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1、服务器硬盘技术各类硬盘介绍服务器硬盘技术各类硬盘介绍 服务器技术服务器技术服务器硬盘技术各类硬盘介绍目前,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
2、 ATA 来说,它具有非常多的优势。SATA 硬盘与并行 ATA 硬盘相比,在接口上有着很大的不同首先,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。硬盘上的 SATA 接口其次,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 150MBs,这比并行 ATA（即ATA133）所能达到的 133MBs 的最高数据传输率还高,而 SATA
3、2.0 的数据传输率将达到 300MBs,最终 SATA 将实现 600MBs 的最高数据传输率。插入 SATA 连接线缆的硬盘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(150MBsec)进一步提高到了 3Gbps (300MBsec),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。主板上的 SATA 接口SATA -2
4、 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
5、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。硬盘上的 SCSI 接口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(8bit16bit)、Ultra Wide SCSI 2(16bit)、Ultra 160
6、SCSI(16bit)到今天的 Ultra 320 SCSI,速度从 1.2MBs 到现在的 320MBs 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 320MBs 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。主板上的 80pin SCSI 接口,为孔状插槽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,Ultra
7、160 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 320MBs。扩展卡上的 SCSI 接口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
8、；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。3、SAS 硬盘SAS 是 Serial Attached SCSI 的缩写,即串行连接 SCSI。2001 年 11 月 26 日,Compaq、IBM、LSI 逻辑、Maxtor 和 Seagate 联合宣布成立 SAS 工作组,其目标是定义一个新的串行点对点的企业级存储设备接口。SAS 工作
9、原理图SAS 是新一代的 SCSI 技术,和现在流行的 Serial ATA(SATA)硬盘相同,都是采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS 是并行 SCSI 接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性,提供与串行 ATA (Serial ATA,缩写为 SATA)硬盘的兼容性。SAS 硬盘上的 SAS 接口及其控制芯片SAS 技术引入了 SAS 扩展器,使 SAS 系统可以连接更多的设备,其中每个扩展器允许连接多个端口,每个端口可以连接 SAS 设备、主机或其他 SAS 扩展器。为保护用户投资,SAS 规范也兼容了SATA
10、,这使得 SAS 的背板可以兼容 SAS 和 SATA 两类硬盘, 对用户来说,使用不同类型的硬盘时不需要再重新投资。主板上的 SAS 接口串行 SCSI 是点到点的结构,可以建立磁盘到控制器的直接连接。它具有以下特点：1）更好的性能：点到点的技术减少了地址冲突以及菊花链连结的减速；可以为每个设备提供专用的信号通路来保证其最大的带宽；全双工方式下的数据操作保证了最有效的数据吞吐量。2）简便的线缆连结：采用了更细的电缆,搭配更小的连接器。3）更好的扩展性：可以同时连结更多的磁盘设备,最多可连接 16384 个磁盘设备。SAS 硬盘与相同转速的 SCSI 硬盘相比有相同或者更好的性能。串行接口减少
11、了线缆的尺寸,允许更快的传输速度。目前,SAS硬盘传输数据可以达到 3.0Gbitsec,其 SAS 扩展器多为 12 端口,未来不久,第二代和第三代的 SAS 界面将提供 6-12Gbps 的数据带宽（支持 HostRAID）,并且会有 28 或 36 端口的 SAS 扩展器出现以适应不同的应用需求。通过上面的介绍,我们可以清楚的看到 SCSI SAS 硬盘的可靠性要比 SATA 硬盘高出很多。不过,大家不要忘记 SATA 硬盘主要是应用于 PC 机上面的,SATA 硬盘的工作强度和服务器 SCSISAS 硬盘的工作强度是不可比拟的。而且由于 SCSISAS具有 CPU 占用率低,多任务并发
12、操作效率高,连接设备多,连接距离长等优点。因此,对于服务器硬盘可靠性、扩展性以及性能要求较高的企业,建议采用 SCSISAS 硬盘,并采用最新的 Ultra320 SCSI 控制器。不过 SCSISAS 硬盘的价格较贵,同样容量的 SCSISAS 硬盘价格会比 SATA 硬盘贵 80%以上。因此,对于低端的小型服务器应用来说,可以采用最新的 SATA 硬盘和控制器。SATA 硬盘也具备热插拔能力,并且可以在接口上具备很好的可伸缩性,如在机架式服务器中使用 SCSI-SATA、FC- SATA 转换接口以及 SATA 端口位增器,使其具有比 SCSISAS 更好的灵活性。还有一点需要注意,我们在 DIY 服务器时往往需要在第一时间将多个硬盘做成 RAID,而做 RAID 最好是用多块同一品牌同一型号同一容量的硬盘来做。所以我们在选择服务器硬盘时,如果要购买多块硬盘组成 RAID,最好能够选择同一品牌同一型号同一容量的硬盘。
