服务器硬盘类型整理专题

服务器硬盘类型整理专题

[整理人:[e-mail]    整理时间:2010-01-07]

对用户来说，储存在服务器上的硬盘数据是最宝贵的，因此硬盘的可靠性是非常重要的。为了使硬盘能够适应大数据量、超长工作时间的工作环境，服务器一般采用高速、稳定、安全的SCSI硬盘。

现在的硬盘从接口方面分，可分为IDE硬盘与SCSI硬盘（目前还有一些支持MCIA接口、IEEE 1394接口、SATA接口、USB接口和FC－AL(FibreChannel－Arbitrated Loop)通道接口的产品，但相对来说非常少）；IDE硬盘即我们日常所用的硬盘，它由于价格便宜而性能也不差，因此在PC上得到了广泛的应用，目前个人上 使用的硬盘绝大多数均为此类型硬盘。另一类硬盘就是SCSI硬盘了（SCSI即Small Computer System Interface小型计算机系统接口），由于其性能好，因此在服务器上普遍均采用此类硬盘产品，但同时它的价格也不菲，所以在普通PC上不常看到 SCSI的踪影。

同普通PC机的硬盘相比，服务器上使用的硬盘具有如下四个特点。
    1、速度快
服务器使用的硬盘 转速快，可以达到每分钟7200或10000转，甚至更高；它还配置了较大(一般为2MB或4MB)的回写式缓存；平均访问时间比较短；外部传输率和内部 传输率更高，采用Ultra Wide SCSI、Ultra2 Wide SCSI、Ultra160 SCSI、Ultra320 SCSI等标准的SCSI硬盘，每秒的数据传输率分别可以达到40MB、80MB、160MB、320MB。
    2、可靠性高
因 为服务器硬盘几乎是24小时不停地运转，承受着巨大的工作量。可以说，硬盘如果出了问题，后果不堪设想。所以，现在的硬盘都采用了S.M.A.R.T技术 (自监测、分析和报告技术)，同时硬盘厂商都采用了各自独有的先进技术来保证数据的安全。为了避免意外的损失，服务器硬盘一般都能承受300G到 1000G的冲击力。
    3、多使用SCSI接口
多数服务器采用了数据吞吐量大、占有率极低的SCSI硬盘。SCSI硬盘必须通过SCSI接口才能使用，有的服务器集成了SCSI接口，有的安有专用的SCSI接口卡，一块SCSI接口卡可以接7个SCSI设备，这是IDE接口所不能比拟的。
    4、可支持热插拔
热插拔（Hot Swap）是一些服务器支持的硬盘安装方式，可以在服务器不停机的情况下，拔出或插入一块硬盘，操作系统自动识别硬盘的改动。这种技术对于24小时不间断运行的服务器来说，是非常必要的。(7*24服务的了解其实就是在硬件资源方面下手的)

我们衡量一款服务器硬盘的性能时，主要应该参看以下指标： 

    主轴转速
    主轴转速是一个在硬盘的所有指标中除了容量之外，最应该引人注目的性能参数，也是决定硬盘内部传输速度和持续传输速度的第一决定因素。如今硬盘的转速多为 5400rpm、7200rpm、10000rpm和15000rpm。从目前的情况来看，10000rpm的SCSI硬盘具有性价比高的优势，是目前硬 盘的主流，而7200rpm及其以下级别的硬盘在逐步淡出硬盘市场。
    内部传输率
    内部传输率的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素。硬盘数据传输率分为内外部传输率；通常称外部传输率也为突发数据传输率(Burstdata Transfer Rate)或接口传输率，指从硬盘的缓存中向外输出数据的速度，目前采用Ultra 160 SCSI技术的外部传输率已经达到了160MB/s;内部传输率也称最大或最小持续传输率(Sustained Transfer Rate)，是指硬盘在盘片上读写数据的速度，现在的主流硬盘大多在30MB/s到60MB/s之间。由于硬盘的内部传输率要小于外部传输率，所以只有内 部传输率才可以作为衡量硬盘性能的真正标准。
    单碟容量
    除了对于容量增长的贡献之外，单碟容量的另一个重要意义在于提升硬盘的数据传输速度。单碟容量的提高得益于磁道数的增加和磁道内线性磁密度的增加。磁道数 的增加对于减少磁头的寻道时间大有好处，因为磁片的半径是固定的，磁道数的增加意味着磁道间距离的缩短，而磁头从一个磁道转移到另一个磁道所需的就位时间 就会缩短。这将有助于随机数据传输速度的提高。而磁道内线性磁密度的增长则和硬盘的持续数据传输速度有着直接的联系。磁道内线性密度的增加使得每个磁道内 可以存储更多的数据，从而在碟片的每个圆周运动中有更多的数据被从磁头读至硬盘的缓冲区里。
    平均寻道时间
    平均寻道时间是指磁头移动到数据所在磁道需要的时间，这是衡量硬盘机械性能的重要指标，一般在3ms～13ms之间，建议平均寻道时间大于8ms的 SCSI硬盘不要考虑。平均寻道时间和平均潜伏时间（完全由转速决定）一起决定了硬盘磁头找到数据所在的簇的时间。该时间直接影响着硬盘的随机数据传输速 度。
    缓存
    提高硬盘高速缓存的容量也是一条提高硬盘整体性能的捷径。因为硬盘的内部数据传输速度和外部传输速度不同。因此需要缓存来做一个速度适配器。缓存的大小对 于硬盘的持续数据传输速度有着极大的影响。它的容量有512KB、2MB、4MB，甚至8MB或16MB，对于视频捕捉、影像编辑等要求大量磁盘输入/输 出的工作，大的硬盘缓存是非常理想的选择。

    由于SCSI具有CPU占用率低，多任务并发操作效率高，连接设备多，连接距离长等优点，对于大多数的服务器应用，建议采用SCSI硬盘，并采用最新的 Ultra160 SCSI控制器；对于低端的小型服务器应用，可以采用最新的IDE硬盘和控制器。确定了硬盘的接口和类型后，就要重点考察上面提到的影响硬盘性能的技术指 标，根据转速、单碟容量、平均寻道时间、缓存等因素，并结合资金预算，选定性价比最合适的硬盘方案。在具体的应用中，首先应选用寿命长、故障率低的硬盘， 可降低故障出现的几率和次数，这牵扯到硬盘的MTBF（平均无故障时间）和数据保护技术，MTBF值越大越好，如浪潮英信服务器采用的硬盘的MTBF值一 般超过120万小时，而硬盘所共有的S.M.A.R.T.（自监测、分析、报告技术）以及类似技术，如seagate和的DST（驱动器自我检测）和DFT（驱动器健康检测），对于保存在硬盘中数据的安全性有着重要意义。

    目前，主流的服务器硬盘厂商主要有seagate（希捷）、IBM等。

 

第二部分：服务器是选择用Sata硬盘还是选择用SCSI硬盘

首先就容量与成本综合进行分析：SCSI硬盘主流为146GB，而Sata则高达250GB，在成本上，Sata明显低于目前的SCSI硬盘。（SATA接口硬盘要比SCSI便宜）

但是，从可靠性方面来分析：用来衡量磁盘性能的一个重要的标准 MTBF，指的是每一个磁盘驱动器都可以连续工作1百万个小时而不出错。其中连续工作的1百万小时就是我们说得MTBF（平均错误时间）。这方面，而 SCSI硬盘明显比Sata接口硬盘大，它可以连续24小时工作，并且平均每天有432分钟的读写时间。而平均出错概率要低于Sata硬盘。

性能、 扩展性：SCSI硬盘可以更少的占用CPU的时钟，SCSI硬盘转速可达15000rpm ，接口速度最高的水平是320MB/s，其转速和接口速度较Sata磁盘高。同时，SCSI单通道可连接多达7个设备，而Sata每个硬盘只能够连接一 个。所以SCSI硬盘明显利于以后的扩展。

 

你在配置你公司的服务器时：你会因价格低廉选择Sata硬盘还是选购扩展性能强、性能高的SCSI硬盘？ （这个是2005年的资料 估计现在SATA技术在成长目前主流的硬件厂商都推SATA硬盘。）

 

 

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目前，服务器市场上采用的硬盘主要有三种，SATA硬盘、SCSI硬盘以及SAS硬盘，其中SATA硬盘主要应用在低端服务器领域，而SCSI和SAS硬盘则面向中高端服务器。下面我们就SATA、SCSI以及SAS分别作以下介绍：
　　1、SATA硬盘
　　SATA(Serial Advanced Technology Attachment)是串行ATA的缩写，目前能够见到的有SATA-1和SATA-2两种标准。SATA是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，相对于并行ATA来说，它具有非常多的优势。
　　首先，SATA以连续串行的方式传送数据，一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。实际 上，SATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。
　　其次，SATA的起点更高、发展潜力更大，SATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比并行ATA（即ATA/133）所能达到的133MB/s的最高数据传输率还高，而SATA 2.0的数据传输率将达到300MB/s，最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。
    SATA -2是在SATA的基础上发展起来的，其主要特征是外部传输率从SATA的1.5Gbps(150MB/sec)进一步提高到了3Gbps(300MB /sec)，此外还包括NCQ(Native Command Queuing，原生命令队列)、端口多路器(Port Multiplier)、交错启动(Staggered Spin-up)等一系列的技术特征。单纯的外部传输率达到3Gbps并不是真正的SATA -2。
　SATA -2的关键技术就是3Gbps的外部传输率和NCQ技术。NCQ技术可以对硬盘的指令执行顺序进行优化，避免像传统硬盘那样机械地按照接收指令的先后顺序 移动磁头读写硬盘的不同位置，与此相反，它会在接收到命令之后对其进行排序，排序后的磁头将以高效率的顺序进行寻址，从而避免磁头反复移动带来的损耗，延 长硬盘寿命。另外并非所有的SATA硬盘都可以使用NCQ技术，除了硬盘本身要支持 NCQ之外，也要求主板芯片组的SATA控制器支持NCQ。此外，NCQ技术不支持FAT文件系统，只支持NTFS文件系统。
    另外，SATA还具备热插拨功能，利用这一功能可以更加方便的组建磁盘阵列。串口的数据线由于只采用了四针结构，因此比并口的安装更加便捷，更有利于缩减机箱内的线缆，有利于散热。

·  　　2、SCSI硬盘
　　SCSI(Small Computer System Interface)是一种专门为小型计算机系统设计的存储单元接口模式，可以对计算机中的多个设备进行动态分工操作，对于系统同时要求的多个任务可以灵活机动的适当分配，动态完成。

·  　　SCSI规范发展到今天，已经是第六代技术了，从刚创建时候的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，速度从1.2MB/s到现在的320MB/s有了质的飞跃。目前主流的SCSI硬盘都采用了Ultra 320 SCSI接口，能提供320MB/s的接口传输速度。由于Ultra 320 SCSI是目前SCSI硬盘的主流接口，因此下面为大家详细介绍一下Ultra 320 SCSI。

·  　　Ultra320 SCSI，也称为Ultra4 SCSI LVD，是比较新型的SCSI接口标准。Ultra320 SCSI是在Ultra160 SCSI的基础之上发展起来的，Ultra160 SCSI的优势得以继续发扬，Ultra160 SCSI的3项关键技术，即双转换时钟控制、循环冗余码校验和域名确认，都得到保留。以前的SCSI接口标准中，SCSI接口支持两种传输模式：异步和同 步。Ultra320 SCSI引入了调步传输模式，在这种传输模式中，简化了数据时钟逻辑，使Ultra320 SCSI的高传输速度成为可能。Ultra320 SCSI传输速率可以达到320MB/s。
　　Ultra320 SCSI主要具有以下特点：
　　1）双倍速率数据传输，数据传输速率比Ultra160 SCSI提高了一倍；
　　2）分组化的SCSI，支持分组协议；
　　3）快速仲裁和选择，大大提高了总线的利用率；
　　4）读写数据流，把数据传输的开销降到最低；
　　5）流控制，提高了总线的利用率。
　　SCSI硬盘也有专门支持热拔插技术的SCA2接口(80-pin)，与SCSI背板配合使用，就可以轻松实现硬盘的热拔插。目前在工作组和部门级服务器中，热插拔功能几乎是必备的。