服務(wù)器硬盤產(chǎn)品技術(shù)全面解析
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目前,服務(wù)器市場(chǎng)上采用的硬盤主要有三種,SATA硬盤、SCSI硬盤以及SAS硬盤,其中SATA硬盤主要應(yīng)用在低端服務(wù)器領(lǐng)域,而SCSI和SAS硬盤則面向中高端服務(wù)器。下面我們就SATA、SCSI以及SAS分別作以下介紹: 1、SATA硬盤
SATA(Serial Advanced Technology Attachment)是串行ATA的縮寫,目前能夠見到的有SATA-1和SATA-2兩種標(biāo)準(zhǔn)。SATA是一種完全不同于并行ATA的新型硬盤接口類型,相對(duì)于并行ATA來(lái)說(shuō),它具有非常多的優(yōu)勢(shì)。
SATA硬盤與并行ATA硬盤相比,在接口上有著很大的不同
首先,SATA以連續(xù)串行的方式傳送數(shù)據(jù),一次只會(huì)傳送1位數(shù)據(jù)。這樣能減少SATA接口的針腳數(shù)目,使連接電纜數(shù)目變少,效率也會(huì)更高。實(shí)際上,SATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作,分別用于連接電纜、連接地線、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù),同時(shí)這樣的架構(gòu)還能降低系統(tǒng)能耗和減小系統(tǒng)復(fù)雜性。
硬盤上的SATA接口
其次,SATA的起點(diǎn)更高、發(fā)展?jié)摿Ω螅琒ATA 1.0定義的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)150MB/s,這比并行ATA(即ATA/133)所能達(dá)到的133MB/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率還高,而SATA 2.0的數(shù)據(jù)傳輸率將達(dá)到300MB/s,最終SATA將實(shí)現(xiàn)600MB/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率。
插入SATA連接線纜的硬盤
SATA -2是在SATA的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,其主要特征是外部傳輸率從SATA的1.5Gbps(150MB/sec)進(jìn)一步提高到了3Gbps(300MB/sec),此外還包括NCQ(Native Command Queuing,原生命令隊(duì)列)、端口多路器(Port Multiplier)、交錯(cuò)啟動(dòng)(Staggered Spin-up)等一系列的技術(shù)特征。單純的外部傳輸率達(dá)到3Gbps并不是真正的SATA -2.
主板上的SATA接口
SATA -2的關(guān)鍵技術(shù)就是3Gbps的外部傳輸率和NCQ技術(shù)。NCQ技術(shù)可以對(duì)硬盤的指令執(zhí)行順序進(jìn)行優(yōu)化,避免像傳統(tǒng)硬盤那樣機(jī)械地按照接收指令的先后順序移動(dòng)磁頭讀寫硬盤的不同位置,與此相反,它會(huì)在接收到命令之后對(duì)其進(jìn)行排序,排序后的磁頭將以高效率的順序進(jìn)行尋址,從而避免磁頭反復(fù)移動(dòng)帶來(lái)的損耗,延長(zhǎng)硬盤壽命。另外并非所有的SATA硬盤都可以使用NCQ技術(shù),除了硬盤本身要支持 NCQ之外,也要求主板芯片組的SATA控制器支持NCQ.此外,NCQ技術(shù)不支持FAT文件系統(tǒng),只支持NTFS文件系統(tǒng)。
另外,SATA還具備熱插撥功能,利用這一功能可以更加方便的組建磁盤陣列。串口的數(shù)據(jù)線由于只采用了四針結(jié)構(gòu),因此比并口的安裝更加便捷,更有利于縮減機(jī)箱內(nèi)的線纜,有利于散熱。
SCSI硬盤
SCSI(Small Computer System Interface)是一種專門為小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)單元接口模式,可以對(duì)計(jì)算機(jī)中的多個(gè)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)分工操作,對(duì)于系統(tǒng)同時(shí)要求的多個(gè)任務(wù)可以靈活機(jī)動(dòng)的適當(dāng)分配,動(dòng)態(tài)完成。
硬盤上的SCSI接口
SCSI規(guī)范發(fā)展到今天,已經(jīng)是第六代技術(shù)了,從剛創(chuàng)建時(shí)候的SCSI(8bit)、Wide SCSI(8bit)、Ultra Wide SCSI(8bit/16bit)、Ultra Wide SCSI 2(16bit)、Ultra 160 SCSI(16bit)到今天的Ultra 320 SCSI,速度從1.2MB/s到現(xiàn)在的320MB/s有了質(zhì)的飛躍。目前主流的SCSI硬盤都采用了Ultra 320 SCSI接口,能提供320MB/s的接口傳輸速度。由于Ultra 320 SCSI是目前SCSI硬盤的主流接口,因此下面為大家詳細(xì)介紹一下Ultra 320 SCSI.
主板上的80pin SCSI接口,為孔狀插槽
Ultra320 SCSI,也稱為Ultra4 SCSI LVD,是比較新型的SCSI接口標(biāo)準(zhǔn)。Ultra320 SCSI是在Ultra160 SCSI的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的,Ultra160 SCSI的優(yōu)勢(shì)得以繼續(xù)發(fā)揚(yáng),Ultra160 SCSI的3項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),即雙轉(zhuǎn)換時(shí)鐘控制、循環(huán)冗余碼校驗(yàn)和域名確認(rèn),都得到保留。以前的SCSI接口標(biāo)準(zhǔn)中,SCSI接口支持兩種傳輸模式:異步和同步。Ultra320 SCSI引入了調(diào)步傳輸模式,在這種傳輸模式中,簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)時(shí)鐘邏輯,使Ultra320 SCSI的高傳輸速度成為可能。Ultra320 SCSI傳輸速率可以達(dá)到320MB/s.
擴(kuò)展卡上的SCSI接口
Ultra320 SCSI主要具有以下特點(diǎn):
1)雙倍速率數(shù)據(jù)傳輸,數(shù)據(jù)傳輸速率比Ultra160 SCSI提高了一倍;
2)分組化的SCSI,支持分組協(xié)議;
3)快速仲裁和選擇,大大提高了總線的利用率;
4)讀寫數(shù)據(jù)流,把數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷降到最低;
5)流控制,提高了總線的利用率。
SCSI硬盤也有專門支持熱拔插技術(shù)的SCA2接口(80-pin),與SCSI背板配合使用,就可以輕松實(shí)現(xiàn)硬盤的熱拔插。目前在工作組和部門級(jí)服務(wù)器中,熱插拔功能幾乎是必備的。
SAS硬盤
SAS 是Serial Attached SCSI的縮寫,即串行連接SCSI.2001年11月26日,Compaq、IBM、LSI邏輯、Maxtor和Seagate聯(lián)合宣布成立SAS工作組,其目標(biāo)是定義一個(gè)新的串行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備接口。
SAS工作原理圖
SAS是新一代的SCSI技術(shù),和現(xiàn)在流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同,都是采用串行技術(shù)以獲得更高的傳輸速度,并通過(guò)縮短連結(jié)線改善內(nèi)部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發(fā)出的全新接口。此接口的設(shè)計(jì)是為了改善存儲(chǔ)系統(tǒng)的效能、可用性和擴(kuò)充性,提供與串行ATA (Serial ATA,縮寫為SATA)硬盤的兼容性。
SAS硬盤上的SAS接口及其控制芯片
SAS技術(shù)引入了SAS擴(kuò)展器,使SAS系統(tǒng)可以連接更多的設(shè)備,其中每個(gè)擴(kuò)展器允許連接多個(gè)端口,每個(gè)端口可以連接SAS設(shè)備、主機(jī)或其他SAS擴(kuò)展器。為保護(hù)用戶投資,SAS規(guī)范也兼容了SATA,這使得SAS的背板可以兼容SAS和SATA兩類硬盤, 對(duì)用戶來(lái)說(shuō),使用不同類型的硬盤時(shí)不需要再重新投資。
主板上的SAS接口
串行SCSI是點(diǎn)到點(diǎn)的結(jié)構(gòu),可以建立磁盤到控制器的直接連接。它具有以下特點(diǎn):
1)更好的性能:點(diǎn)到點(diǎn)的技術(shù)減少了地址沖突以及菊花鏈連結(jié)的減速;可以為每個(gè)設(shè)備提供專用的信號(hào)通路來(lái)保證其最大的帶寬;全雙工方式下的數(shù)據(jù)操作保證了最有效的數(shù)據(jù)吞吐量。
2)簡(jiǎn)便的線纜連結(jié):采用了更細(xì)的電纜,搭配更小的連接器。
3)更好的擴(kuò)展性:可以同時(shí)連結(jié)更多的磁盤設(shè)備,最多可連接16384個(gè)磁盤設(shè)備。
SAS硬盤與相同轉(zhuǎn)速的SCSI硬盤相比有相同或者更好的性能。串行接口減少了線纜的尺寸,允許更快的傳輸速度。目前,SAS硬盤傳輸數(shù)據(jù)可以達(dá)到3.0Gbit/sec,其SAS擴(kuò)展器多為12端口,未來(lái)不久,第二代和第三代的SAS界面將提供6-12Gbps的數(shù)據(jù)帶寬(支持HostRAID),并且會(huì)有28或36端口的SAS擴(kuò)展器出現(xiàn)以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。
通過(guò)上面的介紹,我們可以清楚的看到SCSI/ SAS硬盤的可靠性要比SATA硬盤高出很多。不過(guò),大家不要忘記SATA硬盤主要是應(yīng)用于PC機(jī)上面的,SATA硬盤的工作強(qiáng)度和服務(wù)器SCSI/SAS硬盤的工作強(qiáng)度是不可比擬的。而且由于SCSI/SAS具有CPU占用率低,多任務(wù)并發(fā)操作效率高,連接設(shè)備多,連接距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。因此,對(duì)于服務(wù)器硬盤可靠性、擴(kuò)展性以及性能要求較高的企業(yè),建議采用SCSI/SAS硬盤,并采用最新的Ultra320 SCSI控制器。
不過(guò)SCSI/SAS硬盤的價(jià)格較貴,同樣容量的SCSI/SAS硬盤價(jià)格會(huì)比SATA硬盤貴80%以上。因此,對(duì)于低端的小型服務(wù)器應(yīng)用來(lái)說(shuō),可以采用最新的SATA硬盤和控制器。SATA硬盤也具備熱插拔能力,并且可以在接口上具備很好的可伸縮性,如在機(jī)架式服務(wù)器中使用SCSI-SATA、FC-SATA轉(zhuǎn)換接口以及SATA端口位增器,使其具有比SCSI/SAS更好的靈活性。
還有一點(diǎn)需要注意,我們?cè)贒IY服務(wù)器時(shí)往往需要在第一時(shí)間將多個(gè)硬盤做成RAID,而做RAID最好是用多塊同一品牌同一型號(hào)同一容量的硬盤來(lái)做。所以我們?cè)谶x擇服務(wù)器硬盤時(shí),如果要購(gòu)買多塊硬盤組成RAID,最好能夠選擇同一品牌同一型號(hào)同一容量的硬盤。