundidos. RAID 10 (1+0) cria stripe sobre dispositivos ou conjuntos espelhados. RAID 0+1 espelha conjuntos em stripe. Eles podem apresentar capacidade bruta semelhante, mas o comportamento diante de falhas e a topologia de reconstrução são diferentes. Quando um produto informa “RAID 10”, confira a documentação da controladora em vez de presumir que toda implementação de RAID aninhado se comporta da mesma forma.
Discos de tamanhos diferentes: por que o menor disco importa
As fórmulas desta calculadora consideram discos de mesmo tamanho. Em muitas implementações RAID convencionais, quando discos de capacidades diferentes são combinados, apenas uma quantidade equivalente ao menor membro é aproveitada de cada disco no conjunto RAID. Tecnologias específicas de fabricantes podem tratar capacidades mistas de outra forma; confira sempre a documentação da plataforma.
Por que um disco de “4 TB” pode parecer menor no sistema operacional
Fabricantes de armazenamento normalmente anunciam capacidade decimal: 1 TB = 1.000.000.000.000 bytes. Unidades binárias usam potências de dois: 1 TiB = 1.099.511.627.776 bytes. Assim, um disco de 4 TB contém a quantidade de bytes anunciada, mas corresponde a aproximadamente 3,64 TiB. Filesystem, metadados, espaço reservado e overhead da plataforma podem reduzir ainda mais o espaço visível às aplicações.
Um RAID degradado não voltou ao normal até o rebuild terminar
Quando um array protegido perde um disco, a redundância fica reduzida até que os dados ausentes sejam reconstruídos em um substituto ou spare. O rebuild pode impor carga significativa de I/O aos discos restantes e pode levar bastante tempo em arrays grandes. A duração real depende da tecnologia e capacidade dos discos, carga de trabalho, comportamento da controladora, prioridade de rebuild e implementação.
Hot spare não aumenta a capacidade útil normal
Um hot spare dedicado normalmente fica disponível para substituir um membro com falha automaticamente ou com intervenção mínima. Como ele não participa do layout ativo de dados durante a operação normal, não deve ser contado como capacidade útil do RAID. Projetos com spare distribuído ou tecnologias específicas de fabricantes podem funcionar de maneira diferente.
Redundância e backup resolvem problemas diferentes
RAID pode melhorar a continuidade do serviço diante de determinadas falhas de dispositivos, mas todos os membros espelhados ou protegidos por paridade continuam representando o mesmo conjunto lógico de dados. Exclusão acidental, ransomware, corrupção da aplicação, danos ao filesystem, erro administrativo, furto, incêndio ou falha catastrófica do sistema de armazenamento podem afetar o array inteiro. Mantenha backups independentes, recuperáveis e testados.
O desempenho RAID não pode ser previsto apenas pela matemática de capacidade
Afirmações simples como “RAID 5 é rápido” ou “RAID 10 é sempre mais rápido” ignoram variáveis importantes. Acesso sequencial versus aleatório, proporção leitura/gravação, profundidade de fila, HDD versus SSD/NVMe, cache da controladora, tamanho do stripe, alinhamento do filesystem e implementação da paridade podem alterar muito os resultados. Trate os indicadores de desempenho desta calculadora como orientação qualitativa, não como previsão de benchmark.
A terminologia RAID varia entre plataformas de armazenamento
Controladoras RAID por hardware, software RAID no Linux, appliances NAS, sistemas hiperconvergentes e filesystems como ZFS podem oferecer layouts e modelos de proteção diferentes. RAIDZ, erasure coding distribuído, declustered RAID e arrays híbridos proprietários não devem ser calculados automaticamente com as fórmulas clássicas desta página. Utilize a documentação e o modelo de capacidade específicos dessas tecnologias.