RAID 5(レイドファイブ)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

RAID 5は、複数のディスクを組み合わせて性能向上と耐障害性の両立を図るRAID（Redundant Array of Independent Disks）技術の一つである。特に、データのストライピングと分散パリティを組み合わせることで、単一のディスク故障に対してデータ損失を防ぎつつ、比較的高いストレージ効率と良好な読み書き性能を提供する。最低3台のディスクが必要となる。

詳細を説明する。RAID 5は、主にデータのストライピングと分散パリティという二つの技術で構成される。データのストライピングとは、データを一定のブロックサイズに分割し、そのブロックを複数の物理ディスクに分散して並行して書き込む方式である。これにより、データへのアクセスが高速化され、特に読み込み性能が向上する。分散パリティとは、データブロックから算出されるパリティ情報を特定のディスクに集約させず、やはり複数のディスクに分散して書き込む方式である。このパリティは、データブロックの論理和（XOR演算）などによって計算される冗長情報であり、いずれかのディスクが故障した場合に失われたデータを復元するために使用される。重要な点として、あるデータストライプのパリティブロックは、そのストライプ内のデータブロックが書き込まれたディスクとは異なるディスクに配置される。これにより、特定のディスクに障害が発生しても、そのディスクがデータまたはパリティのどちらを保持していたとしても、他のディスクのデータとパリティを用いて失われた情報を再構築できる仕組みとなっている。

RAID 5の最大の特長は、単一のディスク障害に対する高い耐障害性を持つことである。もしアレイ内のいずれか1台のディスクが故障した場合でも、残りの健全なディスクに保存されているデータブロックとパリティブロックの情報を用いて、故障したディスクのデータを完全に復元できる。この復元プロセスをリビルドと呼ぶ。故障したディスクを新しいディスクに交換すると、RAIDコントローラが自動的に残りの情報から失われたデータを計算し、新しいディスクに書き込んでアレイを正常な状態に戻す。しかし、リビルド処理中はアレイ全体の性能が一時的に低下することが多く、またリビルドにはディスク容量やシステム負荷に応じて時間がかかる。このリビルド中にさらに別のディスクが故障した場合、RAID 5はデータを復元できず、完全なデータ損失が発生するリスクがある。そのため、大容量ディスクを使用する環境や、リビルド時間が長くなることが予想される環境では、この点に注意が必要である。

性能面において、RAID 5の読み込み性能は、データが複数のディスクにストライピングされているため、複数のディスクが並行してデータにアクセスすることで、単一ディスクよりも高速なデータ転送が可能となる。書き込み性能については、読み込みほど単純ではない。1つのデータブロックを書き換える場合、RAID 5では、まず該当する旧データブロックと旧パリティブロックを読み出し、次に新データブロックに基づいて新しいパリティブロックを計算し、最後に新データブロックと新パリティブロックの両方を書き込むという一連の処理（Read-Modify-Writeサイクル）が必要となる。このため、特にランダムな書き込みアクセスが多いワークロードにおいては、性能が低下しやすい傾向がある。一方、シーケンシャルな書き込みに関しては、複数のディスクにまたがってデータを効率的に書き込むことができるため、比較的良好な性能を発揮する。

容量効率については、RAID 5はアレイを構成するN台のディスクのうち、1台分の容量をパリティ情報の格納に利用するため、実質的な利用可能容量は (N-1) 台のディスク容量となる。例えば、3台のディスクでRAID 5を構成した場合、利用できる容量は全体の約66%（2/3）であり、5台のディスクの場合は約80%（4/5）が利用可能となる。これは、ミラーリングを行うRAID 1と比較して、ディスク台数が増えるほど容量効率が高くなるという利点がある。

RAID 5は、そのバランスの取れた特性から、一般的なファイルサーバーやWebサーバー、アプリケーションサーバーなど、幅広い用途で利用される。特に、コストと性能、そして単一ディスク障害からの保護を同時に実現したい場合に有効な選択肢となる。ただし、極端に高いランダム書き込み性能が要求されるシステムや、リビルド中の追加障害リスクを許容できないようなクリティカルなシステムでは、他のRAIDレベルが推奨されることもある。

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