服务器硬盘接口分类

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

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PCMCIA接口、IEEE 1394接口、SATA接口、USB接口和FC-AL(FibreChannel-Arbitrated Loop)光纤通道接口的产品，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。

目前个人电脑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、CPU占有率极低的SCSI硬盘。SCSI硬盘必须通过SCSI接口才能使用，有的服务器主板集成了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。

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。

选用伺服电机型号的步骤：

明确负载机构的运动条件要求，即加／减速的快慢、运动速度、机构的重量、机构的运动方式等。

依据运行条件要求选用合适的负载惯最计算公式，计算出机构的负载惯量。

依据负载惯量与电机惯量选出适当的假选定电机规格。

结合初选的电机惯量与负载惯量，计算出加速转矩及减速转矩。

依据负载重量、配置方式、摩擦系数、运行效率计算出负载转矩。

初选电机的最大输出转矩必须大于加速转矩加负载转矩；如果不符合条件，必须选用其他型号计算验证直至符合要求。

依据负载转矩、加速转矩、减速转矩及保持转矩，计算出连续瞬时转矩。

初选电机的额定转矩必须大于连续瞬时转矩，如果不符合条件，必须选用其他型号计算验证直至符合要求。

完成选定。

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