情報処理試験を勉強していると、「RAID0とRAID1の違いは?」「RAID5とRAID6って何が違うの?」と混乱しがちです。この記事では、各RAIDレベルの仕組みを図解つきで整理し、試験で確実に得点できる状態を目指します。

対象試験と出題頻度

RAIDは、基本情報技術者・応用情報技術者で出題されるテーマです。

各レベルの特徴を正しく区別する問題が繰り返し出題されており、「ストライピング」「ミラーリング」「パリティ分散」のキーワードを正確に結びつけられるかが得点を左右します。

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対象試験:
基本情報技術者
応用情報技術者
出題頻度:
★★★★☆
ランクA(重要)必ず覚えておくべき

RAIDの定義

RAID(Redundant Arrays of Independent Disks)とは、一言で言うと

 「複数のディスクを束ねて1台の仮想ディスクとして扱い、性能や信頼性を向上させる技術

のことです。

イメージとしては、荷物を複数人で分担して運ぶ引っ越しチームです。

1人で全部運ぶと遅いし、その人が倒れたら引っ越しが止まります。でも複数人で分担すれば速くなり、1人が休んでも他のメンバーがカバーできます。

RAIDも同じ発想で、ディスクを複数台使ってデータの読み書きを分散・冗長化します。

📊 RAIDの基本情報

項目 内容
正式名称 Redundant Arrays of Independent Disks
分類 ストレージの冗長化・高速化技術
目的 ディスク障害への耐性向上、読み書き速度の改善
試験で問われるレベル RAID 0 / 1 / 5 が中心、RAID 6 / 10 は応用情報で出題

解説

サーバーやNAS(ネットワーク接続ストレージ)では、ディスクが1台でも壊れるとデータが消失するリスクがあります。業務用途では「ディスクは壊れる前提」で設計するのが常識であり、その対策として生まれたのがRAIDです。

RAIDにはレベル0〜6に加えて複合型(RAID 10など)が存在しますが、ここでは試験で問われるRAID 0・1・5・6・10の5つを順に解説します。

RAID 0(ストライピング)

データを細かいブロックに分割し、複数のディスクに交互に書き込む方式です。全ディスクを同時に使うため読み書きが高速になります。

ただし、冗長性は一切ないため、1台でも故障すれば全データが失われます。

RAID 0(ストライピング)のイメージ

Disk 1
A1
A3
A5
Disk 2
A2
A4
A6

▲ データをブロック単位で2台に交互配置。高速だが冗長性ゼロ

RAID 1(ミラーリング)

同じデータを2台のディスクにまるごと複製する方式です。

片方が壊れても、もう片方にまったく同じデータが残るため信頼性は高くなります。その代わり、2台分の容量を使っても実効容量は1台分(50%)しかなく、記憶効率は悪い構成です。

RAID 1(ミラーリング)のイメージ

Disk 1
A1
A2
A3
Disk 2
A1
A2
A3

▲ 2台に同一データを書き込む。1台故障してもデータは残る

RAID 5(分散パリティ)

データとパリティ(誤り訂正用の情報)を3台以上のディスクに分散して書き込む方式です。

1台が故障しても、残りのディスクのデータとパリティから元のデータを復元できます。RAID 1より記憶効率が良く、RAID 0より信頼性が高いため、実務でもっとも広く採用されている構成です。

RAID 5(分散パリティ)のイメージ

Disk 1
A1
B2
Pc
Disk 2
A2
Pb
C1
Disk 3
Pa
B1
C2

▲ Pa/Pb/Pcがパリティ。各ディスクに分散配置するのがRAID 5の特徴

RAID 6(二重分散パリティ)

RAID 5のパリティを二重にした方式です。

4台以上のディスクが必要で、2台同時に故障してもデータを復元できます。パリティの計算負荷が大きいため書き込み速度はRAID 5より遅くなりますが、大容量ストレージでの安全性を最優先する場面で採用されます。

RAID 10(1+0 / ミラーリング+ストライピング)

RAID 1(ミラーリング)で作ったペアを、さらにRAID 0(ストライピング)で束ねた複合構成です。

最低4台のディスクが必要ですが、高速性と信頼性の両方を得られます。ペア内の同時故障がなければ運用を継続できるため、データベースサーバーなど高い性能と耐障害性を両立したい場面で使われます。

RAID 10(ミラー+ストライプ)のイメージ

ミラーペア①

A1
A3
A1
A3

ミラーペア②

A2
A4
A2
A4

▲ まずミラーで冗長化し、そのペアをストライプで並列化する

RAIDレベル比較表

ここだけは確実に押さえてください。各レベルの違いを一覧で整理します。

レベル 方式名 最低台数 耐障害台数 実効容量(n台時) 特徴
RAID 0 ストライピング 2 0 n台分 高速だが冗長性なし
RAID 1 ミラーリング 2 1 n/2 台分 同一データを複製、容量効率50%
RAID 5 分散パリティ 3 1 (n−1)台分 パリティを各ディスクに分散配置
RAID 6 二重分散パリティ 4 2 (n−2)台分 パリティ二重化で2台同時故障に対応
RAID 10 ミラー+ストライプ 4 各ペア1台 n/2 台分 高速性と信頼性を両立

RAID 5の容量計算(例題)

RAID 5では1台分がパリティに使われるため、実効容量は「(ディスク台数 − 1)× 1台の容量」で求めます。

たとえば1TBのディスクを4台使ったRAID 5の場合、実効容量は(4 − 1)× 1TB = 3TBです。FE H29春期 問11では、RAID 1の計算で同様の考え方が問われています。

📐 RAID 5 容量計算の例

条件
ディスク台数 4台
1台あたり容量 1TB
パリティ分 1台分(分散配置だが容量としては1台分)
実効容量 (4 − 1)× 1TB = 3TB

では、この技術が試験でどのように出題されるか見ていきましょう。

💡 RAIDの核心を3行で

・RAID 0=ストライピング(高速・冗長性なし)、RAID 1=ミラーリング(完全複製・容量半減)
・RAID 5=パリティを全ディスクに分散配置し、1台故障に対応。RAID 6はそれを二重化し2台故障に対応
・RAID 10=ミラーペアをストライプで束ね、速度と耐障害性を両立


試験ではこう出る!

RAIDは、FE・APの午前問題で繰り返し出題されている定番テーマです。出題パターンは大きく3つに分かれます。

📊 過去問での出題実績

試験回 出題内容 問われたポイント
FE R6年度
免除 問10
ミラーリングを用いる方式を選ぶ問題 ・正解はRAID 1
・RAID 2〜4がひっかけ
FE R1秋期
午前 問15
上記と同一構成の問題(流用) ・FE内で繰り返し出題される典型パターン
FE H29秋期
午前 問12
RAID 5の記録方式を選ぶ問題 ・「ブロック単位+パリティ分散」が正解
・RAID 1〜3の説明がひっかけ
FE H29春期
午前 問11
RAID 1構成に必要なディスク台数を求める計算問題 ・4TBを1TB×RAID 1で構成→8台
・台数の計算が問われる
AP H26春期
午前 問11
RAID 3/4/5の方式名を正しく対応させる問題 ・パリティの配置場所(専用 or 分散)が判断基準
AP H24春期
午前 問14
ミラーリング方式を選ぶ問題(FE R1秋と同一) ・FEとAPで同じ問題が流用される典型例

📝 IPA試験での出題パターン

パターン1:「○○の方式を選べ」
「ミラーリングを用いる方式はどれか」のように、RAIDレベルの名称と方式名を正しく結びつけさせる形式。RAID 1=ミラーリング、RAID 5=分散パリティを即答できればOK。

パターン2:「記録方式の説明を選べ」
RAID 5やRAID 3の説明文を4つ並べ、正しいものを選ぶ形式。「ブロック単位」「パリティ分散」がRAID 5のキーワード。「バイト単位+パリティ専用ディスク」はRAID 3の説明なので注意。

パターン3:「必要な台数を計算せよ」
RAID 1では容量が半分になるため「必要台数 = 必要容量 ÷ 1台の容量 × 2」で計算する。RAID 5は「必要容量 ÷ 1台の容量 + 1(パリティ分)」で求める。計算問題は年1回程度の出題頻度だが、解き方自体はシンプルなので落とさないようにしてください。


【確認テスト】理解度チェック

ここまでの内容を理解できたか、簡単なクイズで確認してみましょう。


Q. RAID 5の記録方式に関する記述として、最も適切なものはどれでしょうか?

  • A. 同じデータを2台のディスクに書き込み、1台が故障してもデータを保持できるようにする方式である。
  • B. 複数のディスクに分散してバイト単位でデータを書き込み、1台の専用ディスクにパリティを格納する方式である。
  • C. 複数のディスクに分散してブロック単位でデータを書き込み、パリティも各ディスクに分散して格納する方式である。

正解と解説を見る

正解:C

解説:
RAID 5は、データをブロック単位で分割して複数のディスクに書き込み、パリティ情報も各ディスクに分散配置する方式です。これにより、1台のディスク故障時に残りのデータとパリティから復元が可能になります。

選択肢AはRAID 1(ミラーリング)の説明です。完全な複製を2台に書き込む方式であり、パリティは使いません。選択肢BはRAID 3の説明です。RAID 3はバイト単位でのストライピングに加え、パリティを1台の専用ディスクに集中させる点でRAID 5と異なります。


よくある質問(FAQ)

Q. RAID 0とRAID 1を両方使うRAID 01とRAID 10の違いは?

RAID 01はストライピングを先に行い、そのセットをミラーリングする構成です。RAID 10はミラーリングを先に行い、そのペアをストライピングで束ねる構成です。耐障害性の観点ではRAID 10のほうが優れています。RAID 01はストライプグループ内の1台が故障するとグループ全体が使えなくなり、残りの1グループだけで動く状態になります。一方RAID 10は各ミラーペア内で1台ずつ壊れても運用を継続できます。IPA試験ではRAID 10の名称が出る程度で、RAID 01との差異まで深追いする必要はありません。

Q. RAIDを構成すればバックアップは不要になりますか?

なりません。RAIDはディスクの物理的な故障からデータを守る仕組みですが、誤操作やランサムウェアによるファイル削除・暗号化には対応できません。RAIDのミラーやパリティはリアルタイムに同期されるため、誤って消したデータは即座にすべてのディスクから消えます。そのため、RAIDとは別にバックアップ(世代管理や遠隔地保管)を組み合わせるのが実務上の鉄則です。

Q. SSDでもRAIDは使えますか?

使えます。RAIDは元々HDD向けに考案された技術ですが、SSDでも同じ仕組みで構成できます。SSDはHDDより故障率が低い傾向にありますが、書き込み回数に上限(寿命)があるため、RAID 5やRAID 6で冗長化する運用は実務で広く行われています。試験では「磁気ディスク」という表現で出題されることが多いですが、RAIDの仕組み自体はストレージの種類に依存しません。

Q. RAID 2/3/4は試験に出ますか?

RAID 3はAP H26春期 問11で出題実績があり、「パリティ専用ディスクを1台設ける方式」として選択肢に登場しています。RAID 2(ハミング符号方式)は現在ほぼ使われておらず、単独での出題実績は確認されていません。RAID 4はRAID 3のブロック単位版ですが、こちらも直接的な出題は稀です。RAID 0/1/5の3つを正確に区別できていれば、RAID 3の選択肢も消去法で対応できます。