RAID 0／1／5／6／SHR の違いを徹底解説｜性能・書き込みペナルティ・リビルドリスクまで

RAIDはNASやサーバーにおける基本技術ですが、「速度」「冗長性」「効率」の3点だけで語ると実際の運用を誤解しがちです。
ここでは I/O性能の特徴・書き込みペナルティ・リビルド時のリスク まで踏み込んで比較します。

RAID 0（ストライピング）

特徴

• 読み書き性能が最大化（理論的にはディスク台数に比例）
• 冗長性ゼロ、1台の故障で全損

I/O性能

• 読み込み：ディスク台数に比例して高速化
• 書き込み：同様に台数に比例して高速化
• メタデータ処理のオーバーヘッドなし

書き込みペナルティ

• なし（単純に分散書き込み）

リビルドリスク

• 1台故障で復旧不能 → リビルドという概念自体が存在しない

RAID 1（ミラーリング）

特徴

• 同じデータを複製 → 高い冗長性
• 容量効率は50%

I/O性能

• 読み込み：複数ディスクから並列読み出し → 負荷分散で高速化する場合あり
• 書き込み：必ず両ディスクへ書き込み → 単体HDDと同等

書き込みペナルティ

• 2倍の書き込み負荷（同一データを複製）

リビルドリスク

• 故障時は 正常ディスクをコピー して復旧
• 容量が大きいとリビルドに時間（数時間～数十時間）がかかり、その間I/O遅延や2台目故障リスクが増す

RAID 5（ストライピング＋パリティ1）

特徴

• 最低3台必要
• パリティ情報を各ディスクに分散
• 容量効率＝(N-1)/N

I/O性能

• 読み込み：ストライピングにより並列読み出し → RAID 0に近い性能
• 書き込み：書き込み時に「読み込み＋パリティ計算＋書き込み」が発生
  • 小さなランダム書き込みは特に遅い

書き込みペナルティ

• 4 I/Oペナルティ
  • 例：1ブロック書き換え
    1. 元データ読み出し
    2. 元パリティ読み出し
    3. 新データ書き込み
    4. 新パリティ書き込み

リビルドリスク

• 1台故障 → 残りディスクとパリティから復元
• 大容量HDD時代ではリビルドに数十時間以上かかる
• リビルド中に別ディスクに不良セクタが発生すると「Unrecoverable Read Error (URE)」で全損するリスク

RAID 6（ストライピング＋パリティ2）

特徴

• 最低4台必要
• 2台同時故障に耐えられる
• 容量効率＝(N-2)/N

I/O性能

• 読み込み：RAID 5同様に高速
• 書き込み：RAID 5よりさらに重い（2つのパリティ計算が必要）

書き込みペナルティ

• 6 I/Oペナルティ
  • データ更新時に データ＋2つのパリティ を更新する必要あり

リビルドリスク

• 2台まで同時故障に耐えられるため、RAID 5よりは安全
• ただしリビルド時間は長く、負荷も大きい
• エンタープライズ用途では「RAID 6が最低ライン」とされる

SHR（Synology Hybrid RAID）

特徴

• Synology独自のRAID管理層
• 異容量ディスクを組み合わせ可能
• 内部的には RAID 1／5／6 相当の仕組みを柔軟に構築

I/O性能

• ベースはRAID 5/6と同等（SHR-1はRAID 5相当、SHR-2はRAID 6相当）
• 小規模環境では実測でRAIDと大差なし

書き込みペナルティ

• RAID 5/6と同じ（4 I/Oまたは6 I/Oペナルティ）

リビルドリスク

• 異容量を組み合わせても効率よくリビルド可能
• 大容量ドライブを1本だけ交換した場合でも、RAIDより柔軟に容量を拡張できる

RAID方式ごとの技術比較まとめ

まとめ

• I/O性能だけを追求 → RAID 0（ただし業務用途では非推奨）
• シンプルな冗長性 → RAID 1
• コスト効率と冗長性のバランス → RAID 5（ただし大容量HDD時代ではリスク増大）
• 業務用途の標準 → RAID 6（最低ラインとして採用推奨）
• Synologyユーザーの最適解 → SHR（特に家庭・SOHO用途）

また、RAIDはバックアップではない という点を忘れてはいけません。
リビルド中のリスクやヒューマンエラーを考慮すると、外部バックアップは必須です。

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