服务器硬盘接口分类
不同接口技术的服务器硬盘也决定了它们各自更好的适用环境。单独存在的SATA硬盘服务器产品如今并不多见,大多是一些针对入门应用的塔式服务器中。而SCSI及SAS由于具有CPU占用率低、连接设备多等诸多特点,性能上明显优于SATA接口硬盘,因此可以在企业数据中心、安全服务器等应用环境中部署。目前看来,市面上的服务器硬盘或服务器产品,也大多呈现两种形态:Ultra320 SCSI及SAS/SATA。
一、风光依旧的SATA接口
SATA接口又被称之为“串行接口”,所以现在采用SATA接口的硬盘都被习惯的叫做串口硬盘。它是继IDE硬盘之后的一次演变。SATA的物理设计是以光纤通道作为蓝本,所以采用了四芯的数据线。SATA接口发展至今主要有3种规格,其中目前普遍使用的是SATA-2规格,传输速度可达3GB/秒,如图1所示为某品牌固态硬盘采用的SATA-2接口规格。
图1 SATA-2接口示意
现在已经有SATA-3接口出现,如图3所示即为西部数据的一款SATA-3接口的服务器硬盘。SATA-3接口除了将传输速率提高到了6GB/秒之外,还对诸多数据类型提供了读取优化设置。当然对于用户来说,SATA-3接口的出现并不意味着现有的SATA-2产品会被淘汰,因为SATA-3虽然采用了全新INCITS ATA8-ACS标准,但依然可以兼容旧有的SATA设备。
图2 SATA-3接口示意
由于SATA接口的服务器硬盘,技术相当成熟而且构造成本不高,因此相对于其他接口类型的产品来说,其市场价位是比较平民化的,如图3所示。相信对于预算不高的企业用户来说,在原来的服务器架构中升级同样接口但容量更大的SATA-2接口硬盘,是最好的选择了。
二、应用更普及的SCSI接口
SCSI接口的服务器硬盘是现在多数服务器中采用的一种,它具有数据吞吐量大、CPU占有率极低的特点:用于连接SCSI接口硬盘的SCSI控制器上有一个相当于CPU功能的控制芯片,能够替代CPU处理大部分工作现在普遍采用的.Ultra 320标准的SCSI接口硬盘,数据传输率可达320MB/秒。SCSI接口服务器硬盘及SCSI控制器如图4所示。
图4 SCSI硬盘及控制器
另外,SCSI硬盘具有的支持热拔插技术的SCA2接口,也非常适合部署在现在的工作组和部门级服务器中。SCSI硬盘必须通过SCSI接口才能使用,现在服务器主板一般都集成了SCSI接口,也可以安装专门的SCSI接口卡来连接更多个SCSI设备,所以其横向扩展能力是比较强的。
图5 服务器主板SCSI接口
那么,SCSI接口的服务器硬盘,主要强于哪些方面,又适用于怎样的企业环境中呢?首先,SCSI对磁盘冗余阵列(RAID)的良好支持,可以满足有大数据存储的企业环境,同时数据安全性也有保障再者,SCSI硬盘的转速早已高达15000rpm,这让企业数据中心的处理性能得到了保障再次,其较低的CPU占用率以及多任务的并行处理特性,都可为成长型企业环境提供较强力的数据处理及存储支持。最后,从如图6所示现在的市场价格对比来看,SCSI接口硬盘整体上要低于SAS接口硬盘,但明显高于SATA接口硬盘,所以,其更适合装配在对数据存储有一定的安全需求、容量需求、高处理性能需求的企业环境中。
三、追求性能最大化的SAS接口
“SAS”就是串行连接SCSI的意思,简单理解就是SCSI接口技术的升级改良,目的就是进一步改进SCSI技术的效能、可用性和扩充性。其特点就是可以同时连接更多的磁盘设备、更节省服务器内部空间比如SAS接口减少了线缆的尺寸,且用更细的电缆搭配,而且SAS硬盘有2.5英寸的规格,如图7所示即为希捷(Savvio 15K.2)2.5英寸SAS硬盘接口。
图7 2.5英寸SAS硬盘接口
更好的空间占用特点使得这种接口的硬盘可以广泛部署在刀片服务器中。在2U高度内使用 8个 2.5英寸的SAS硬盘位已经成为大多数OEM服务器厂商的选择。另外,对于预算不高无法更换现有服务器的企业来说,亦可采用SAS和SATA硬盘共存的升级方式,SAS接口良好的向下兼容性使得企业用户可以将它们用在不同的应用场合。比如SATA硬盘可用于一般事务性处理,而SAS硬盘则可专注于数据量大、数据可用性极为关键的应用中。如图8所示为上亿信息(SNT)推出的ST-1042SAS-D7硬盘抽取盒,它就完美地混合支持SAS和SATA硬盘共存,且可以搭配SAS或SATA硬盘控制卡来支持RAID 0、1、5磁盘阵列模式。
图8 SAS/SATA硬盘抽取盒
比起同容量的Ultra 320 SCSI硬盘,SAS 硬盘要贵一些,如图9所示:这主要还是缘由其更好的扩展性、兼容性以及更可靠的容错能力。而从从服务器市场来看,国内外主力服务器厂商都已经纷纷推出采用SAS硬盘的机型,只是具体产品的应用和市场状况有所不同。比如定位于部门级应用的惠普 ProLiant DL380 G5、适用于流媒体服务及电子商务的IBM System x3650 M2 等,都提供了SAS硬盘的全面支持。
四、应用高端的光纤接口
光纤通道(FC,Fibre Channel)是一种为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的接口,其可大大提高多硬盘系统的通信速度。对于大型的ERP系统,或是在线实时交易系统等需要更大传输量、更快反应速度的应用环境而言,此类接口的服务器硬盘是最好的选择当然其产品价格自然也就更高于前面
硬盘有以下几种接口:
1、SATA接口:
这是目前主流的接口类型,机械硬盘基本就是这个接口。固态硬盘也一样,采用2.5英寸设计,很方便习惯用笔记本的人进行升级。
2、mSATA接口:
这个接口其实就是迷你版SATA接口,这种接口的固态硬盘非常小,厚度不到5mm,因此占用空间很低,非常适合轻薄本。mSATA接口固态硬盘虽然小,但是速度上并不差,和SATA接口的SSD读写速度是基本一致的,当然这是理论上。
3、NGFF接口:
这是Intel为超极本特别做出的一款接口,如果闪存芯片只放在PCB板一面的话,不到3mm厚度,两面也不到4mm厚度,要比mSATA接口的固态硬盘更加小巧。超极本常用这种类型。
速度上,采用PCI-E X2的NGFF接口的SSD读取最高可达700MB/s,写入可达550MB/s,相比mSATA接口的固态硬盘来说更快。
NGFF接口的固态硬盘与mSATA接口的固态硬盘相比,厚度与宽度都差不多,但是长度差距很多,厂商一般通过增加长度的方式来加大容量。
4、PCLE接口
苹果笔记本所采用的PCLE,这是与PCI-E总线相联,同时采用mSATA接口的SSD,读写能达到800MB/s左右。
5、ATA全称Advanced Technology Attachment,是用传统的40-pin并口数据线连接主板与硬盘的,外部接口速度最大为133MB/s,因为并口线的抗干扰性太差,且排线占空间,不利计算机散热,将逐渐被SATA所取代。
6、SCSI
SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”(小型计算机系统接口),是同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的标准接口,而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。
SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低,以及热插拔等优点,但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及,因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。
7、光纤通道
光纤通道的英文拼写是Fibre Channel,和SCSI接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术,是专门为网络系统设计的,但随着存储系统对速度的需求,才逐渐应用到硬盘系统中。
光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的,它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有:热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。
8、SAS
SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI,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,并且提供与SATA硬盘的兼容性。
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