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進化したバイオスのRAID 6 とは?



■ HDD ( ハードディスクドライブ )の歴史 ■

 
 ハードディスクの歴史は、それ程古くありません。1955年に IBM が RAMAC という、直径24インチ(61cm)のハードディスクを開発しました。これを50枚搭載しても、 5MB の容量です。記憶装置が重要な計算機において重量な容量でした。その後、時代を経て1978年の頃 5.25インチの円盤になり、1983年頃に 3.5インチのものが出てきました。2.5インチは1988年、ノート PC 用として数多く利用されるようになりました。 HDD は、ヘッドがディスク面上を浮上して動作するという構造上、振動や衝撃には弱い面をもちます。 PC システム(本体・モニタ・記憶装置等)の中で一番信頼性が低いと云っても過言ではないでしょう。その割にはデータという重要な部分を担うというキーデバイスでもあります。  
 障害率は、 HDD の稼働率や温度環境によって変わります。過酷な条件( 温度・湿度・稼働率 )では当然のように悪くなります。ベストな環境下でも、ある一定割合の不良が発生します。 そこで登場したのが、 IBM が提唱した RAID という仕組みです。    
 

■ RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks) とは? ■

 
 障害率の高い HDD を利用してもデータが保護される仕組として、1988年にカリフォルニア大学バークレー校の David. Paterson ・ Garth.Gibson ・ Randy H.Katz による論文「 A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID) 」に於いて提唱され、 RAID 0 から RAID 5 までのデータ保護概念が発表されました。 これにより、安価な HDD を利用してもデータが保護される概念が出来ました。 しかしながら、これらの概念でもデータ損失が発生するため、より高度なデータ保護の概念として、 IBM が RAID 6 を提唱しました。その考え方は素晴らしいものでしたが、その方式は複雑で応答時間が遅いため、中々、実用化されませんでした。バイオスは Galois(ガロア)氏が提唱した、q乗フロベニウス写像の理論に基づき、以下の方程式で実現できる RAID 6 演算をハードウェアに閉じ込めて、スピードの早いRAID 6 を、世界に先駆けて実現しました。
 
 
 RAID 6 には、”2D-XOR法”と”P+Q ガロア法”の2方式がありますが、高速性を追求する目的で、バイオスは ”P+Q ガロア法”を採用しています。従来、2種類のパリティを演算処理する手順が複雑で性能が発揮しにくいという問題点を、新開発のハードウェア(ASIC)を搭載し、2種類のパリティを全てハードウェアで同時生成/修復することにより解決。RAID 6 処理を RAID 5 とほぼ同等の速度で実現しています。 RAID 6 は、 RAID 5 と較べて10の11乗倍の信頼性があると言われています。速度低下のないバイオス製品では、当たり前のように RAID 6 を利用して頂いています。  
    D: データ P:単純パリティ Q:ガロアパリティ
 
RAID 5 と RAID 6 の比較
     
 
バイオスは、世界で最初にハードウェアで RAID 6 を実現し、欠点を克服しています。 なおかつ、独自アーキテクチャでリビルド時にも性能の落ちない、独自技術を有しています。  
比較項目 データ消失確率 高速性
RAID 5 3×10のマイナス3乗 高速
RAID 6 1.5×10のマイナス15乗 バイオス以外は低速