RAID(レイド)とは?基礎知識とおすすめのRAIDを紹介

NASや上位モデルの外付けHDD(ハードディスク)の購入する際に「RAID(レイド)」というキーワードを見たことはありませんか?専門的で難しそうだからと敬遠してしまったり、聞いたことはあるけど詳しく理解できていない、バックアップとの違いがよくわからないという方も多いのではないでしょうか。本ページではRAIDの基礎知識、代表的なRAIDモード、おすすめの運用方法、RAID対応商品を一般家庭向け、法人向けそれぞれの視点から詳しく解説していきます。

RAIDとは?

複数のHDDを1つのドライブのように扱う技術。データの『可用性』と『速度』を高める

RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks、レイド)と は、複数のHDD(ハードディスク)をひとつのドライブのように認識・表示させる技術です。万が一HDDが故障してもデータの復旧を可能にする冗長性(耐障害性)の向上や、複数HDDへの分散書き込みによるデータアクセスの高速化など、RAIDモードごとに特長があり、用途に合わせてさまざまな設定が可能です。主にNASなどHDDを複数台搭載するストレージに搭載されている機能で、特にビジネスシーンなど、高い信頼性を必要とするシーンのデータ保存時に利用されています。

NASとHDDって何が違う?

HDD

データを保存する記憶装置そのものを指します。複数のHDDでRAIDを組んで1つのドライブ(記憶領域)のように運用することも可能です。一般的に家電量販店などでよく目にする「外付けHDD」は、USB接続したパソコンなどから簡単にデータを保存できるようにパッケージ化されたものです。USB接続しているため、原則として1台のデバイスからしかアクセスはできません。

NAS

ネットワークへの接続が可能なHDDと捉えるとわかりやすいです。そのため、NASは複数台のデバイスからアクセスが可能です。NASの中にはHDDが搭載されており、最近のモデルでは複数のHDDが搭載されていることが多いです。

一部、SSDを搭載したNASも存在します。

RAIDを利用することのメリット

冗長性の確保

RAID 1による冗長化のイメージ図

NASや外付けHDDは永久にデータを保存することはできません。精密機器である以上、いつか寿命がきて壊れてしまいます。
そのため、万が一中身のHDDが故障しても復旧が可能な体制を整えておくことが重要です。
例えば、RAID 1では、RAIDアレイを構成するそれぞれのHDDに同じデータを複製して保存しています。
RAID 6やRAID 5では、HDD故障から復旧できるパリティー(誤り訂正符号)をRAIDコントローラーが生成して各HDDに書き込むなど、いくつかの方法があります。
冗長性のあるRAID方式を利用している場合、HDD故障時でもデータを喪失せず、故障・復旧中でもデータアクセスが可能です。故障したHDDを交換して、元の冗長化がある状態へも復帰できます。

速度が速い

RAID 0による分散書き込みのイメージ図

スマホの普及に伴い、高画質動画や大量の写真の保存が一般化してきました。また、企業でもデジタルデータを用いた業務が普及してきた昨今、データ量の増大は免れません。
それらの大量のデータを保存するには当然時間がかかりますが、RAIDをうまく活用すれば高速アクセスが可能です。
例えばRAID 5やRAID 6では、パソコンからNASに保存するデータをRAIDコントローラーが自動で分散して、複数台のHDDに一度に書き込みを行います。1台ずつ順番にHDDに書き込みを行うより、保存を高速化できます。

基本的には速度が速くなりますが、大量の小さい容量のデータを書き込む場合(ランダムアクセス)は遅くなる場合もあります。

RAIDを利用することのデメリット

費用面のコスト

RAIDを組んで冗長化するということは、それだけHDDの容量を使ってしまうことにもなります。保存可能容量が減ってしまうため、RAIDを組んでいないNASや外付けHDDと比較すると、費用がかかってしまいます。
ただし、RAIDの中には容量効率の良いモードもあり、安全性と費用のバランスをどこで取るかが重要です。

おすすめのRAIDモード

RAIDには、RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID 4、RAID 5、RAID 6などさまざまなモードがあります。
また、それらを組み合わせたRAID 10、RAID 50、RAID 60、RAID 51、RAID 61などもあります。
その中でも、現在おすすめのRAIDモードを紹介します。

RAID 1

HDDが1台故障しても復旧が可能。安全性とコストのバランスが取れたモード

個人向けにおすすめ

RAID 1

「ミラーリング」とも呼ばれており、保存するデータを複製し、RAIDアレイを構成している複数のHDDに書き込みます。
データを複製して各HDDに同じデータ保存するため、使用可能容量はHDD1本分になりますが、すべてのHDDが同時に故障しない限り復旧が可能です。
また、最低2ドライブから構成が可能なためコストを抑えやすいというメリットもあります。
家庭向けのNASにも搭載されていることが多く、安全性とコストのバランスが取れたモードです。

RAID 6

2台までどのHDDが故障しても復旧可能。HDDの同時故障に強いモード

法人向けにおすすめ

RAID 6

イラストはHDD4台搭載の場合のイメージ。搭載されているHDD-2が実際に保存できる容量のため、仮にHDDが6本搭載されていれば、HDD4本分の保存が可能。

4台以上のHDDが必要なRAIDです。パリティーという復旧用のデータを二重に生成することで、RAIDアレイを構成するHDDのうち、2台までならどのHDDが故障しても復旧が可能です。例えば、1台が故障して復旧中にもう1台が故障してもRAID 6であれば復旧が可能です。
使用可能容量としては、搭載されているHDDのうち2本分の容量が減ります。そのため、ドライブ数をある程度確保できる場合、容量効率をある程度担保したまま冗長性を高められます。ドライブ数を多く搭載した大型のNASを設置できる法人利用におすすめの構成です。

その他の代表的なRAIDモード

利用目的によっては現在でも使用されることのあるRAIDモードを紹介します。

RAID 0

分散書き込みすることで高速性に最も優れたモード
RAID 0

「ストライピング」とも呼ばれており、データを保存する際に複数のHDDに分散して書き込みするため、速度が最も速いです。
ただし、データの冗長性がないため、1台でもHDDが故障すると復旧はできません。
また、アクセス速度を重視するのであればSSDを使用することもできるため、現在ではあまり使われていません。

RAID 5

1台のどのHDDが故障しても復旧可能。安全性・使用可能容量・速度のバランスが取れたモード
RAID 5

イラストはHDD4台搭載の場合のイメージ。搭載されているHDD-1が実際に保存できる容量のため、仮にHDDが6本搭載されていれば、HDD5本分の保存が可能。

3台以上のHDDが必要なRAIDです。パリティーという復旧用のデータを生成することで、RAIDアレイを構成するのHDDのうち、どれか1台のHDDが故障しても、パリティー内の情報から復旧が可能です。
HDD台数が限られる環境では現在も有効ですが、法人利用ではより安全性の高いRAID 6を推奨します。

RAID 10

特定のHDD2台が故障しても復旧可能。高速性を重視しつつ安全性もあるモード
RAID 10

「RAID 1(複製)」と「RAID 0(分散)」を組み合わせたモードです。
保存するデータをコピーした後、分散して複数のHDDに書き込みます。
RAIDアレイを構成するHDDのうち、半分のHDDが故障しても復旧できます。
ただし、2台のHDDに同じデータがコピーされている状態のため、同じデータのHDDが同時に故障すると復旧できません。

代表的なRAIDの比較

RAIDモード 最低構成ドライブ数 許容障害ドライブ数 読み込み速度(※1) 書き込み速度(※1) 保存可能容量
RAIDなし 1 0 基準 基準 構成するHDDの総容量
RAID 1 2 1 速い 遅い 構成するHDD1台分の容量
RAID 6 4 2 速い 速い(※2) (構成するHDDの台数-2)×HDDの容量
RAID 0 2 0 速い 速い 構成するHDDの総容量
RAID 5 3 1 速い 速い(※2) (構成するHDDの台数-1)×HDDの容量
RAID 10 4 1~2 速い 速い 構成するHDDの総容量の半分

※1. 読み込み/書き込み速度は搭載しているHDD数や環境によります。

※2. RAID 5、RAID 6の書き込み速度について、基本的には速度が速くなりますが、大量の小さい容量のデータを書き込む場合(ランダムアクセス)は遅くなる場合もあります。

RAIDとバックアップの違い

ここまで読んでいただいた方の中には、RAIDを組めばバックアップはいらない?と思った方もいるのではないでしょうか。しかし、RAIDとバックアップは目的が異なります。両者を組み合わせることで安全性の高いデータ管理が行えるようになるのです。

RAID

アクセス速度の向上と、運用を止めない高い可用性の実現
RAIDはリビルド中もアクセス可能

RAIDのメリット

RAIDによる冗長性の最大のメリットは、HDDが故障してリビルドしている最中もデータへのアクセスが可能な高い可用性を実現できることです。バックアップの場合は復元作業に丸一日かかることも一般的なので、業務を止めてはならない法人の場合はもちろん、個人でも日常的にPCを利用してる人はRAIDによる可用性の向上は重要です。
また、分散書き込みを行うRAIDモードの場合は、容量単価の安いHDDを利用しながらも、HDDのアクセス速度の遅さというデメリットを軽減できます。

RAIDのデメリット

RAIDのデメリットとしては、新品の状態から使用を続けた場合、RAIDアレイを構成する複数のHDDに同じ負荷をかけ続けるため、HDDが同じようなタイミングで故障するリスクがあることです。さらに、RAIDモードによっては、リビルド中はHDDに高い負荷がかかるため、生き残っているHDDが途中で故障してデータが復旧できなくなるリスクもあります。

バックアップ

HDDの故障に加え、天災やウイルス感染などのNAS本体の故障からも復元できるようにする
バックアップのイメージ図

バックアップとは

バックアップとは、NASまたは外付けHDDなどに保存されているデータを別のストレージに複製(コピー)することです。使用中のNASなどが故障してもバックアップ先のストレージから復元することができます。

バックアップ用NASからの復旧イメージ

バックアップのメリット

RAIDより優れている点は、中身のHDDだけでなくNASまたは外付けHDD自体の故障からもデータ復旧ができる点です。
例えば、NAS本体を机から落として本体ごと壊してしまったときや水没させて中身のHDDがすべて故障してしまったときでもバックアップがあれば復旧が可能です。また、法人利用でないと難しいですが、天災が起きたときに別拠点のストレージにバックアップを保存しておけば、データ消失のリスクを大幅に減らせます。
最近ではランサムウェアなどのウイルス対策としてもバックアップは有効な手段です。
また、常にすべてのHDDに同じ負荷で書き込みを続けるRAIDとは異なり、定期的(例えば一日一回など)にバックアップ機にデータを複製するため、HDDへの負荷が低く、バックアップ機と稼働機が同じタイミングで故障するリスクは低くなります。

バックアップのデメリット

一方で、バックアップ機は常に最新のデータを保持しているわけではないので、復元しても最後のバックアップ以降のデータは戻りません。バックアップの実行間隔を短くすることで復旧できるポイントをこまめに作ることはできますが、世代管理の設定によっては、バックアップデータの保存に必要なストレージ容量が大きくなる場合があります。その点、RAIDは常に最新のデータをRAIDアレイ構築中のHDDで共有しているため、最新のデータに復元することが可能です。

RAID対応商品はこちら

法人向け

NAS

RAID 6を利用できる4ドライブ以上のモデルがおすすめ
TeraStation

外付けHDD

RAID構築が可能な「HD-QHAU3/R5シリーズ」「HD-WHAU3/R1シリーズ」がおすすめ
DriveStation Pro

個人向け

NAS

RAID 1を利用できる2ドライブモデル(LS720シリーズ)がおすすめ
LinkStation

外付けHDD

RAID構築が可能な「HD-QLU3/R5シリーズ」「HD-WLU3/R1シリーズ」がおすすめ
DriveStation

RAID関連の基本用語

RAIDアレイ

RAIDを構成するためのストレージの集合体。
複数のストレージを1つのストレージとして認識させたときの呼び方です。

リビルド

壊れたRAIDシステムを元通りにすることです。
バックアップ先のストレージからデータをコピーする「復元」とは異なり、RAIDアレイを構成しているその他のHDD内の無事なデータやパリティーから故障前のHDDと同じ状態に作り直します。
システムを動かしたまま実行できるRAID特有の概念です。

RAIDコントローラー

このページで紹介しているRAIDそのものを制御している装置やソフトウェアです。
保存するデータのコピー、分散、書き込み、復元、パリティーの作成などを行います。
RAIDコントローラーには以下の2種類があります。
ハードウェアRAID
専用のチップを用いてRAIDを制御します。処理速度が速く動作が安定していますが、コストが高いです。法人向けの中でも、上位モデルのNASに搭載されていることが多いです。
なお、専用チップを搭載していなくても、NAS本体にハイエンドのCPUを搭載しており演算処理が早い場合などは、ソフトウェアRAIDの方が高速な場合もあります。
ソフトウェアRAID
NASやHDDのCPUを使用してRAID制御を行っています。専用のチップを必要としない分、速度は劣りますがコストが抑えられます。主に、個人向けや法人向けの中でもライト~ミドルクラスのNASやHDDに搭載されていることが多いです。

パリティー

HDDが故障した際に復旧できるようにするための計算用データ。「誤り訂正符号」とも呼ばれます。
元データをそのままコピーしているわけではなく、計算用のデータなので使用容量を節約できることがメリット。
主にRAID 5、RAID 6で使用されています。

冗長化

データを複製してHDDの故障時に復旧できる体制を整えていることです。
RAID 1、RAID 10、RAID 5、RAID 6などの一般的に普及しているRAIDではデータを複製して別々のHDDに保存しているため、冗長化できているといえます。
RAID 0はデータの複製を行っていないため、冗長化はできないモードです。

可用性

システムを止めずにいつでも利用できる状態が維持されていることを意味します。
RAIDアレイを構成しているHDDが故障し、復旧作業を行っている最中でもシステムを利用できるRAIDモードは可用性が高いといえます。