No armazenamento de dados, os níveis padrão de RAID compreendem um conjunto básico de configurações de RAID ("redundant array of independent disks", ou matriz redundante de discos independentes) que utilizam as técnicas de divisão de dados (striping), espelhamento (mirroring) ou paridade para criar grandes armazenamentos de dados confiáveis a partir de múltiplos discos rígidos (HDDs) de uso geral. Os tipos mais comuns são o RAID 0 (divisão), RAID 1 (espelhamento) e suas variantes, RAID 5 (paridade distribuída) e RAID 6 (paridade dupla). Múltiplos níveis de RAID também podem ser combinados ou aninhados, por exemplo, o RAID 10 (divisão de espelhos) ou RAID 01 (espelhamento de conjuntos divididos). Os níveis de RAID e seus formatos de dados associados são padronizados pela Storage Networking Industry Association (SNIA) no padrão Common RAID Disk Drive Format (DDF). Os valores numéricos servem apenas como identificadores e não significam desempenho, confiabilidade, geração, hierarquia ou qualquer outra métrica.

Embora a maioria dos níveis de RAID possa fornecer boa proteção contra e recuperação de defeitos de hardware ou setores defeituosos/erros de leitura (erros físicos), eles não oferecem nenhuma proteção contra perda de dados devido a falhas catastróficas (incêndio, água) ou erros lógicos, como erro do usuário, mau funcionamento de software ou infecção por malware. Para dados valiosos, o RAID é apenas um componente de um esquema maior de prevenção contra perda de dados e recuperação — ele não pode substituir um plano de backup.

RAID 0

class=skin-invert-image|thumb|150px|Diagrama de uma configuração RAID 0

O RAID 0 (também conhecido como conjunto dividido ou volume listrado) divide ("distribui") os dados uniformemente entre dois ou mais discos, sem informações de paridade, redundância ou tolerância a falhas. Como o RAID 0 não oferece tolerância a falhas ou redundância, a falha de uma única unidade fará com que toda a matriz falhe, devido aos dados estarem distribuídos por todos os discos. Esta configuração é normalmente implementada tendo a velocidade como o objetivo pretendido.

A probabilidade de falha do conjunto de stripes é sempre maior do que a de um único disco, e aumenta a cada disco adicionado a ele. Se p é a probabilidade de um único disco falhar durante um determinado período, 1-p é a probabilidade de o disco sobreviver a esse período, e a probabilidade de o conjunto de stripes sobreviver é (1-p)n, em que n é o número de discos no conjunto de stripes.

Uma configuração RAID 0 pode ser criada com discos de tamanhos diferentes, mas o espaço de armazenamento adicionado à matriz por cada disco é limitado ao tamanho do menor disco. Por exemplo, se um disco de 120 GB for combinado em divisão com um disco de 320 GB, o tamanho da matriz será de 120 GB × 2 = 240 GB. No entanto, algumas implementações de RAID permitem que os 200 GB restantes sejam usados dividindo a matriz em partições menores e recombinando-as.

O diagrama nesta seção mostra como os dados são distribuídos em faixas (stripes) em dois discos, com A1:A2 como a primeira faixa, A3:A4 como a segunda, etc. Uma vez definido o tamanho da faixa durante a criação de uma matriz RAID 0, ele precisa ser mantido em todos os momentos. Como as faixas são acessadas em paralelo, uma matriz RAID 0 de unidades aparece como um único disco grande com uma taxa de transferência de dados vezes maior do que a taxa de um único disco.

Desempenho Uma matriz RAID 0 de unidades fornece taxas de transferência de leitura e escrita de dados até vezes mais altas do que as taxas das unidades individuais, mas sem redundância de dados. Como resultado, o RAID 0 é usado principalmente em aplicações que exigem alto desempenho e podem tolerar uma menor confiabilidade, como em computação científica ou jogos eletrônicos.

Alguns testes de referência (benchmarks) de aplicativos de desktop mostram que o desempenho do RAID 0 é marginalmente melhor do que o de uma única unidade. Outro artigo examinou essas alegações e concluiu que "a divisão nem sempre aumenta o desempenho (em certas situações, será realmente mais lenta do que uma configuração sem RAID), mas na maioria das situações produzirá uma melhoria significativa no desempenho". Testes sintéticos mostram diferentes níveis de melhoria de desempenho quando múltiplos HDDs ou SSDs são usados em uma configuração RAID 0, em comparação com o desempenho de uma única unidade. No entanto, alguns testes sintéticos também mostram uma queda no desempenho na mesma comparação.

RAID 1

class=skin-invert-image|thumb|150px|Diagrama de uma configuração RAID 1

O RAID 1 consiste em uma cópia exata (ou espelho) de um conjunto de dados em dois ou mais discos; um par espelhado clássico em RAID 1 contém dois discos. Esta configuração não oferece paridade, divisão ou extensão de espaço em disco através de múltiplos discos, já que os dados são espelhados em todos os discos pertencentes à matriz, e a matriz só pode ser tão grande quanto o menor disco membro. Este layout é útil quando o desempenho de leitura ou a confiabilidade são mais importantes do que o desempenho de escrita ou a capacidade de armazenamento resultante.

A matriz continuará operando enquanto pelo menos uma unidade membro estiver operacional.

Desempenho Qualquer solicitação de leitura pode ser atendida e processada por qualquer unidade na matriz; assim, dependendo da natureza da carga de E/S (I/O), o desempenho de leitura aleatória de uma matriz RAID 1 pode se igualar à soma do desempenho de cada membro, enquanto o desempenho de escrita permanece no nível de um único disco. No entanto, se discos com velocidades diferentes forem usados em uma matriz RAID 1, o desempenho geral de escrita será igual à velocidade do disco mais lento.

Testes sintéticos mostram níveis variados de melhoria de desempenho quando múltiplos HDDs ou SSDs são usados em uma configuração RAID 1, em comparação com o desempenho de uma única unidade. No entanto, alguns testes sintéticos também mostram uma queda no desempenho para a mesma comparação.

RAID 2

class=skin-invert-image|thumb|350px|Diagrama de uma configuração RAID 2. A letra minúscula p indica os bytes de paridade.

O RAID 2 divide os dados ao nível de bit através de múltiplos discos, ao contrário da maioria dos níveis de RAID, que dividem os dados em blocos. Ele utiliza um tipo de correção de erros conhecido como Código de Hamming, que introduz redundância para detectar e corrigir erros nos dados armazenados. Os discos rígidos são sincronizados pela controladora para que girem em uníssono, alcançando a mesma posição ao mesmo tempo. Devido a essa sincronização, o sistema normalmente processa apenas uma solicitação de leitura ou escrita por vez, limitando sua capacidade de lidar com múltiplas operações simultaneamente.

Nos primórdios da computação, o RAID 2 oferecia altas taxas de transferência de dados ao utilizar um código de Hamming de alta taxa e muitos discos operando em paralelo. Esse design foi usado em sistemas especializados, como o DataVault da Thinking Machines, que transferia 32 bits de dados simultaneamente com 7 bits de paridade: um código de Hamming (39,32). O sistema Stretch da IBM empregava uma abordagem semelhante, transferia 64 bits de dados junto com 8 bits de correção de erros: um código de Hamming (72,64). Ambos os códigos não são códigos Hamming básicos, mas sim o código SECDED aprimorado, o que significa que ambos podem detectar e corrigir erros de um único bit, mas apenas detectar erros de dois bits.The RAIDbook, 4th Edition, The RAID Advisory Board, June 1995, p.101

Como os discos rígidos modernos incorporam correção de erros integrada, a complexidade adicional do código Hamming externo do RAID 2 oferece poucos benefícios em relação a métodos de redundância mais simples, como a paridade. Consequentemente, o RAID 2 raramente foi implementado e é o único nível original de RAID que não é mais utilizado na prática.

RAID 3 class=skin-invert-image|thumb|300px|Diagrama de uma configuração RAID 3 de blocos de seis bytes e dois bytes de paridade. São mostrados dois blocos de dados em cores diferentes.

O RAID 3, que também é raramente usado na prática, consiste na divisão a nível de byte com um disco de paridade dedicado. Uma das características do RAID 3 é que ele geralmente não pode atender a múltiplas solicitações simultaneamente, o que acontece porque qualquer bloco individual de dados estará, por definição, espalhado por todos os membros do conjunto e residirá na mesma localização física em cada disco. Portanto, qualquer operação de E/S requer atividade em cada disco e geralmente exige eixos sincronizados.

Isso o torna adequado para aplicações que demandam as mais altas taxas de transferência em leituras e escritas sequenciais longas, por exemplo, edição de vídeo não compactado. Aplicações que fazem pequenas leituras e escritas em locais aleatórios do disco obterão o pior desempenho possível deste nível.

A exigência de que todos os discos girem sincronizadamente (em lockstep) adicionou considerações de design que não traziam vantagens significativas sobre outros níveis de RAID. Tanto o RAID 3 quanto o RAID 4 foram rapidamente substituídos pelo RAID 5. O RAID 3 era geralmente implementado em hardware, e os problemas de desempenho eram mitigados pelo uso de grandes caches de disco.

RAID 4 class=skin-invert-image|thumb|300px|Diagrama 1: Uma configuração RAID 4 com disco de paridade dedicado, com cada cor representando o grupo de blocos no respectivo bloco de paridade (uma faixa)

O RAID 4 consiste na divisão a nível de bloco com um disco de paridade dedicado. Como resultado de seu layout, o RAID 4 oferece um bom desempenho para leituras aleatórias, enquanto o desempenho para escritas aleatórias é baixo devido à necessidade de escrever todos os dados de paridade em um único disco, a menos que o sistema de arquivos seja otimizado para RAID-4 e compense essa limitação.

Uma vantagem do RAID 4 é que ele pode ser rapidamente expandido online, sem a necessidade de recalcular a paridade, desde que os novos discos adicionados estejam completamente preenchidos com bytes zero (0).

No diagrama 1, uma solicitação de leitura para o bloco A1 seria atendida pelo disco 0. Uma solicitação de leitura simultânea para o bloco B1 teria que esperar, mas uma solicitação de leitura para B2 poderia ser atendida concorrentemente pelo disco 1.

RAID 5 class=skin-invert-image|thumb|300px|Diagrama de um layout RAID 5, com cada cor representando o grupo de blocos de dados e o bloco de paridade associado (uma faixa). Este diagrama mostra o layout Assíncrono Esquerdo.

O RAID 5 consiste na divisão a nível de bloco com paridade distribuída. Ao contrário do RAID 4, as informações de paridade são distribuídas entre as unidades. Ele exige que todas as unidades, exceto uma, estejam presentes para operar. Em caso de falha de uma única unidade, as leituras subsequentes podem ser calculadas a partir da paridade distribuída, de modo que nenhum dado seja perdido. O RAID 5 requer pelo menos três discos.

Existem muitos layouts de dados e paridade em uma matriz de discos RAID 5, dependendo da sequência de escrita nos discos, isto é: a sequência de blocos de dados escritos, da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda na matriz, dos discos 0 a N. a localização do bloco de paridade no início ou no fim da faixa. a localização do primeiro bloco de uma faixa em relação à paridade da faixa anterior.