06.08.2012, 14:14

Michael Schmelzle

Festplatten-Raid

SSD-Tempo mit Terabyte-Speicherplatz

Plattenspeicher satt mit SSD-Tempo: die Raid-Technik macht's möglich

Eine SSD ist superschnell, kostet aber viel Geld und hat wenig Speicherplatz. Bei herkömmlichen Festplatten ist es genau umgekehrt. Doch es gibt einen bezahlbaren Königsweg für viel Platz und Tempo gleichzeitig: die Raid-Technik.
Für eine schnelle Solid State Drive mit einem Terabyte Kapazität müssen Sie derzeit noch eine vierstellige Summe berappen. Bei einer herkömmliche Festplatte bekommen Sie so viel Speicherplatz bereits ab 65 Euro. Dafür ist ein ferromagnetisches Laufwerk deutlich langsamer. Der ideale Massenspeicher würde das Beste aus beiden Welten vereinen: SSD-Geschwindigkeit mit dem üppigen und preisgünstigen Speicherplatz eines Scheibendrehers. Wie das gehen soll? Mit der Raid-Technik!
Ein Raid (Redundant Array of Independent Disks) ist ein Verbund aus mehreren Festplatten, die ein Raid-Controller zu einem gemeinsamen logischen Laufwerk bündet. Dabei kann der Schwerpunkt auf der Datensicherheit liegen, bei der eine physikalische Festplatte die Daten eines zweiten Laufwerks spiegelt (Raid 1). Für deutlich mehr Tempo sorgt Raid 0. Hier erfolgt der Zugriff auf mehrere Laufwerke gleichzeitig. Eine Kombination aus den beiden Modi stellt Raid 10 dar. Allerdings geht die Hälfte des Speicherplatzes für die Datensicherheit drauf, und das theoretische Tempo verdoppelt sich lediglich.
Eine schlaue Alternative aus Datensicherheit und Tempo stellt Raid 5 dar. Vereinfacht gesagt schreibt der Raid-Controller hier auf alle Platten des Verbundes gleichzeitig. Parallel dazu sichert jede Platte Informationen über alle anderen Laufwerke, so dass sich beim Ausfall einer Festplatte, die gespeicherten Daten mit Hilfe aller anderen Platten wiederherstellen lassen. 
Kosten: Einen Raid-Controller bringen die meisten Hauptplatinen schon ab Werk mit. Ihr Mainboard hat keinen Onboard-Controller wie zum Beispiel die meisten Aldi-PCs? Dann lässt sich ein Raid-Controller auch per PCI- oder PCI-Express-Steckkarte ab rund 20 Euro nachrüsten. Hinzu kommen die Kosten für die Festplatten. Für den Raid-5-Modus benötigen Sie mindestens drei - idealerweise baugleiche - Festplatten. Einen Raid-5-Verbund mit zwei Terabyte Bruttokapazität bekommen Sie also bereits für unter 200 Euro. 

Test: Was bringt Raid in der Praxis

Wir haben die Probe aufs Exempel gemacht und messen, wie schnell vier herkömmliche Festplatten im Raid-10 und Raid-5-Modus laufen. Dazu haben wir das aktuell schnellste 3,5-Zoll-Modell Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ  zu einem Raid-Verbund konfiguriert. Dazu müssen Sie im Bios den "SATA-Mode" auf "Raid" stellen. Während des Bootvorgangs meldet sich dann das Raid-Controller-Bios und sagt Ihnen, mit welcher Tastenkombination (häufig Steuerung und C gleichzeitig drücken) Sie ins Konfigurationsmenü wechseln. Dort wählen Sie dann alle Laufwerke aus, die dem Verbund angehören sollen und stellen den gewünschten Raid-Modus ein.  
Die Messgrößen in diesem Praxistest sind die maximalen sequenziellen Lese- und Schreibraten, die bei der VelociRaptor 211 bezeihungsweise 208 MB/s betragen. Dies entspricht 100 Prozent der Einzellaufwerks-Leistung. Dabei liegt die nutzbare Kapazität des Western-Digital-Modells bei 932 Gigabyte.
Die Messgröße für "SSD-Tempo" gibt die derzeit schnelleste Solid State Drive im Test vor: Die Intel SSD 520 Series 240GB packt sequenziell bis zu 488 MB/s beim Lesen respektive 461 MB/s beim Schreiben.   
Raid-10: Die nutzbare Kapazität beträgt in diesem Modus 1864 GB, also exakt die Hälfte des Speicherplatzes, dass die vier Festplatten in der Summe als Einzellaufwerke bereithalten würden. Da auch nur zwei Festplatten für das Tempo zuständig sind, können sich die Transferraten theoretisch maximal verdoppeln. In der Praxis kommt der Raid-10-Verbund allerdings nur auf 348 MB/s beim Lesen, die einem Tempoplus von 67 Prozent entspricht. Etwas besser sieht es beim Schreiben aus. Hier steigt die Datenrate um gut 84 Prozent auf 385 MB/s. Beides sind respektable Geschwindigkeiten, die allerdings noch um gut 100 MB/s unter dem aktuellen SSD-Tempo liegen.
Raid-5: Der nutzbare Speicherplatz erreichnet sich im Raid-5-Verbund aus der Summe der Einzelaufwerke minus einer Festplatte, müsste also in unserem Fall 2796 GB betragen. In Wirklichkeit sind es aber nur 2654 GB, da der Controller für die Paritäts-Informationen doch etwas mehr Kapazität abzwackt. Dafür sind die Leseraten ausgezeichnet. Maximal kommt der Raid-5-Verbund aus vier Velociraptoren auf 560 MB/s. Das entspricht zwar "nur" einem Geschwindigkeitsplus von 169 Prozent gegenüber dem Einzellaufwerk, liegt aber schon 80 MB/s über dem aktuellen SSD-Tempo. Ernüchternd fällt hingegen die Schreibrate aus, die auf 102 MB/s sinkt. 
Der Grund für die Schreibschwäche ist die Arbeitsweise des Raid-5-Verbundes, der zunächst einmal mit der höchsten Datensicherheit arbeitet und Schreibzugriffe nicht im Cache puffert. Damit schließt der Controller Datenverluste bei einem plötzlichen Stromausfall aus. Um das Schreibtempo massive zu beschleunigen, können Sie die Option "write back cache" aktivieren. Bei Hauptplatinen mit Intel-Chipsätzen wie in unserem Fall, geht das recht einfach über die IRST-Software (Intel Rapid Storage Technlogy).
Das Risiko für einen Datenverlust ist dabei zu vernachlässigen: Die Wahrscheinlichkeit für einen Stromausfall ist in Deutschland schon recht gering. Außerdem verlieren Sie nur die Daten, die zum Zeitpunkt des Stromausfalls gerade im Cache liegen.     
Raid-5 mit write-back-cache: Darf der Raid-5-Verbund Schreibzugriffe auch im Festplatten-Cache puffern, explodiert das Schreibtempo sprichwörtlich von 102 auf 488 MB/s. Das entspricht wieder "nur" einem Geschwindigkeitsplus von 131 Prozent gegenüber dem Einzellaufwerk, liegt aber nun ebenfalls über dem aktuellen SSD-Tempo.

Fazit und Empfehlung: Raid 5 mit write back cache

Mit der Raid-Technik lässt sich tatsächlich das Beste aus beiden Welten vereinen: SSD-Tempo mit Terabyte-Speicherplatz! Als kostengünstiger und trotzdem sicherer Modus erweist sich dabei Raid-5, das sich bereits mit drei Laufwerken realisieren lässt. Um möglichst preiswert auf ähnlich hohe Datenraten wie die kostspieligeWestern Digital VelociRaptor (30 Cent pro GB) zu kommen, empfehlen wir Ihnen ein Modell der Seagate-Baureihe Barracuda 7200.14, wie beispielsweise die Seagate ST2000DM001. Das 2000-GB-Laufwerk kommt in der Spitze auf Datenraten von knapp 200 MB/s, und kostet mit einem Gigabyte-Preis von 5 Cent nur ein Sechstel.
 
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