RAID cho máy tính để bàn

RAID cho máy tính để bàn Trong vài năm trở lại đây, từ chỗ là một thành phần “xa xỉ” chỉ có trên các hệ thống máy tính lớn, máy trạm, máy chủ, RAID đã được đưa vào các máy tính để bàn dưới dạng tích hợp đơn giản. Tuy nhiên, có thể người mua biết bo mạch chủ (BMC) của mình có công nghệ RAID nhưng không phải ai cũng biết cách sử dụng hiệu quả. Bài viết này giới thiệu thông tin cơ bản về RAID cũng như một vài kinh nghiệm sử dụng để tăng sức mạnh...

RAID cho máy tính để bàn Trong vài năm trở lại đây, từ chỗ thành phần “xa xỉ” có hệ thống máy tính lớn, máy trạm, máy chủ, RAID đưa vào máy tính để bàn dạng tích hợp đơn giản Tuy nhiên, người mua biết bo mạch chủ (BMC) có cơng nghệ RAID khơng phải biết cách sử dụng hiệu Bài viết giới thiệu thông tin RAID vài kinh nghiệm sử dụng để tăng sức mạnh cho PC RAID LÀ GÌ? RAID chữ viết tắt Redundant Array of Independent Disks Ban đầu, RAID sử dụng giải pháp phịng hộ cho phép ghi liệu lên nhiều đĩa cứng lúc Về sau, RAID có nhiều biến thể cho phép khơng đảm bảo an tồn liệu mà giúp gia tăng đáng kể tốc độ truy xuất liệu từ đĩa cứng Dưới năm loại RAID dùng phổ biến: RAID Đây dạng RAID người dùng ưa thích khả nâng cao hiệu suất trao đổi liệu đĩa cứng Đòi hỏi tối thiểu hai đĩa cứng, RAID cho phép máy tính ghi liệu lên chúng theo phương thức đặc biệt gọi Striping Ví dụ bạn có đoạn liệu đánh số từ đến 8, đoạn đánh số lẻ (1,3,5,7) ghi lên đĩa cứng đoạn đánh số chẵn (2,4,6,8) ghi lên đĩa thứ hai Để đơn giản hơn, bạn hình dung có 100MB liệu thay dồn 100MB vào đĩa cứng nhất, RAID giúp dồn 50MB vào đĩa cứng riêng giúp giảm nửa thời gian làm việc theo lý thuyết Từ bạn dễ dàng suy có 4, hay nhiều đĩa cứng tốc độ cao Tuy nghe hấp dẫn thực tế, RAID ẩn chứa nguy liệu Nguyên nhân lại nằm cách ghi thơng tin xé lẻ liệu khơng nằm hồn tồn đĩa cứng cần truy xuất thông tin (ví dụ file đó), máy tính phải tổng hợp từ đĩa cứng Nếu đĩa cứng gặp trục trặc thơng tin (file) coi đọc Thật may mắn với công nghệ đại, sản phẩm phần cứng bền nên trường hợp liệu xảy khơng nhiều Có thể thấy RAID thực thích hợp cho người dùng cần truy cập nhanh khối lượng liệu lớn, ví dụ game thủ người chuyên làm đồ hoạ, video số 2 RAID Đây dạng RAID có khả đảm bảo an tồn liệu Cũng giống RAID 0, RAID địi hỏi hai đĩa cứng để làm việc Dữ liệu ghi vào ổ giống hệt (Mirroring) Trong trường hợp ổ bị trục trặc, ổ lại tiếp tục hoạt động bình thường Bạn thay ổ đĩa bị hỏng mà lo lắng đến vấn đề thông tin thất lạc Đối với RAID 1, hiệu yếu tố hàng đầu nên chẳng có ngạc nhiên khơng phải lựa chọn số cho người say mê tốc độ Tuy nhiên nhà quản trị mạng phải quản lý nhiều thông tin quan trọng hệ thống RAID thứ khơng thể thiếu Dung lượng cuối hệ thống RAID dung lượng ổ đơn (hai ổ 80GB chạy RAID cho hệ thống nhìn thấy ổ RAID 80GB) RAID 0+1 Có bạn ao ước hệ thống lưu trữ nhanh nhẹn RAID 0, an toàn RAID hay chưa? Chắc chắn có hiển nhiên ước muốn khơng riêng bạn Chính mà hệ thống RAID kết hợp 0+1 đời, tổng hợp ưu điểm hai “đàn anh” Tuy nhiên chi phí cho hệ thống kiểu đắt, bạn cần tối thiểu đĩa cứng để chạy RAID 0+1 Dữ liệu ghi đồng thời lên đĩa cứng với ổ dạng Striping tăng tốc ổ dạng Mirroring lưu ổ đĩa phải giống hệt đưa vào hệ thống RAID 0+1, dung lượng cuối ½ tổng dung lượng ổ, ví dụ bạn chạy ổ 80GB lượng liệu “thấy được” (4*80)/2 = 160GB RAID Đây có lẽ dạng RAID mạnh mẽ cho người dùng văn phòng gia đình với đĩa cứng riêng biệt Dữ liệu lưu chia lên tất ổ cứng Nguyên tắc rối rắm Chúng ta quay trở lại ví dụ đoạn liệu (1-8) ổ đĩa cứng Đoạn liệu số số ghi vào ổ đĩa riêng rẽ, đoạn lưu chúng ghi vào ổ cứng Đoạn số ghi vào ổ với đoạn lưu tương ứng ghi vào ổ đĩa Đoạn số 5, ghi vào ổ đĩa 3, đoạn lưu ghi vào ổ đĩa sau trình tự lặp lại, đoạn số 7,8 ghi vào ổ 1, đoạn lưu ghi vào ổ ban đầu Như RAID vừa đảm bảo tốc độ có cải thiện, vừa giữ tính an toàn cao Dung lượng đĩa cứng cuối tổng dung lượng đĩa sử dụng trừ ổ Tức bạn dùng ổ 80GB dung lượng cuối 160GB JBOD JBOD (Just a Bunch Of Disks) thực tế dạng RAID thống, lại có số đặc điểm liên quan tới RAID đa số thiết bị điều khiển RAID hỗ trợ JBOD cho phép bạn gắn ổ đĩa tùy thích vào điều khiển RAID (dĩ nhiên giới hạn cổng cho phép) Sau chúng “tổng hợp” lại thành đĩa cứng lớn cho hệ thống sử dụng Ví dụ bạn cắm vào ổ 10GB, 20GB, 30GB thơng qua điều khiển RAID có hỗ trợ JBOD, máy tính nhận ổ đĩa 60GB Tuy nhiên, lưu ý JBOD không đem lại giá trị phụ trội khác: không cải thiện hiệu năng, không mang lại giải pháp an toàn liệu, kết nối tổng hợp dung lượng mà Một số loại RAID khác Ngoài loại đề cập trên, bạn cịn bắt gặp nhiều loại RAID khác chúng không sử dụng rộng rãi mà giới hạn hệ thống máy tính phục vụ mục đích riêng, kể như: Level (Error- Correcting Coding), Level (Bit-Interleaved Parity), Level (Dedicated Parity Drive), Level (Independent Data Disks with Double Parity), Level 10 (Stripe of Mirrors, ngược lại với RAID 0+1), Level (thương hiệu tập đoàn Storage Computer, cho phép thêm đệm cho RAID 4), RAID S (phát minh tập đoàn EMC sử dụng hệ thống lưu trữ Symmetrix họ) Bên cạnh cịn số biến thể khác, ví dụ Intel Matrix Storage cho phép chạy kiểu RAID 0+1 với ổ cứng RAID 1.5 DFI hệ BMC 865, 875 Chúng có nhiều điểm khác biệt đa phần cải tiến phương thức RAID truyền thống BẠN CẦN GÌ ĐỂ CHẠY RAID? Để chạy RAID, bạn cần tối thiểu card điều khiển hai ổ đĩa cứng giống Đĩa cứng chuẩn nào, từ ATA, Serial ATA hay SCSI, tốt chúng nên hồn tồn giống nguyên tắc đơn giản hoạt động chế độ đồng RAID, hiệu chung hệ thống bị kéo xuống theo ổ thấp có Ví dụ bạn bắt ổ 160GB chạy RAID với ổ 40GB (bất kể hay 1) coi bạn lãng phí 120GB vơ ích hệ thống điều khiển coi chúng cặp hai ổ cứng 40GB mà (ngoại trừ trường hợp JBOD đề cập) Yếu tố định tới số lượng ổ đĩa kiểu RAID mà bạn định chạy Chuẩn giao tiếp không quan trọng lắm, đặc biệt SATA ATA Một số BMC đời cho phép chạy RAID theo kiểu trộn lẫn hai giao tiếp với Điển MSI K8N Neo2 Platinum hay dòng DFI Lanparty NForce4 Bộ điều khiển RAID (RAID Controller) nơi tập trung cáp liệu nối đĩa cứng hệ thống RAID xử lý tồn liệu qua Bộ điều khiển có nhiều dạng khác nhau, từ card tách rời cho dến chip tích hợp BMC Đối với hệ thống PC, chưa phổ biến việc chọn mua BMC có RAID tích hợp điều nên làm nói chung giải pháp cải thiện hiệu hệ thống rõ rệt rẻ tiền nhất, chưa tính tới giá trị an toàn liệu chúng Trong trường hợp BMC khơng có RAID, bạn mua card điều khiển PCI thị trường với giá không cao Một thành phần khác hệ thống RAID khơng bắt buộc phải có đơi hữu dụng, khay hốn đổi nóng ổ đĩa Nó cho phép bạn thay đĩa cứng gặp trục trặc hệ thống hoạt động mà tắt máy (chỉ đơn giản mở khóa, rút ổ cắm ổ vào) Thiết bị thường sử dụng với ổ cứng SCSI quan trọng hệ thống máy chủ vốn yêu cầu hoạt động liên tục Về phần mềm đơn giản hầu hết hệ điều hành đại hỗ trợ RAID tốt, đặc biệt Microsoft Windows Nếu bạn sử dụng Windows XP bổ sung RAID dễ dàng Quan trọng trình điều khiển thật tuyệt chúng kèm sẵn với thiết bị Việc cài đặt RAID gây vài rắc rối bạn thiếu kinh nghiệm có hướng giải phần sau viết Có hai trường hợp xảy người dung nâng cấp RAID cho hệ thống Nếu hệ thống RAID bổ sung dùng với mục đích lưu trữ làm nơi trao đổi thông tin tốc độ cao việc cài đặt đơn giản Tuy nhiên bạn dự định dùng làm nơi cài hệ điều hành, phần mềm rắc rối phải cài đặt lại toàn từ số RAID CHO RIÊNG MÌNH Chọn kiểu RAID Vậy bạn tâm nâng cấp hệ thống lên tầm cao Nhưng chọn lựa kiểu RAID phù hợp không hẳn đơn giản bạn nghĩ Với điều kiện Việt Nam, bạn chọn số giải pháp RAID bao gồm 0, 1, 0+1 Trong RAID 0, kinh tế thường có hầu hết dịng BMC Kiểu RAID 0+1 thường có loại cao cấp, đắt tiền RAID chắn lựa chọn đem lại tốc độ cao thứ mong manh Ví dụ bạn sử dụng đĩa cứng RAID tốc độ truyền liệu lên tới 100MB/s Đây số hấp dẫn với người dùng PC Tuy khả liệu tăng tỉ lệ lên lần Đĩa cứng máy tính sản phẩm máy móc có chuyển động bị “lão hóa” dần sau thời gian dài sử dụng (thật may thời gian đĩa cứng lão hóa dài) Ngồi ra, trục trặc điện lưới hay lỗi phần điều khiển dẫn tới thảm họa Vì vậy, khơng nên sử dụng RAID để lưu trữ liệu lâu dài lại lựa chọn số cho ổ đĩa tạm cần tốc độ cao, ví dụ lưu trữ sở liệu web Và bạn định sử dụng lâu dài, thêm vài ổ cứng chuyển sang hệ thống RAID 0+1 Điều thực lý tưởng có nguồn tài dồi RAID chạy khơng có tác dụng chuyện tạo thêm ổ đĩa giống hệt ổ Người dùng thơng thường khơng thấy hứng thú với RAID 1, ngoại trừ phải lưu trữ quản lý tài liệu thực quan trọng máy chủ lưu thông tin khách hàng tài khoản Nếu dùng RAID 1, bạn nên cân nhắc bổ sung thêm khay tráo đổi nóng giúp phục hồi liệu nhanh chóng (bạn tháo lắp ổ tiến hành tạo sang ổ bổ sung hệ thống làm việc bình thường) RAID vào thời điểm lựa chọn số cho loại hình máy tính nhờ khả vừa sửa lỗi vừa tăng tốc Nếu bạn dự kiến xây dựng hệ thống RAID từ đĩa cứng trở lên RAID chắn giải pháp tối ưu Các loại RAID kết hợp, ví dụ RAID 0+1 hay RAID 50 (5+0) thường cho đặc điểm kiểu RAID thành phần, nhiên bạn nên cân nhắc sử dụng cần thiết chi phí cho linh kiện cao Chúng ta tổng kết lại bảng Chọn lựa phần cứng Việc chọn lựa linh kiện phù hợp Về chipset điều khiển RAID, bạn khơng có nhiều lựa chọn chúng tích hợp BMC Tuy nhiên bạn cần ý điểm sau Hiện điều khiển RAID tích hợp thường gồm hai loại chính: chip điều khiển gắn lên BMC hỗ trợ sẵn từ chipset Thông dụng gồm: Chipset tích hợp: + Intel ICH5R, ICH6, ICH7 Những chipset cầu nam (SouthBridge) kèm với dòng i865/875/915/925/945/955 + nVIDIA nForce2-RAID (AMD), nForce Series (AMD A64), nForce Series (AMD A64/ Intel 775) Chip điều khiển bên ngồi: Có nhiều chủng loại hãng khác Promise Technology, Silicon Image, Adaptec, thường thấy hai dòng Silicon Image Sil3112 3114 Những loại tích hợp chip cầu nam thường có độ trễ thấp, dễ sử dụng Tuy nhiên tính thường khơng nhiều phần mềm cịn hạn chế, đơi “lạm dụng” tài nguyên hệ thống cho tác vụ đọc/ghi Các loại sử dụng chip hãng thứ ba độ trễ thường cao (không đáng kể), phần mềm tính có phần phong phú hơn, sử dụng tối thiểu tài nguyên; loại card rời dễ thay đổi, tháo lắp cần thiết Tuy bạn cần ý điều quan trọng loại Silicon Image Sil3112 có tính tương thích tương đối kém, chuyển sang hệ RAID khác bị liệu Sil3114 cao khắc phục lỗi Các hệ nForce ICH5,6,7 trao đổi ổ cứng qua lại dễ dàng, BIOS RAID chúng thông minh thường có khả nhận diện nhóm ổ cứng RAID định dạng sẵn Một số BMC ví dụ DFI Lanparty NF4 SLI-DR có hỗ trợ RAID Về giao tiếp dành cho máy tính để bàn, thơng thường bạn tìm thấy loại PATA SATA phải sử dụng nhiều cáp, SATA lựa chọn sáng suốt không tính đến tốc độ nhanh nhiều cải tiến cơng nghệ Nếu dồi tài chính, bạn để mắt đến số sản phẩm tương đối chuyên nghiệp cho phép cắm thêm RAM để dùng đệm cực lớn nhằm tăng tốc độ đáng kể Về ổ cứng bạn nên chọn loại có khả truyền liệu lớn tốc độ truy xuất nhanh Tốc độ truy xuất (Access Time) định thời gian cần thiết để đĩa cứng tìm thấy liệu cần dùng thông số nhỏ tốt Ngồi ổ cứng nên có đệm lớn (8MB trở lên), số model có dung lượng đệm 16MB công nghệ cho phép tăng hiệu làm việc đáng kể (như Seagate NCQ chẳng hạn) Tốt ổ cứng nên giống RAID bị ảnh hưởng có ổ đĩa chậm chạp dung lượng bé theo tiêu chí “con sâu làm rầu nồi canh” Cài đặt RAID Việc cài đặt RAID nói chung chủ yếu dựa vào BIOS mainboard, RAID Controller khơng có khó khăn Sau cắm ổ cứng vào vị trí RAID bo mạch (tham khảo tài liệu kèm sản phẩm), bạn vào BIOS BMC để bật điều khiển RAID định cổng liên quan (thường mục Integrated Peripherals) Sau thao tác này, bạn lưu thông số khởi động lại máy tính Chú ý thật kĩ hình thơng báo nhấn tổ hợp phím máy tính yêu cầu (có thể Ctrl+F F4 tùy điều khiển RAID) để vào BIOS RAID Đối với BIOS RAID, loại có giao diện khác (tham khảo tài liệu kèm) bạn phải thực thao tác sau: + Chỉ định ổ cứng tham gia RAID + Chọn kiểu RAID (0/1/0+1/5) + Chỉ định Block Size: Đây chìa khóa ảnh hưởng lớn tới hiệu giàn ổ cứng chạy RAID Đối với RAID dạng Striping, Block size có nghĩa Stripe Size Nếu thông số thiết lập không phù hợp với nhu cầu sử dụng gây lãng phí nhớ giảm hiệu Ví dụ Block Size có giá trị 64KB tối thiểu có 64KB ghi vào ổ đĩa trường hợp, file text có dung lượng 2KB Vì giá trị nên xấp xỉ tương ứng với kích thước trung bình file bạn dùng Nếu ổ cứng chứa nhiều file nhỏ ví dụ tài liệu Word, bạn nên để block size bé, chứa nhiều phim ảnh nhạc, block size lớn cho hiệu cao (nhất với hệ thống RAID 0) Bên cạnh đó, Block size cịn có chức khác định việc file ghi vào đâu Quay với ví dụ Block Size 64KB, file có kích thước nhỏ 64KB, ghi vào ổ cứng hệ thống RAID khơng có cải thiện hiệu Trong trường hợp khác, file có kích thước 150KB ghi vào ổ đĩa với đoạn 64KB + 64KB + 22KB điều khiển đọc thơng tin từ ba ổ lúc cho phép tăng tốc đáng kể Nếu bạn chọn block size 128KB file ghi vào ổ 128KB + 22KB mà Thực tế bạn nên chọn Block Size 128KB cho máy tính để bàn trừ có nhu cầu riêng Sau điều khiển nhận biết hoàn hảo hệ đĩa cứng mới, bạn tiến hành cài đặt hệ điều hành format ổ RAID Windows XP lựa chọn sáng suốt Việc cài đặt Windows nói chung giống bình thường bạn cần chuẩn bị ổ đĩa mềm đĩa mềm chứa trình điều khiển (driver) cho điều khiển RAID Ngay sau nhấn bàn phím để vào cài đặt, bạn phải ý dịng chữ phía hình cài Windows để nhấn F6 kịp lúc Sau chờ lát hỏi, bạn nhấn S để đưa driver RAID vào cài đặt Các bước lại, bạn thao tác với việc cài đặt đĩa cứng bình thường Sau ổn định hệ thống, bạn ý cài thêm tiện ích điều khiển hệ thống RAID để tận dụng tính mở rộng đơi hiệu Có thể liệt kê số chương trình Intel Application Acceleration RAID Edition hay nVIDIA RAID Manager Chú ý chung: Nếu bạn có ổ đĩa đầy liệu muốn thiết lập RAID 0, bạn phải format ổ làm lại thứ Vì tìm cho phương án lưu phù hợp Nếu sử dụng RAID việc không cần thiết Thông thường với hệ thống RAID bạn nên có thêm ổ cứng nhỏ để lưu thứ tối quan trọng phòng có trục trặc khó xảy Khi máy tính khởi động lại (đặc biệt bị khởi động bất thường), hệ thống dừng lại lâu trình điều khiển RAID nhận diện ổ đĩa, chí có nhiều tiếng động lạ phát phần đĩa cứng Bạn khơng phải lo lắng điều hồn tồn bình thường điều khiển phải đồng hoạt động tất ổ nhóm RAID mà quản lý Các nhóm đĩa cứng RAID thường gồm vài ổ đĩa cứng hoạt động cạnh nên nhiệt lượng tỏa lớn, khơng có lợi lâu dài Bạn tìm giải pháp giải nhiệt có điều kiện để tránh rắc rối ý muốn TỔNG KẾT Giá trị mà RAID mang lại cho hệ thống khơng thể phủ nhận - an tồn, hiệu cao tùy cấu hình Thực tế cho thấy RAID 0+1 ưa chuộng môi trường gia đình RAID nhanh nguy hiểm nhất, cần trục trặc coi chuyện chấm dứt Trong RAID đem lại khả bảo đảm an tồn thơng tin thường đem lại cho người dùng cảm giác lãng phí (chi tiền cho ổ cứng mà hiệu dung lượng 1) RAID đem lại hiệu độ an toàn cao thiết bị điều khiển thường đắt, chưa kể đến số tiền chi cho ổ cứng nhiều nên người quan tâm trừ cơng việc cần đến Chính thế, số người dùng lại quay sang hướng sử dụng ổ đĩa SCSI để giải vấn đề hiệu năng/an tồn thơng tin, nhiên chi phí cho hệ thống SCSI loại tốt cịn đắt Nếu để ý kĩ hơn, thấy chuẩn IDE có nhiều vấn đề ví dụ ổ đĩa khơng thiết kế để chạy liên tục (rất quan trọng hệ thống máy chủ), dây cáp ATA cồng kềnh nên sử dụng nhiều ổ đĩa dẫn tới tượng chật kín case trường hợp xấu nhất, nhiệt lượng tỏa dẫn tới trục trặc hệ thống Nhưng với công nghệ ngày phát triển chuẩn SATA đời, chắn RAID có tương lai tươi sáng trở thành người bạn đồng hành lý tưởng cho hệ thống máy tính cá nhân cao cấp Nguyễn Thúc Hoàng Linh Email: valkyrie.lenneth@usa.com Theo PCWorld Vietnam ... Storage cho phép chạy kiểu RAID 0+1 với ổ cứng RAID 1.5 DFI hệ BMC 865, 875 Chúng có nhiều điểm khác biệt đa phần cải tiến phương thức RAID truyền thống BẠN CẦN GÌ ĐỂ CHẠY RAID? Để chạy RAID, bạn... số cho loại hình máy tính nhờ khả vừa sửa lỗi vừa tăng tốc Nếu bạn dự kiến xây dựng hệ thống RAID từ đĩa cứng trở lên RAID chắn giải pháp tối ưu Các loại RAID kết hợp, ví dụ RAID 0+1 hay RAID. .. lưu thơng số khởi động lại máy tính Chú ý thật kĩ hình thơng báo nhấn tổ hợp phím máy tính u cầu (có thể Ctrl+F F4 tùy điều khiển RAID) để vào BIOS RAID Đối với BIOS RAID, loại có giao diện khác