このページでは自宅サーバーに、RAID構成パーティションを設置するためのハードディスクの増設ついて初心者/ビギナー向けに解説します。
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まずはケースと電源とインターフェースをチェック

サーバー機 RAID 0やRAID1を構築するには、 最低二台のハードディスク を必要とします。

これに、故障時の自動切換えを担うハードディスク(つまりスペアディスク)を追加したり、RAID5やRAID6、RAID1+0を導入しようとすれば3台以上のハードディスクが必要になります RAIDの種類について

ホスト機 にハードディスクを追加するには、その取り付けスペースや取り付けるためのインターフェースがなければなりませんし、場合によっては電源ユニットの容量を増やさなければならないかもしれません ケースと電源について

また、一台のホスト機に何台もハードディスクを格納するとそれなりに騒音は増えますから、サーバーの設置場所を変えなければならない可能性もあるでしょう サーバー機の設置場所について

サーバー機にRAIDデバイスを構築する場合は、まずこういった部分のチェックから行わないと、

「ハードディスクは買ったけど取り付ける場所がなかった。」

のようなつまらないミスをやってしまいますから、ハードディスクを調達する前にまず現在使用しているホスト機のチェックから行いたいものです。

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ケース内の取り付けスペースについて

サーバー で利用する ハードディスク は安易に取り外したりできないように ホスト機 に内蔵してしまうのがベターです サーバーに用いるべきハードディスクのインターフェースについて

特に、大事なデータを保管すべき RAID デバイスを構築するためのハードディスクであればなおさらです。スイッチ一つで電源を切ることができるような外付けのハードディスクドライブはRAID構築には好ましくありません。

従ってRAIDを構築する場合のハードディスクは ホスト機に内蔵することが前提 と考えたほうがよいでしょう。

ケースと電源について で説明しているとおり、ホスト機に内蔵可能な ストレージデバイス の数はケースの形式やサイズに依存します。

3.5インチのハードディスクの専用格納スペースは外から見えない場所に設けてあるため シャドゥ・ベイ と呼ばれることがあります。

この コンテンツ で推奨している ミドルタワー型 ならば、デスクトップ型のホスト機に一般的に利用される3.5インチサイズのハードディスクなら3台程度は専用の格納スペースが設けてあるはずですので増設は比較的簡単です。もちろん フルタワー 型ならばなんの問題もないでしょう。

また、そのほかに3.5インチ用としては フロッピーディスクドライブ メモリ カードリーダーなどを取り付けるためのスペースが別に設けてあることが多く、これらの機器を使うつもりがなければその代わりにハードディスクを取り付けることができますから、余地がないときには利用することもできます。

更に CD / DVD などの光学ドライブ取り付け用の5.25インチベイが3〜4スロットはありますから、汎用のハードディスク取り付け金具を使えば2〜3台くらいは更に格納できることになります。

ミドルタワーのディスクベイの例
ミドルタワーのディスクベイの例

また5.25インチベイを利用すると、ケースを開けずに本体前面からハードディスクの交換が可能な リムーバルハードディスクケース を装着することができます。

本格的なRAIDの運用を考えるのであれば検討してみてもいいでしょう。

ミドルタワーへのハードディスクの取り付け例
ミドルタワーへのハードディスクの取り付け例

従ってミドルタワー型であれば全部で7〜8台程度のハードディスクは格納できる計算になりますから、RAIDデバイスを作成するには充分なスペースがあるといっていいでしょう。

これが ミニタワー型 になると、3.5インチ用×2+5.25インチ用×2程度に減ってしまうのでフロッピードライブと光学ドライブを取り外してようやく4台、ということになりますから、RAID化はかなり計画的に進めなければならないでしょう。

スリム型 コンパクト型 のホスト機や、特殊な設計になっているメーカー製のパソコン、あるいはノートパソコンの場合は、そもそも複数のハードディスクを内蔵する設計になっていないことも多く、増設できても+1台が限度でしょうからそのままRAID化するのはかなり難しいと思われます。

オススメはしませんが、こういう窮屈なホスト機を使用しなければならない場合には USB 接続の外付けハードディスクなどを使用することになるかもしれません。

この場合はページの冒頭で述べたとおり運用には注意が必要になりますし、それに加えて内蔵型のハードディスクに比べるとデータの読み書きが極端に遅くなりますからそれを納得したうえで運用してください。

さて、ホスト機に多数のハードディスクを格納する場合に気をつけたいのがまず 騒音 振動 です ハードディスクの共振について

振動で読み書きエラーが起こっても、影響が軽微な場合は自動的に読み直しや書き直しが行われますから見かけ上のエラーは発生しません。
ただしこういう場合は 読み書き速度が極端に低下します から、これを振動の影響の判断材料にすることができます。

騒音だけの問題であれば設置場所の変更や「我慢」のレベルを調整すればなんとかなりますが、振動の大きなハードディスクは他のハードディスクの読み書きのエラーの原因にもなりますから、特にデータを安全に保管すべきRAIDを構成するのが目的ならばこういうハードディスクの使用はやめたほうが良いでしょう。

また、 CPU ほどではありませんがハードディスクは動作によってそれなりに熱を発生します。

もちろん格納本数が多ければそれだけ大量の熱を発生し、なおかつハードディスク自身がケース内部の空気の流れを妨げることになりますから、ケース内部の温度が上昇しやすくなりますので、ケースファンの能力を上げるなどの対策が必要になることがありますので注意してください。

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ハードディスクのインターフェースについて

内蔵型 ハードディスク の接続形式はいくつかありますが、一般的には2000年代前半は "P-ATA(IDE)" 、後半は "S-ATA" が主流です 内蔵型ハードディスクの接続形式について

というわけですから、 マザーボード 上のインターフェースも年代によって異なり、 "S-ATA" が登場する前は "P-ATA" ×2というパターン、つまり CD / DVD などの光学ドライブ込みで 合計4台 という構成が普通でしたが、最近は S-ATA ×4〜6と、光学ドライブ用に "P-ATA" ×1を搭載しているというパターンが一般的になってきています。

そしてその過渡期には "P-ATA" "S-ATA" の排他接続型(どちらかを使うと反対側が使えない仕様)も数多く存在しました。

というちょっと複雑な事情がありますから、まずはお手持ちのマニュアルや仕様書を読んで、お使いの ホスト機 がどちらのインターフェースをいくつ搭載しているのかを知ることが必要です。

そして、これから構築しようとするファイルサーバー環境に必要なハードディスクの本数よりも、使用可能な「空きインターフェース」が足りない場合は PCIスロット などにインターフェース拡張カードを追加し、その不足分を補う必要があります。

インターフェースの拡張に関して一つ考えるべきことは、

P-ATAは近い将来消滅する接続規格である。

ということです。つまり "P-ATA" 仕様のものは、ハードディスクも拡張カードもこれから徐々に流通量が少なくなっていきますから、将来的に取替え用のパーツとして入手しにくくなっていくということです。

P-ATA拡張カード(写真左)とS-ATA拡張カード(写真右)の例
P-ATA拡張カード(写真左)とS-ATA拡張カード(写真右)の例
特別な事情: 既に"P-ATA"のハードディスクや拡張カードを持っているとか、よくわからずに買ってしまって販売店に返品する勇気がないとか、そういう事情です。

という事情がありますから特別な事情がない限りは現行規格である "S-ATA" を基本にインターフェースの拡張を行うべきでしょう。

また現在(2008年初頭)はまだこのインターフェースの切り替えの過渡期に当たっている関係で、 "P-ATA" "S-ATA" のインターフェース相互変換パーツなどが広く出回っていますから、例えば「拡張カードは買わなきゃいけないけど、大容量の "P-ATA" のハードディスクが一本余っている。」というような場合は、こういうパーツを利用し、 "S-ATA" の拡張カードに "P-ATA" 仕様のハードディスクを接続して使うことも考えていいでしょう。

さて、 WBEL CentOS ではこれら両方のインターフェースを標準でサポートしています。もちろん一つの ホスト機 内で混在して使っても構いません。

ただし、 "P-ATA" "S-ATA" ではデータの転送方法が異なりますので、 RAID を作成しようとするハードディスクは、 できるだけ同種のインターフェースだけで構成する ようにします。

また一般的に光学ドライブが接続されている "P-ATA" と同じチャンネルにはハードディスクは接続しないほうが良いといわれていますので、例えばIDE(P-ATA)セカンダリのマスターにCD/DVDドライブが接続されている場合は、IDEセカンダリのスレーブにはハードディスクは接続せずに「空き」にしておくほうが良いでしょう。

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電源ユニットについて

内蔵型 ハードディスク は3.5インチサイズの標準的なもので、最大消費電力は 20〜30W 、アイドリングで 5〜7W 、平均で 10〜15W くらいが目安になります。

つまり3本のハードディスクを増設した ホスト機 では、最大で数十Wくらいは余計に電力が必要になると考えてください。

RAID 構成の場合は 複数本のハードディスクが必ず同時に動作します から、大量のデータの読み書きが行われると一気に消費電力が増大してしまいます。特にRAID5やRAID6、RAID1+0のような構成になると3台以上のハードディスクが一斉に電力を要求しますから注意が必要です。

CPU の消費電力なども関係しますので一概にはいえませんが、現在ご利用の サーバー機 の電源ユニットの最大容量が 300W 以下の場合、ハードディスクの搭載数が4台を超えると連続運用は危険になってきますから、400Wクラス以上の少し容量の大きな電源ユニットに交換しておくほうが無難かもしれません。

S-ATAのハードディスクの中には、P-ATAの電源コネクタをそのまま接続できるタイプもあります。

また、 "P-ATA" "S-ATA" では、一般的に使用される電源コネクタの形状が異なっていますから、これらの必要本数が合わない場合は形状変換コネクタを用いるか、必要なコネクタ数の多い電源に交換することになります。

P-ATA用(写真左)とS-ATA用(写真右)の電源コネクタ
P-ATA用(写真左)とS-ATA用(写真右)の電源コネクタ

最近の電源ユニットは "P-ATA" 用と "S-ATA" 用の電源コネクタが数本ずつあって、合計で10本以上あるものも珍しくありません HP Proliant ML115のハードディスク用電源コネクタについて

LinuxのRAIDの解説書
オススメです

しかし実際には「そのコネクタの数だけハードディスクが接続できるほど電源容量が大きい」ということではなく、「どちらの仕様のハードディスクにも使えるように。」という理由でたくさん準備してあると思ってください。

実際に接続できるハードディスクの本数は電源ユニットの仕様書にも掲載されていることが多いのですが、例えば、一つのケーブルのまとまりから "P-ATA" 用と "S-ATA" 用が分岐している場合は 「どちらか一方を使ってください。」 という意味であると解釈すれば間違いありません。

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