Calculadora de RAID – Capacidad útil
Introduce el nivel de RAID, el número de discos y su tamaño para conocer la capacidad útil, la capacidad bruta, la eficiencia, la tolerancia a fallos y la velocidad estimada de tu array RAID. Abarca RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60 y JBOD.
Calcula la capacidad utilizable de tu matriz RAID
Fórmula de la capacidad útil del RAID
Donde:
- \(U\) — capacidad útil del array
- \(n\) — número de discos del array
- \(s\) — tamaño de un disco (se asume que todos son iguales)
- \(g\) — número de subgrupos iguales (solo en RAID 50 y RAID 60)
La capacidad útil es el espacio que queda para los datos una vez reservada la redundancia: la cantidad de discos que sobreviven, multiplicada por el tamaño del disco. RAID 0 y JBOD lo conservan todo; los niveles espejados renuncian a la mitad de los discos, y los niveles de paridad sacrifican el equivalente a uno o dos discos por grupo.
Capacidad útil del RAID – Ejemplo de cálculo
Ejemplo: un array RAID 5 formado por 6 discos idénticos de 4 TB, los valores por defecto de la calculadora.
\[ U = (n-1) \cdot s = (6-1) \times 4\ \text{TB} = 20\ \text{TB} \]
\[ \text{eficiencia} = \frac{20\ \text{TB}}{6 \times 4\ \text{TB}} \times 100\% \approx 83.33\% \]
Resultado: 20 TB útiles (unos 18,19 TiB) sobre 24 TB brutos, con tolerancia a la avería de un solo disco. Velocidad secuencial estimada: 6× en lectura y 1,25× en escritura respecto a un disco individual.
Cómo usar la calculadora de RAID
- Elige el nivel de RAID (RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60 o JBOD).
- Introduce el número de discos del array, entre 1 y 256.
- Introduce el tamaño del disco y elige GB o TB como unidad de medida.
- Para RAID 50 o RAID 60, indica también el número de grupos. Todos los grupos deben tener el mismo tamaño, con un mínimo de 3 discos por grupo en RAID 50 o 4 en RAID 60, y el número total de discos debe ser divisible entre el número de grupos.
- Lee los resultados: capacidad útil en TB y TiB, capacidad bruta, eficiencia del array, tolerancia a fallos, velocidad estimada de lectura y escritura, y el número mínimo de discos de tu nivel.
¿Qué es la capacidad útil del RAID?
La capacidad bruta es, sencillamente, la suma de todos los discos: 6 discos de 4 TB dan 24 TB brutos. La capacidad útil es lo que tu sistema operativo y tu sistema de archivos pueden alojar realmente, porque cada nivel de RAID destina parte de ese espacio a la redundancia: bloques de paridad, copias espejo o ambos. Un array RAID 5 de 6 discos almacena el equivalente a un disco de paridad, así que a tus datos solo llegan 20 TB. Por eso un array recién creado siempre muestra menos espacio del que prometían las etiquetas de la caja, sin importar cómo esté configurado.
La eficiencia del array expresa la misma idea en porcentaje: la capacidad útil dividida entre la bruta. RAID 0 y JBOD se quedan en el 100 % porque no reservan nada; RAID 1 y RAID 10 se quedan en el 50 % porque cada byte se escribe dos veces; RAID 5 se acerca al 100 % a medida que se añaden discos, ((n−1)/n), y RAID 6 intercambia un segundo disco de paridad por una protección mayor, dando (n−2)/n. Compara la eficiencia de los distintos niveles con tu número de discos para ver exactamente cuánto almacenamiento te cuesta cada grado de seguridad.
La tolerancia a fallos indica cuántos discos pueden fallar sin perder datos. RAID 5 tolera un fallo, RAID 6 tolera dos, y RAID 10 tolera un fallo por pareja espejo (un segundo fallo solo se sobrevive si afecta a otra pareja). RAID 50 y RAID 60 toleran uno y dos fallos por grupo, así que la tolerancia total crece con el número de grupos. RAID 0 y JBOD no toleran ninguno: un disco muerto se lleva por delante todo el volumen. La tolerancia es lo que compras con la capacidad que sacrificas.
Las velocidades relativas de lectura y escritura son estimaciones idealizadas para cargas de trabajo secuenciales, expresadas como múltiplos de la velocidad de un solo disco. La lectura escala con el número de discos en la mayoría de los niveles, mientras que la escritura con paridad conlleva una penalización: cada escritura en RAID 5 supone unas 4 operaciones de disco (la «penalización de 4 escrituras») y cada escritura en RAID 6 unas 6; por eso la estimación de escritura de RAID 5 es (n−1)/4. La velocidad real depende del controlador, la caché, el tamaño de stripe y la carga de trabajo, así que tómate estos números como una comparación aproximada entre niveles y no como una prueba de rendimiento.
Niveles de RAID de un vistazo
| Nivel | Capacidad | Tolerancia a fallos | Mín. de discos |
|---|---|---|---|
| RAID 0 | \(n \cdot s\) | Ninguna | 2 |
| RAID 1 | \(s\) | \(n-1\) discos | 2 |
| RAID 5 | \((n-1) \cdot s\) | 1 disco | 3 |
| RAID 6 | \((n-2) \cdot s\) | 2 discos | 4 |
| RAID 10 | \(\frac{n}{2} \cdot s\) | Uno por espejo | 4 (par) |
| RAID 50 | \((n-g) \cdot s\) | Uno por grupo | \(3g\) |
| RAID 60 | \((n-2g) \cdot s\) | Dos por grupo | \(4g\) |
| JBOD | \(n \cdot s\) | Ninguna | 1 |
Supuestos, limitaciones y consejos prácticos
- Discos idénticos. La calculadora asume que todos los discos tienen el mismo tamaño. Con tamaños mixtos, cada disco queda en la práctica limitado al más pequeño, y la capacidad útil se reduce en consecuencia.
- Unidades decimales. Los tamaños de disco se expresan en unidades decimales de almacenamiento (1 TB = 1000 GB). Puede que tu sistema operativo muestre el resultado en TiB binarios, donde 1 TiB = 240 bytes: por eso 20 TB aparecen como unos 18,19 TiB.
- Sobrecarga del sistema de archivos. El formateo, los metadatos y las propias estructuras del sistema de archivos consumen un pequeño porcentaje de la capacidad útil. Deja margen: no esperes almacenar 20 TB completos de archivos en ese array de 20 TB.
- Discos de reserva (hot spare). Un disco de reserva reduce el número de discos disponibles para datos, así que réstalo de \(n\) si permanece inactivo y no participa en el array.
- RAID no es una copia de seguridad. La redundancia protege frente a la avería de un disco, no frente al borrado, la corrupción, el ransomware o el robo. Guarda copias de seguridad auténticas de todo lo que importe.
- Riesgo en la reconstrucción. Con los discos modernos de gran capacidad, reconstruir un array degradado lleva muchas horas y castiga a los discos supervivientes; es una de las razones por las que se prefiere RAID 6 a RAID 5 en arrays de más de unos 6–8 discos grandes.
- Proteger el array. Una caja de almacenamiento suele reunir en un solo lugar tus datos más importantes: protege la cuenta de administrador con una contraseña segura creada con un generador de contraseñas y dale una dirección predecible en tu red con una subred IP bien planificada.
Preguntas frecuentes
¿Cómo calculo la capacidad del RAID a mano?
Multiplica el tamaño del disco más pequeño por el número de discos cuyo espacio sobrevive a la redundancia, y no restes nada más. Para RAID 5: \((n-1) \times s\). RAID 6: \((n-2) \times s\). RAID 1: simplemente \(s\), sin importar cuántas copias espejo existan. RAID 10: \((n/2) \times s\). Para RAID 50/60, aplica la misma regla por grupo y suma los grupos: \((n-g) \times s\) y \((n-2g) \times s\).
¿Por qué mi array muestra menos TB en Windows o Linux que en la etiqueta?
Los fabricantes de discos usan unidades decimales (1 TB = 10¹² bytes), mientras que los sistemas operativos suelen mostrar unidades binarias, donde 1 TiB = 2⁴⁰ ≈ 1,0995 × 10¹² bytes. Para convertir, divide el valor decimal entre 1,0995: 20 TB se convierten en unos 18,19 TiB. No falta capacidad: es el mismo número de bytes expresado de otra forma. Algunos sistemas etiquetan los TiB como «TB», lo que añade confusión.
¿Qué ocurre si mis discos son de tamaños distintos?
Con tamaños de disco mixtos en un mismo array, cada disco queda limitado al tamaño del más pequeño. Cuatro discos de 4 TB más cuatro de 2 TB en RAID 5 se comportan como ocho discos de 2 TB, lo que da \((8-1) \times 2 = 14\) TB útiles. La parte no usada de los discos mayores se desperdicia. Algunos controladores y sistemas de archivos (ZFS, btrfs, SHR en Synology) pueden aprovechar ese espacio sobrante, así que consulta tu implementación concreta.
¿Debo contar mi disco de reserva (hot spare) en el número de discos?
No: deja fuera del recuento cualquier disco de reserva en espera. No alberga datos ni paridad, así que no aporta nada a la capacidad útil ni a la velocidad. Introduce solo los discos que participan activamente en el array. Si más tarde el disco de reserva sustituye a uno averiado y se incorpora al array, recalcula incluyéndolo: la capacidad útil sigue siendo la misma, pero el riesgo durante la reconstrucción aumenta mientras tanto.
¿Sigue siendo RAID 5 suficientemente seguro con los discos actuales?
RAID 5 sigue siendo habitual en arrays pequeños, pero muchos administradores prefieren RAID 6 en cuanto se superan unos 6–8 discos de 8 TB o más. La reconstrucción de discos grandes lleva muchas horas o días y castiga a los discos supervivientes; un segundo fallo durante ese periodo destruye un array RAID 5. RAID 6 tolera dos fallos al precio de un disco más de capacidad: valora ese coste frente a tu riesgo de reconstrucción y a tu situación de copias de seguridad.
¿Por qué no puedo llenar por completo la capacidad útil con archivos?
La cifra de capacidad útil es el tamaño del volumen bruto. El formateo descuenta después las propias estructuras del sistema de archivos: los metadatos, los registros de transacciones, las tablas de asignación y los bloques reservados suelen consumir entre el 1 y el 4 %. A ello se suman los archivos pequeños, que desperdician espacio en clústeres, las instantáneas del volumen, que reservan espacio libre, y el aprovisionamiento fino, que puede inflar los tamaños aparentes. Conta con que el sistema de archivos montable ofrezca unos puntos porcentuales menos que la capacidad útil de la calculadora.
¿Qué nivel de RAID ofrece la mejor capacidad con un número fijo de discos?
Si lo único que importa es la capacidad, RAID 0 o JBOD conservan el 100 % del espacio bruto, pero la avería de un solo disco lo destruye todo, así que solo sirven para datos desechables. Entre los niveles con protección, RAID 5 es el más eficiente: \((n-1)/n\), de modo que 12 discos conservan cerca del 91,7 %. RAID 6 renuncia a un disco más, RAID 10 cuesta siempre la mitad del espacio bruto, y RAID 1 es el menos eficiente, porque solo sobrevive el equivalente a un disco sin importar el número de espejos.