如何用好多個Disk?

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20130321153839179289上回介紹了單一硬碟的切割方法,原則就如整理書櫃一樣簡單,但多過一個硬碟呢?如果仍然視之為多個書櫃,那就難以發揮多個硬碟的「團隊精神」,所以今次就用雞尾酒的比喻,來解釋超過一個硬碟時,多變的運用方法。

一杯雞尾酒就是一個硬碟,飲管就是讀寫的磁頭,運用的藝術就在於如何善用多隻杯、如何放酒和如何發揮多支飲管的威力。

hdd-2

心水清的朋友應該會見到上回磁碟管理的選單中有4個反白的分割選項,而我當時並沒有作任何介紹,因為這4個方法就是我今回首先要介紹的東西。

由於本人沒有實際進行過多個硬碟的分割,所以下面只會介紹不同分割方式的原理和特點,不會如上回般列出詳細的分割操作步驟,但會提供微軟的說明文件供大家參考。

第一步:將硬碟設定動態硬碟/GPT

在組合運用多個硬碟前,你必須將硬碟從原本的「基本磁碟」(又稱傳統分割表)轉換為「動態磁碟」,這是想透過軟件方式實現硬碟組合的必要條件。(其實以硬件方式會有較佳效能,不過由於操作比較複雜就不述了,有興趣可自行研究)它的概念就不加詳述,簡單來說就是透過特別的紀錄方式容許你自由調配和組合不同磁區,包括容許將兩個硬碟的空間組合成一個分割區使用。假如只用基本磁碟,兩個硬碟就只能分開使用,你將無法使用接下來介紹的組合分割方法。

另外要注意的是,因為傳統紀錄方式只能定位到2TB的地址,所以如果預計自己需要一個大於2TB的分割區,那你就要轉換成GPT而非動態硬碟。

disk convert

轉換的條件是要在硬碟磁區末端擁有8MB的未配置空間,如果沒有,你可以透過壓縮最後一個分割區取得。之後轉換成動態硬碟的方法十分簡單,這次要如上圖一樣右Click你的硬碟標籤位置,然後就會見到相關選項,選取動態磁碟或GPT磁碟後只要再經過幾個確定步驟便可實行轉換。

從基本硬碟轉換到動態硬碟或GPT,對原有的資料基本上是沒有影響的,但特別要注意的是,以後你要轉換回基本硬碟的話就需求先將所有相關分割區都刪除掉,所以必須確定自己不會回頭才付諸實行!

微軟的動態硬碟說明文件(GPT也是大同小異):

http://support.microsoft.com/kb/309044/zh-tw

注:你可能會發現,使用動態硬碟在進行分割時不會如上文所述受磁區位置所限制,每個硬碟又可以分割超過4個分割區,看似簡便得多,但在使用單一硬碟的話會令分割區的磁區不連貫,影響效能,所以上文都沒有介紹,也不建議在這情況下使用。

最無腦的跨距磁碟區(JBOD)

一隻老舊64GB硬碟可能一無是處,今時今日你根本不會想要一個只有64GB的分割區,隨便儲存幾套電影都已經爆滿,但把它和手上的500GB硬碟串連起來可以得到一個564GB的空間,令原本的硬碟可以儲存更多東西,感覺就充實得多了。跨距磁碟區的分割邏輯就是這樣,也和它的英文名稱一樣單純:「Just a Bunch Of Disks」。這個方法純粹將多個硬碟的空間串連起來成為一個磁區,幾隻杯合起來當成一隻大杯使用,A杯斟滿了,酒就自然流到B杯,因為它們的空間是互相連住的,不用怕同一款酒把杯斟得滿瀉而要另想辦法,這就是跨距磁碟區的唯一效果。

Simple 2 disk
D:\就是一個跨距分割區

這個方法完全沒有發揮多個硬碟的好處,只是將兩個硬碟的容量連起來當作一個分割區使用,假如你沒有需要利用容量差異大的硬碟打造一個超大的分割區,其實你根本無需使用JBOD。

除了因為它用處不大,JBOD還會增加資料遺失的風險,只要其中一個硬碟壞了,即使有些資料其實是在沒有損壞的硬碟內,整個分割區的資料都救不回來(即是上圖D:\會整個被毀)。為何這樣是比較危險呢?其實是個概率問題,幾個硬碟隨便損壞一個的機率要比一個硬碟損壞的機率低吧,對不對?

微軟的JBOD說明文件:

http://technet.microsoft.com/zh-tw/library/cc772180%28v=ws.10%29.aspx

RAID

如果要真正發揮多硬碟的好處,就需要用到接下來介紹的RAID功能。

RAID , Redundant Array of Independent Disks, 中文是獨立磁碟冗餘陣列,它能以特定的方式將多個硬碟並聯起來,以及用特殊的方式排列和儲存資料,不同的RAID方法能提供不同程度的讀寫加速和安全性提升,所以這個才是組合硬碟的重點!

現時主要使用的RAID有RAID 0、RAID 1、RAID 5三種,這些在Windows 7以後的磁碟管理中都有提供。

速度爆燈:等量磁碟區(RAID  0)

RAID 0
轉自維基

微軟將RAID 0譯得很清楚,RAID 0的分割分式就是在每個硬碟都割出相同容量的空間,再並聯起來成為一個分割區,假如你有2個500GB硬碟,RAID 0可以將它並聯成一個1TB硬碟。

為何我說它們是並聯而不是串聯,看看它是如何儲存資料就知道。RAID 0 會把資料斬成細塊,然後分別存放在兩個硬碟內。即是我可以將一半琴酒倒到A杯,另一半倒到B杯,再將一半威士忌倒在A杯,另一半倒在B杯,如此類推。假如我要喝琴酒,怎樣才最快呢?我們可以將兩支飲管分別插到兩隻杯中琴酒的一層,同時吸兩支飲管,兩邊的琴酒都被你一次過吸上來了!RAID 0就是這樣,因為硬碟的資料傳輸線都是獨立接到底板,用這種儲存方式就可以一同存取資料,令速度倍增。如果兩個硬碟的讀寫速度是100MB/s,那你用RAID 0理論上就可以得到200MB/s的速度,三個就可以有300MB/s,也是眾多RAID之中最高效的一種,是不是非常吸引呢!

不過RAID 0有個很大的壞處,因為它不提供容錯功能,跟JBOD一樣,只要其中一個硬碟壞死,那你都可以跟整個分割區的資料say goodbye,比較危險;你摔破一個杯,滿地是酒,又如何將之前倒進去的任何一種酒全部再抽出來?所以使用RAID 0前必須想想是否能承受這個風險,你的硬碟又是否可靠耐用。

微軟的RAID 0說明文件:

http://support.microsoft.com/kb/303184/zh-tw

安全至上:鏡像磁碟區(RAID 1)

RAID 1
轉自維基

微軟又是將RAID 1譯得很好,RAID 1會開出等量的分割區,然後就像一塊鏡,將你儲存的資料投射到另一個硬碟上,即是同一個檔案,會同時儲存在兩個硬碟中,等同為你無間斷地做備份。

它最大的優點就是極度安全,一個硬碟壞了,另一個硬碟仍會有一份完整的副本,只要把壞的硬碟換掉便可,資料絲毫無損,而兩個或以上的硬碟在同一時間壞死的機率實在難過登天。另外因為資料同時儲存在所有硬碟中,讀取速度也會提升,只是幅度不如RAID 0理想,亦需要多線程或多核心的CPU支援,而且由於需多次寫入,寫入速度也會略為被拖慢。

說到這裡,大家都應該察覺到它另一個最大的問題吧?由於是鏡像的關係,無論你並聯多少個硬碟,它的可用容量都只有一半,你把四個500GB硬碟轉作RAID 1,最後得出的也只有1TB的空間,為了安全而犧牲一半的容量值不值呢?就要用家詳加考慮。

微軟的RAID 1說明文件:

http://support.microsoft.com/kb/307880

中庸之道:RAID 5

RAID 1
轉自維基

微軟沒有為RAID 5提供譯名。它可算是RAID 0和RAID 1的折衷方案,不過它需要3個或以上的硬碟方可進行。RAID 5會跟RAID 0一樣會將資料分成細份分別儲存在各個硬碟中,不過它在其中一個硬碟還會加插一個奇偶校驗(Parity Check)的資料,用於檢測和修復資料,它就像在同一層酒中找一隻杯故意不加該種酒,而是加入該酒的檢測劑,當你水平望向所有杯時,它就會為你識別那層是否清一色都是同一種酒,找出會否有一隻杯中的酒不純正。

使用RAID 5,可讓你在任何一硬碟壞掉後仍能透過邏輯方法將遺失的資料計算回來,但也只限一個硬碟,多過一個就回天乏術了。話雖如此,它安全性總比RAID 0好。速度方面,讀取上它和RAID 0相近,不過在寫入時由於要額外計算奇偶校驗,速度會慢得多。在容量方面,它在任何時候都只會用一個硬碟的空間來儲存奇偶校驗的資料,所以你使用4個500GB作RAID 5,實際可用容量會只有1.5TB,但無論如何總比RAID 1好得多。

微軟的RAID 5說明文件:

http://support.microsoft.com/kb/309043

總結

JBOD RAID 0 RAID 1 RAID 5
最少需要硬碟 2 2 2 3
速度 正常(普通) 最慢硬碟速度 x 硬碟數目
(極速)
慢於RAID 0
(稍快)
讀:與RAID 0相近寫:比正常慢(較快)
可用容量 所有硬碟總和
(最大)
所有硬碟總和
(最大)
一半的容量
(最少)
N-1個硬碟的容量
(較大)
安全 不容任何硬碟損壞
比使用單一硬碟危險
(極差)
不容任何硬碟損壞
比使用單一硬碟危險,但比JBOD稍好
(非常差)
只要仍有一個硬碟正常仍可保安全
(極高)
可容許一個硬碟損壞
(好)
適用追求者 容量至上 追求速度而不擔心資料遺失 不容任何資料出錯 資料安全與效能兼求

以上就是幾個基本的組合硬碟方法,這些方法就像投資組合,各有優劣和風險,大家應衡量自己的需要和風險承受能力,來決定應該用什麼方法,來炮製最合自己口味的雞尾酒吧!

這一回似乎寫得太多了,為免大家看得辛苦,關於SSD配合傳統硬碟的運用方式,還是再另開一篇討論,敬請期待。

其他文章:

《如何割好這個Disk?》

《如何善用SSD?》

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3 thoughts on “如何用好多個Disk?

    如何善用飛快Disk? | 青鳥脈博 said:
    07/07/2013 at 下午 3:27

    […] 《如何用好多個Disk?》 […]

    如何割好這個Disk? | 青鳥脈博 said:
    07/07/2013 at 下午 3:29

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