RAID Level 2, 3 und 4
RAID Level 2 bietet zusätzlichen Schutz gegen Fehler innerhalb der Festplatten, wird aber aufgrund seiner aufwendigen Implementierung kaum eingesetzt. Es blieb bis auf wenige Anwendungen auf den Großrechnerbereich beschränkt.
RAID 2 basiert auf einer bitweisen Aufteilung der Nutzdaten. Dabei implementiert es nicht nur eine Fehlerkorrektur gegen den kompletten Ausfall einer Platte. Alle anderen RAID-Level versagen, wenn nicht eine komplette Platte ausfällt, sondern die Daten beispielsweise durch einen Schreibfehler inkonsistent sind. Ein Fehler wird bei ihnen zwar erkannt. Welche Platte jedoch falsche Daten liefert, ist nicht festzustellen - ein Korrektur somit unmöglich.
RAID 2 verwendet deshalb neben 8 Bit für Daten noch 2 Bit für den ECC-Code. Damit kann neben der Entdeckung des Fehlers auch dessen Position ermittelt werden. RAID 2 entspricht damit dem ECC-RAM, das bei Single-Bit-Fehlern nicht mit einem Parity-Error den Rechner stoppt, sondern das Bit korrigiert.
Die bitweise Verteilung auf eigene Laufwerke erzwingt aber den Einsatz von nicht weniger als 10 Festplatten im Verbund. Zwar steigert sich bei RAID 2 durch die Möglichkeit zum parallelen Zugriff die Lesegeschwindigkeit auf das achtfache. Bei Schreiboperationen sinkt allerdings durch den hohen ECC-Overhead die Performance unter jene eines Einzellaufwerks.
RAID Level 3
RAID Level 3 setzt auf ein Byte-weises Striping der Daten. Zur Erkennung von Schreib-/Lesefehlern setzt es im Gegensatz zu RAID 2 auf die integrierten Funktionen der Festplatten. Dadurch kommt es mit einem einzelnen, dedizierten Parity-Laufwerk aus.
Um die Generierung der ECC-Daten zu erleichtern synchronisiert RAID 3 die Kopfpositionen der Laufwerke. Das ermöglicht zwar Schreibzugriffe ohne Overhead, da sich Parity- und Nutzdaten parallel auf den Laufwerken speichern lassen. Viele Lesezugriffe auf kleine, verteilte Dateien erfordern dagegen die synchrone Neupositionierung der Köpfe aller Platten im Verbund und kosten entsprechend Zeit.
Nur beim Lesen großer Files kann RAID 3 den Geschwindigkeitsvorteil des parallelen Zugriffs ausspielen. Daher kommt das Verfahren vor allem bei der Verarbeitung großer, zusammenhängender Datenmengen auf Einzelplatzrechnern zum Einsatz: Etwa bei CAD/CAM oder Multimediaverarbeitung.
Das ursprüngliche Berkeley-Papier sah für RAID 3 ein Striping von Bytes beziehungsweise Multibyte-Chunks vor (typischerweise deutlich unter 1024 Byte). Das im Folgenden erläuterte RAID 4 sollte stattdessen die damals typischen Unix-Festplatten-Blocks (4 oder 8 KByte) als Stripe-Größe nutzen. Abweichend von dieser "reinen Lehre" verwenden heutige RAID-3-Implementationen ebenfalls ein blockweises Striping, um insbesondere eine bessere Balance zwischen Schreib- und Lese-Performance zu erzielen.
RAID Level 4
RAID Level 4 arbeitet anders als RAID 3 mit blockweisem Striping der Nutzdaten. Um die Nachteile von RAID 3 bei der Verarbeitung kleiner Files zu umgehen, verzichtet es dabei allerdings auf eine Synchronisierung der Kopfbewegungen aller Laufwerke. Zur Speicherung der Parity-Informationen nutzt es dagegen wie RAID 2 und 3 ein dediziertes Laufwerk.
Die Kombination aus blockweisem Striping und unabhängigem Plattenzugriff ermöglicht RAID 4 das schnelle Lesen auch kleiner Files. Je nach Dateigröße kann hier jedes Datenlaufwerk eine unabhängige Leseoperation vornehmen. Bei Schreiboperationen allerdings erweist sich RAID 4 aufgrund der fehlenden Synchronisierung RAID 3 unterlegen: Bei jedem ECC-Update muss zunächst die passende Stelle auf dem Parity-Laufwerk gefunden und angesteuert werden. Damit erweist sich hier das ECC-Drive als Flaschenhals.
Aufgrund seiner Arbeitsweise eignet sich RAID 4 vor allem für Umgebungen, in denen erheblich mehr Lese- als Schreiboperationen anfallen. Da es im Vergleich zu RAID 3 nur minimale Vorteile bietet, kommt es nur selten zum Einsatz.