Raid F1 sur disques SSD - Synology FS
Qu'est-ce que le Raid F1 ?
Le Raid F1 est un système de stockage de données redondant, dérivé du Raid 5 et optimisé pour les disques SSD à la place du disque dur mécanique. Développé par Synology et implémenté dans les station de stockage "FSxxyy". FS est l'acronyme de "Flash Station", xx représente la série, et yy est l'année de sortie (ex. 17 pour l'année 2017). Par exemple FS3017 est une station de stockage de données de la série 3000, sortie dans l'année 2017.
Pourquoi le Raid F1 ?
Tout d'abord, il faut se rappeler des particularité du disque SSD, l'unité de stockage de base dans les "Flash Station". Le disque SSD est construit sur la mémoire Flash.
Limite de durée de vie du disque SSD
En raison de l'usure de composant de base du disque SSD (la mémoire Flash), et malgré les amélioration apportées pour limité son usure, le disque SSD a naturellement une durée de vie limitée. Cette durée de vie est caractérisée par le nombre de cycles d'écriture dans le SSD. Par conséquent, les SSD ont un nombre fini de cycles d'écriture. Dans un Raid, la charge de travail est répartie uniformément sur tous les membres du Raid. En conséquence plusieurs SSD seront probablement épuisés et échoueront en même temps, résultant en une panne complexe du RAID et une perte de données.
Synology RAID F1
L'algorithme Synology RAID F1 (F comme Flash et 1 comme résilience de 1 disque et 1 bloc de parité) est basé sur le Raid 5. La différence entre ces deux types de RAID est que, pour RAID F1, un bloc de parité supplémentaire être dans chaque cycle.
L'idée de l'algorithme du Raid F1 est :
- Choisir un SSD, membre du Raid.
- Le solliciter plus en écriture afin d'accélérer son vieillissement.
- Alerter la panne imminente du SSD usé afin de le remplacer.
- Après le remplacement, choisir le SSD le plus fatigué afin de le solliciter plus en écriture, ainsi de suite.
Puisque chaque opération d'écriture implique l'écriture dans le bloc de parité, on s'attend à ce que le bloc de parité sera usé en premier lieu. Cette approche de distribution inégale de la parité conduira à ce qu'un SSD atteigne sa durée de vie plus tôt que les autres, au lieu de faire en sorte que tous les SSD atteignent la fin de leur durée de vie en même temps. Lorsqu'un SSD tombe en panne, l'utilisateur peut le remplacer par un neuf.
Les caractéristiques du RAID F1 sont similaires à celles du RAID 5. Les blocs de parité sont XOR de tous d'autres blocs de données. Un bloc est utilisé comme bloc de parité dans chaque bande. Tout comme le Raid 5, la capacité d'une matrice RAID F1 est N-1 fois celle du plus petit disque, où N est le nombre de disques.
Performance du RAID F1
Le Raid F1 offre le meilleur équilibre entre fiabilité et performances. Les performances de lecture et d'écriture du RAID F1 peut être proche de celui du RAID 5. Il y aura de petites différences de performances en raison du bloc de parité supplémentaire sur les volumes RAID F1. Il n'y a pas d'effet notable sur l'utilisation du processeur entre RAID F1 et RAID 5.
Reconstruction du RAID F1
Après le remplacement du disque SSD usé, le système de stockage doit reconstruire le Raid. Comme l'objectif de RAID F1 est de minimiser la possibilité de perte de données, le système trouvera le SSD le plus ancien, reconstruira et réattribuera la disposition de parité.
Par exemple, lorsque le Disque 1 atteint un niveau d'usure critique, il faut le retirer et le remplacer par le disque 6. La matrice commence alors l'auto-construction. Le système découvre que le disque 2 est le plus usé, et ce sera donc le nouveau SSD affecté au système dans lequel plus de blocs de parité seront écrits. Cette approche garantit un seul «SSD le plus ancien» stockant le plus de blocs de parité.
Pourquoi adopter le NAS basé sur SSD avec Raid F1 ?
Le NAS construit sur le disque SSD s'impose progressivement pour les raisons suivantes :
- Les tâches intensives reposent sur le traitement des nombres élevés des opérations aléatoires entrée/sortie par seconde (IOPS).
- Le marché des produits à base de la mémoire Flash et des SSD continue à grossir et à remplacer les systèmes de stockage traditionnels à base de disque dur classique. En effet, le disque SSD offre une meilleure performance en terme de IOPS; De plus, le prix du GO est en baisse progressive. Enfin, n'oublions pas la consommation d'énergie.
Avantages du Raid F1
- Optimisé pour le SSD à base de la mémoire Flash, avec un disque de redondance.
- Améliore l'algorithme d'écriture du Raid pour une endurance du support Flash supérieur au disque traditionnel.
- Performance proche de celle du Raid 5.
- Une construction intelligente du Raid.
Comparaison entre Raid 5 et Raid F1
Voici les points clé du
Raid 5 :
- Redondance de 1 disque.
- Conçu pour les disque durs traditionnels mécanique.
- Parités égales sur tous les disques.
- Peut causer des pannes sur plusieurs SSD en même temps.
Alors que pour Raid F1 de Synology :
- Redondance de 1 disque.
- Optimisé pour les disques SSD.
- Parités inégales sur tous les disques.
- Réglage et gestion des disques SSD complètement automatisés.
- Améliore l'endurance du Raid.
