하드디스크의 Uncorrectable Error와 RAID 레벨에 대한 고려

RAID-5는 1개의 디스크를 패리티로 할당하고 RAID-6는 2개의 디스크를 패리티용으로 할당하게 된다.

 

10개 이하의 하드로 사용하는 홈 NAS에서 입장에서는 하드디스크 1개라도 절약할 수 있는 RAID-5가 매력적이다.

 

RAID-5는 1개의 디스크 고장에 대해서 대비할 수 있는 방식이다.

 

한 개의 디스크가 고장 나서 RAID SET이 Degraded 되었을 때 고장 난 디스크를 교체해서 리빌딩하는 24시간 동안에만 추가적인 고장이 없다면 안정적으로 운영할 수 있다.

 

문제는 여기에는 URE(Uncorrectable Error)가 고려되어 있지 않다는 데에 있다.

 

디스크에 기록된 데이터는 영원불멸하지 않으며 가만히 두더라도 자연 방사능 등의 영향으로 인해 비트가 뒤집히는 현상이 발생할 수 있다. 즉, 고장이 아니어도 데이터가 손상될 확률을 URE라고 한다.

 

보통 하드디스크의 스펙시트에는 엔터프라이즈급은 1e-15, 컨슈머급은 1e-14 이하의 URE를 갖는다고 되어 있다.

 

어디까지나 꺽쇠(<)가 붙어있는 이하라는 수치이고 제조사에는 보수적인 값을 제시하기 때문에 실제 URE는 훨씬 적을 가능성이 높다고는 하나 최악의 상황을 가정한다면 제조사의 제공하는 수치를 믿어야 한다.

 

URE가 1e-14라는 의미는 12.5TB당 1bit의 에러가 발생하다.

 

14TB 디스크 5개를 RAID-5로 구성할 경우 1개의 디스크에서 고장이 발생하고 남은 4개의 디스크를 이용해서 리빌딩을 수행하게 된다. 데이터의 총량이 56TB(14TBx4)이므로 이론적으로 4~5bit에 에러가 발생하게 된다.

 

즉, RAID-5에 어레이에 저장되어 있는 데이터의 극히 일부는 복구할 수 없는 없게 되는 것이다. 특히나 에러가 발생한 부분이 레이드 셋이나 파일시스템의 중요한 메타데이터일 경우에는 리빌딩에 실패하거나 파일 시스템이 깨질 수도 있는 최악의 사태가 발생할 수 있다.

 

반면에 RAID-6에서는 패리티를 제공해주는 여분의 디스크가 하나 더 남아 있기 때문에 URE에 대한 대처가 가능해지게 된다.

 

 

위의 표는 RAID-5와 RAID-6에 대하여 URE와 DRIVE COUNT에 따른 리빌딩 실패확률을 계산해 본 것이다.

 

URE가 커질수록 실패확률이 높아지고 DRIVE COUNT가 커질수록 역시 리빌딩 실패 확률이 커진다.

 

URE가 1E-14일 때 RAID-5의 데이터 손실 확률이 급증하므로 20TB이상의 레이드 어레이에서는 RAID-5보다는 RAID-6를 사용하는 것이 적합하다.