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最新消息 > 菜鳥進階:詳解企業硬盤接口類型與特點

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  第1頁:硬盤接口影響大  隨著大數據時代的到來,數據存儲得到更多企業的重視,各種存儲技術不斷出現,RAID保護、災難恢復和重復數據刪除技術都應用非常廣泛。人們在重視這些時候的時候,往往忽視了一些存儲中的細節,導致存儲技術在應用過程中事倍功半。硬盤接口是最基礎的應用技術部分,它影響著整個存儲系統的存儲速度,更直接決定存儲性能的好壞。  從整體的角度上,硬盤接口類型可分為IDE、SATA、SCSI、SAS和光纖通道五種,IDE接口硬盤多用于家用產品中,也有部分應用于服務器,SCSI接口的硬盤則主要應用于服務器市場,而光纖通道只在高端服務器上,價格昂貴。SATA是種新生的硬盤接口類型,還正處于市場普及階段,在家用市場中有著廣泛的前景。  在IDE和SCSI的大類別下,又可以分出多種具體的接口類型,又各自擁有不同的技術規范,具備不同的傳輸速度,比如ATA100和SATA;Ultra160SCSI和Ultra320SCSI都代表著一種具體的硬盤接口,各自的速度差異也較大。這里我們跟大家分享一下不同接口硬盤的特點,可以幫助我們在選購硬盤的時候找到最適合我們的接口。  第2頁:IDE接口類型  IDE接口類型:  IDE的英文全稱為“IntegratedDriveElectronics”,可以譯成“電子集成驅動器”,常見的2.5英寸IDE硬盤接口它的本意是指把“硬盤控制器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅動器。IDE接口類型  把盤體與控制器集成在一起的做法是為了減少了硬盤接口的電纜數目與長度,增加數據傳輸的可靠性,使硬盤制造起來變得更容易,因為硬盤生產廠商不需要再擔心自己的硬盤是否與其它廠商生產的控制器兼容。而對用戶而言,硬盤安裝起來也更為方便。IDE這一接口技術從誕生至今就一直在不斷發展,性能也不斷的提高,其擁有的價格低廉、兼容性強的特點,為其造就了其它類型硬盤無法替代的地位。  IDE代表著硬盤的一種類型,但在實際的應用中,人們也習慣用IDE來稱呼最早出現IDE類型硬盤ATA-1,這種類型的接口隨著接口技術的發展已經被淘汰了,而其后發展分支出更多類型的硬盤接口,比如ATA、UltraATA、DMA、UltraDMA等接口都屬于IDE硬盤。下面我們來看看IDE接口的優缺點:  IDE接口優點:  該接口的硬盤價格低廉、兼容性強、性價比高。  IDE接口缺點:  數據傳輸速度慢、線纜長度過短、連接設備少、不支持熱插拔、不夠完善的錯誤檢驗技術、接口速度的可升級性差。  第3頁:SCSI接口類型  SCSI接口類型:  SCSI的英文全稱為“SmallComputerSystemInterface”(小型計算機系統接口),是同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的標準接口,而SCSI并不是專門為硬盤設計的接口,是一種廣泛應用于小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI接口具有應用范圍廣、多任務、帶寬大、CPU占用率低,以及熱插拔等優點,但較高的價格使得它很難如IDE硬盤般普及,因此SCSI硬盤主要應用于中、高端服務器和高檔工作站中。SCSI接口類型  SCSI(SmallComputerSystemInterface,小型計算機系統接口),速度、性能和穩定性都比IDE要好,價格當然也要貴得多,主要面向服務器和工作站市場。在過去的幾年間,IDE進步得很快,UltraDMA33推出不到兩年,UltraDMA66就上市了。其實,SCSI的發展一點也不比IDE慢,只不過我們較少接觸,對其了解不深而己。SCSI的標準從1980年開始實行,但到現在還未統一,各廠商對它的命名不相同,容易令人混淆是最主要的原因。  說到SCSI硬盤必須提到SCSI接口,SCSI是SmallComputerSystemInterface(小型計算機系統接口)的縮寫,使用50針接口,外觀和普通硬盤接口有些相似。SCSI硬盤和普通IDE硬盤相比有很多優點:接口速度快,并且由于主要用于服務器,因此硬盤本身的性能也比較高,硬盤轉速快,緩存容量大,CPU占用率低,擴展性遠優于IDE硬盤,并且支持熱插拔。  現在生產SCSI硬盤的廠商主要為:Seagate(希捷)、Quantum(昆騰)、IBM及WD(西部數據)。SCSI硬盤的價格較貴,同樣容量的SCSI硬盤價格會比IDE硬盤貴80%以上,所以SCSI硬盤主要應用于中、高端服務器和高檔工作站。  SCSI硬盤一向認為是昂貴且高不可攀的存儲設備,不僅本身價位高于IDE硬盤很多,而且想要使用SCSI硬盤,就必須另外選擇SCSI接口卡。因此在這樣的條件下,一般計算機用戶便傾向于使用IDE接口的硬盤。IDE硬盤雖然具有低價的優勢,但始終敵不過SCSI硬盤的強悍速度;再加上SCSI接口為進行"多任務"的最佳利器,許多追求穩定、速度的玩家還是鐘情與SCSI硬盤。  很多人認為安裝SCSI硬盤簡直是大工程,不像IDE硬盤那樣,只要設置先后(Master或是Slave)就可以是使用了。其實他也沒有想象中那么復雜,畢竟愈嚴謹的安裝與設置,愈能提供我們穩定的使用環境。下面來看一下SCSI接口的優缺點  SCSI接口類型優點:  傳輸速率高、讀寫性能好、可連接多個設備、可支持熱插拔。  SCSI接口類型缺點:  SCSI接口磁盤的最大不足就是價格比較貴。  第4頁:SATA接口類型  SATA接口類型:  SATA全稱是SerialAdvancedTechnologyAttachment(串行高級技術附件,一種基于行業標準的串行硬件驅動器接口),是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤接口規范。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的SerialATA委員會正式確立了SerialATA1.0規范,在當年的IDFFall大會上,Seagate宣布了SerialATA1.0標準,正式宣告了SATA規范的確立。SATA接口類型  使用SATA(SerialATA)口的硬盤又叫串口硬盤,是未來PC機硬盤的趨勢。SerialATA采用串行連接方式,串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號,具備了更強的糾錯能力,與以往相比其最大的區別在于能對傳輸指令(不僅僅是數據)進行檢查,如果發現錯誤會自動矯正,這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串行接口還具有結構簡單、支持熱插拔的優點。  串口硬盤是一種完全不同于并行ATA的新型硬盤接口類型,由于采用串行方式傳輸數據而知名。相對于并行ATA來說,就具有非常多的優勢。  首先,SerialATA以連續串行的方式傳送數據,一次只會傳送1位數據。這樣能減少SATA接口的針腳數目,使連接電纜數目變少,效率也會更高。實際上,SerialATA僅用四支針腳就能完成所有的工作,分別用于連接電纜、連接地線、發送數據和接收數據,同時這樣的架構還能降低系統能耗和減小系統復雜性。  其次,SerialATA的起點更高、發展潛力更大,SerialATA1.0定義的數據傳輸率可達150MBs,這比目前最新的并行ATA(即ATA133)所能達到133MBs的最高數據傳輸率還高,而在SerialATA2.0的數據傳輸率將達到300MBs,最終SATA將實現600MBs的最高數據傳輸率。下面我們來看一下ATA硬盤接口優缺點  SATA接口類型優點:  數據傳輸更加可靠支持熱拔插帶寬升級潛力大低電壓信號  SATA接口類型缺點:  對個人用處不大,增加用戶麻煩。  第5頁:SAS接口類型  SAS接口類型:  SAS(SerialAttachedSCSI)即串行連接SCSI,是新一代的SCSI技術,和現在流行的SerialATA(SATA)硬盤相同,都是采用串行技術以獲得更高的傳輸速度,并通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發出的全新接口。此接口的設計是為了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性,并且提供與SATA硬盤的兼容性。SAS接口類型  SAS的接口技術可以向下兼容SATA。具體來說,二者的兼容性主要體現在物理層和協議層的兼容。在物理層,SAS接口和SATA接口完全兼容,SATA硬盤可以直接使用在SAS的環境中,從接口標準上而言,SATA是SAS的一個子標準,因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盤,但是SAS卻不能直接使用在SATA的環境中,因為SATA控制器并不能對SAS硬盤進行控制;在協議層,SAS由3種類型協議組成,根據連接的不同設備使用相應的協議進行數據傳輸。其中串行SCSI協議(SSP)用于傳輸SCSI命令;SCSI管理協議(SMP)用于對連接設備的維護和管理;SATA通道協議(STP)用于SAS和SATA之間數據的傳輸。因此在這3種協議的配合下,SAS可以和SATA以及部分SCSI設備無縫結合。  SAS系統的背板(Backplane)既可以連接具有雙端口、高性能的SAS驅動器,也可以連接高容量、低成本的SATA驅動器。所以SAS驅動器和SATA驅動器可以同時存在于一個存儲系統之中。但需要注意的是,SATA系統并不兼容SAS,所以SAS驅動器不能連接到SATA背板上。由于SAS系統的兼容性,使用戶能夠運用不同接口的硬盤來滿足各類應用在容量上或效能上的需求,因此在擴充存儲系統時擁有更多的彈性,讓存儲設備發揮最大的投資效益。  在系統中,每一個SAS端口可以最多可以連接16256個外部設備,并且SAS采取直接的點到點的串行傳輸方式,傳輸的速率高達3Gbps,估計以后會有6Gbps乃至12Gbps的高速接口出現。SAS的接口也做了較大的改進,它同時提供了3.5英寸和2.5英寸的接口,因此能夠適合不同服務器環境的需求。SAS依靠SAS擴展器來連接更多的設備,目前的擴展器以12端口居多,不過根據板卡廠商產品研發計劃顯示,未來會有28、36端口的擴展器引入,來連接SAS設備、主機設備或者其他的SAS擴展器。  和傳統并行SCSI接口比較起來,SAS不僅在接口速度上得到顯著提升(現在主流Ultra320SCSI速度為320MBsec,而SAS剛起步速度就達到300MBsec,未來會達到600MBsec甚至更多),而且由于采用了串行線纜,不僅可以實現更長的連接距離,還能夠提高抗干擾能力,并且這種細細的線纜還可以顯著改善機箱內部的散熱情況。下面我們來看一下優缺點:  SAS接口類型優點:  傳輸速度快,可熱插拔,更穩定。  SAS接口類型缺點:  硬盤、控制芯片種類少硬盤價格太貴實際傳輸速度變化不大用戶追求成熟、穩定的產品。  第6頁:光纖通道  光纖通道:  光纖通道的英文拼寫是FibreChannel,和SCIS接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設計開發的接口技術,是專門為網絡系統設計的,但隨著存儲系統對速度的需求,才逐漸應用到硬盤系統中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲系統的速度和靈活性才開發的,它的出現大大提高了多硬盤系統的通信速度。光纖通道的主要特性有:熱插拔性、高速帶寬、遠程連接、連接設備數量大等。光纖通道  光纖通道是為在像服務器這樣的多硬盤系統環境而設計,能滿足高端工作站、服務器、海量存儲子網絡、外設間通過集線器、交換機和點對點連接進行雙向、串行數據通訊等系統對高數據傳輸率的要求。  光纖通道可以采用銅軸電纜和光導纖維作為連接設備,大多采用光纖媒介,而傳統的銅軸電纜如雙絞線等則可以用于小規模的網絡連接部署。但采用銅軸電纜的光纖通道有著銅媒介一樣的老毛病,如傳輸距離短(30米,取決于具體的線纜)以及易受電磁干擾(EMI)影響等。  雖然銅媒介也適用于某些環境,但是對于利用光纖通道部署的較大規模存儲網絡來說,光纜是最佳的選擇。光纜按其直徑和“模式”分類,直徑以微米為計量單位。電纜模式有兩種:單模是一次傳送一個單一的信號,而多模則能夠通過將信號在光纜玻璃內核壁上不斷反射而傳送多個信號。現在認可的光纜光纖通道標準和等級有:直徑62.5微米多模光纜175米,直徑50微米多模光纜500米,以及直徑9微米單模光纜10公里。  光纖現在能提供100MBps的實際帶寬,而它的理論極限值為1.06GBps。不過現在有一些公司開始推出2.12Gbps的產品,它支持下一代的光纖通道(即FibreChannelII)。不過為了能得到更高的數據傳輸率,市面的光纖產品有時是使用多光纖通道來達到更高的帶寬。下面我們來看一下優缺點:  光纖通道優點:  最多可連接126個設備、低CPU占用率、支持熱插拔、在主機系統運行時就可安裝、通用性強、連接距離大。  光纖通道缺點:  產品價格昂貴、組建復雜。

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