RAID容量计算器

选好磁盘数量、单盘容量与 RAID 级别,页面按各档公式算出原始容量、可用容量、空间效率与可容故障盘数,再乘 TB 到 TiB 的换算系数给出操作系统里实际看到的容量。RAID1 与 RAID10 的分组方式、RAID5 与 RAID6 的校验盘占用都单独说明。数据在浏览器本地计算,不上传。

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计算公式:RAID0 N×S(无冗余);RAID1 S(2 盘);RAID5 (N−1)×S;RAID6 (N−2)×S;RAID10 (N/2)×S(N 为偶数);效率 = 可用 ÷ 原始;TiB = TB × 10¹² ÷ 2⁴⁰

本页的核心结论:RAID ≠ 备份,它只对单盘物理故障提供冗余——4 盘 × 8TB 的 RAID5 原始 32 TB、可用 24 TB、效率 75%、容错 1 块盘,操作系统里显示 21.828 TiB;而 4 块 4TB 盘无论做 RAID0 还是 RAID5,系统只认到 16 TB 的原始口径,做 RAID1 或 RAID10 时可用只剩 8 TB。RAID5 的效率随盘数上升,代价是重建时整组参与、风险窗口变长。

使用方法

  1. 「磁盘数量」填整数块数,示例 4,量程 2 到 24;两块是做阵列的下限,单盘既无冗余也不成阵列。不同级别还有各自的下限,选到不满足的级别会给出提示。
  2. 「单盘容量」填每块盘的标称容量,单位 TB,示例 8,量程 0.5 到 30、步长 0.5。这里填厂商标称值(10¹² 口径),系统显示的 TiB 由页面另行换算。
  3. 「RAID 级别」在 RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID10 之间选择,示例 RAID5。它决定可用容量公式与可容故障盘数,选错级别等于换了一套算法。
  4. 三个控件任一改动都会立刻重算;光标停在磁盘数量或单盘容量输入框里按回车也会立即计算,不必点按钮。
  5. 结果区给出可用容量、原始容量、空间效率、容错盘数与系统显示容量,下方卡片补上冗余容量与校验盘占用。
  6. 对照表列出十二种常见配置的原始、可用、效率、容错与 TiB,默认展开前六行,「加载更多」展开其余;「复制对照表」取 TSV,「导出 CSV」下载带 UTF-8 BOM 的文件。

这个RAID容量计算器能解决什么问题

这个 RAID 容量计算器(原站内名『RAIDCapacity计算器』)针对的场景很具体:准备组一套阵列,手上是若干块同规格硬盘,要先把「能装多少、坏几块不丢」这两个数算清楚,再决定做哪个级别。它把原始容量、可用容量、空间效率、容错盘数与系统显示容量放在同一屏,避免只算可用空间而漏掉校验盘占用与 10¹² 到 2⁴⁰ 的口径差。

最常见的误判是把 RAID 当成「加硬盘就变大」。同一批 8 块 10TB 盘:RAID5 可用 70 TB、容错 1 块,效率 87.5%;RAID6 可用降到 60 TB、容错 2 块,效率 75%;RAID10 直接把一半拿去镜像,可用只有 40 TB。三档的可用空间差出近一倍,而它们防的都是同一件事——单盘物理损坏——的变体。

与本分类及相邻分类的兄弟页分工清楚:存储单位尺寸计算器处理 10¹² 与 2⁴⁰ 两套口径的换算,太字节转吉字节做单一单位的十进制换算,本页则把 RAID 级别这一层逻辑叠加上去,算的是整组阵列的可用容量而不是单块盘。

计算原理与变量说明

本页把容量、冗余与口径三件事分开算,变量含义如下:

公式原样写下来就是 RAID0 N×S(无冗余)、RAID1 S(2 盘)、RAID5 (N−1)×S、RAID6 (N−2)×S、RAID10 (N/2)×S(N 为偶数);效率用 效率 = 可用 ÷ 原始,系统显示用 TiB = TB × 10¹² ÷ 2⁴⁰,其中系数 10¹² ÷ 2⁴⁰ 约等于 0.909495。

一、RAID5 只拿 1 块盘的容量做校验,所以盘越多效率越高。 可用容量是 (N−1)×S,把校验的 1 块摊到更多盘上,单盘分摊的比例就下降:3 盘效率 66.67%、4 盘 75%、5 盘 80%、6 盘 83.33%,到 12 盘已到 91.67%。但效率上升不是白拿的——校验数据分布在整组的每一块盘上,任何一块盘损坏后的重建都要读取全部存活盘,盘越多、单盘越大,重建耗时越长,窗口内再坏一块就整组失效。大容量盘尤其如此:一块 16TB 盘的重建往往要数小时到数十小时,这段时间阵列处于无冗余的裸奔状态。

二、RAID10 的效率恒为 50%,换来的是重建只拷一块盘。 RAID10 先两两做成镜像对,再对各对做条带,可用是 (N/2)×S,效率固定 50%,与盘数无关。代价换来的是重建行为:坏掉一块盘时只需从它的镜像伙伴整盘拷贝,不涉及整组其余盘的读取,速度与风险都优于 RAID5。对写入密集、又在意重建时间的场景,这 50% 的空间换的是可预测的恢复过程。

三、4TB 盘装进系统只认 3.64TB,不是厂家缩水。 硬盘厂商按 10¹² 字节定义 1TB,操作系统按 2⁴⁰ 字节定义 1TiB,两套口径相差 10¹² ÷ 2⁴⁰ ≈ 0.909495。于是单块 4TB 盘显示约 3.638 TiB(3725.29 GiB),一块 8TB 盘显示约 7.28 TiB。这个差值对任何阵列都一样,阵列层面再乘一次同样的系数即可;RAID5 的 4×8TB 用 24 TB 有 21.828 TiB,正是 24 × 0.909495 的结果。

四、冗余盘数不等于能扛连续坏盘。 RAID5 容错 1 块,指的是在阵列正常工作时能容忍 1 块盘失效;一旦已坏 1 块,阵列就进入降级状态,此时再坏第 2 块就整体失效,而重建恰恰是在这个最脆弱的窗口里完成的。RAID6 用 2 块盘做校验,允许在已有 1 块损坏时再坏 1 块,重建期间的缓冲比 RAID5 厚,代价是可用容量再少一块盘。选择级别时要把「重建期间能不能再撑一块」和「可用空间够不够」放在一起权衡。

完整示例(数值仅作演示)

示例条件:4 块 8TB 盘组成 RAID5,结果由本页自己的算法复算得到。

上面每个数字都由页面算法算出,把同样的参数填进工具区即可得到相同结果;示例数值均为演示。

RAID 各级别容量与容错对照表

第一张表列出十二种常见配置,原始、可用、效率、容错与系统显示一列都不少;同一批盘做不同级别,可用空间能差出一倍。

配置原始 TB可用 TB效率容错TiB
2 × 4TB RAID18450%13.64
2 × 8TB RAID116850%17.28
4 × 4TB RAID01616100%014.55
4 × 4TB RAID5161275%110.91
4 × 4TB RAID1016850%17.28
6 × 4TB RAID6241666.7%214.55
8 × 10TB RAID5807087.5%163.66
8 × 10TB RAID6806075%254.57
12 × 16TB RAID619216083.3%2145.52
4 × 8TB RAID5322475%121.83
5 × 6TB RAID5302480%121.83
6 × 8TB RAID10482450%121.83

第二张表把 RAID5 的空间效率单列出来,看它随盘数如何逼近 100%;可用始终是 (N−1)×S,盘数越多,被校验占掉的那一块越被摊薄。

盘数可用容量效率
3(3−1) × S66.67%
4(4−1) × S75%
5(5−1) × S80%
6(6−1) × S83.33%
7(7−1) × S85.71%
8(8−1) × S87.5%
9(9−1) × S88.89%
10(10−1) × S90%
11(11−1) × S90.91%
12(12−1) × S91.67%

读表要抓三点。一是效率只由盘数决定,与单盘容量无关:5 × 6TB 与 5 × 8TB 的 RAID5 效率都是 80%,只是可用容量按比例放大。二是从 3 盘到 4 盘效率提升最猛,从 66.67% 跳到 75%,此后边际收益递减,到 12 盘也才 91.67%。三是三行 TiB 都等于 21.83 的配置(4×8 RAID5、5×6 RAID5、6×8 RAID10)可用容量都是 24 TB,可见「可用相同」并不代表「级别相同」。

结果边界、舍入与适用说明

常见问题

为什么 4TB 的盘装进去只认 3.64TB?

因为两套口径不同:厂商按 10¹² 字节定义 1TB,操作系统按 2⁴⁰ 字节定义 1TiB,相差 10¹² ÷ 2⁴⁰ ≈ 0.909495,所以 4TB 显示为约 3.638 TiB、即 3725.29 GiB。这不是缩水,换算系数对任何盘都一样。

RAID5 效率随盘数怎么变?

可用始终是 (N−1)×S,效率就是 (N−1)/N。3 盘 66.67%、4 盘 75%、5 盘 80%、6 盘 83.33%、8 盘 87.5%、10 盘 90%、12 盘 91.67%。盘越多效率越高,但重建窗口内再坏一块就全丢的风险也跟着上升,效率不是越高越好。

RAID 能当备份用吗?

不能。RAID 只对单盘物理故障提供冗余,误删文件、勒索加密、火灾水浸、整机被盗都会同时影响阵列里的所有盘,冗余帮不上忙。它保证的是「盘坏了一块系统还跑」,而不是「数据丢了还能找回」,独立备份必须另做。

RAID10 一半空间没了,值不值?

看场景。RAID10 可用恒为 (N/2)×S,效率 50%,但重建时只需从镜像伙伴整盘拷贝,不牵动整组,恢复更可预测。写入密集或对重建时间敏感时这 50% 换的是可预期的恢复过程;读多写少、看重空间利用率时,RAID5/6 更划算。

4×8 RAID5 显示 21.828 TiB 是怎么来的?

先算可用 24 TB,再乘 TB 到 TiB 的系数:24 × 0.909495 = 21.82788,保留两位得 21.828 TiB。同一批盘的 5×6 RAID5 与 6×8 RAID10 可用也是 24 TB,因此系统显示同样是约 21.83 TiB。

阵列已经坏了一块盘,还能再坏一块吗?

要看级别。RAID5 容错 1 块,已坏 1 块后处于降级状态,再坏 1 块即整组失效;RAID6 容错 2 块,允许在已有 1 块损坏时再坏 1 块。降级期间应尽快更换并完成重建,重建过程中阵列处于无冗余状态,风险最高。

这个工具免费吗?

免费,无需注册即可使用。

输入的数据安全吗?

安全。计算在当前浏览器本地完成,不会上传输入内容。

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