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服務(wù)器硬盤之參數(shù)
2009-01-11   

談到硬盤的指標參數(shù),首先就應提到硬盤的接口標準。當今主流服務(wù)器硬盤的接口界面有兩種:SATA和SCSI,當然此外還有IDE接口的,不過在服務(wù)器領(lǐng)域處于淘汰邊緣。主要原因是并行接口的電纜屬性、連接器和信號協(xié)議都已經(jīng)到達一個頂點。隨著工作頻率的提高,原來在低頻率下的IDE接口標準越來越受到交叉干擾、地線增多、信號混亂等因素的制約,特別是在新的Ultra ATA/133標準中。而新的Serial ATA標準不僅可以全面解決以上問題,而且其數(shù)據(jù)傳輸速率有相當大的發(fā)展空間。光纖接口類型的硬盤并不常見,因其接口寬帶很寬,所以常用于大型的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器上,如NAS或者SAN數(shù)據(jù)存儲網(wǎng)絡(luò),還經(jīng)常用于流媒體服務(wù)器,因流媒體容量非常大,而且連續(xù)性要求很高,光纖接口的高帶寬就滿足了以上要求。
當然,也有部分低端服務(wù)器采用了IDE硬盤,目前,幾乎所有服務(wù)器主板都集成了IDE控制器,但在中高端服務(wù)器中還只是普遍用來連接低速外設(shè)IDE光驅(qū),而硬盤一般采用SCSI接口標準,如浪潮英信服務(wù)器就普遍采用了Ultra160 SCSI硬盤,提供更高的硬盤吞吐能力。SCSI接口硬盤有著極低的CPU占用率、支持更多的設(shè)備和在多任務(wù)下工作的優(yōu)勢明顯等優(yōu)點,更適合于服務(wù)器應用的需求,當然SCSI硬盤價格要高得多。

如今隨著SATA-II的推出,在中低端的企業(yè)級的應用環(huán)境中,SATA已經(jīng)顯現(xiàn)出強大的競爭力。專家指出硬盤的可靠性是與接口無關(guān),使用與SCSI硬盤相同的組件加上ATA接口電路完全可以達到相同的可靠性級別。WD Raptor硬盤就可以提供120萬小時的平均無故障時間和5年質(zhì)保。SCSI硬盤目前的最高轉(zhuǎn)速可達15000rpm,SATA硬盤則是 10000rpm,更高的轉(zhuǎn)速可以獲得更高的尋址速度,這永遠是高轉(zhuǎn)速硬盤的優(yōu)勢。但15000rpm并不是市場的主流,就目前最高采用率的SCSI硬盤而言,仍以10000rpm為主。
在接口速度方面,SCSI目前最高的水平是320MB/s,SATA是150MB/s。但SCSI總線是共享的,SATA則是點對點的,這就意味著當 SCSI通道內(nèi)的硬盤實際帶寬總和超過320MB/s時(目前SCSI硬盤數(shù)據(jù)傳輸率最高在75MB/s,4塊SCSI硬盤就基本達到了實際帶寬總和), SCSI總線反而將成為瓶頸。SATA則沒有這個問題。舉個例子來說,5塊SCSI硬盤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率仍然是有限的320MB/s 然而5塊SATA的系統(tǒng)則能夠達到750MB/s。容量方面SATA硬盤已經(jīng)達到400GB,而計劃上市的SCSI硬盤只達到300GB的水平。而且SATA硬盤的價格更加便宜。這就意味著在同一總?cè)萘肯拢脩艨梢允褂脭?shù)量更少的SATA硬盤,從而節(jié)約總成本。

如今也推出了SAS接口 ,SAS是緊接在平行 SCSI 接口之后所開發(fā)出的全新接口。此接口的設(shè)計將有效改善存儲系統(tǒng)的效能、可用性和擴充性,以及提高與 Serial ATA (SATA) 硬盤的兼容性。它主要好處之一是,它可讓 IT 人員在組裝系統(tǒng)時擁有更多的彈性。SAS 與 SATA 為兼容的傳輸技術(shù),二者可同時存在于一個存儲系統(tǒng)之中,滿足更廣泛的需求。
然而,一切硬盤的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)之瓶頸不在于PCI總線或是接口速率上,而在硬盤本身,這是由硬盤機械部分與結(jié)構(gòu)設(shè)計等諸多因素造成的。
衡量硬盤的指標:

衡量硬盤性能的指標主要包括:

主軸轉(zhuǎn)速:

主軸轉(zhuǎn)速是一個在硬盤的所有指標中除了容量之外,最應該引人注目的性能參數(shù),也是決定硬盤內(nèi)部傳輸速度和持續(xù)傳輸速度的第一決定因素。如今硬盤的轉(zhuǎn)速多為7200rpm、10000rpm和15000rpm。從目前的情況來看,10000rpm的SCSI硬盤具有性價比高的優(yōu)勢,是目前硬盤的主流,而7200rpm及其以下級別的硬盤在逐步淡出硬盤市場。15000rpm產(chǎn)品在高端領(lǐng)域采用。

內(nèi)部傳輸率:

內(nèi)部傳輸率的高低才是評價一個硬盤整體性能的決定性因素。硬盤數(shù)據(jù)傳輸率分為內(nèi)外部傳輸率;通常稱外部傳輸率也為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率 (Burstdata Transfer Rate)或接口傳輸率,指從硬盤的緩存中向外輸出數(shù)據(jù)的速度,目前采用Ultra 320 SCSI技術(shù)的外部傳輸率已經(jīng)達到了320MB/s;內(nèi)部傳輸率也稱最大或最小持續(xù)傳輸率(Sustained Transfer Rate),是指硬盤在盤片上讀寫數(shù)據(jù)的速度,現(xiàn)在的主流硬盤大多在30MB/s到60MB/s之間。由于硬盤的內(nèi)部傳輸率要小于外部傳輸率,所以只有內(nèi)部傳輸率才可以作為衡量硬盤性能的真正標準。

單碟容量:

除了對于容量增長的貢獻之外,單碟容量的另一個重要意義在于提升硬盤的數(shù)據(jù)傳輸速度。單碟容量的提高得益于磁道數(shù)的增加和磁道內(nèi)線性磁密度的增加。磁道數(shù)的增加對于減少磁頭的尋道時間大有好處,因為磁片的半徑是固定的,磁道數(shù)的增加意味著磁道間距離的縮短,而磁頭從一個磁道轉(zhuǎn)移到另一個磁道所需的就位時間就會縮短。這將有助于隨機數(shù)據(jù)傳輸速度的提高。而磁道內(nèi)線性磁密度的增長則和硬盤的持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸速度有著直接的聯(lián)系。磁道內(nèi)線性密度的增加使得每個磁道內(nèi)可以存儲更多的數(shù)據(jù),從而在碟片的每個圓周運動中有更多的數(shù)據(jù)被從磁頭讀至硬盤的緩沖區(qū)里。
平均尋道時間:

平均尋道時間是指磁頭移動到數(shù)據(jù)所在磁道需要的時間,這是衡量硬盤機械性能的重要指標,一般在3ms~13ms之間,建議平均尋道時間大于 8ms的SCSI硬盤不要考慮。平均尋道時間和平均潛伏時間(完全由轉(zhuǎn)速決定)一起決定了硬盤磁頭找到數(shù)據(jù)所在的簇的時間。該時間直接影響著硬盤的隨機數(shù)據(jù)傳輸速度。
緩存:

提高硬盤高速緩存的容量也是一條提高硬盤整體性能的捷徑。因為硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速度和外部傳輸速度不同。因此需要緩存來做一個速度適配器。緩存的大小對于硬盤的持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸速度有著極大的影響。它的容量有512KB、2MB、4MB,甚至8MB或16MB,對于視頻捕捉、影像編輯等要求大量磁盤輸入/輸出的工作,大的硬盤緩存是非常理想的選擇。

體形的大小:
面向服務(wù)器的硬盤大部分為3.5英寸規(guī)格,而面向筆記本電腦的2.5英寸的硬盤也步入了服務(wù)器。隨著刀片服務(wù)器和1U架構(gòu)的盛行,服務(wù)器內(nèi)部也面臨著散熱的問題,2.5英寸硬盤能在減下空間同時,實際上增大了散熱面積和導風的空間。希捷和日立2.5英寸服務(wù)器硬盤相繼上市。兩公司發(fā)布產(chǎn)品后,2.5英寸硬盤在服務(wù)器硬盤領(lǐng)域的應用也將日趨活躍。2.5英寸服務(wù)器硬盤主要用于企業(yè)儲存。

選好服務(wù)器硬盤

知道了服務(wù)器硬盤的性能指標,下一步自然要依此選擇出適合具體應用的服務(wù)器硬盤,以提高系統(tǒng)的工作性能。


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