RAID 0 vs performances SSD : SSD modernes, PCIe 4.0, PCIe 5.0 et vitesse réelle

Découvrez la confrontation entre les performances du RAID 0 et du SSD avec les interfaces PCIe 4.0 et PCIe 5.0. Cet article analyse les benchmarks de vitesse et les résultats concrets pour vous aider à choisir la meilleure solution de stockage.

Réponse rapide : RAID 0 ou SSD — Lequel est le plus rapide aujourd'hui ?

Verdict direct pour les systèmes modernes :

• Dans le paysage technologique actuel, un seul SSD haute performance est souvent plus rapide et plus fiable que les configurations RAID 0, surtout avec des interfaces avancées comme PCIe 4.0 et PCIe 5.0.

Quand un SSD seul est plus performant que le RAID 0 :

• Les progrès de la technologie SSD, en particulier avec PCIe 5.0, ont permis aux SSD uniques de dépasser les matrices RAID 0 en termes de vitesse de lecture/écriture séquentielle et de latence, ce qui en fait le meilleur choix pour la plupart des applications modernes.

Quand le RAID 0 offre encore des avantages mesurables :

• Le RAID 0 peut encore offrir des avantages en termes de performances dans les cas où il faut des taux de transfert de données et une capacité très élevés, surtout quand on utilise des interfaces plus anciennes ou avec des applications spécifiques optimisées pour l'accès parallèle aux données.

Astuce : qu'est-ce qu'un disque dur RAID?

Pourquoi le RAID 0 était autrefois plus rapide qu'un SSD unique

Comment le RAID 0 améliore le débit

Mécanisme de striping :

• Le RAID 0 utilise un processus appelé striping, qui divise et écrit les données sur plusieurs disques en même temps. Cette approche améliore le débit en permettant des opérations de lecture et d'écriture simultanées sur les disques.

Agrégation séquentielle de la bande passante :

• En additionnant la bande passante de plusieurs disques, le RAID 0 augmente la bande passante totale disponible pour les transferts de données, ce qui améliore vraiment les vitesses de lecture et d'écriture séquentielles. Ça permettait aux configurations RAID 0 de gérer plus efficacement des charges de données plus importantes que les disques simples.

Pourquoi ça comptait à l'époque des disques durs et des premiers SSD

Goulots d'étranglement SATA :

• À l'époque des disques durs et des premiers SSD, l'interface SATA représentait un goulot d'étranglement important. Les configurations RAID 0 pouvaient contourner certaines de ces limitations en répartissant les données sur plusieurs disques, augmentant ainsi le débit au-delà de ce qu'un disque unique pouvait atteindre.

Limites des contrôleurs :

• Les premiers SSD étaient limités par la technologie des contrôleurs, qui restreignait leurs performances. Le RAID 0 a permis de surmonter ces limites en exploitant les capacités combinées de plusieurs disques, ce qui a amélioré l'accès aux données et les taux de transfert pour les applications exigeantes.

Performances du RAID 0 par rapport aux SSD SATA

Comparaison des vitesses séquentielles

Les configurations RAID 0 sont connues pour leur capacité à augmenter les vitesses de lecture et d'écriture séquentielles en utilisant une technique appelée « striping », qui consiste à répartir les données sur plusieurs disques. Cela signifie que le RAID 0 peut atteindre des taux de transfert de données plus élevés qu'un seul disque, car plusieurs têtes de disque fonctionnent simultanément pour lire et écrire les données.

Dans une configuration RAID 0 avec des disques durs traditionnels ou même des SSD plus anciens utilisant l'interface SATA, ça peut entraîner des améliorations notables de la vitesse séquentielle. Cependant, avec l'arrivée de SSD plus avancés, en particulier ceux qui exploitent le protocole NVMe sur PCIe, l'avantage du RAID 0 devient moins évident. Les SSD NVMe modernes offrent des vitesses qui dépassent largement celles des disques SATA, ce qui réduit considérablement le besoin du RAID 0 pour booster les performances dans les tâches séquentielles.

Performances de lecture/écriture aléatoires

En ce qui concerne les tâches de lecture et d'écriture aléatoires, qui impliquent l'accès à des bits de données dispersés dans le stockage, les SSD SATA surpassent clairement les matrices RAID 0 des disques durs traditionnels. En effet, les SSD, qui ne comportent aucune pièce mobile, peuvent accéder à n'importe quel emplacement du disque avec une latence minimale, contrairement aux disques durs qui dépendent de pièces mécaniques mobiles pour localiser les données.

Même quand on utilise le RAID 0 sur des disques durs ou des SSD SATA plus anciens, l'amélioration des performances d'E/S aléatoires est limitée par le temps de réponse inhérent aux composants mécaniques ou par les limites de l'interface des SSD plus anciens. Les SSD modernes offrent des performances d'E/S aléatoires beaucoup plus rapides, ce qui est super important pour des tâches comme l'accès aux bases de données, les fonctions du système d'exploitation et l'exécution d'applications qui impliquent des transactions fréquentes de petites quantités de données.

Charges de travail réelles : système d'exploitation, applications, jeux

Pour les tâches informatiques pratiques impliquant des systèmes d'exploitation, des applications et des jeux, les avantages des SSD par rapport aux configurations RAID 0 sont particulièrement évidents. Les SSD offrent des vitesses d'accès instantanées, ce qui se traduit par des temps de démarrage plus courts pour les systèmes d'exploitation et des temps de chargement plus rapides pour les applications et les jeux.

La latence réduite des SSD garantit que les applications répondent plus rapidement aux entrées de l'utilisateur et aux demandes du système, offrant ainsi une expérience utilisateur plus fluide et plus efficace. Les joueurs, en particulier, bénéficient de temps de chargement réduits et d'un streaming plus rapide des ressources du jeu, ce qui améliore la fluidité du gameplay.

RAID 0 vs SSD PCIe 4.0

Bande passante PCIe 4.0 vs limites du contrôleur RAID

Les SSD PCIe 4.0 offrent une bande passante nettement supérieure à celle des anciennes technologies d'interface. Ces SSD peuvent atteindre des taux de transfert de données impressionnants grâce à leur connexion directe au processeur via le bus PCIe, ce qui permet un transfert rapide des données. En revanche, les limites des contrôleurs RAID, en particulier dans les anciens systèmes, peuvent freiner les gains de vitesse potentiels offerts par le RAID 0, car ces contrôleurs ne sont pas toujours capables de gérer la bande passante agrégée de plusieurs disques aussi efficacement qu'un seul SSD moderne.

Pourquoi un seul SSD PCIe 4.0 l'emporte souvent

Un seul SSD PCIe 4.0 surpasse les configurations RAID 0 dans de nombreux cas grâce à sa bande passante supérieure et à sa latence plus faible. Les SSD PCIe 4.0 modernes ont l'avantage de disposer de contrôleurs et d'une technologie NAND de pointe, offrant des vitesses et une réactivité exceptionnelles pour les charges de travail séquentielles et aléatoires. De plus, la simplicité et la fiabilité d'un seul disque réduisent la complexité et les points de défaillance potentiels par rapport à une matrice RAID 0, où la défaillance d'un seul disque peut entraîner la perte de données sur l'ensemble de la configuration.

Cas limites où le RAID 0 reste performant

• Transferts séquentiels volumineux : dans certaines situations où la charge de travail implique des transferts de données volumineux et contigus, comme le transfert de fichiers vidéo massifs ou de grands ensembles de données, le RAID 0 peut encore offrir des avantages en termes de performances en répartissant les données sur plusieurs disques, augmentant ainsi le débit.
• Disques de travail multimédia : les pros des médias qui bossent avec des vidéos haute résolution ou des fichiers image volumineux utilisent souvent des matrices RAID 0 comme disques de travail. Ces configurations peuvent gérer le débit de données élevé nécessaire pour des tâches comme le rendu vidéo ou le traitement par lots, où la vitesse de traitement des fichiers volumineux est plus importante que la latence ou la vitesse d'accès aléatoire.

RAID 0 vs SSD PCIe 5.0

Débit PCIe 5.0 : réalité vs théorie

Le PCIe 5.0 représente un bond en avant significatif en matière de capacités de transfert de données, doublant théoriquement la bande passante du PCIe 4.0. Cela se traduit par un potentiel maximal d'environ 32 Go/s par voie.

En pratique, les SSD PCIe 5.0 tirent parti de cette bande passante améliorée pour offrir des gains de vitesse substantiels dans les applications du monde réel. Les SSD modernes utilisant PCIe 5.0 peuvent atteindre des débits extraordinaires, souvent de plusieurs gigaoctets par seconde, tant en lecture qu'en écriture séquentielle. Cela les rend idéaux pour les applications informatiques hautes performances, y compris les tâches gourmandes en données telles que l'apprentissage automatique, les simulations à grande échelle et le montage vidéo 8K. La technologie NAND avancée et les conceptions de contrôleurs améliorées inhérentes aux SSD PCIe 5.0 garantissent que ces vitesses théoriques ne sont pas seulement des arguments marketing, mais qu'elles sont réalisables avec des configurations système appropriées.

Pourquoi le RAID 0 bat rarement les SSD PCIe 5.0

Quand on compare les configurations RAID 0 aux SSD PCIe 5.0, plusieurs facteurs contribuent à la performance supérieure de ces derniers. D'abord, l'avantage inhérent des SSD PCIe 5.0 en termes de vitesse minimise le besoin d'agrégation de bande passante fourni par le RAID 0, surtout dans les tâches séquentielles.

Le RAID 0 peut augmenter les vitesses en utilisant plusieurs disques pour partager la charge de données. Cependant, la complexité des configurations RAID 0 s'accompagne d'un risque supplémentaire : si un disque tombe en panne, toutes les données de la matrice sont perdues. Cette vulnérabilité liée à la redondance souligne un inconvénient important dans les scénarios où l'intégrité des données et la disponibilité sont primordiales.

De plus, l'avantage des SSD PCIe 5.0 en termes de latence, grâce à leur connexion directe au processeur et à l'absence de contrôleurs RAID intermédiaires, se traduit par des temps d'accès et de réponse plus rapides. Ces facteurs rendent les SSD PCIe 5.0 particulièrement adaptés au traitement des charges de travail aléatoires et séquentielles avec une efficacité et une fiabilité remarquables, garantissant des performances optimales pour diverses tâches sans la complexité du RAID 0.

Contraintes de la plateforme : voies CPU, chemins du chipset

Les contraintes de la plateforme peuvent avoir un gros impact sur les performances et la faisabilité du RAID 0 par rapport aux SSD PCIe 5.0. Un aspect important, c'est la disponibilité des voies CPU et comment elles sont réparties entre les appareils d'un système.

Les processeurs et les cartes mères modernes prennent en charge de nombreuses voies PCIe, mais celles-ci sont souvent réparties entre divers composants tels que les cartes graphiques, les cartes réseau et les périphériques de stockage. Chaque SSD PCIe 5.0 peut occuper plusieurs voies pour atteindre son plein potentiel de performances. Lorsque plusieurs périphériques se disputent les voies, une configuration RAID 0 peut ne pas exploiter pleinement son potentiel, car elle peut être limitée par les voies et la bande passante disponibles.

De plus, les chemins d'accès au chipset, c'est-à-dire les routes empruntées par les données pour traverser le système, peuvent devenir un goulot d'étranglement. En revanche, les SSD PCIe 5.0 peuvent optimiser l'utilisation des voies et le débit en s'interfaçant directement avec le processeur, contournant souvent certaines des limitations imposées par les chemins d'accès partagés ou indirects inhérents aux configurations RAID.

Pourquoi les benchmarks peuvent être trompeurs Comparaisons entre RAID 0 et SSD

Charges de travail synthétiques vs réelles

Les benchmarks servent souvent à évaluer les performances des solutions de stockage comme les matrices RAID 0 et les SSD. Mais ces tests se basent souvent sur des charges de travail synthétiques qui ne reflètent pas vraiment l'utilisation quotidienne. Les benchmarks synthétiques ont tendance à mesurer le débit maximal et les scénarios optimaux, sans vraiment reproduire la nature variée et imprévisible des tâches réelles. Ces tests peuvent montrer que les solutions RAID 0 ont des performances supérieures grâce à leurs vitesses de lecture/écriture séquentielles élevées, mais ça ne se traduit pas forcément par des avantages concrets pour les cas d'utilisation courants.

Effets de la profondeur de la file d'attente

La profondeur de la file d'attente, c'est-à-dire le nombre d'opérations d'E/S de données que le périphérique de stockage peut traiter à la fois, peut avoir un impact important sur les résultats des tests de performance. Les matrices RAID 0 peuvent être super performantes avec des profondeurs de file d'attente plus élevées, car cette configuration permet de gérer efficacement des flux de données importants. Mais les tâches quotidiennes, comme l'ouverture d'applications et l'informatique occasionnelle, fonctionnent généralement avec des profondeurs de file d'attente plus faibles. Les SSD ont tendance à être plus performants que le RAID 0 dans ces scénarios grâce à leur latence plus faible et à leur gestion supérieure des opérations d'E/S aléatoires. Du coup, la profondeur de file d'attente utilisée dans les tests de performance peut vraiment fausser l'idée qu'on se fait de l'efficacité réelle.

Pourquoi les jeux et les tâches de bureau montrent peu de différence

Pour les jeux et les tâches bureautiques générales, la différence entre le RAID 0 et un SSD haute performance est souvent négligeable. Ces tâches ne nécessitent généralement pas les avantages considérables en termes de débit offerts par le RAID 0, car elles reposent davantage sur des temps d'accès rapides et une gestion efficace de petits fichiers de données dispersés. Les SSD excellent dans ces domaines grâce à leur faible latence et à leur capacité à gérer de manière transparente diverses opérations sur les données. Par conséquent, dans le domaine des jeux et de l'informatique quotidienne, les utilisateurs ne constatent généralement que peu ou pas de différence de performances entre les configurations RAID 0 et SSD, ce qui fait des SSD le choix le plus pratique en raison de leur simplicité et de leur fiabilité.

Fiabilité et risque : le coût caché de la vitesse du RAID 0

Le RAID 0 n'offre aucune redondance

Les configurations RAID 0 sont conçues uniquement pour la performance, en utilisant le striping de disques pour augmenter le débit de données. Cependant, elles n'offrent aucune redondance. Ça veut dire que si un seul disque de la matrice tombe en panne, toutes les données de l'ensemble sont perdues. Ce manque de redondance représente un risque important pour le stockage de données critiques, ce qui rend le RAID 0 inadapté aux scénarios où la sécurité et la fiabilité des données sont primordiales.

La probabilité de panne augmente avec le nombre de disques

La fiabilité d'une configuration RAID 0 diminue à mesure que des disques sont ajoutés à la matrice. En effet, la probabilité de panne augmente avec le nombre de disques ; chaque disque supplémentaire introduit un nouveau point de défaillance potentiel. Par conséquent, le risque de perte totale des données augmente avec chaque disque supplémentaire dans la configuration RAID 0. Ce risque inhérent rend indispensable la mise en place de stratégies de sauvegarde robustes si l'on opte pour le RAID 0 afin de préserver l'intégrité des données.

Pourquoi les pannes de SSD sont plus difficiles à prévoir

Contrairement aux disques durs traditionnels, qui donnent souvent des signes avant-coureurs comme des bruits bizarres ou une augmentation du taux d'erreurs avant de tomber en panne, les SSD peuvent tomber en panne plus brusquement parce qu'ils n'ont pas de pièces mobiles. Même si les SSD offrent généralement une plus grande fiabilité et une durée de vie plus longue que les disques durs, leur défaillance peut être plus imprévisible. Divers facteurs contribuent à la défaillance des SSD, tels que les problèmes de nivellement de l'usure, les surtensions ou les bogues du micrologiciel. Par conséquent, il peut être difficile de prédire quand un SSD va tomber en panne, ce qui rend les sauvegardes régulières indispensables, quelle que soit la solution de stockage utilisée.

Considérations relatives à la récupération de données RAID 0

Pourquoi la RAID Recovery est complexe

• Détection de la taille des bandes : dans une configuration RAID 0, les données sont divisées en blocs et réparties sur plusieurs disques, ce qu'on appelle le striping. Pour récupérer les données, il faut détecter avec précision la taille des bandes utilisée dans la configuration d'origine. Une détection incorrecte peut compliquer la reconstruction des données, car elle affecte directement la manière dont les blocs de données sont réassemblés.
• Reconstruction de l'ordre des disques : l'ordre dans lequel les disques sont configurés dans une matrice RAID 0 est crucial pour la récupération des données. Même une petite erreur dans la recréation de l'ordre des disques peut entraîner des données corrompues ou complètement illisibles. Identifier la bonne séquence est une étape cruciale quand on essaie de récupérer des données à partir d'une matrice RAID 0 défaillante.
• Scénarios de panne partielle de disque : le RAID 0 n'offre pas de redondance, donc même une panne partielle d'un disque dans la matrice peut entraîner une perte de données. Dans ce cas, reconstruire des fichiers complets devient difficile, car les blocs manquants des sections défaillantes peuvent rendre certaines parties des fichiers inutilisables. Ces scénarios nécessitent des techniques de récupération avancées pour tenter de sauver les fichiers.

Récupération logicielle avant réparation matérielle

Avant d'envisager des réparations matérielles, qui peuvent être coûteuses et prendre du temps, on explore généralement les options de récupération par logiciel. Les outils conçus pour la récupération RAID Recovery peuvent reconstruire des matrices virtuelles et essayer d'extraire les données accessibles. Ces solutions logicielles offrent une première tentative de récupération non invasive, qui peut parfois restaurer avec succès les données perdues sans autre manipulation matérielle.

Exemple : DiskInternals RAID Recovery

• Reconstruction virtuelle du RAID : le logiciel DiskInternals RAID Recovery est capable de reconstruire virtuellement des matrices RAID en simulant la configuration RAID d'origine. Ce processus consiste à déterminer la taille correcte des bandes, l'ordre des disques et d'autres paramètres pour permettre une récupération précise des données.
• Prise en charge RAID 0 : le logiciel offre une prise en charge intégrée des matrices RAID 0, ce qui lui permet de gérer les modèles de bandes de données complexes inhérents à cette configuration. En émulant l'environnement RAID, le logiciel peut procéder à la récupération des données tout en respectant la structure logique présentée par RAID 0.
• Récupération au niveau des fichiers à partir de matrices défaillantes : même si certaines parties de la matrice RAID tombent en panne, DiskInternals RAID Recovery peut souvent effectuer une récupération au niveau des fichiers. Le logiciel analyse la configuration RAID simulée, identifie les fichiers intacts et tente de les récupérer individuellement, offrant ainsi une chance de sauver les données critiques des matrices compromises.

Quand le RAID 0 a encore du sens

Workflows multimédias à haut débit

Les configurations RAID 0 restent utiles pour les flux de travail multimédia à haut débit, comme le montage vidéo et le rendu 3D, où d'énormes flux de données nécessitent un accès rapide. La technique de striping du RAID 0 permet d'améliorer considérablement les vitesses de lecture et d'écriture séquentielles, garantissant ainsi un accès rapide et une manipulation aisée des fichiers volumineux. Cette configuration est avantageuse pour les professionnels des médias qui ont besoin d'une interaction rapide avec les données sans les limitations des configurations à disque unique.

Stockage temporaire

Pour le stockage temporaire, où l'accès rapide aux données et les opérations d'écriture rapides sont essentiels, le RAID 0 est une solution pratique. Ces environnements impliquent souvent de gros fichiers intermédiaires qui ne nécessitent pas de stockage permanent. Comme les données sur les disques de travail sont souvent écrasées et ne sont pas destinées à être conservées à long terme, l'absence de redondance dans le RAID 0 est moins préoccupante, et l'accent est principalement mis sur l'obtention de performances supérieures pour gérer efficacement les charges de travail exigeantes.

Environnements contrôlés avec sauvegardes complètes

Dans les environnements contrôlés où des systèmes de sauvegarde complets sont en place, le RAID 0 peut être utilisé pour améliorer les performances sans trop se soucier de la perte de données. Dans ce genre de cas, les gains de vitesse du RAID 0 peuvent être exploités tout en gardant l'esprit tranquille, sachant que les sauvegardes protègent les données critiques. Cette double approche offre un moyen stratégique de tirer parti des avantages du RAID 0 en termes de vitesse tout en atténuant ses risques inhérents grâce à une stratégie de sauvegarde fiable, garantissant l'intégrité et la continuité des données.

Verdict final : RAID 0 vs vitesse SSD

En conclusion, les SSD modernes surpassent généralement les configurations RAID 0 dans la plupart des charges de travail réelles. La technologie avancée des SSD contemporains, notamment une bande passante plus élevée, une latence plus faible et des capacités d'E/S aléatoires supérieures, en fait le choix privilégié pour un large éventail d'applications. Cela inclut tout, des systèmes d'exploitation et des applications générales aux jeux et aux tâches sur les postes de travail personnels, où la vitesse et la fiabilité sont primordiales.

Si le RAID 0 peut offrir des avantages de performance spécifiques dans des scénarios restreints et spécifiques à certaines charges de travail, comme les flux de travail multimédia à haut débit ou le stockage temporaire, la complexité et les risques supplémentaires liés à son manque de redondance l'emportent souvent sur ces avantages. Les avantages de performance limités se restreignent aux situations où l'accès séquentiel aux données est crucial et où une stratégie de sauvegarde robuste atténue le risque de perte de données.

En fin de compte, se fier uniquement à la vitesse ne justifie pas le risque accru de défaillance inhérent aux configurations RAID 0. Pour la plupart des utilisateurs, les SSD offrent une solution plus pratique, plus efficace et plus fiable, mettant l'accent sur l'équilibre entre la vitesse, la facilité de maintenance et l'intégrité des données, sans les inconvénients potentiels liés à l'absence de redondance du RAID 0.