Montando um arranjo RAID 0 com dois SSDs

Se usar uma unidade do tipo SSD (Solid State Disc ou "disco sólido", por não ter partes móveis como os discos mecânicos tradicionais) para a carga do sistema operacional e dos aplicativos já é uma maravilha, imagine então duas delas combinadas operando em conjunto. Será que o PC ficará duplamente mais rápido? Neste artigo mostrarei algumas conclusões interessantes sobre o tema. Uma boa leitura!


Mas afinal de contas, o que é RAID?

O conceito do RAID surgiu em 1987 e é uma sigla para Redundant Array Of Inexpensive Disks, ou arranjo redundante de discos baratos, e consiste em associar dois ou mais discos para que eles operem em paralelo como se fossem uma única unidade. Esta sigla é oriunda do tempo em que os discos rígidos de grande capacidade custavam uma pequena fortuna, desta forma eram associados discos menores e mais baratos para que o arranjo tivesse a mesma capacidade dos discos maiores. Atualmente como o preço de tais dispositivos caiu bastante, o significado da sigla foi alterado para Redundant Array Of Independent Disks, ou arranjo redundante de discos independentes.

Modos RAID

Os modos mais comuns dos arranjos RAID são os seguintes:

  • RAID 0 (stripping): neste modo dois ou mais discos são associados e os dados são divididos entre eles. Cada disco recebe uma parte dos arquivos e este arranjo favorece a performance de leitura e tempo de acesso aos dados em função do procedimento ser feito em paralelo em mais de um disco. Um grande problema deste modo é em relação à confiabilidade dos dados: se um dos discos do arranjo der problema todos os dados são perdidos pois ficarão faltando partes dos arquivos! A capacidade total do arranjo é a soma das capacidades dos discos de menor tamanho.
  • RAID 1 (mirroring): neste modo os discos são associados aos pares, sendo que um deles armazena uma cópia exata e em tempo real dos dados do outro disco, sendo ideal em termos de confiabilidade. A capacidade do arranjo será a mesma do menor disco. 
  • RAID 0+1: este modo é uma combinação dos modos 0 e 1, onde são criados dois arranjos 0 e um deles armazenará um espelho do primeiro arranjo. 
  • RAID 1+0: neste modo dois arranjos 1 são integrados em um arranjo 0. 

Estes são os modos mais comuns e os quais as controladoras domésticas (aquelas integradas nos circuitos de apoio da placa mãe) geralmente suportam. Existem vários outros modos mas que geralmente são apenas oferecidos por controladoras RAID profissionais para servidores.

Hardware x Software

O que talvez muitos não saibam é que o Windows a partir do NT 4.0 e o Linux permitem criar arranjos RAID diretamente a partir do sistema operacional, mesmo que o PC não tenha uma controladora RAID. Este modo é chamado RAID "por software", enquanto que o criado a partir de uma controladora (seja ela avulsa ou integrada na placa mãe) é chamado de RAID "por hardware".

Instalação e configuração

Aqui abordarei a instalação de um arranjo RAID 0 "por hardware" através da controladora RAID presente no chipset Intel Z77 da minha placa mãe. Serão usados dois SSDs idênticos Kingston V300 de 60 GB, que são modelos SATA3. Sempre é importante combinar dois dispositivos idênticos em capacidade e características técnicas (sejam eles SSDs ou discos mecânicos tradicionais), pois apesar do RAID suportar dispositivos diferentes o desempenho do conjunto será limitado pelo disco mais lento. No caso de discos de diferentes capacidades o tamanho do arranjo será baseado no disco de menor capacidade, o que não deixa de ser um desperdício.

No ponto de vista do hardware, basta instalar os dois (ou mais) dispositivos na mesma controladora. Aqui usarei a controladora Intel Z77 da placa mãe Gigabyte Z77X-UP7 que possui duas portas SATA3 de 600 MB/s. Feito isto, acesse o Setup da placa mãe e mude o modo da controladora SATA para RAID.


Salve e saia do Setup. Agora pressione Ctrl+I para acessar o utilitário de configuração do RAID. Estas teclas podem variar conforme o modelo da sua placa mãe e controladora. Selecione a opção Create RAID Volume.


Selecione agora o modo RAID (no meu caso é o 0) e os dispositivos que farão parte do arranjo utilizando a tecla espaço. No meu caso apenas os SSDs farão parte do arranjo.


O utilitário mostra agora um resumo das configurações que serão aplicadas. Para o Strip Size não há um valor ideal, a única observação é que valores menores reduzem o desperdício de espaço nas unidades. Definido o valor selecione o Create Volume.


O utilitário solicita uma confirmação em função de que todos os dados dos discos do arranjo (se houverem) serão excluídos. Pressione Y para prosseguir.


Arranjo criado! Agora podemos partir para a instalação do sistema operacional (no caso do Windows recomendo o 7 ou o 8.1). Pode ser que o Windows não reconheça o arranjo RAID durante a instalação - para resolver isto, com a ajuda de outro equipamento, baixe no site do fabricante da placa mãe o driver RAID preinstall e o copie em um pendrive. Na tela de particionamento do instalador do Windows, clique em Carregar Driver e siga as instruções na tela.


Resultados

O meu sistema consiste basicamente em um Intel Core i7 2600K, placa mãe Gigabyte Z77X-UP7, 16 GB de RAM DDR3-1600, duas placas de vídeo GeForce GTX 760 em SLI e dois SSDs Kingston V300 de 60 GB SATA3. O sistema operacional é o Windows 8.1 Update 1 de 64 bits e a configuração completa pode ser vista aqui. Diferenças de 3% ou menos não são consideradas.


Os testes com esta ferramenta de benchmark de disco mostram um ganho médio de performance de 60% para as operações de leitura e de 67% para as de escrita. O ganho em algumas operações de escrita é de quase 100%!


Já o AS SSD mostra ganhos médios de 72% e 44% em leitura e escrita, respectivamente. Os acessos sequenciais obtiveram ganhos de mais de 100% nos dois cenários.

Mas e no mundo real? Os resultados do PCMark 7 tiveram pouca variação.


Na utilização no dia-a-dia, nota-se certa diferença na agilidade do sistema operacional na sua carga e na abertura dos programas mais "pesados", mas nada de outro mundo principalmente para quem já tem um SSD de boa performance.


Uma nota sobre o TRIM

A grosso modo o TRIM é uma padronização de comandos que permite ao sistema operacional informar à controladora do SSD quais fragmentos de arquivos efetivamente não são mais válidos. De posse desta informação a controladora realoca estes fragmentos internamente reduzindo o ciclo de escritas nos chips de memória do SSD, o que favorece a durabilidade do dispositivo. O sistema operacional deve suportar este recurso, o que no Windows ocorre a partir do 7 e no Linux a partir do kernel 2.6.28-25.

No caso de arranjos RAID feito com SSDs como o demonstrado aqui, nem todas as controladoras possuem suporte ao TRIM para a operação em RAID. No caso das Intel, somente os chipsets a partir do Z77 suportam oficialmente o TRIM no modo RAID. Também deve ser instalado no Windows (7 ou superior) os drivers Intel Rapid Storage Technology (RST) na versão 11.2 ou superiores. Há como habilitar o recurso nos chipsets anteriores tais como o Z68 e o P67 através de procedimentos não oficiais. Tente por sua conta e risco!


Conclusão

Bom, os resultados nos benchmarks sintéticos como o Crystal Disk e o AS SSD são brilhantes. No "mundo real", porém, a diferença é perceptível mas nada que vai lhe deixar de queixo caído - há diferença, mas ela não chega perto da que é apontada pelos benchmarks. De um modo geral, montar um arranjo RAID 0 com dois SSDs vale a pena caso você já possua uma unidade SSD e encontre uma segunda unidade idêntica a um bom preço. Foi este o meu caso: eu tinha um Kingston V300 de 60 GB e encontrei outro em uma promoção a um preço convidativo. E, é claro, certifique-se antes de que a sua controladora suporte os comandos TRIM no modo RAID, fundamental para a durabilidade dos SSDs. E no caso de um arranjo RAID 0, mantenha sempre os backups em dia.

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