二重障害にも強いRAID 6とは？特徴とメリット・デメリット

はじめに：デジタル時代におけるデータ保護の重要性

現代社会は、ビジネスにおいても個人の生活においても、デジタルデータに深く依存しています。企業の設計図、顧客リスト、財務データ、個人の大切な写真や動画、研究者の論文に至るまで、あらゆる情報がデジタル形式で保存され、活用されています。これらのデータは、現代社会にとってかけがえのない「資産」であり、その価値は計り知れません。

しかし、これらの貴重なデジタルデータは、物理的なストレージデバイス、主にハードディスクドライブ（HDD）やソリッドステートドライブ（SSD）に保存されています。精密機器であるこれらのデバイスは、残念ながら経年劣化、物理的な衝撃、製造上の欠陥、またはその他の予期せぬ原因によって、いつかは故障するリスクを常に抱えています。たった1台のストレージデバイスが故障するだけで、そこに保存されていたデータが全て失われてしまう可能性があります。

もし、企業の基幹システムでデータ消失が発生したらどうなるでしょうか。業務の停止、顧客からの信頼失墜、法的責任の発生、そしてデータ復旧にかかる莫大なコストと時間など、その影響は計り知れません。個人の場合でも、二度と手に入れることのできない思い出を失うことは、計り知れない悲しみにつながります。

こうしたデータ消失のリスクから資産を守るために開発された技術の一つが、「RAID（Redundant Array of Independent Disks または Redundant Array of Inexpensive Disks）」です。RAIDは、複数のストレージデバイスを組み合わせて一つの論理的なドライブとして扱うことで、性能向上や耐障害性の向上を実現する技術です。

RAIDには様々なレベルがあり、それぞれ異なる特性を持っています。例えば、RAID 0はデータを分割して複数のディスクに分散書き込み（ストライピング）することで高速化を実現しますが、耐障害性は皆無です。RAID 1は同じデータを複数のディスクに二重書き込み（ミラーリング）することで高い耐障害性を得ますが、利用できる容量は半分になります。RAID 5はデータと誤り訂正符号である「パリティ」をディスク全体に分散書き込みすることで、容量効率と耐障害性のバランスを取っていますが、1台のディスク故障にしか耐えられません。

近年、HDDやSSDの大容量化が急速に進んでいます。ディスク1台あたりの容量が大きくなるにつれて、RAID構成でディスクが故障した際に、新しいディスクにデータを復旧する「リビルド」にかかる時間が長大化するという問題が深刻化してきました。RAID 5では、リビルド中に別のディスクが故障するとデータが失われてしまうという弱点があり、リビルド時間が長くなるほど、この「リビルド中の二重故障」のリスクが高まることになります。また、ディスク容量が大きいほど、リビルド時にディスク全体を読み出す際に発生する可能性がある「Unerasable Read Error (URE)」（読み出し不能なセクタ）に遭遇する確率も高まります。

こうした背景から、RAID 5を超えるさらなる高い耐障害性が求められるようになり、登場したのが「RAID 6」です。RAID 6は、なんと2台のディスクが同時に故障してもデータが消失しないという、非常に堅牢なデータ保護能力を備えています。

本記事では、このRAID 6に焦点を当て、その仕組み、特徴、メリット、デメリット、そしてどのようなシステムや用途に最適なのかを、詳細かつ網羅的に解説していきます。RAID 6の導入を検討されている方、あるいはデータ保護技術について深く理解したいと考えている方にとって、本記事がその一助となれば幸いです。

第1章：RAID 6とは？基本的な概念と位置づけ

まず、RAID 6がどのようなものなのか、その基本的な概念と、他の一般的なRAIDレベルの中でどのような位置づけにあるのかを見ていきましょう。

1.1 RAID 5の課題とRAID 6への流れ

前述の通り、RAID 5はデータとパリティをディスク全体に分散配置することで、容量効率と耐障害性のバランスに優れたRAIDレベルとして広く普及しました。3台以上のディスクで構成でき、N本のディスクで構成した場合の利用可能容量は (N-1)本の容量に相当します。1台のディスク故障が発生しても、残りのディスク上のデータとパリティ情報から失われたデータを復元できるため、単一ディスクの故障によるデータ消失を防ぐことができます。

しかし、RAID 5には以下の点が課題として認識されていました。

リビルド中の耐障害性: RAID 5は1台の故障には強いですが、故障したディスクを交換してリビルドを行っている最中に、構成内の別のディスクが故障すると、データは完全に失われます。リビルド中は全てのディスクに対して高負荷な読み出し処理が行われるため、他のディスクの健康状態が悪い場合、このタイミングで故障が発生するリスクは高まります。
大容量化に伴うリビルド時間の長期化: 近年、HDDの容量はテラバイト単位、さらにはペタバイト単位にまで増大しています。RAID 5のリビルドでは、故障したディスクの容量全体に相当するデータを残りのディスクから読み出し、パリティ計算を行って復元する必要があります。ディスク容量が大きくなるほど、この処理にかかる時間は数時間から数日、あるいはそれ以上に及ぶことも珍しくありません。リビルド時間が長くなればなるほど、「リビルド中に別のディスクが故障する」リスクに晒される時間も長くなります。
大容量化に伴うURE（読み出し不能エラー）リスクの増加: 大容量HDDでは、ディスク全体を読み出す際に、一時的または恒久的に読み出しができなくなるセクタ（URE）に遭遇する確率が物理的に高まります。RAID 5は1台目の故障に対する復元時にUREが発生しても、パリティ情報を使ってそのセクタのデータを補うことができますが、リビルド中に別のディスクでUREが発生したり、完全に故障したりすると、復旧できなくなります。

これらの課題、特に「リビルド中の2台目故障リスク」は、システムの大規模化・大容量化が進むにつれて無視できないレベルになってきました。そこで、RAID 5の耐障害性をさらに強化し、こうしたリスクに対応するために開発されたのがRAID 6です。

1.2 RAID 6の基本概念：二重パリティ

RAID 6は、RAID 5のデータ保護メカニズムを拡張し、2種類のパリティ情報を持つことで、同時に2台のディスク故障に耐える能力を実現しました。この2種類のパリティは「二重パリティ（Dual Parity）」と呼ばれます。

RAID 6を構成するためには、最低4台のディスクが必要です。例えばN本のディスクで構成する場合、データ保存のためにN-2本の容量を利用し、残り2本分の容量を2種類のパリティ情報のために使用します。利用可能容量は、(N-2)本のディスク容量に相当します。

RAID 6では、データブロックに加えて、PパリティとQパリティと呼ばれる2種類の異なるパリティブロックを生成し、データブロックと共にディスク全体に分散して書き込みます。

Pパリティ: これはRAID 5と同じように、対象となるデータブロックのXOR演算によって生成されるパリティ情報です。
Qパリティ: これはPパリティとは異なる、より複雑な計算によって生成されるパリティ情報です。一般的には、リード・ソロモン符号（Reed-Solomon codes）と呼ばれる強力な誤り訂正符号の原理が応用されます。ガロア体（有限体）上の演算を用いて、データブロックに重み付けをした上で計算されることが多いです。

この2種類の異なるパリティ情報があることで、仮に2台のディスクが故障して2つのデータブロック（またはデータブロックとパリティブロック）が失われたとしても、残りのディスク上のデータと2種類のパリティ情報を用いて、失われた2つの情報（データブロック）を復元することが可能になります。これは、未知数2つに対して、線形独立な2つの方程式があれば解を求められる、という数学的な原理に基づいています。

1.3 他のRAIDレベルとの比較におけるRAID 6の位置づけ

RAID 6は、耐障害性と容量効率のバランスにおいて、他の主要なRAIDレベルと比較して独自の位置を占めています。

RAID 0 (Striping): 高速だが耐障害性なし。
RAID 1 (Mirroring): 1台故障に強いが容量効率50%。
RAID 5 (Parity): 1台故障に強い、容量効率(N-1)/N。リビルド中弱い。
RAID 10 (1+0 – Mirroring + Striping): 高速、複数台故障に耐える可能性あり（故障ディスクの組み合わせによる）、容量効率50%。
RAID 6 (Dual Parity): 2台故障に確実に耐える、容量効率(N-2)/N。

耐障害性という観点では、RAID 6はRAID 5を明確に凌駕し、RAID 10に匹敵するか、特定の故障シナリオにおいてはそれ以上の信頼性を提供します。容量効率では、RAID 1やRAID 10より優れており、RAID 5よりはわずかに劣ります（ディスク1本分の追加のパリティ領域が必要なため）。

特に、HDDの大容量化が進み、RAID 5のリビルド中のリスクが現実的になるにつれて、RAID 6の「二重障害耐性」という特徴は非常に大きな意味を持つようになりました。そのため、データ消失が許されない、重要度の高い大容量ストレージシステムにおいて、RAID 6は有力な選択肢として広く採用されています。

第2章：RAID 6の仕組み：二重パリティの詳細

RAID 6の核となる「二重パリティ」がどのように機能し、どのようにして2台のディスク故障からデータを復元するのかを、もう少し詳しく見ていきましょう。

2.1 パリティ計算の基本（XOR）とRAID 5の復元

RAID 5やRAID 6のPパリティの生成には、XOR（排他的論理和）演算が使われます。XOR演算は、ビット単位で行われ、同じビット同士は0、異なるビット同士は1となります。重要な性質として、A XOR A = 0、A XOR B = C ならば A XOR C = B、B XOR C = A となります。

RAID 5では、複数のデータブロック（例えば、データA、データB、データC）に対してXOR演算を行い、パリティPを生成します。
P = A XOR B XOR C

もしデータBが失われた場合、残りのデータA, CとパリティPを使って、失われたデータBを復元できます。
A XOR C XOR P = A XOR C XOR (A XOR B XOR C)
= (A XOR A) XOR (C XOR C) XOR B
= 0 XOR 0 XOR B
= B
このように、RAID 5は1つの未知数（失われたデータブロック）を、既知の情報（残りのデータブロックとパリティ）を用いて特定・復元できます。

2.2 RAID 6のPパリティとQパリティの生成

RAID 6では、このPパリティに加えて、もう一つのQパリティを生成します。

Pパリティ: 対象となるデータブロック全てをXOR演算した結果です。これはRAID 5のパリティと同じ役割を果たします。
例: P = D1 XOR D2 XOR D3 XOR ... XOR Dn
Qパリティ: これは単純なXOR演算だけではなく、より高度な数学的演算によって生成されます。最も一般的なのは、ガロア体（Galois Field、GF）上の演算、特にGF(2^8)上の演算を用いたリード・ソロモン符号です。
イメージとしては、各データブロックに異なる「重み」をかけてからXOR演算を行うようなものです。
例: Q = (g^0 * D1) XOR (g^1 * D2) XOR (g^2 * D3) XOR ... XOR (g^(n-1) * Dn)
ここで g はガロア体GF(2^8)上の原始元と呼ばれる特別な値で、g^i はガロア体上の乗算による重み付けを表します。ガロア体上の乗算は通常の整数乗算とは異なり、特定の既約多項式を法とする剰余演算などによって定義されます。

重要なのは、PパリティとQパリティが互いに独立した異なる情報を持っているということです。Pパリティはデータブロックの単純な合計（XOR）ですが、Qパリティはデータブロックの位置や値に依存した、より複雑な計算結果です。この「独立した2つの情報源」があることが、2台のディスク故障に対応できる鍵となります。

2.3 データとパリティの配置

RAID 6では、データブロック（Dn）、Pパリティ（Pn）、Qパリティ（Qn）を、RAIDグループを構成する全てのディスクに分散して書き込みます。RAID 5と同様、パリティブロックが特定のディスクに集中しないように配置パターンが工夫されています。これにより、特定のディスクへのアクセス負荷集中を防ぎ、並列アクセスによる性能向上を図ります。

例として、4台構成のRAID 6でのデータ配置パターンを見てみましょう（一般的な配置パターンの一つです）。

ストライプ	Disk 0	Disk 1	Disk 2	Disk 3
1	Data A	Data B	P1	Q1
2	Data C	P2	Q2	Data D
3	P3	Q3	Data E	Data F
4	Q4	Data G	Data H	P4
5	Data I	Data J	P5	Q5
…	…	…	…	…

この例では、各ストライプにおいて、データブロックとPパリティ、Qパリティが異なるディスクに配置されています。また、ストライプが進むにつれて、PパリティとQパリティの配置されるディスクが循環しています。

2.4 ディスク故障時の復旧プロセス

RAID 6の最も重要な機能である、ディスク故障時のデータ復旧プロセスを具体的に見てみましょう。

2.4.1 1台故障時の復旧

RAID 6は1台のディスク故障に容易に対応できます。例えば、上記の例でDisk 0が故障し、ストライプ1のData Aが失われたとします。

失われた情報はData Aだけです。残っている情報（Data B, P1, Q1）のうち、P1の情報だけでData Aを復元できます。
P1 = Data A XOR Data B
この式を変形すると、Data A = P1 XOR Data B となります。残りのディスク上のData BとP1の値を読み出し、XOR演算を行うことで、失われたData Aを計算できます。

新しいディスクに交換後、計算によって復元されたData Aを新しいディスクの適切な位置に書き込むことでリビルドが完了します。1台故障時の復旧は、RAID 5と同じロジックで行われ、Qパリティは必要ありません（ただし、Qパリティの情報を使って復旧することも理論上は可能です）。

2.4.2 2台同時故障時の復旧

RAID 6の真価は、2台のディスクが同時に故障した場合に発揮されます。例えば、上記の例でDisk 0とDisk 1が同時に故障し、ストライプ1のData AとData Bが失われたとします。

失われた情報はData AとData Bの2つです。残っている情報は、Disk 2上のP1とDisk 3上のQ1です。

ここで、P1とQ1の計算式を思い出しましょう（簡略化のためガロア体の乗算を * で表記）。
1. P1 = Data A XOR Data B
2. Q1 = (g^0 * Data A) XOR (g^1 * Data B)

失われたData AとData Bは未知数、残っているP1とQ1は既知の値です。私たちは、この2つの未知数を含む2つの独立した方程式を持っています。

この連立方程式を解くことで、失われたData AとData Bの値を特定できます。具体的には、ガロア体上の演算を用いて、一方の式をもう一方の式に代入したり、式同士を組み合わせたりすることで、未知数を一つずつ特定していきます。例えば、1つ目の式から Data B = Data A XOR P1 と変形し、これを2つ目の式に代入すると、Data Aだけを含む方程式が得られ、Data Aの値を計算できます。Data Aの値が分かれば、最初の式を使ってData Bの値も計算できます。

新しいディスク2台に交換後、この計算によって復元されたData AとData Bを新しいディスクの適切な位置に書き込むことでリビルドが完了します。このプロセスは、1台故障時のリビルドよりも計算負荷が高く、複雑になります。

2.5 なぜ2台まで？ 3台以上の故障は？

RAID 6が2台のディスク故障に耐えられるのは、2種類のパリティ情報（PとQ）があるためです。これらの独立した2つの情報は、失われた2つのデータブロック（またはデータブロックとパリティブロック）に関する情報を含んでおり、それらを使って失われた値を数学的に特定できるからです。

もし3台以上のディスクが同時に故障した場合、失われるデータブロックやパリティブロックは3つ以上になります。この場合、利用できるパリティ情報はPとQの2種類だけですから、失われた3つ以上の未知数に対して、独立した方程式は2つしかありません。未知数の数より方程式の数が少ないため、失われた個々の値を特定することはできません。

したがって、RAID 6構成において、3台以上のディスクが同時に、または復旧が完了する前に連続して故障した場合、構成は破綻し、データは失われます。RAID 6の耐障害性は、あくまで「同時に故障するディスクが2台まで」という条件に基づいています。

第3章：RAID 6のメリット

RAID 6が提供する主要なメリットは以下の通りです。

3.1 圧倒的な耐障害性（二重障害対応）

RAID 6の最大の、そして最も重要なメリットは、その高い耐障害性、特に同時に2台のディスクが故障してもデータが消失しないという点です。この能力は、従来のRAIDレベルが抱えていた課題を克服する上で非常に有効です。

リビルド中の故障に対する強さ: RAID 5の最大の弱点であった、1台故障時のリビルド中に別のディスクが故障するというシナリオに対して、RAID 6は完全に耐えることができます。最初の故障ディスクとリビルド中に発生した2台目の故障ディスク、合わせて2台の故障までならデータは無事です。これは、リビルドに時間がかかる大容量ストレージ環境において、データ保護の信頼性を劇的に向上させます。
連鎖故障への対応: 同じ製造ロットや使用期間のディスクは、似たようなタイミングで故障しやすい傾向があります（通称「バスタブ曲線」の寿命末期や、初期不良率の高い初期段階）。もし1台のディスクが故障した後に、短期間で別のディスクが故障するという連鎖故障が発生した場合でも、RAID 6なら2台まで耐えることができます。
大容量化によるUREリスクへの対応: 大容量HDDのリビルド中に遭遇する可能性のあるUREは、RAID 5ではリビルド中の別の故障と組み合わさるとデータ消失につながります。RAID 6は、最初のディスク故障に加えて、リビルド中に発生したもう一台の故障（これにはUREやその他のエラーも含まれる可能性がある）にも対応できるため、大容量環境での信頼性を高めます。
偶発的な複数ディスク障害への備え: 落雷、瞬間的な停電と復旧時の電圧変動、空調故障による過熱など、予期せぬ物理的な要因によって複数のディスクが同時に、またはほぼ同時に損傷する可能性もゼロではありません。RAID 6は、このような稀ではあるが壊滅的なシナリオに対しても、ある程度の耐性を提供します。

この二重障害対応能力は、データ消失がビジネスの存続に直結するようなミッションクリティカルなシステムや、長期的に大量のデータを安全に保管する必要があるアーカイブ、バックアップ用途において、RAID 6を選択する最も強力な理由となります。

3.2 容量効率の良さ（特に多ディスク構成時）

RAID 6は、パリティのために合計ディスク本数のうち2本分の容量を消費します。N本のディスクで構成した場合の利用可能容量は、「ディスク1本あたりの容量 × (N – 2)」となります。

ディスク本数が少ない場合（4本構成）は、利用可能容量がディスク2本分となり、容量効率は50%とRAID 1やRAID 10と同じです。しかし、ディスク本数が増えるにつれて、容量効率は急速に向上します。

4本構成: (4-2)/4 = 50%
6本構成: (6-2)/6 = 約66.7%
8本構成: (8-2)/8 = 75%
10本構成: (10-2)/10 = 80%
16本構成: (16-2)/16 = 約87.5%

大規模なストレージシステムでは、RAID 6はRAID 10（容量効率50%固定）と比較して、同等の耐障害性（多くの場合）を持ちながら、はるかに多くの実効容量を提供できます。これは、大量のデータを保管する必要がある環境において、ストレージコストを抑える上で大きなメリットとなります。RAID 5と比較すると容量効率はわずかに劣りますが、耐障害性の向上という明確なメリットとのトレードオフとして許容される場合が多いです。

3.3 読み込み性能の向上

RAID 6は、データブロックが複数のディスクに分散して書き込まれるため、読み込みリクエストに対して複数のディスクが並列にアクセスし、データを同時に読み出すことができます。これにより、シングルディスクやRAID 1と比較して、読み込み性能が向上します。特に、大きなファイルをシーケンシャルに読み出す場合や、複数のユーザーやアプリケーションが同時に異なるデータにアクセスするようなワークロードにおいて、その効果を発揮します。ディスク本数が増えるほど、並列読み込みの恩恵を受けやすくなります。

ただし、読み込み性能はRAID 0やRAID 10ほどは高速にならないことが一般的です。これは、パリティブロックも読み出しの対象となる場合や、RAIDコントローラーの内部処理によるオーバーヘッドが存在するためです。しかし、多くの一般的なファイルアクセスやアーカイブ参照などの用途においては、十分な読み込み性能を提供できます。

3.4 ホットスペアの柔軟性（推奨）

RAID 6は2台故障まで耐えられるため、理論的には、1台故障した状態で新しいディスクを手配・交換するまでの間に、もう1台が故障しても問題ありません。これは、1台故障した時点で即座にリビルドを開始しないと危険なRAID 5と比較して、運用上の猶予が生まれるという側面があります。

しかし、これはあくまで「2台まで」という条件です。もし3台目が故障した場合はデータが失われます。また、リビルドには時間がかかり、その間も構成内のディスクには負荷がかかります。したがって、より迅速なリビルド開始と、万が一のリスクをさらに低減するためには、RAID 6構成においてもホットスペアディスクを用意しておくことが強く推奨されます。ホットスペアがあれば、ディスク故障発生後、管理者が手動で対応する前に、システムが自動的にリビルドを開始できるため、危険な状態に晒される時間を最小限に抑えることができます。

第4章：RAID 6のデメリット

多くのメリットを持つRAID 6ですが、その高度なデータ保護機能はいくつかのトレードオフの上に成り立っています。導入を検討する際には、これらのデメリットも十分に理解しておく必要があります。

4.1 深刻な書き込み性能の低下

RAID 6の最大のデメリットは、書き込み性能が比較的遅いことです。特に小さなデータをランダムな位置に書き込む「ランダム書き込み」性能において、この傾向は顕著です。

書き込み性能が低下する理由は、RAID 6の複雑な書き込み処理にあります。データブロックを書き換える際には、以下の処理が必要です（「Read-Modify-Write」方式の場合）。

該当する元のデータブロックを読み出す: 書き換えたいデータブロックがある場所から、元のデータを読み出します。
該当する元のPパリティブロックを読み出す: 該当するストライプのPパリティブロックを読み出します。
該当する元のQパリティブロックを読み出す: 該当するストライプのQパリティブロックを読み出します。
新しいPパリティブロックを計算する: 新しいデータブロック、元のデータブロック、元のPパリティブロックを用いて、新しいPパリティを計算します。計算式は 新しいP = 元のP XOR 元のデータ XOR 新しいデータ となります（XOR演算）。
新しいQパリティブロックを計算する: 新しいデータブロック、元のデータブロック、元のQパリティブロックを用いて、新しいQパリティを計算します。この計算は、ガロア体上の演算を含むため、Pパリティの計算よりも複雑です。
新しいデータブロックを書き込む: 新しいデータを元のデータブロックがあった位置に書き込みます。
新しいPパリティブロックを書き込む: 計算した新しいPパリティを元のPパリティがあった位置に書き込みます。
新しいQパリティブロックを書き込む: 計算した新しいQパリティを元のQパリティがあった位置に書き込みます。

1つのデータブロックを書き換えるために、ディスクへのアクセスが合計で8回（読み出し3回、書き込み3回、コントローラー内部でのRead-Modify-Writeに関連する追加のアクセスなども含むとさらに増える可能性）発生することになります。これはRAID 5の4回のディスクアクセス、RAID 10の2回のディスクアクセスと比較して大幅に多いです。

特にランダム書き込みでは、これらの読み出しと書き込みがディスク上の離れた位置に対して行われるため、ディスクヘッドのシークタイム（目的のデータがある場所までヘッドを移動させる時間）が大きく影響し、性能が著しく低下します。RAID 6は、パリティ計算のために高い計算能力を要求するため、RAIDコントローラーの性能も書き込み性能に大きく影響します。高性能なハードウェアRAIDコントローラーを使用することでこの影響を緩和できますが、根本的な書き込み処理の複雑さからくるオーバーヘッドは避けられません。

このため、頻繁なランダム書き込みが主体のワークロード（例：データベースのトランザクションログ）には、RAID 6は不向きです。

4.2 コストが高くなる傾向

RAID 6は、RAID 5と比較していくつかの要因でコストが高くなる傾向があります。

最低必要ディスク本数: RAID 5の最低3本に対し、RAID 6は最低4本が必要です。これは、同じ容量を実現しようとした場合に、より多くのディスクが必要になる可能性があることを意味します。
高性能なRAIDコントローラーが必要: RAID 6のパリティ計算、特にQパリティのガロア体上の演算は、RAID 5のXOR演算よりも計算負荷が高いです。書き込み性能の低下を最小限に抑え、実用的な性能を得るためには、高速なCPUや専用の演算チップ（ASIC）を搭載した高性能なハードウェアRAIDコントローラーが必要になります。このような高性能コントローラーは、安価なコントローラーやソフトウェアRAIDと比較して高価になります。
消費電力と設置スペース: ディスク本数がRAID 5より増える場合、当然ながら消費電力が増加し、サーバーラック内の設置スペースもより多く必要になる可能性があります。

4.3 仕組みの複雑さ

RAID 6のパリティ計算やリビルドプロセスは、RAID 5と比較して複雑です。特にQパリティの生成に使用されるガロア体上の演算などは、専門的な知識を要します。この複雑さは、以下のような影響を与える可能性があります。

構築・管理の難易度: RAID 6の設定やトラブルシューティングは、RAID 5よりも複雑になる場合があります。管理ツールや監視システムも、RAID 6のステータス（例えば、1台故障中なのか、2台故障中なのか）を正確に表示・通知できる必要があります。
リビルド処理の負荷と時間: ディスク故障発生時のリビルド処理は、RAID 5よりも計算負荷が高く、完了までに時間がかかる傾向があります。特に、大容量ディスクを使用している場合や、同時に2台のディスクが故障した場合のリビルドは、システム全体に大きな負荷をかけ、長時間かかる可能性があります。リビルド中はストレージの性能が低下することが予想され、特にRAID 6ではその影響が大きくなる可能性もあります。

4.4 リカバリ不能時のデータ復旧の困難性

RAID 6は2台故障まで耐えられますが、もし3台以上のディスクが故障するなどしてRAID構成が破綻した場合、データ復旧は非常に困難になります。残されたディスクから断片的なデータをサルベージできる可能性はありますが、RAID 6の複雑なパリティ構造を持つため、専門のデータ復旧業者に依頼しても復旧が難しいケースや、高額な費用がかかるケースが多いです。この点は、RAID 6を導入する際にも、適切なバックアップ戦略が不可欠であることを再確認させるものです。

第5章：RAID 6の活用シーンと適した用途

RAID 6のメリットとデメリットを踏まえると、RAID 6がどのようなシステムや用途に最適なのかを明確にすることができます。

5.1 RAID 6が適している用途

RAID 6の最大の強みである二重障害耐性、そして容量効率の良さは、特に以下のような用途で有効です。

大規模なアーカイブストレージ: アクセス頻度は高くないが、長期間にわたって大量のデータを安全に保管する必要がある場合。特に、一度書き込まれた後はほとんど変更されない、動画、画像、ドキュメント、ログファイルなどの非構造化データを格納する用途に適しています。読み込みアクセスが主体のワークロードであるため、RAID 6の書き込み性能のデメリットが目立ちにくいです。また、ディスク本数が多い構成になることが多いため、容量効率の良さが大きなメリットとなります。
バックアップストレージ: 重要なデータを定期的にバックアップする際の保存先として。バックアップデータは、通常、書き込まれた後は読み出しや削除が行われるだけで、書き換えはほとんど発生しません。そのため、RAID 6の書き込み性能のデメリットが問題になりにくいです。そして何より、バックアップデータは、システム障害やデータ消失が発生した際に最後に頼るべき最も重要なデータです。二重障害に耐えられるRAID 6の高い信頼性は、バックアップデータの安全性を保証する上で非常に価値があります。
ニアラインストレージ: アクセス頻度は高くない（オンラインストレージほどではない）が、必要な時には比較的迅速にアクセスできる必要があり、かつ大容量と高い信頼性が求められる用途。例えば、過去のプロジェクトデータ、古いメールアーカイブ、法規制遵守のための記録などが該当します。
ファイルサーバー: 大量のファイルを格納し、主にユーザーによるファイルの読み込みアクセスが多いファイルサーバー。ユーザーのホームディレクトリ、部門共有フォルダ、ドキュメントリポジトリなど。書き込みも発生しますが、多くの一般的なファイルサーバーのワークロードでは、ランダム書き込みよりもシーケンシャル書き込みや読み込みが主となるため、RAID 6が十分な性能を提供できる場合があります。
重要度の高いミッションクリティカルなシステムの二次ストレージ: 事業継続計画（BCP）や災害復旧（DR）の目的で、本番システムのデータを複製・保管する二次ストレージとして。本番システムのプライマリストレージにはRAID 10のような高速なRAIDレベルを使用し、レプリケーション先としてRAID 6を使用することで、コストと信頼性のバランスを取る構成が考えられます。

5.2 RAID 6が不向きな用途

RAID 6の書き込み性能のデメリットが顕著に影響するため、以下のような用途には不向きな場合があります。

高いランダム書き込み性能が極めて重要視されるシステム: データベースのプライマリストレージ（特にトランザクションログ、インデックス領域など）、高性能な仮想化基盤のデータストアで、複数の仮想マシンが頻繁にディスクI/Oを行うような環境。このようなワークロードでは、RAID 6の書き込みペナルティがシステム全体のボトルネックとなり、性能が著しく低下する可能性があります。高い書き込み性能が求められる場合は、RAID 10や、SSDベースのストレージ、あるいは階層化ストレージなどが適しています。
最低ディスク本数未満での構成: RAID 6は最低4本のディスクが必要です。3本以下のディスクで構成する場合は、RAID 1やRAID 5が選択肢となります。
コストを極端に抑えたい場合: 最低4本のディスクが必要であり、実用的な性能を得るためには高性能なRAIDコントローラーが必要になる場合もあるため、初期投資を極力抑えたい場合には、RAID 1やRAID 5の方が適している場合があります。

第6章：RAID 6構築時の注意点

RAID 6をシステムに導入する際には、そのメリットを最大限に活かし、デメリットを最小限に抑えるために、いくつかの重要な注意点があります。

6.1 RAIDコントローラーの選定

RAID 6の性能と信頼性は、使用するRAIDコントローラーに大きく依存します。特に書き込み性能は、コントローラーのパリティ計算能力とキャッシュ性能に影響されます。

コントローラー選定の主なポイント：

ハードウェアRAIDコントローラー: パリティ計算はCPU負荷が高いため、通常は専用の演算チップ（ASICなど）を搭載したハードウェアRAIDコントローラーを選択します。ソフトウェアRAIDでもRAID 6は可能ですが、サーバーのCPUリソースを消費し、性能や安定性がハードウェアコントローラーに劣る場合があります。
パリティ計算性能: 高性能なコントローラーは、RAID 6の複雑なパリティ計算を高速に処理できるため、書き込み性能の低下を緩和できます。
キャッシュメモリ: 大容量のライトバックキャッシュを搭載しているコントローラーは、書き込み処理を一時的にキャッシュに溜め込み、まとめてディスクに書き込むことで性能を向上させます。停電時にもキャッシュ内のデータ消失を防ぐためのバッテリーバックアップ（BBWC）またはフラッシュバックアップ（FBWC）機能があるか確認します。
インターフェースとスループット: ディスクとの接続インターフェース（SATA, SAS, NVMeなど）や、サーバー側の接続インターフェース（PCIeの世代やレーン数）が、期待する性能や搭載するディスクの本数、種類に見合っているか確認します。
信頼性と管理機能: 信頼性の高いメーカーの製品を選択し、ファームウェアが最新であるか確認します。RAID構成の監視、アラート通知（メール、SNMPなど）、ログ確認などが容易に行える管理ツールが提供されているかどうかも運用上重要です。

6.2 ディスクの選定

RAID構成を組むディスクの選定は、RAIDシステムの信頼性と性能に直接影響します。

用途に応じたディスクの種類: 大容量のアーカイブやバックアップであれば、コスト効率の良いニアラインHDDが一般的です。より高い性能や信頼性が求められる場合は、エンタープライズ向けHDDやSSDを検討します。
容量と回転数: システムの要件に応じて適切な容量と回転数（HDDの場合）を選択します。ディスク容量が大きいほど、RAID 6のリビルド時間は長くなる傾向がある点を考慮します。
信頼性指標: MTBF（平均故障間隔）やAFR（年間故障率）などの信頼性指標を参考に、信頼性の高いディスクを選択します。特に、RAID環境での使用を想定したエラーリカバリ制御機能（TLER: Time-Limited Error Recovery, ERC: Error Recovery Control など）を持つエンタープライズ向けやニアライン向けのHDDを選ぶことで、RAIDコントローラーがディスクのエラー回復処理に長時間拘束されるのを防ぎ、RAID構成からのディスク切り離し（kick out）やリビルド失敗のリスクを低減できます。
同一ロット・モデルでの統一: RAIDグループを構成するディスクは、可能な限り、同じメーカー、同じモデル、同じ製造ロットのものを使用することを強く推奨します。これにより、ディスクごとの性能や信頼性のばらつきを抑え、連鎖故障のリスクを低減することができます。
初期不良の確認: 導入前に全てのディスクに対して長時間のエラーチェックやライトテストを実施し、初期不良がないことを確認することが非常に重要です。

6.3 容量計画と拡張性

RAID 6の利用可能容量は「ディスク1本あたりの容量 × (N – 2)」です。システムに必要な現在の容量だけでなく、将来的なデータ増加率も考慮した容量計画が必要です。RAID構成の容量が不足した場合に、既存のRAIDグループにディスクを追加してオンラインで容量を拡張できる機能（オンライン容量拡張）にRAIDコントローラーが対応しているかどうかも、長期運用においては重要な検討事項です。

6.4 監視と継続的な保守

RAIDシステムは、一度構築すれば永続的に安全というわけではありません。継続的な監視と適切な保守が必須です。

ディスク状態の監視: SMART情報などを利用して、各ディスクの健康状態（温度、エラーレート、代替セクタ数など）を常に監視します。異常の兆候を早期に検知することが、予期せぬディスク故障による多重障害リスクを回避する上で極めて重要です。RAIDコントローラーの管理ツールやOSの監視機能、または専用の監視ソフトウェアなどを活用し、閾値を超えたらアラートを発生させるように設定します。
アラート通知: ディスク故障、RAID構成のデグレード（ディスクが1台故障した状態）、リビルド開始・完了、またはその他の異常が発生した場合に、管理者に即座にメールやSNMPトラップなどで通知されるように設定します。迅速な対応がデータ保護には不可欠です。
定期的なデータ検証（スクラブ）: ディスク上のデータとパリティ情報に論理的な不整合（「ビットロット」や「静かなるデータ破損」と呼ばれる）が発生していないか定期的に確認する「パリティスクラブ」または「コンシステンシーチェック」と呼ばれる処理を実行します。この処理は、リビルドが必要になった際にパリティ情報が正しく機能することを保証し、データ破損を防ぐ上で非常に重要です。この処理はシステムに負荷をかける場合があるため、アクセスが少ない時間帯に実行するようにスケジュールします。
ファームウェアのアップデート: RAIDコントローラーやディスクのファームウェアは、バグ修正や性能改善が行われるため、定期的に最新版にアップデートすることを検討します。ただし、アップデートの前には、リリースノートを確認し、システム構成との互換性や予期せぬ不具合が発生しないか慎重に検討することが必要です。
障害対応計画: ディスク故障が発生した場合の交換手順、リビルド手順などを事前に明確にしておき、担当者がスムーズに作業を行えるように準備しておきます。交換用ディスクは、故障したものと同じ（または同等以上の）仕様のものを用意しておくことが望ましいです。

6.5 バックアップの重要性（RAIDはバックアップではない）

これは最も強調すべき点の一つです。RAID 6は非常に高い耐障害性を提供し、ディスク障害からのデータ保護に優れていますが、RAIDはバックアップではありません。

RAIDは「ストレージデバイスの故障からの復旧」を目的とした技術であり、データ消失の全ての原因からデータを保護できるわけではありません。例えば：

人為的なミス: 誤って重要なファイルを削除したり、上書きしてしまったりした場合。
ソフトウェアの欠陥: OSやアプリケーションのバグ、またはアップデートの失敗によるデータ破損やシステム停止。
マルウェアやランサムウェア: ウイルスによるデータ暗号化や破壊。RAID構成上のデータも暗号化されてしまいます。
物理的な災害: 火災、水害、地震、落雷などによるデータセンターやオフィス全体の損傷。RAIDシステムそのものが破壊されてしまう可能性があります。
システム全体の障害: RAIDコントローラー自体の故障、サーバー本体のマザーボード故障など、RAID構成ディスク以外のハードウェア故障。

これらの障害が発生した場合、RAID 6構成が健全であってもデータが失われる可能性があります。したがって、RAID 6を導入したとしても、システムやデータの重要度に応じた適切な頻度と方法でのバックアップは必須です。バックアップデータは、RAIDシステムとは異なるストレージ、異なる場所（可能であればオフサイトやクラウド）に保管することで、データ保護戦略の信頼性を大幅に向上させることができます。RAIDは「データの可用性を高めるもの」、バックアップは「データの復旧点を保証するもの」と理解し、両者を適切に組み合わせることが、真に強固なデータ保護体制を築く鍵となります。

第7章：他のRAIDレベルとの比較（再整理・詳細化）

RAID 6の特徴をより明確にするため、主要なRAIDレベルとの比較を表形式で再整理し、詳細な補足を行います。

特徴	RAID 0 (Striping)	RAID 1 (Mirroring)	RAID 5 (Parity)	RAID 6 (Dual Parity)	RAID 10 (1+0) (Mirroring+Striping)
最低ディスク数	2本	2本	3本	4本	4本
利用可能容量	N x 容量	1/2 x 合計容量	(N-1) x 容量	(N-2) x 容量	1/2 x 合計容量
耐障害性	なし (1本故障で全データ消失)	1本故障に耐える	1本故障に耐えるリビルド中弱い	2本故障に確実に耐える	複数本故障に耐える可能性あり (異なるミラーペアなら)
読み込み性能	非常に高速 (並列読み込み)	高速 (ミラーコピーから並列読み込み)	良い (並列読み込み)	良い (並列読み込み)	非常に高速
書き込み性能	非常に高速 (並列書き込み)	高速 (ミラーリング)	普通 (読み書き+パリティ計算)	遅い (読み書き+2種パリティ計算)	非常に高速
コスト効率	良い (容量効率100%)	悪い (容量効率50%)	良い	普通 (ディスク2本分消費)	悪い (容量効率50%)
複雑さ	低	低	中	高	中
適した用途	一時ファイル、キャッシュなど高速性優先	OS領域、重要度の高い小容量データ	一般的なファイルサーバー、共有領域	大容量、重要度高いデータアーカイブ、バックアップ	データベース、仮想化高速性と高信頼性両立

各RAIDレベルの補足:

RAID 0: 性能は最高ですが、耐障害性は皆無です。データ保護が不要な一時的な作業領域やキャッシュなどに限定されます。
RAID 1: 最もシンプルで分かりやすい耐障害性技術です。1台故障してももう1台で運用を続けられます。構成も容易で、小容量の重要データの保護やOS領域に適していますが、容量効率が悪いです。書き込み性能は比較的良好です。
RAID 5: 容量効率と耐障害性のバランスに優れ、広く普及したRAIDレベルです。しかし、大容量化に伴うリビルド時間の長期化とそれに伴うリビルド中の2台目故障リスクが現実的な問題となっており、新規の大容量システムでの採用は慎重に検討されるべきです。
RAID 6: 本記事の主題であり、RAID 5の弱点を克服する形で登場しました。2台故障に確実に耐える高い信頼性が最大の特徴です。容量効率も多ディスク構成で良好になります。しかし、書き込み性能のデメリット、特にランダム書き込み性能の低下が無視できません。高性能なコントローラーが必要となり、コストも高くなる傾向があります。
RAID 10 (1+0): RAID 1でミラーリングしたペアを、さらにRAID 0でストライピングする構成です。最低4本必要で、容量効率は常に50%と悪いですが、読み書き性能は非常に高速です。耐障害性も非常に高く、複数台故障にも耐える可能性があります（ただし、同じミラーペア内の2台が故障すると構成が破綻します）。高い性能と高い信頼性の両方が求められる、データベースや仮想化基盤のプライマリストレージなどに適しています。
RAID 50 (5+0): RAID 5グループを複数作成し、それらをRAID 0でストライピングする構成です。RAID 5よりも性能を向上させつつ、耐障害性も維持できます（各RAID 5グループ内で1台ずつなら複数故障に耐えられる）。RAID 5よりも高速性と容量が必要な場合に検討されますが、構成が複雑になります。
RAID 60 (6+0): RAID 6グループを複数作成し、それらをRAID 0でストライピングする構成です。RAID 6よりもさらに高い読み書き性能を実現しつつ、RAID 6の高い耐障害性（各RAID 6グループ内で2台ずつなら複数故障に耐えられる）を維持できます。非常に高い性能と最大限の耐障害性が求められる超大規模システム向けの構成ですが、構成が複雑でコストも非常に高くなります。

RAID 6は、RAID 5とRAID 10の間に位置するような特徴を持っています。RAID 5より安全で、RAID 10より容量効率が良いという点で、大容量データの保管において魅力的な選択肢となります。ただし、RAID 10のような高い書き込み性能は期待できません。

第8章：まとめと今後の展望

8.1 RAID 6の価値と適切な選択

本記事を通じて、RAID 6が二重パリティという独自の仕組みによって、同時に2台のディスク故障に耐える高い耐障害性を実現していることを詳細に解説しました。特に、大容量化が進む現代のストレージ環境において、RAID 5が抱えるリビルド中の故障リスクやUREリスクといった課題に対し、RAID 6は明確な解決策を提供します。容量効率も多ディスク構成で良好であり、読み込み性能も比較的優れています。

一方で、複雑なパリティ計算に起因する書き込み性能の低下（特にランダム書き込み）、高性能コントローラーやより多くのディスクが必要になることによるコスト増、そして仕組みの複雑さといったデメリットも存在します。

RAID 6は、全てのシステムや用途に最適な「銀の弾丸」ではありません。その真価は、システムの要件、特に「データ消失に対する許容度」「必要な容量」「書き込み性能の重要度」「コスト」といった要素を総合的に評価した上で発揮されます。大容量のアーカイブ、バックアップ、ニアラインストレージ、読み込みアクセスが主体のファイルサーバーなど、データの信頼性と容量効率が特に重視される用途においては、RAID 6は非常に強力な選択肢となり得ます。

8.2 常に変化するストレージ環境への対応

ストレージ技術は日進月歩で進化しています。HDDの大容量化は今後も進み、それに伴うリビルド時間の長期化や信頼性の課題は継続的に検討される必要があります。また、SSDの普及は、ストレージの性能特性を大きく変化させており、SSDに最適なRAID構成やデータ保護方法も研究・開発されています。SSDはHDDとは異なる故障モードや寿命（書き込み回数の制限）を持つため、RAIDレベルの選定や運用管理においても、HDDベースのシステムとは異なる考慮が必要となる場合があります。

RAID技術自体も進化を続けています。ハードウェアRAIDコントローラーの性能向上、ソフトウェアRAIDの機能強化、そして従来のRAIDの概念を超えた分散ストレージシステムやオブジェクトストレージにおけるデータ保護技術（例えば、erasure coding）の普及などが進んでいます。RAID 6で採用されている二重パリティは、まさにこの erasure coding の基本的な考え方の一つであり、より広範なシステムでデータの冗長性を確保するための基盤技術として位置づけられています。

将来的には、個別のストレージデバイスの故障だけでなく、ネットワーク障害やノード全体の障害なども考慮に入れた、より柔軟で動的なデータ保護や可用性維持の技術が主流になるかもしれません。しかし、多くのサーバーやストレージシステムにおいて、ディスクをベースとしたRAID構成は今後も重要な役割を果たし続けるでしょう。その中で、RAID 6が提供する「2台故障まで耐える」という信頼性は、データ消失リスクを最小限に抑えたいというニーズに応える強力な手段として、その価値を維持し続けると考えられます。

8.3 最終的なデータ保護戦略のために

適切なRAIDレベルを選択することは、データ保護戦略の重要な要素の一つですが、それだけで十分ではありません。RAIDはあくまでストレージデバイスの障害に対する冗長性を提供するものであり、ヒューマンエラー、ソフトウェア障害、サイバー攻撃、物理的な災害など、様々なリスクからデータを保護することはできません。

したがって、データ保護の戦略を立案する際には、RAID構成と合わせて、以下の要素を総合的に検討することが不可欠です。

定期的なバックアップ: 最も基本的な、そして最も重要なデータ保護手段です。バックアップは、RAIDシステムとは物理的に異なる場所、または異なるシステムに保管します。
バックアップの世代管理とテスト: 複数の世代のバックアップを保持し、必要に応じて特定の時点のデータに戻せるようにします。また、バックアップデータからの復旧テストを定期的に実施し、いざという時に確実にデータが復旧できることを確認します。
冗長化: ネットワーク、電源、サーバー本体など、ストレージシステム以外のコンポーネントも冗長化することで、システム全体の可用性を高めます。
監視と保守: RAIDシステムやディスクの状態を継続的に監視し、異常発生時には迅速に対応できる体制を構築します。定期的な点検やファームウェアアップデートも怠りません。
アクセス制御とセキュリティ対策: 不正アクセスやデータ漏洩を防ぐために、適切なアクセス権限設定、認証、暗号化、ファイアウォール、侵入検知システムなどのセキュリティ対策を実施します。
災害復旧計画（DRP）: 大規模な災害に備え、遠隔地にバックアップサイトを構築するなど、事業継続のための計画を策定します。

RAID 6は、これらのデータ保護戦略全体の中核となるストレージの信頼性を、一段高いレベルで提供できる優れた技術です。その特性を正しく理解し、自身のシステムや用途に合致するかを慎重に検討することで、大切なデジタル資産を様々なリスクから守るための、より強固な基盤を築くことができるでしょう。

データ保護は、単なるIT技術の話ではなく、ビジネスの継続性や個人の大切な資産を守るための重要な経営課題であり、生活上の課題です。本記事が、RAID 6の理解を深め、あなたのデータ保護戦略をさらに強固なものとするための一助となれば幸いです。