Types de stockage AHCI vs RAID – Différences et comparaison

L’évolution des technologies de stockage a été rapide et assez innovante au cours de la dernière décennie. Le vénérable disque dur en rotation a été lentement mais sûrement remplacé par le disque SSD beaucoup plus rapide et efficace. Les SSD ont presque pris d’assaut l’industrie du matériel informatique au cours des dernières années en raison de leurs excellentes performances et de la baisse du coût d’entrée. Le prix des composants tels que la mémoire flash NAND n’a cessé de baisser et a maintenant atteint un niveau record. Par conséquent, de nombreux fabricants de SSD proposent des disques SSD beaucoup plus abordables à des prix compétitifs. Cela a conduit à une augmentation massive des ventes de disques SSD par rapport aux disques durs traditionnels.

Le SSD Samsung 970 Evo NVMe est un choix populaire pour ceux qui recherchent des performances élevées. – Crédits image : Samsung

Avec l’essor des disques SSD, les disques durs sont progressivement retirés du marché en raison de leur vitesse plus lente et de leurs problèmes de fiabilité. Cependant, il existe encore des domaines où les disques durs sont pratiquement irremplaçables. Si vous voulez beaucoup de stockage pour votre ordinateur et que vous ne voulez pas payer des prix exorbitants pour un SSD haute capacité, alors un disque dur sera certainement le périphérique de stockage que vous voulez. Ils font également toujours partie intégrante de nombreuses applications de serveur et de centre de données, il est donc prudent de supposer que les disques durs ont encore un peu de vie devant eux.

Superposition de disques

De nombreux progrès ont également été réalisés pour améliorer la vitesse des disques durs. Les fabricants ont conçu et publié des disques durs à semi-conducteurs ou SSHD qui étaient essentiellement la combinaison d’un disque dur standard avec un minuscule SSD agissant comme un cache. Les SSHD n’ont jamais vraiment décollé en raison de leurs performances relativement médiocres et de leur valeur inférieure, mais l’idée de combiner un SSD avec un disque dur est restée. Des années plus tard, Intel et AMD ont sorti des techniques connues sous le nom d’Intel Optane et d’AMD StoreMI qui ont le même objectif. Ces méthodes permettent l’utilisation d’un SSD plus petit et plus rapide comme cache pour un disque dur plus grand et plus lent, accélérant ainsi la vitesse du lecteur mécanique.

Dans cette procédure, les utilisateurs peuvent « superposer » différents disques de stockage les uns aux autres et définir un ordre de priorité pour eux, ce qui peut permettre au système de savoir quels disques doivent contenir les programmes et fichiers fréquemment consultés. Cependant, combiner un SSD avec un disque dur soulève également une question différente. De nombreux utilisateurs sont troublés par le choix entre les configurations AHCI et RAID pour leurs périphériques de stockage. Avant de choisir la configuration optimale pour votre installation, nous devons comprendre ce que sont réellement AHCI et RAID.

Présentation de l’AHCI

AHCI signifie Advanced Host Controller Interface défini par Intel. Ce mode est utilisé dans des systèmes relativement récents, car AHCI est une technologie plus récente qui possède de nombreuses fonctions natives de l’interface standard Serial ATA. Des fonctions telles que NCQ et le remplacement à chaud font partie d’AHCI, qui améliorent la compatibilité et les performances des appareils. La spécification AHCI fait référence à l’interface au niveau du registre pour un contrôleur hôte de Serial ATA ou SATA.

La spécification AHCI est la mieux adaptée aux concepteurs de logiciels et aux concepteurs de matériel informatique. Le mode AHCI fournit une méthode standard pour programmer les adaptateurs AHCI/SATA destinés aux concepteurs de composants matériels et aux constructeurs de systèmes, etc. Les versions plus récentes de Windows telles que Windows 10 nécessitent l’activation du mode AHCI avant l’installation du système si vous souhaitez installer le système d’exploitation sur un SSD. Si vous ne parvenez pas à activer AHCI dans cette configuration, l’ordinateur ne démarrera pas avec une erreur BSOD. AHCI est essentiellement un mode de fonctionnement qui permet l’utilisation de fonctionnalités plus avancées inhérentes au protocole SATA.

Présentation du RAID

Comme nous l’avons noté dans notre brève exploration des matrices RAID, RAID est l’abréviation de Redundant Array of Independent Disks et il s’agit d’une technologie de virtualisation du stockage de données. RAID peut virtualiser plusieurs disques durs indépendants en une ou plusieurs matrices, appelées matrices RAID. Cela se traduit par de grandes améliorations dans des facteurs tels que la vitesse et la fiabilité, en fonction de la configuration de la configuration. RAID fournit une redondance dans plusieurs environnements de périphériques et accélère les périphériques de la matrice qui sont généralement des disques durs plus anciens.

Un contrôleur RAID typique – Image : PCMag

Tout comme AHCI, RAID prend également en charge les contrôleurs SATA et de nombreux produits RAID permettent à l’utilisateur d’activer AHCI lors de l’installation. Le RAID est une technologie plus ancienne que AHCI et SATA, cependant, et il a fondamentalement le même ensemble de fonctionnalités que celui d’AHCI si elles sont comparées dans des applications à disque unique. Le RAID brille vraiment lorsque vous vous lancez dans des configurations multidisques qui peuvent utiliser ses fonctionnalités les plus avancées, car AHCI est incapable de fonctionner dans cette configuration. Le RAID peut également devenir assez cher assez rapidement si vous commencez à ajouter plusieurs disques à la matrice.

Le RAID est traditionnellement utilisé dans les applications où les données sont stockées sur plusieurs disques. Des zones telles que les serveurs et les centres de données ont un besoin absolument crucial de RAID afin que les quantités massives de données sensibles puissent être protégées en cas de panne matérielle. En plus de ces applications, RAID devient également de plus en plus populaire dans les applications domestiques et professionnelles. Les consommateurs se tournent désormais vers le RAID pour augmenter les performances ou fournir une redondance en cas de perte de disque. Ce type de RAID est couramment mis en place dans des applications telles que les serveurs NAS domestiques et autres.

Niveaux RAID

Il existe de nombreux niveaux de RAID couramment utilisés dans les espaces consommateurs et prosommateurs. Ces niveaux (également appelés matrices RAID) ont chacun leurs avantages et leurs inconvénients. C’est à l’utilisateur d’identifier celui qui correspond le plus à ses besoins. Il est également important de noter que les configurations RAID logicielles et matérielles prennent en charge différents niveaux de RAID et peuvent également dicter les types de disques pris en charge dans la configuration RAID : SATA, SAS ou SSD.

RAID 0

Ce niveau RAID est utilisé pour augmenter les performances d’un serveur. Avec cette configuration, les données sont écrites sur plusieurs disques. Il est également connu sous le nom de « striping de disque ». Quel que soit le travail que vous effectuez sur ce serveur, il est géré par plusieurs lecteurs, ce qui augmente les performances en raison d’un nombre plus élevé d’opérations d’E/S. Outre la vitesse, un autre avantage est que le RAID 0 peut être configuré à la fois sous forme logicielle et matérielle, et la plupart des contrôleurs le prennent également en charge. Le plus gros inconvénient de cette configuration est la tolérance aux pannes. Si un lecteur tombe en panne, toutes les données de tous les disques agrégés disparaissent. La sauvegarde est essentielle si vous envisagez d’opérer dans cette configuration.

RAID 0 ou l’entrelacement de disque expliqué – Image: NetworkEncyclopediaRAID 1

Cette configuration est également connue sous le nom de « Disk mirroring » et le plus gros point fort de RAID 1 est la tolérance aux pannes. Les disques de cette matrice RAID sont des répliques exactes les uns des autres, créant ainsi un plus grand filet de sécurité en cas de défaillance d’un disque dans la matrice. Les données sont copiées de manière transparente d’un lecteur à un autre et c’est le moyen le plus simple de créer un miroir de disque à un coût relativement faible.

Le plus gros inconvénient du RAID 1 est le frein aux performances. En raison du fait que les données sont écrites sur plusieurs disques au lieu d’un, les performances d’une matrice RAID 1 sont plus lentes que celles d’un seul disque. Le deuxième inconvénient est que la capacité totale utilisable d’une matrice RAID est la moitié de la somme des capacités des disques. Par exemple, une configuration avec 2 disques de 1 To chacun aura une capacité RAID totale de 1 To au lieu de 2 To. C’est évidemment pour des raisons de redondance.

RAID 1 ou mise en miroir de disque expliquée – Image : EnterpriseStorageForumRAID 5

Il s’agit de la configuration la plus courante pour les périphériques NAS d’entreprise et les serveurs d’entreprise. Cette matrice est une amélioration par rapport à RAID 1 car elle atténue une partie des pertes de performances inhérentes à la mise en miroir des disques et offre également une bonne tolérance aux pannes. Ces deux éléments sont très importants dans les applications de stockage de données professionnelles. En RAID 5, les données et la parité sont réparties sur 3 disques ou plus. S’il y a une indication d’un défaut dans un lecteur, les données sont transférées de manière transparente vers le bloc de parité. Un autre avantage de cette application RAID est qu’elle permet à de nombreux disques de serveur d’être « remplaçables à chaud », ce qui signifie que les disques peuvent être échangés dans la matrice pendant que le système est opérationnel.

L’inconvénient majeur de cette baie est la performance d’écriture dans les gros serveurs. Cela peut être préoccupant si de nombreux utilisateurs accèdent à une certaine baie et y écrivent simultanément dans le cadre de la charge de travail quotidienne.

RAID 5 expliqué – Image: AOMEI DiskPartRAID 6

Cette matrice RAID est presque identique à RAID 5 avec une seule différence clé. Il dispose d’un système de parité plus puissant, ce qui signifie que jusqu’à 2 disques peuvent tomber en panne avant que les données ne soient affectées. Cela en fait un choix très attrayant pour les centres de données et autres applications d’entreprise.

RAID10

RAID 10 est une combinaison de RAID 1 et RAID 0 (donc 1+0). Il s’agit d’une combinaison RAID hybride qui essaie de combiner les meilleures parties des matrices RAID 1 et RAID 0. Il combine l’entrelacement de RAID 1 avec la mise en miroir de RAID 2 dans le but d’augmenter les vitesses et d’offrir une meilleure tolérance aux pannes. Cela le rend idéal pour les serveurs qui effectuent de nombreuses opérations d’écriture. Il peut également être mis en œuvre dans un logiciel ou un matériel, mais la mise en œuvre matérielle est généralement une meilleure voie à choisir.

L’inconvénient flagrant d’une matrice RAID 10 est son coût. Un minimum de 4 disques est requis pour cette baie, avec des centres de données plus grands et des applications d’entreprise devant dépenser au moins 2 fois plus en disques comme ils le feraient pour d’autres baies.

RAID 10 (1+0) expliqué – Image : EnterpriseStorageForum

En plus de ces niveaux RAID majeurs, il existe également plusieurs autres niveaux RAID. Ce sont des combinaisons des tableaux principaux et sont utilisées à des fins spécifiques. RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 7 et RAID 0+1 sont inclus dans cette catégorie.

AHCI contre RAID

Les différentes fonctionnalités d’AHCI et de RAID ont un impact significatif sur les performances de vos appareils tels que vos périphériques de stockage, la mémoire et même la carte mère. AHCI est une interface de programmation relativement moderne qui convient principalement aux disques SATA. Si vous utilisez un disque dur ou un SSD utilisant le protocole SATA, vous pouvez configurer le mode AHCI pour tirer pleinement parti de l’interface SATA. Cela activera des fonctionnalités telles que NCQ et Hot Swapping qui ne sont pas disponibles dans d’autres modes. AHCI a peu d’impact sur l’optimisation des performances des disques SATA, mais il a un impact relativement plus notable sur les disques durs.

Le RAID est largement utilisé pour les disques durs et les baies hybrides à des fins de protection des données. Il permet aux disques durs et SSD de continuer à fonctionner normalement même après la perte de données des appareils. Le RAID peut également être utilisé dans une matrice SSD, mais son coût est généralement prohibitif et n’offre pas beaucoup d’avantages en termes de performances. Par conséquent, le RAID est généralement limité aux matrices de disques durs qui ont plusieurs disques durs optimisés pour la vitesse et/ou la redondance.

En résumé, vous devez choisir entre AHCI et RAID en fonction de la configuration de votre disque. Si vous utilisez un disque dur SATA ou un SSD SATA dans une configuration à un seul lecteur, AHCI peut être plus approprié que RAID. Si vous utilisez plusieurs disques durs, le RAID est un meilleur choix. Le RAID est également recommandé pour les baies qui utilisent une combinaison de SSD et de disques durs dans une seule baie. Les deux modes ont leurs avantages et sont plus optimisés pour différents scénarios, il ne s’agit donc pas de « ce qui est le mieux » mais plutôt « ce qui est le plus adapté à mon cas d’utilisation » et cela dépend de la configuration de vos disques de stockage.

Derniers mots

La superposition de différents périphériques de stockage est devenue plus facile que jamais avec des technologies telles que RAID étant accessibles à tous les consommateurs tout en étant faciles à configurer. AHCI a toujours sa place dans le monde du stockage en raison de ses optimisations pour le protocole SATA, mais son utilisation est limitée aux ordinateurs modernes à lecteur unique. Pour toute configuration à plusieurs disques, l’option RAID est une solution bien meilleure et plus optimisée pour obtenir les meilleures performances et la meilleure fiabilité de ces disques.

Si vous ne souhaitez pas configurer une matrice RAID pour vos disques multiples mais que vous souhaitez tout de même accélérer vos disques mécaniques plus lents, vous pouvez également vous tourner vers les technologies Intel Optane et AMD StoreMI. Ces deux technologies ont apporté des améliorations fantastiques au cours des dernières années en termes de performances et de stabilité, et sont enfin des alternatives fiables aux méthodes RAID traditionnelles. En fin de compte, votre préférence pour les solutions AHCI, RAID ou même logicielles comme StoreMI dépend de la configuration de vos disques et de vos préférences. Il n’y a tout simplement pas de bonne solution pour tout le monde.

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