RAID 容量与重建时间计算器
选 RAID 级别、填盘数与单盘容量，算出可用容量、容量利用率、容错盘数与写惩罚；再按重建速率估算重建要多久，以及重建窗口里出现不可恢复读错误的概率。全部在浏览器里算，不发任何请求。
参数
RAID 级别
RAID 5：至少 3 块盘，允许任意 1 块故障；每次随机写要读改写 4 次（写惩罚 4）。
高级假设（改了结果就跟着变）
机械盘 7200 rpm 约 75 ~ 150 IOPS，企业级 SAS 约 150 ~ 210，SATA SSD 约 5 000 ~ 90 000，NVMe 可到几十万。填你手上盘的真实数字，随机写的估算才对得上。文件系统开销默认 5%（ext4 给 root 保留的块比例），填 0 就是「阵列级可用容量」的口径。
改任意一项都会即时重算；按钮只是给键盘与触屏一个明确入口。
容量与冗余
可用容量
裸容量（全部盘相加）
容量利用率
容错盘数
写惩罚
随机写 IOPS（估算）
重建估算（降级后重建一块盘）
重建窗口内遇到不可恢复读错误（URE）的概率
读取 24 TB = 1.92×10¹⁴ 位，概率按 1 − e^(−位数 ÷ URE) 估算。这只是「至少碰上一次坏扇区」的概率，不是预言。
容量口径：厂商标称与系统显示
RAID 级别对照：容量、容错与写惩罚
| 级别 | 最少盘数 | 可用容量 | 容错 | 写惩罚 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| 单盘 / JBOD | 1 | n × 单盘 | 无 | 1 | 每块盘各自独立使用，不条带、不校验。坏哪块丢哪块上的数据，容量可用满。 |
| RAID 0 | 2 | n × 单盘 | 无 | 1 | 只条带不冗余，读写最快、容量全用；任何一块盘故障，整个阵列全损。适合缓存与临时数据。 |
| RAID 1 | 2 | 1 × 单盘 | 1 块 | 1 | 镜像写、两份同时下发，随机读好、重建只读幸存的那块；三副本时容错 2 块。容量利用率 = 1 ÷ 盘数。 |
| RAID 5 | 3 | (n − 1) × 单盘 | 1 块 | 4 | 一块盘的容量用于分布式校验，容量与性能折中；重建期间再坏一块即全损，大容量盘上风险明显。 |
| RAID 6 | 4 | (n − 2) × 单盘 | 2 块 | 6 | 两块校验（P + Q），容忍双盘故障；随机写最慢、容量开销最大，适合大容量近线存储。 |
| RAID 10 | 4（偶数） | n ÷ 2 × 单盘 | 每组 1 块 | 2 | 先镜像成对、再跨对条带。随机写普遍最好，重建只读它的镜像伙伴；利用率固定 50%。 |
| RAID 50 | 6（≥2 组 × 3 盘） | (n − g) × 单盘（g = 组数） | 每组 1 块 | 4 | 多个 RAID 5 组再条带。重建范围只限本组、速度快，但两块故障落在同一组仍会全损。 |
| RAID 60 | 8（≥2 组 × 4 盘） | (n − 2g) × 单盘（g = 组数） | 每组 2 块 | 6 | 多个 RAID 6 组再条带，容量开销大、重建压力分散在组内；写性能最吃亏，胜在能扛。 |
表里的容量公式只在「所有盘同规格」时成立；混插不同容量时，只有最小那块（或最小公共容量）参与条带，多出来的部分通常被浪费或用不上。
容量公式、写惩罚与随机 IOPS 都是通用 RAID 口径；重建时长是「读取量 ÷ 重建速率」的量级估算，URE 概率按标称不可恢复读错误率做泊松近似。真实结果取决于控制器、固件、盘的型号与健康状态，请以实测为准。
一、RAID 解决的是三件事，而这三件事互相冲突
RAID（廉价磁盘冗余阵列）最初的想法很朴素：用一堆便宜的小盘拼出一块又大又快的盘。今天的实现千差万别，但它回答的始终是三个问题——容量能不能拼起来、速度能不能叠加、坏一块盘数据还在不在。
麻烦在于这三件事抢的是同一份资源。想要速度和容量，就把数据切开分散写到所有盘上（条带），可这样一来任何一块盘故障都会带走一部分数据；想要容错，就得额外存一份或存校验，容量立刻打折；想随机写快，就不能每次写都去算一遍校验。于是有了今天这一串级别：RAID 0 换速度、RAID 1 换安全、RAID 5 想在中间站住、RAID 6 承认大容量盘时代需要两块冗余、RAID 10 干脆用一半容量买最稳的随机写。级别没有优劣，只有取舍。
还有一件事必须写在最前面：RAID 不是备份。它能挡的是「一块盘物理坏掉」，挡不住误删、勒索软件加密、控制器或固件故障、机箱进水、阵列配置表丢失。本站那篇《RAID 是怎么来的、有哪些级别》把各个级别的来历和适用场景讲得更细，可以对着看。
二、可用容量的公式：从 RAID 0 到 RAID 60
同规格盘组成的阵列，可用容量都能写成一个式子（记 n 为盘数、g 为组数）：
- RAID 0：n × 单盘 —— 全部容量可用，代价是没有冗余。
- RAID 1：1 × 单盘 —— 无论 2 块还是 3 块，可用容量都只有一块盘。三副本的容错是 2 块，但容量利用率掉到 1/3。
- RAID 5：(n − 1) × 单盘 —— 一块盘的容量被拿去存分布式校验。4 块 8 TB 的阵列因此只有 24 TB 可用，利用率 75%。
- RAID 6：(n − 2) × 单盘 —— 两块校验。6 块 8 TB 只剩 32 TB，利用率 66.7%。
- RAID 10：n ÷ 2 × 单盘 —— 先两两镜像再条带，利用率固定 50%，与盘数无关。
- RAID 50 / 60：(n − g) × 单盘 / (n − 2g) × 单盘 —— 先分组做 5 或 6，再把各组条带起来，校验开销按组数而非整阵列计算。
注意这里的「单盘容量」指的是参与条带的那部分。混插不同容量的盘时，只有最小容量（或所有盘的最小公共容量）能被条带化，多出来的部分在 RAID 0 / 5 / 6 里通常白白浪费——所以「先买两块 8 TB、以后再补两块 16 TB」这种做法，结果多半是把 16 TB 当 8 TB 用。真想把不同容量的盘用起来，RAID 之上再叠一层卷管理更合适，这也是混合存储架构（RAID + Btrfs + LvmCache）那篇在讲的事。
三、写惩罚：为什么 RAID 5 的随机写只剩四分之一
顺序写大文件时，RAID 5 / 6 的表现还不错：数据被切成大块分散到各盘，校验也能攒在控制器的缓存里成批算。真正难受的是随机小块写——改一个扇区，就得同时更新落在别的盘上的校验块。
以 RAID 5 改一个旧数据块为例，控制器要做四件事：读旧数据、读旧校验、算出新校验、写新数据和新校验。这就是「写惩罚 = 4」的来历（RAID 6 有两套校验，因此是 6；RAID 1 的两份镜像可以并行下发，记 1；RAID 10 因为叠加了条带，按保守口径记 2）。用公式表达，阵列的随机写能力大致是：
随机写 IOPS ≈ 盘数 × 单盘随机 IOPS ÷ 写惩罚
所以 4 块 150 IOPS 的机械盘做 RAID 5，随机写只有 150 IOPS 左右，和一块单盘的随机写能力差不多——而同样 4 块盘做 RAID 10，是 300 IOPS。这也解释了为什么数据库、虚拟机这类随机写密集的负载普遍选 RAID 10：它用一半容量买的是随机写和重建代价。控制器上的写缓存（BBU / 超级电容保护、写回模式）能大幅缓解这件事，它把多次小写攒成大块再落盘；缓存失效或掉电保护没做好时，性能会掉回公式算出来的水平。
四、重建时间怎么估：读的是成员盘，不是你的数据量
阵列降级后，控制器要把缺的那块盘重算出来。对 RAID 5 来说，这个过程必须把幸存成员盘上的数据（含校验）全部读一遍——不是读你的「可用容量」，而是读成员盘上的原始数据量。所以重建读取量是：
- RAID 1：读 1 × 单盘（只读它镜像伙伴那一块）
- RAID 5：读 (n − 1) × 单盘（全部幸存成员盘）
- RAID 6：读 (n − 1) × 单盘（一块盘故障时同样要扫过其余成员）
- RAID 10：读 1 × 单盘（只重建故障盘所在的那一对）
- RAID 0 / JBOD：没有冗余，谈不上重建
时长就是「读取量 ÷ 重建速率」，但速率不是盘的理论顺序读速度。机械盘外圈快、内圈慢，平均下来 150 MB/s 上下；很多控制器默认把重建限速到正常性能的 30 ~ 50%，免得业务被拖垮；再加上重建期间还要应付主机读写请求，实际窗口常常比「理论 ÷ 速率」更长。SSD 快得多，但要留意写入耐久、SLC 缓存用尽后的降速，以及同批次的故障相关性。
按 4 块 8 TB 的 RAID 5 估算：要读 24 TB，按 150 MB/s 算约 44 小时，接近两天。这两天里阵列一直是降级运行：没有第二份冗余，而且全阵列都在被满负荷扫读——这恰好是坏盘最容易暴露的时候。想缩短窗口，能做的有：换成 SAS 或 SSD、放宽控制器的重建限速（前提是业务扛得住）、把阵列拆小一点（组数多、每组盘少）。
五、URE 与「重建失败」：为什么大容量 RAID 5 让人不放心
硬盘规格里有个参数叫 URE（Unrecoverable Read Error，不可恢复读错误率），写法是「每读 10N 位出现一次」。消费级盘常见 1014，企业级 1015，企业级增强盘 1016。把它换算成容量：1014 位 = 12.5 TB，意思是「平均每读 12.5 TB 数据，就可能碰到一个怎么重试都读不出来的扇区」。
现在把上一节的重建读取量代进去：4 块 8 TB 的 RAID 5 重建要读 24 TB ≈ 1.92 × 1014 位。用 1014 档的盘，碰上至少一次坏扇区的概率约 85%；换 1015 档约 17.5%；1016 档约 1.9%。在 RAID 5 里，重建期间只要有一块幸存盘读不出来，这个条带的数据就补不回去——整块阵列的数据都受影响，而不是只丢那一个扇区。这就是「大容量 RAID 5 重建失败率高」的数学来源：容量越大，重建要读的位数越多，撞上 URE 的窗口越宽。
要强调的是，这是概率而不是判决：单块盘的 URE 标称值、这批盘的实际质量、温度、震动、服役年限都会让结果偏离，实际阵列上重建成功仍然是常态。但方向是清楚的——盘越来越大，RAID 5 的安全边际越来越薄。常见的应对：改用 RAID 6 或 RAID 10、配一块热备盘（故障后立刻自动开始重建，不用等人来换）、把单盘容量控制在合理范围、把阵列拆成多个小组，以及最要紧的一条——始终有可用的备份。盘的健康状态值得提前盯：用 smartctl 看 SMART 属性里的重映射扇区、待定扇区与 UDMA CRC 计数，比等它坏掉再重建划算得多。存储协议与链路怎么选，可以看《常用存储协议扫一遍》。
六、TB、TiB、GiB：8 TB 的盘为什么显示 7.28 TiB
厂商标称容量用的是 1000 进制：1 TB = 1012 字节。操作系统与阵列管理界面用的是 1024 进制：1 TiB = 240 字节 = 1.0995 × 1012 字节。同一块 8 TB 的盘，在系统里就显示为 7.28 TiB（或 7451 GiB）。
这里有个常被搞混的地方：「少了 7%」和「少了 9%」其实都对，区别在用了哪一级单位。GB 与 GiB 之间是 (1000/1024)3 ≈ 0.9313，所以写成 GiB 时数字少 6.87%；TB 与 TiB 之间是 (1000/1024)4 ≈ 0.9095，所以写成 TiB 时数字少 9.05%。换句话说，8 TB 的盘在系统里显示 7451 GiB（比 8000 GB 少 6.87%），也就是 7.28 TiB（比 8 TB 少 9.05%）——同一件事，两种说法。
所以这通常不是厂商缺斤少两，而是单位口径不同。做容量规划时把它算进去：一块「8 TB」的盘，实际可用于条带的是 8 × 1012 字节；阵列的可写容量还要再扣掉文件系统元数据与保留块——ext4 默认给 root 保留 5% 的块，XFS / Btrfs 的元数据一般占 1 ~ 3%。这也和闪存介质的选择有关：TLC 与 QLC 该选谁讲的是同一件事的另一面——容量、耐久与成本怎么平衡。
常见问题
RAID 5 的可用容量怎么算？4 块 8 TB 为什么系统里只有 21.8 TiB？
公式是 (n − 1) × 单盘容量：(4 − 1) × 8 TB = 24 TB，也就是 24 × 1012 字节。换成系统显示口径就是 21.83 TiB（22 352 GiB）——数字看起来「少了」，是因为单位从十进制换成了二进制，不是容量被吃掉了。再扣掉文件系统元数据与保留块，实际可写大约在 21 TiB 出头。
RAID 重建一般要多久？
按「重建读取量 ÷ 重建速率」估算，量级通常是几小时到几天。4 块 8 TB 的 RAID 5 要读 24 TB，150 MB/s 下约 44 小时；同样容量的 RAID 10 只要读 8 TB，约 15 小时；8 块 16 TB 的 RAID 6 要读 112 TB，按 150 MB/s 接近 9 天。实际会更慢：控制器常把重建限速、机械盘内圈速率低、业务负载还要抢 I/O。想知道自己这套的窗口，把盘数与容量填进上面的工具换几个速率看。
大容量 RAID 5 真的会重建失败吗？我该选 RAID 6 还是 RAID 10？
先看清风险来自哪里：RAID 5 在降级状态下只有一份冗余，重建期间再坏一块盘、或者在某块幸存盘上读到无法恢复的扇区，这个条带就补不回来了。盘越大，重建要读的位越多，撞上 URE 的概率越高（4 块 8 TB 用消费级盘，估算约 85%）。RAID 6 用两块校验换第二次机会，适合大容量、写压力不高的近线存储；RAID 10 重建只读镜像伙伴、窗口最短、随机写最好，代价是只能用一半容量，适合数据库与虚拟化。两者都比 RAID 5 更保守，也都不能替代备份。
写惩罚是什么？为什么 RAID 5 是 4、RAID 6 是 6？
写惩罚指「一次逻辑写会变成几次物理 I/O」。RAID 5 修改一个数据块时，要读旧数据、读旧校验、写新数据、写新校验，共 4 次，所以写惩罚是 4；RAID 6 有两套独立校验（P 和 Q），要读的旧校验多一份，记 6；RAID 0 与 RAID 1 直接把数据写下去（镜像两份可并行下发），记 1；RAID 10 因为叠加了条带，按保守口径记 2。随机写能力 ≈ 盘数 × 单盘 IOPS ÷ 写惩罚，这就是 RAID 5 / 6 在小块随机写下吃力的原因。
热备盘（Hot Spare）算不算阵列容量？
不算。热备盘不参与条带，也不贡献可用容量，它只是「待命」——一旦检测到某块盘故障，控制器立刻用它顶上并开始重建，省掉「等人发现、等人采购、等人到场」的这段时间。对重建窗口以天计的大容量阵列来说，这段省下来的时间往往比多买一块盘的钱值钱得多。要注意有些阵列的全局热备会被多个阵列共享，也可能被自动重建策略「抢走」。
能用 RAID 代替备份吗？
不能。RAID 挡的是「盘坏了」，挡不住误删、误格式化、勒索软件、控制器故障、阵列配置表损坏、机箱进水或整机被偷。这些情况下 RAID 会把「坏」同步复制到每一块盘上。正确的组合是：RAID 保证可用性（继续能跑），备份保证可恢复性（还能回到昨天）。3-2-1 原则依然适用：至少 3 份数据、2 种介质、1 份异地。NAS 上的做法与选购考虑，可以看绿联 NAS DXP4800 的购买使用介绍。
关于数据
工具里的容量公式（RAID 0 = n × 单盘、RAID 1 = 单盘、RAID 5 = (n − 1) × 单盘、RAID 6 = (n − 2) × 单盘、RAID 10 = n ÷ 2 × 单盘）、写惩罚（0 / 1 = 1、5 = 4、6 = 6、10 = 2）与随机写 IOPS 估算，都是通用 RAID 口径，不针对某个品牌或某款控制器。重建时长按「重建读取量 ÷ 重建速率」计算；URE 概率按标称值做泊松近似（1 − e−位数 ÷ URE），读取量里已包含校验块。
这个工具是纯前端计算：不向服务器发送任何请求，输入与切换全部在浏览器里完成，不写 cookie、不加载外部脚本。所有速率、IOPS 与 URE 都是可以改的假设值——它们决定的是结果的数量级，而不是精确答案；真实表现取决于控制器型号与固件版本、盘的型号与批次、条带大小、业务读写模型与环境温度。本站的工具一贯只给清单与口径，不下「你这套阵列行不行」的判决。
顺手指个路：RAID 是怎么来的、有哪些级别讲级别与来历；混合存储架构讲怎么在阵列上再叠缓存与卷管理；折腾一套万兆内网讲盘之外的另一半瓶颈。本站自制的工具都收在《站点小工具》这一页里，全部不需要注册。