新しいファイルシステムでWindowsのパフォーマンスを向上させる方法

Windows PCを強化したいですか？独立ドライブの冗長アレイ（RAID）とMicrosoftのResilient File System（ReFS）の2つのテクノロジを使用して、ソフトウェアのパフォーマンスとストレージの信頼性を高めることができます。唯一の要件は、少なくとも2台のスペアドライブです。

ReFSが老朽化したNTFSと同等のパフォーマンスを発揮するかどうか疑問に思っていますか？この記事では、Microsoftの新しいファイルシステムのパフォーマンスをRAID1、RAID0、およびシングルディスクのパフォーマンスと比較します。そして、RAID1-ReFSの考えられる使用法について説明します。

RAID入門

Windowsストレージスペースを使用すると、RAIDボリュームの作成が非常に簡単になります。 。ユーザーはストレージスペースを入力するだけです 検索バーに移動します プログラムを起動します。

ストレージスペースを起動した後、設定の変更を選択する必要があります ボタン。

次に、ストレージプールを作成します。 [ストレージの作成]を選択 。次に、アレイに追加する2台のスペアドライブを選択します。ボリュームからドライブを追加または削除すると、ディスク上のすべてのデータが破壊されることに注意することが重要です。 、注意してください。

次に、ストレージプールを作成するための構成可能なオプションが表示されます。注意が必要な2つの部分は次のとおりです。（1）復元力の種類 および（2）ファイルシステム 。ドライブが2つある復元タイプは、双方向ミラーのいずれかに制限されます。 （RAID1）およびシンプル （RAID0）。パーティションタイプには、NTFSとReFSが含まれます。 [シンプル]を選択した場合、ReFSは2つ以上のドライブ用に設計されているため、唯一のオプションはNTFSです。

RAIDボリュームを作成し、ドライブ文字を割り当てた後、パーティションはハードディスクと同じように機能します。ユーザーは、ネットワークを介してドライブを共有したり、ファイルをドライブに移動したり、キャッシュデータを書き込むようにビデオまたは写真編集ソフトウェアを構成したりできます。最後の容量では、RAIDはAdobePremiereやPhotoshopなどの多くの商用アプリケーションのパフォーマンスを向上させることができます。示されているように、さまざまな種類のソフトウェアRAIDが存在し、それぞれに長所と短所があります。

Windowsオペレーティングシステム（OS）には、RAID1、RAID0、およびRAID5の3つの主要なタイプのコンシューマーRAIDが存在します（他にも多くのRAIDバリエーションがあります）。さらに、RAIDをフォーマットする一般的な方法はNTFSとResilient File System（ReFS）の2つです。 ReFSはWindows8.1に登場し、進化を続けながら、信頼性とパフォーマンスを提供します。

WindowsRAIDタイプ

• RAID0 ：RAID0は技術的には誤った名称です。 2台のドライブを使用しますが、配置については冗長ではありません。各ドライブは、アセンブリにインストールされているデータの半分を保持します。 RAID0は、冗長性を提供するのではなく、純粋なパフォーマンスを提供します。 RAID0はReFSでフォーマットできないため、NTFSでほとんど動かなくなります。
• RAID1 ：RAID1、つまりミラーリングには、2台のドライブが必要です。その欠点は、1台のドライブのストレージ容量しか提供しないことです。データは両方のドライブに均等にコピーされるため、ディスクの1つに何かが起こった場合に冗長性が提供されます。 RAID1はディスクの読み取りも高速化します。これにより、プログラムの起動とキャッシュからの読み取りが高速化されます。
• RAID5 ：この記事ではRAID5については説明しません。少なくとも3台のドライブが必要ですが、RAID1よりも多くの使用可能なストレージ容量を提供します。

Windowsファイルシステムの種類

Windows 10の2つの重要なファイルシステム（ファイルシステムとは何ですか？）は、復元力のあるファイルシステム（ReFS）と古くからある「新しい」テクノロジファイルシステム（NTFS）です。 NTFSはWindowsの標準ファイルシステムですが、2つ以上の（同一または非常に類似した）スペアハードドライブがある場合は、ReFSの使用を検討してください。 ReFSはビット腐敗を低減し、ストレージシステムのフォーマットに最適です。また、NTFSフォーマットのRAID1パーティションと同様のパフォーマンスが得られます。 ReFSは比較的新しく、バグに悩まされる可能性がありますが、私の経験は素晴らしいものでした。

RAIDベンチマーク

ドライブのパフォーマンスは、Windowsのさまざまなコンピューティングタスクに影響を与える可能性があります。特に、インターネットを閲覧すると、ブラウザのキャッシュに対してデータの読み取りと書き込みが行われることがよくあります。キャッシュが低速のディスクにある場合、ブラウザは高速のソリッドステートドライブ（SSDとは何ですか？）にある場合よりもスッキリと感じないため、ハードドライブのベンチマークを行います。

どの種類のアレイとファイルシステムが最速かを判断するために、SATAドックを備えたテストマシンを組み立て、2つの成形用OCZOnyxSSDを接続しました。 RAID1（NTFS）、RAID1（ReFS）、RAID0、および単一のNTFSフォーマットのドライブの4つのRAID構成をベンチマークしました。 AS-SSDの結果を検証するための二次的な手段として、すべての合成ベンチマークにAS-SSDを使用し、CrystalDiskMarkと比較しました。最後に、7-ZipとHandbrake（Handbrakeでは5回使用）を使用して、いくつかの「実際の」テストを実行しました。 AndroidStudioをコンパイラとして使用したテストは完全に失敗しました。

ランダム読み取りとランダム書き込み（4KB）

RAIDアレイは、短いキューの深さをうまく処理しません（ほとんどのユーザーが必要とします）。したがって、ブラウジングやオフィスの生産性のためにRAIDを使用しないことをお勧めします。単一のドライブを使用して他のディスク構成よりもランダムに読み取ることには、最大9％の利点があります。

書き込み速度については、RAID0が競合他社を支配しています。競合他社よりもほぼ50％高速です。 RAID1と単一のドライブの両方が単にすべてのドライブ間でデータを均等にコピーするのに対し、RAID0は両方のドライブ間で書き込みを分割することを考えると、これは理にかなっています。

シーケンシャル読み取りとシーケンシャル書き込み（4KB）

シーケンシャル読み取り速度は、通常、ディスクコピーアクティビティを示します。ファイルを移動するときはいつでも、パフォーマンスの向上はファイルの転送の高速化につながるはずです。 RAID1は、単一ディスクおよびRAID0よりもシーケンシャルディスク読み取りを大幅に改善します。理論的には、RAID0はシーケンシャルディスク読み取りも改善するはずですが、何らかの理由で、合成ベンチマークはこの仮定を裏付けませんでした。

シーケンシャルな読み取りと書き込みは、ファイルのコピーを象徴しています。予想どおり、RAID1-ReFSは、コピーされたデータに対してチェックサムを実行するため、パフォーマンスが最も低くなります。ただし、パフォーマンスへの影響はそれほど重要ではありません。逆に、RAID0は、単一のドライブおよびRAID1-NTFSよりもわずかに高速ですが、期待をはるかに下回ります。

ランダム読み取りとランダム書き込み（4KB、64キューの深さ）

深いキューの深さを使用するベンチマークは、ランダムな読み取りと書き込みと組み合わせて、サーバーのパフォーマンスやその他の商用アプリケーションを予測する必要があります。理論的には、RAID0は、4種類のディスク配置の中で最速のディスクパフォ​​ーマンスを提供するはずです（そして実際に提供します）。しかし、RAID1は読み取り速度の点で非常に近いです データの冗長性を提供します。 RAID1がReFSでフォーマットされている場合、NTFSと比較して読み取り速度の低下はほとんどありません。

ディープキューでの書き込みパフォーマンスでは、RAID0が支配的です。また、RAID1-NTFSとRAID1-ReFSはどちらも、アレイの保守に関連するオーバーヘッドのため、パフォーマンスの低下はわずかです。

実世界のパフォーマンス

実際のパフォーマンスに関しては、結果はそれほど興味深いものではありません。 Handbrakeエンコーディングと7-Zip（解凍）の両方で、RAID0のパフォーマンスは約2〜3％の利点がありました。写真の大きな300MBフォルダーを圧縮する場合、すべてのアレイのパフォーマンスは単一のドライブよりも悪く、単一のドライブとRAID1-ReFSの差は7％でした。

残念ながら、私はいくつかのデータを捨てなければなりませんでした。たとえば、ソースコードからコンパイルすると、RAID1-ReFSが有利になり、パフォーマンスが大幅に向上しました。その違いは非常に大きかったので、私の方法論には深刻な欠陥があると私は比較的確信しています。 RAID1は単一ドライブのほぼ2倍の速度で動作し、RAID0は単一ドライブに比べて約20％のパフォーマンス向上をもたらしました。確認のためにテストを再実行する必要があるため、グラフは含めていません。ビルド環境またはテスト方法に問題がある可能性があります。

WindowsでのRAIDの可能なアプリケーション

ベンチマークに基づくと、RAIDに適したアプリケーションは次のとおりです。

• 写真およびビデオ編集用のキャッシュ/スクラッチドライブ。
• データの冗長性とビット腐敗防止機能を備えたネットワークストレージドライブを作成します。
• ソフトウェアストレージドライブ。

キャッシュ/スクラッチドライブ ：IntelのRapid Storage Technology（RST）ドライバーを使用すると、ユーザーは別のドライブをキャッシュドライブとして指定できます。この容量では、ドライブに対して多くの読み取りと書き込みが行われます。 RAID0アレイは、紙の上で最大の利点を提供します。実際のベンチマークでは、単一のSSDでパフォーマンスが最大に向上する可能性があることが示されています。

ネットワークストレージドライブ ：ReFSの明らかな用途は、ストレージドライブとしてです。そのデータ整合性プロパティと大きな読み取り速度バフを組み合わせることで、高速ネットワークを介したメディアのストリーミングに最適です（5GHzが必要な理由）。

ソフトウェアストレージドライブ ：この配置では、ユーザーはRAID1パーティションにソフトウェアをインストールするだけです。読み取り速度の利点、データの冗長性、およびビット腐敗防止のため、ReFSでフォーマットされたRAID1は、NTFSでフォーマットされたRAID1よりも大幅にアップグレードされています。 RAID1-NTFSに比べてパフォーマンスはわずかに低下しますが、データの整合性が向上することで、その欠点が大幅に相殺されます。また、本番環境では、データ整合性のバフは価値があるかもしれません。

RAID1-ReFSは本当に良いです

ReFSでフォーマットされたRAIDアレイでは、NTFSに比べてパフォーマンスがわずかに低下するだけです。これは、明らかにトレードオフの価値があります。他のRAID構成（RAID5など）をテストするために必要なディスクの数はありませんが、RAID1の結果は有望です。 ReFSは少なくとも他の種類のアレイでも同様に機能すると思います。

私の意見：実稼働環境に対応しているとは宣伝されていませんが、私の経験では、ReFSはストレージシステムおよびソフトウェアストレージドライブとして最適に使用されています。また、中途半端なキャッシュドライブになる可能性もあります。

ReFSを使用しようとしましたか？結果はどうでしたか？