RAID 0/1/5/6/10 の利用可能容量、耐障害性、使用効率を高精度に計算します。複数 HDD の構成を直感的に設定し、RAID ごとのストレージ効率と保護レベルをすばやく比較できます。
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使用可能容量 =（ハードディスク台数 - 耐障害用台数）× 1 台あたりの容量
設備稼働率 = 使用可能容量 ÷ 元の容量 × 100%
| RAID | 容量効率 | フォールトトレランス | 読み書き性能 | 最小ハードディスク数 | 推奨用途 |
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RAID の技術原理、type ごとの違い、application scenario を詳しく理解します。
RAID（Redundant Array of Independent Disks）は、複数の物理 HDD を 1 つまたは複数の論理ストレージ単位として組み合わせる技術です。データストライピング、ミラーリング、パリティなどの仕組みにより、性能向上、容量増加、耐障害性の確保を用途に応じて両立できます。
RAID 技術は1987年にカリフォルニア大学バークレー校の Patterson、Gibson、Katz によって提唱され、当初は RAID 0 から RAID 5 までの6レベルが定義されました。現在ではサーバー、NAS、ワークステーション、企業データセンターなどで広く採用され、現代のストレージ構成を支える基礎技術の1つとなっています。
RAID の主な目的：データアクセス速度を向上（並列読み書きにより）、フォールトトレランス保護を提供します（単一ハードドライブ障害によるデータ損失を防ぐため）、そしてストレージ容量を増やす（複数のハードディスク容量をまとめて利用）。RAID レベルごとに、これら 3 つの目標に対するトレードオフが異なります。
データをすべてのドライブへ分散して、最大の読み書き性能と 100% の容量利用率を得ます。ただし冗長性は一切なく、1 台でも故障すると全データが失われます。テンポラリデータ、動画編集用ワークスペースなど、消失を許容できる用途に適しています。
データを別のハードディスクへ完全複製してバックアップを確保します。2 台へ同時に書き込むため書き込み速度は低下しますが、読み取りは 2 台から並行して行えるため高速化できる場合があります。容量効率は 50% ですが耐障害性に優れ、システムディスクや重要ファイルの保存に適しています。
データとパリティ情報をすべての HDD に分散して保存し、HDD 1 台分の容量を使って耐障害性を確保します。読み込み性能は良好ですが、パリティ計算の影響で書き込み性能はやや低下します。最低 3 台の HDD が必要で、現在では家庭用 NAS や中小企業で広く利用されている RAID レベルです。容量利用率は (N-1)/N です。
RAID 5 に 2 つ目のパリティを追加した方式で、最大 2 台のハードディスクが同時に故障しても耐えられます。2 台分の容量を犠牲にしてデータ安全性を高めるため、書き込み性能は RAID 5 より低くなりますが、4TB 以上の大容量ドライブを使うアレイでは特に重要です。企業向け NAS や長期データ保管に適しています。
RAID 0 と RAID 1 の長所を組み合わせた方式です。ハードディスクを 2 台ずつミラーリングし、そのミラーペアをストライピングします。読み書き性能に優れ、完全な冗長性も備えますが、容量効率は 50% です。最低 4 台（かつ偶数台）のハードディスクが必要で、再構築は非常に高速です。データベース、仮想マシン、高性能アプリケーションに適しています。
いいえ。RAID は backup の代わりにはなりません。 これはよくある危険な誤解です。RAID が提供するのは「High Availability」で、1 台または複数の HDD が故障してもシステムを継続稼働させる仕組みです。一方、Backup が提供するのは「Data Recovery」で、データ消失後に過去のバージョンを復元できるようにする仕組みです。
RAID で保護できないもの：
正しい方法は：RAID + バックアップ = 完全なデータ保護. RAID で service continuity を確保し、3-2-1 backup strategy（data 3 copies、2 media、1 offsite）で data を保護してください。
NAS の RAID 選択は、ドライブ台数、性能要件、データの重要度によって変わります。一般的な推奨構成は次のとおりです。
補足：4TB を超える大容量ドライブを使う場合は、RAID 5 より RAID 6 を強くおすすめします。大容量ドライブの RAID 5 再構築には数日から数週間かかることがあり、その間に2台目のドライブで重大な読み取りエラーや故障が発生すると、アレイ全体のデータを失う可能性があります。
RAID のリビルド時間に固定値はなく、多くの要因に左右されます。一般的な目安は次のとおりです。
RAID 5 は小容量のドライブ（目安として 2TB 未満）では比較的扱いやすい構成ですが、ドライブ容量が大きくなるほど再構築時のリスクが高まります。URE（Unrecoverable Read Error）の発生確率は読み取るデータ量の増加とともに高くなるためです。8TB のドライブを再構築するには 8TB 分の読み取りが必要となり、URE に遭遇する可能性も上がります。4TB を超える大容量ドライブでは RAID 6 を検討することをおすすめします。
特に HDD 台数が多い構成や、1 台あたりの容量が大きい（4TB 超）構成では価値があります。RAID 6 は 2 台分の容量をパリティに使用する代わりに、HDD 2 台の同時故障まで耐えられます。大容量 HDD のリビルドには数日かかることがあり、その間に 2 台目が故障する可能性もあるため、RAID 6 の追加保護は重要です。
RAID 10（RAID 1+0 とも呼ばれます）は、まず2台のドライブで RAID 1 のミラーペアを作り、その複数のミラーペアを RAID 0 としてストライピングします。各ミラーペアには同じデータが保存されるため、1ペアあたり実際に利用できる容量はドライブ1台分です。4台構成なら、利用可能容量は 4 × ドライブ容量 ÷ 2、つまり2台分になります。容量効率は50%ですが、RAID 0 の速度と RAID 1 の冗長性を組み合わせられます。
RAID の種類によって異なります。RAID 0 と RAID 10 は複数ディスクへの並列アクセスにより読み書き速度を大きく向上できます。RAID 5 は読み取りが速い一方、パリティ計算が必要なため書き込みは遅くなります。RAID 1 は読み取り性能を高められますが、同じデータを 2 台へ書くため書き込みは遅めです。RAID 6 は二重パリティ計算が必要で、書き込み速度は最も低くなりやすい方式です。実際の性能向上幅は RAID コントローラー、ディスクインターフェース（SATA/SAS/NVMe）、システム側のボトルネックにも左右されます。
家庭用 NAS では一般に RAID 5（3～4 台）または RAID 1（2 台）を推奨します。ディスクが 2 台しかない場合、RAID 1 が現実的な選択肢です。4 台あり、家族写真や重要書類などデータ保護を特に重視するなら RAID 6 や RAID 10 も検討できます。予算に余裕があり性能も重視するなら RAID 10 は優れた選択肢です。
可能ですが、効率はあまり良くありません。容量の異なる HDD を RAID アレイで混在させると、最小容量のドライブを基準に構成されます。たとえば 4TB、4TB、6TB の 3 台で RAID 5 を構成した場合、実際の総使用可能容量は 4TB を基準に 4TB × (3-1) = 8TB と計算され、余った 2TB は利用できません。容量利用効率と安定性を高めるには、同じ容量・同じモデルの HDD で RAID を構成することを推奨します。
はい。多くの RAID コントローラーや NAS は、リビルド中もサービスを継続できるオンラインリビルドに対応しています。ただし、リビルド中は読み書き性能が大きく低下し、継続的な I/O 負荷によって完了までの時間も延びます。夜間などシステム負荷が低い時間帯に実施し、リビルド中は大規模なデータ移動や高負荷アクセスを避けることをおすすめします。
RAID 0／1／5／6／10 に対応した本格的なディスクアレイ容量計算ツールです。ドライブ台数と容量を入力すると、利用可能容量、耐障害性、容量利用率を正確に算出し、視覚的なブロック図と RAID 比較表も表示します。
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