硬盘_硬盘阵列 - CSDN
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  • 硬盘介绍

    千次阅读 2018-03-14 18:49:54
    (一)硬盘概念以及组成首先说一下硬盘的概念:港台称之为硬碟,英文名:Hard Disk Drive,简称HDD,硬盘是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。 这个就是一个硬盘:大部分的硬盘是由...

    (一)硬盘概念以及组成

    首先说一下硬盘的概念:港台称之为硬碟,英文名:Hard Disk Drive,简称HDD,硬盘是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。 这个就是一个硬盘:大部分的硬盘是由磁头臂组支架,转轴,读写头,磁头臂,磁道,扇区,柱面,盘面组成的。


     

    (二)SCSI硬盘:

    小型计算机系统接口(英语:Small Computer System Interface; 简写:SCSI),一种用于计算机和智能设备之间(硬盘软驱光驱打印机扫描仪等)系统级接口的独立处理器标准。 SCSI是一种智能的通用接口标准。

    • SCSISmall Computer System Interface

    • SCSI它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,因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器、高档工作站以及存储设备中。

    • SCSI接口目前常用有68针和80针两种接口规格。

    • SCSI接口是一种并行的传输接口。

    强调一下,SCSI这种硬盘基本已经被淘汰了,用的很少了类似于SATA取代PATA一样,SCSI也必然要被它的升级产品SASSerial Attached SCSI)所取代。


     (三)SAS硬盘:

    SAS英文名字为Serial Attached SCSI即串行连接SCSI。它是一个串行的接口。

    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。

    这个更好的性能——采用串行传输代替并行传输,全双工模式,实际上串行技术要比并行技术传输速率要快。

    更简便的连接线缆——将不再使用SCSI那种扁平的宽排线。

    更广的扩展性——可与SATA兼容。

    更低的成本——具备简化内部连接设计的优势,可以通过共用组件降低设计成本。

    看一下这个图片,这个就是SAS硬盘的图。这个是数据线接口,这个是电源线接口。它主要有两种尺寸,一种是2.5英寸,一种是3.5英寸。SAS硬盘一般用于服务器上。


    这个是希捷的一个1TBSAS硬盘的。


    它的容量是1TB,缓存是128M,转速是:7200转。

    看一个硬盘主要看一下它的转速,缓存以及它的容量。这个是它的比较重要的参数。

    (四)下面在介绍要给比较老的硬盘:IDE硬盘。

    IDEIntegrated Drive Electronics,它的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器,IDE是表示硬盘的传输接口。我们常说的IDE接口,也叫ATAAdvanced Technology Attachment)接口,现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的,只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。

    看这里,它是一种并行的接口,比较宽,这个是电源线,4根的,这个IDE也是一种并行传输的接口。

    IDE已经不常用了,现在在台式机上比较常用的是SATA硬盘。

    (五)SATA硬盘

    英文是: Serial Advanced Technology Attachment 串行ATA接口规范。

    • 又称串口IDE硬盘,目前较多应用于主机和存储设备使用。

    • 15针电源插头,7针数据插头。

    • 速率有1.5Gb/s3.0Gb/s

    可以看一下这张图,这个就是SATA接口的硬盘。15针电源插头,7针数据插头。


    之前硬盘想IDESCSI,都是并口的,现在主流SAS,以及SATA都是串口的。那么为什么现在跟多的使用串口的硬盘呢。

    (六)首先是串口的速度比并口的块。

    串口形容一下就是一条车道,而并口就是有8个车道。同一时刻能传送8位(一个字节)数据。

    但是并不是并口快,由于8位通道之间的相互干扰。传输速度就受到了限制。当传输出错时候,要同时重新传送8个位的数据,而且传输速度越快,干扰越严重。这是硬伤,这样速度就无法提升上来了。

    串口没有干扰,传输出错后重发一位就可以了。而且串口传输的时钟频率要比并口高。就是说我的速率比你快。

    (七)固态硬盘:

    固态硬盘(Solid State Drives),简称固盘,固态硬盘(Solid State Drive)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。我们之前讲解的叫机械硬盘, 有一个盘片一直转,这种不是,这种固态硬盘由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)两大模块组成。而且它和你的U盘一样,抗震性能比较好,在车载和军事,都不怕震。

    固态硬盘在接口的规范和定义,功能以及使用方法上与普通硬盘的完全相同,在产品外形和尺寸上也完全和普通硬盘一致。

    这是一款三星850 EVO系列的一款SSD的参数信息。


    2.5英寸,它的接口,SATA 6Gb/s, SATA 3Gb/s 兼容,和普通台式机的接口是一样的,容量是250G,缓存是512M,读速度是540MB,写入速度520MB每秒取,这里是大写的B啊,SATA2的速度比SATA的速度大概慢一半,。参考价格是589,固态硬盘也是更贵啊。

    (八)EFI

    EFI,它是一种可扩展固件接口,英文名Extensible Firmware Interface 的缩写,是英特尔一个主导个人电脑技术研发的公司推出的一种在未来的类PC的电脑系统中替代BIOS的升级方案EFI的位置很特殊,不像是BIOS那样是固件又是接口,EFI仅仅是一个接口,位于操作系统与平台固件之间。为什么要说这个呢,因为有的服务器的BIOS是这个样子的,不在是我们老的BIOS那种界面,就是一个字符界面,然后就是英文。现在是这种图形化界面了。


    (九)MBRGPT分区表:

    MBR主引导记录(MBRMain Boot Record)是位于磁盘最前边的一段引导(Loader)代码。也就是现有的硬盘分区模式。MBR分区的标准决定了MBR只支持在2TB以下的硬盘,超过2TB的硬盘只能管理2TB

    GPTGUID磁盘分区表(GUID Partition Table,缩写:GPT)其含义为“全局唯一标识磁盘分区表”,是一个实体硬盘的分区表的结构布局的标准。它是可扩展固件接口(EFI)标准(被Intel用于替代个人计算机的BIOS)的一部分,被用于替代BIOS系统中的一32bits来存储逻辑块地址和大小信息的主开机纪录(MBR)分区表。与MBR最大4个分区表项的限制相比,GPT对分区数量没有限制。GPT可以管理硬盘大小达到18EB,(1EB=1024PB=1048576TB

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  • 硬盘分类详解

    万次阅读 2018-08-24 11:24:06
    机械硬盘(HDD)、固态硬盘(SSD)以及混合硬盘(SSHD) 1、机械硬盘(HDD) 机械硬盘(HDD)是传统硬盘,为电脑主要的存储媒介之一。由一个或者多个铝制或者玻璃制成的磁性碟片,磁头,转轴,控制电机,磁头控制器...

    一、按原理分类

    机械硬盘(HDD)、固态硬盘(SSD)以及混合硬盘(SSHD)

    1、机械硬盘(HDD)

    机械硬盘(HDD)是传统硬盘,为电脑主要的存储媒介之一。由一个或者多个铝制或者玻璃制成的磁性碟片,磁头,转轴,控制电机,磁头控制器,数据转换器,接口和缓存等几个部分组成。工作时,磁头悬浮在高速旋转的碟片上进行读写数据。机械硬盘是集精密机械、微电子电路、电磁转换为一体的电脑存储设备。

    2、固态硬盘(SSD)

    固态硬盘(SSD)是由多个闪存芯片加主控以及缓存组成的阵列式存储,属于以固态电子存储芯片阵列制成的硬盘。相对机械硬盘,读取速度更快,寻道时间更小,可加快操作系统启动速度和软件启动速度。

    3、混合硬盘(SSHD)

    混合硬盘(SSHD)是机械硬盘与固态硬盘的结合体,采用容量较小的闪存颗粒用来存储常用常用文件,而磁盘才是最重要的存储介质,闪存仅起到了缓冲作用,将更多的常用文件保存到闪存内减小寻道时间,从而提升效率。

    二、按硬盘接口分类

    IDE、SATA、SCSI、SAS、FC

    • IDE, 该接口是并口
    • SATA,  该接口是串口
    • SCSI,  SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”(小型计算机系统接口)
    • SAS, SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI,是新一代的SCSI技术

    1、IDE

    IDE(Integrated Drive Electronics), 本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器,是一种硬盘的传输接口, 有另一个名称叫做ATA(Advanced Technology Attachment),指的是相同的东西。

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    2、SATA

    SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘. SATA以它串行的数据发送方式得名。在数据传输的过程中,数据线和信号线独立使用,并且传输的时钟频率保持独立,因此同以往的PATA相比,SATA的传输速率可以达到并行的30倍。可以说:SATA技术并不是简单意义上的PATA技术的改进,而是一种全新的总线架构。

    image

    3、SCSI

    SCSI英文全称:Small Computer System Interface,它出现的原因主要是因为原来的IDE接口的硬盘转速太慢,传输速率太低,因此高速的SCSI硬盘出现。其实SCSI并不是专为硬盘设计的,实际上它是一种总线型接口。独立于系统总线工作 image    image

    4、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。

    SAS的接口技术可以向下兼容SATA。具体来说,二者的兼容性主要体现在物理层和协议层的兼容。

    image

    5、FC

    光纤通道的英文拼写是Fibre Channel,和SCIS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。它以点对点(或是交换)的配置方式在系统之间采用了光缆连接。

    即, 硬盘本身是不具备FC接口的, 插硬盘的机柜上带有FC接口, 通过光纤与光纤交换机互联.

     

    参考博客:https://www.cnblogs.com/awpatp/archive/2013/01/29/2881431.html

    友情链接:固态硬盘接口类型详解 教你如何选择合适的SSD接口

     

     

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  • 常见的硬盘类型介绍

    千次阅读 2019-07-31 21:56:00
    大部分人选择硬盘都是会先看厂家,然后才是容量、材质等信息,常见的硬盘厂家主要有: 希捷Seagate 西部数据Western Digital 三星SAMSUNG 闪迪SanDisk 金士顿Kingston … 按照硬盘材质分为两大类 HDD(Hard...

    简介

    对于硬盘来说,常见的有以下几种分类方式:

    1. 按生产厂家分类
      大部分人选择硬盘都是会先看厂家,然后才是容量、材质等信息,常见的硬盘厂家主要有:
    • 希捷Seagate
    • 西部数据Western Digital
    • 三星SAMSUNG
    • 闪迪SanDisk
    • 金士顿Kingston
    1. 按照硬盘材质分为两大类
    • HDD(Hard Disk Driver):传统硬盘,即机械硬盘
    • SSD(Solid State Disk):固态硬盘
    1. 按照接口类型区分
      目前所能见到的硬盘接口类型主要有IDE、SATA、SCSI、SAS、FC等等,接下来,我们主要按照硬盘的接口类型,来对硬盘做一个介绍。

    按接口类型分类

    概述

    最初硬盘的通用标准即IDE(Integrated Device Electronics:电子集成驱动器),IDE经过不断的发展,除了开始的几个版本外,后续的几个版本都叫Ultra DMA,其中最快的是Ultra DMA133,速度达到了133M/s。而人们通常喜欢用ATA(Advanced Technology Attachment)来称呼IDE硬盘,但是严格来讲这个称谓是不对的,因为从理论上来讲,IDE的范围比ATA更大,任何电子集成驱动器都属于IDE,甚至包括SCSI(Small Computer System Interface)。直到SATA的出现将ATA和IDE区分开来,SATA即Serial-ATA(串行ATA),而IDE则属于Parallel-ATA(并行ATA)。所以,一般来说,IDE称为并口,SATA称为串口,这两种硬盘是个人电脑和低端服务器常见的硬盘。

    SCSI是"小型计算机系统专用接口"的简称,SCSI硬盘就是采用这种接口的硬盘。SAS就是串口的SCSI接口。一般服务器硬盘采用这两类接口,其性能比上述两种硬盘要高,稳定性更强,但是价格高,容量小,噪音大。

    FC是光纤通道,和SCIS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。

    SSD也称作电子硬盘或者固态电子盘,是由控制单元和固态存储单元(DRAM或FLASH芯片)组成的硬盘。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的相同,在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口,但其成本较高。

    IDE

    IDE(Integrated Drive Electronics集成驱动器电子)的缩写,它的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器,是一种硬盘的传输接口,它有另一个名称叫做ATA(Advanced Technology Attachment),这两个名词都有厂商在用,指的是相同的东西。

    IDE的规格后来有所进步,而推出了EIDE(Enhanced IDE)的规格名称,而这个规格同时又被称为Fast ATA。所不同的是Fast ATA是专指硬盘接口,而EIDE还制定了连接光盘等非硬盘产品的标准。而这个连接非硬盘类的IDE标准,又称为ATAPI接口。而之后再推出更快的接口,名称都只剩下ATA的字样,像是Ultra ATA、ATA/66、ATA/100等。

    早期的IDE接口有两种传输模式,一个是PIO(Programming I/O)模式,另一个是DMA(Direct Memory Access)。虽然DMA模式系统资源占用少,但需要额外的驱动程序或设置,因此被接受的程度比较低。后来在对速度要求愈来愈高的情况下,DMA模式由于执行效率较好,操作系统开始直接支持,而且厂商更推出了愈来愈快的DMA模式传输速度标准。而从英特尔的430TX芯片组开始,就提供了对Ultra DMA 33的支持,提供了最大33MB/sec的的数据传输率,以后又很快发展到了ATA 66,ATA 100以及迈拓提出的ATA 133标准,分别提供66MB/sec,100MB/sec以及133MB/sec的最大数据传输率。值得注意的是,迈拓提出的ATA 133标准并没能获得业界的广泛支持,硬盘厂商中只有迈拓自己才采用ATA 133标准,而日立(IBM),希捷和西部数据则都采用ATA 100标准,芯片组厂商中也只有VIA,SIS,ALi以及nViidia对次标准提供支持,芯片组厂商中英特尔则只支持ATA 100标准。

    各种IDE标准都能很好的向下兼容,例如ATA 133兼容ATA 66/100和Ultra DMA33,而ATA 100也兼容Ultra DMA 33/66。要特别注意的是,对ATA 66以及以上的IDE接口传输标准而言,必须使用专门的80芯IDE排线,其与普通的40芯IDE排线相比,增加了40条地线以提高信号的稳定性。

    IDE硬盘优点:价格低廉、兼容性强、性价比高。
    IDE硬盘缺点:数据传输速度慢、线缆长度过短、连接设备少。

    SATA

    使用SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范。2002年,虽然串行ATA的相关设备还未正式上市,但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范(SATA II)。

    Serial ATA采用串行连接方式,串行ATA总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

    串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型,由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说,就具有非常多的优势。

    • Serial ATA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,Serial ATA 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。
    • Serial ATA的起点更高、发展潜力更大,Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s;这比最快的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/s的最高数据传输率还高;而在Serial ATA 2.0的数据传输率达到300MB/s;最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。

    在选购主板时,其实并无必要太在意IDE接口传输标准有多快,其实在ATA 100,ATA 133以及SATA 150下硬盘性能都差不多,因为受限于硬盘的机械结构和数据存取方式,硬盘的性能瓶颈是硬盘的内部数据传输率而非外部接口标准,目前主流硬盘的内部数据传输率离ATA 100的100MB/sec都还差得很远。所以要按照自己的具体需求选购。

    SATA II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1.5G进一步提高到了3G,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 II。

    SATA II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,它会在接收命令后对其进行排序,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。

    由于SATA设备市场比较混乱,不少SATA设备提供商在市场宣传中滥用“SATA II”的现象愈演愈烈,例如某些号称“SATA II”的硬盘却仅支持3Gbps而不支持NCQ,而某些只具有1.5Gbps的硬盘却又支持NCQ。所以,由希捷(Seagate)所主导的SATA-IO(Serial ATA International Organization,SATA国际组织,原SATA工作组)又宣布了SATA 2.5规范,收录了原先SATA II所具有的大部分功能——从3Gbps和NCQ到交错启动(Staggered Spin-up)、热插拔(Hot Plug)、端口多路器(Port Multiplier)以及比较新的eSATA(External SATA,外置式SATA接口)等等。

    值得注意的是,部分采用较早的仅支持1.5Gbps的南桥芯片(例如VIA VT8237和NVIDIA nForce2 MCP-R/MCP-Gb)的主板在使用SATA II硬盘时,可能会出现找不到硬盘或蓝屏的情况。不过大部分硬盘厂商都在硬盘上设置了一个速度选择跳线,以便强制选择1.5Gbps或3Gbps的工作模式(少数硬盘厂商则是通过相应的工具软件来设置),只要把硬盘强制设置为1.5Gbps,SATA II硬盘照样可以在老主板上正常使用。

    SATA硬盘在设置RAID模式时,一般都需要安装主板芯片组厂商所提供的驱动,但也有少数较老的SATA RAID控制器在打了最新补丁的某些版本的Windows XP系统里不需要加载驱动就可以组建RAID。

    SATA硬盘与传统的并行ATA硬盘相比具有非常明显的优势:首先是SATA的传输速度快,除此之外,SATA硬盘还具有安装方便、容易散热、支持热插拔等诸多优点,这些都是并行ATA硬盘无法与之相比的。

    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。

    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。

    SAS的接口技术可以向下兼容SATA。具体来说,二者的兼容性主要体现在物理层和协议层的兼容。

    • 在物理层,SAS接口和SATA接口完全兼容,SATA硬盘可以直接使用在SAS的环境中,从接口标准上而言,SATA是SAS的一个子标准,因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盘,但是SAS却不能直接使用在SATA的环境中,因为SATA控制器并不能对SAS硬盘进行控制;
    • 在协议层,SAS由3种类型协议组成,根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。其中串行SCSI协议(SSP)用于传输SCSI命令;SCSI管理协议(SMP)用于对连接设备的维护和管理;SATA通道协议(STP)用于SAS和SATA之间数据的传输。因此在这3种协议的配合下,SAS可以和SATA以及部分SCSI设备无缝结合。

    SAS系统的背板(Backplane)既可以连接具有双端口、高性能的SAS驱动器,也可以连接高容量、低成本的SATA驱动器。所以SAS驱动器和SATA驱动器可以同时存在于一个存储系统之中。但需要注意的是,SATA系统并不兼容SAS,所以SAS驱动器不能连接到SATA背板上。由于SAS系统的兼容性,使用户能够运用不同接口的硬盘来满足各类应用在容量上或效能上的需求,因此在扩充存储系统时拥有更多的弹性,让存储设备发挥最大的投资效益。

    在系统中,每一个SAS端口可以最多可以连接16256个外部设备,并且SAS采取直接的点到点的串行传输方式,传输的速率高达3Gbps,估计以后会有6Gbps乃至12Gbps的高速接口出现。

    SAS的接口也做了较大的改进,它同时提供了3.5英寸和2.5英寸的接口,因此能够适合不同服务器环境的需求。SAS依靠SAS扩展器来连接更多的设备,目前的扩展器以12端口居多,不过根据板卡厂商产品研发计划显示,未来会有28、36端口的扩展器引入,来连接SAS设备、主机设备或者其他的SAS扩展器。

    和传统并行SCSI接口比较起来,SAS不仅在接口速度上得到显著提升(现在主流Ultra 320 SCSI速度为320MB/sec,而SAS才刚起步速度就达到300MB/sec,未来会达到600MB/sec甚至更多),而且由于采用了串行线缆,不仅可以实现更长的连接距离,还能够提高抗干扰能力,并且这种细细的线缆还可以显著改善机箱内部的散热情况。

    SAS目前的不足主要有以下方面:

    • 硬盘、控制芯片种类少
      只有希捷、迈拓以及富士通等为数不多的硬盘厂商推出了SAS接口硬盘,品种太少,其他厂商的SAS硬盘多数处在产品内部测试阶段。此外周边的SAS控制器芯片或者一些SAS转接卡的种类更是不多,多数集中在LSI以及Adaptec公司手中。

    • 硬盘价格太贵
      比起同容量的Ultra 320 SCSI硬盘,SAS硬盘要贵了一倍还多。一直居高不下的价格直接影响了用户的采购数量和渠道的消化数量,而无法形成大批量生产的SAS 硬盘,其成本的压力又会反过来促使价格无法下降。如果用户想要做个简单的RAID级别,那么不仅需要购买多块SAS硬盘,还要购买昂贵的RAID卡,价格基本上和硬盘相当。

    • 实际传输速度变化不大
      SAS硬盘的接口速度并不代表数据传输速度,受到硬盘机械结构限制,现在SAS硬盘的机械结构和SCSI硬盘几乎一样。目前数据传输的瓶颈集中在由硬盘内部机械机构、硬盘存储技术、磁盘转速,所决定的硬盘内部数据传输速度,也就是80MBsec左右,SAS硬盘的性能提升不明显。

    • 用户追求成熟、稳定的产品
      从现在已经推出的产品来看,SAS硬盘更多的被应用在高端4路服务器上,而4路以上服务器用户并非一味追求高速度的硬盘接口技术,最吸引他们的应该是成熟、稳定的硬件产品,虽然SAS接口服务器和SCSI接口产品在速度、稳定性上差不多,但目前的技术和产品都还不够成熟。

    不过随着英特尔等主板芯片组制造商、希捷等硬盘制造商以及众多的服务器制造商的大力推动,SAS的相关产品技术会逐步成熟,价格也会逐步滑落,早晚都会成为服务器硬盘的主流接口。

    FC

    光纤通道的英文拼写是Fiber Channel,和SCIS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。

    光纤通道是为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设计,能满足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。

    SSD

    固态硬盘(Solid State Disk或Solid State Drive),也称作电子硬盘或者固态电子盘,是由控制单元和固态存储单元(DRAM或FLASH芯片)组成的硬盘。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的相同,在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质,因而抗震性极佳。其芯片的工作温度范围很宽(-40~85℃)。目前广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。目前由于成本较高,正在逐渐普及到DIY市场。

    由于固态硬盘技术与传统硬盘技术不同,所以产生了不少新兴的存储器厂商。厂商只需购买NAND存储器,再配合适当的控制芯片,就可以制造固态硬盘了。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口。

    固态硬盘的存储介质分为两种,一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。

    1. 基于闪存的固态硬盘(IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk)

    采用FLASH芯片作为存储介质,这也是我们通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样,例如:笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、优盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动,而且数据保护不受电源控制,能适应于各种环境,但是使用年限不高,适合于个人用户使用。

    在基于闪存的固态硬盘中,存储单元又分为两类:SLC(Single Layer Cell 单层单元)和MLC(Multi-Level Cell多层单元)。

    SLC的特点是成本高、容量小、但是速度快,而MLC的特点是容量大成本低,但是速度慢。MLC的每个单元是2bit的,相对SLC来说整整多了一倍。不过,由于每个MLC存储单元中存放的资料较多,结构相对复杂,出错的几率会增加,必须进行错误修正,这个动作导致其性能大幅落后于结构简单的SLC闪存。此外,SLC闪存的优点是复写次数高达100000次,比MLC闪存高10倍。此外,为了保证MLC的寿命,控制芯片都校验和智能磨损平衡技术算法,使得每个存储单元的写入次数可以平均分摊,达到100万小时故障间隔时间(MTBF)。

    1. 基于DRAM的固态硬盘:

    采用DRAM作为存储介质,目前应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计、可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理,并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它是一种高性能的存储器,而且使用寿命很长,美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。

    参考资料

    IDE、SATA、SCSI、SAS、FC、SSD硬盘类型介绍
    IDE(ATA),SATA,SCSI的区别
    关于SCSI/SATA/IDE硬盘的比较
    IDE、SATA、SCSI、FC、SAS简介与区别

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  • 硬盘

    2020-01-30 19:59:03
    硬盘介绍一、硬盘分为机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)。机械硬盘二、硬盘的接口 一、硬盘分为机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)。 Hard Disk Drive:是传统的盘片+磁头的工作原理,数据都是存储在盘片上面,磁头在...

    一、硬盘分为机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)。

    Hard Disk Drive:是传统的盘片+磁头的工作原理,数据都是存储在盘片上面,磁头在盘片上面“做运动”来读取和处理数据信息。
    Solid State Disk:SSD由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。存储介质分为两种,一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。
    SSHD是混合硬盘,说白了就是HDD+SSD=SSHD,SSHD硬盘主体是机械硬盘,但是盘体上自带闪存模块,此闪存模块负责的工作是数据的运算处理和数据的传输,这混合硬盘上面配备的闪存模块我们也可以理解为SSD固态硬盘,只是这SSD固态硬盘的容量不大,一般混合硬盘里面的SSD是用来启动操作系统的,混合硬盘里面的SSD模块是存储系统缓存文件的。

    机械硬盘组成

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    机械硬盘基本知识(磁头、磁道、扇区、柱面)

    1.盘片

    硬盘中一般会有多个盘片组成,每个盘片包含两个面,每个盘面都对应地有一个读/写磁头。受到硬盘整体体积和生产成本的限制,盘片数量都受到限制,一般都在5片以内。盘片的编号自下向上从0开始,如最下边的盘片有0面和1面,再上一个盘片就编号为2面和3面。
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    2.扇区 和 磁道

    下图显示的是一个盘面,盘面中一圈圈灰色同心圆为一条条磁道,从圆心向外画直线,可以将磁道划分为若干个弧段,每个磁道上一个弧段被称之为一个扇区(图践绿色部分)。扇区是磁盘的最小组成单元,通常是512字节。(由于不断提高磁盘的大小,部分厂商设定每个扇区的大小是4096字节)
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    3.磁头 和 柱面

    硬盘通常由重叠的一组盘片构成,每个盘面都被划分为数目相等的磁道,并从外缘的“0”开始编号,具有相同编号的磁道形成一个圆柱,称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头,因此,盘面数等于总的磁头数。 如下图
    (柱面可以看做是求一个圆柱的表面积)
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    磁盘容量计算

    存储容量 = 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数

    磁盘读取响应时间

    寻道时间:磁头从开始移动到数据所在磁道所需要的时间,寻道时间越短,I/O操作越快,目前磁盘的平均寻道时间一般在3-15ms,一般都在10ms左右。
    旋转延迟:盘片旋转将请求数据所在扇区移至读写磁头下方所需要的时间,旋转延迟取决于磁盘转速。普通硬盘一般都是7200rpm,慢的5400rpm。
    数据传输时间:完成传输所请求的数据所需要的时间。
    小结一下:从上面的指标来看、其实最重要的、或者说、我们最关心的应该只有两个:寻道时间;旋转延迟。读写一次磁盘信息所需的时间可分解为:寻道时间、延迟时间、传输时间。为提高磁盘传输效率,软件应着重考虑减少寻道时间和延迟时间。

    块/簇

    磁盘块/簇(虚拟出来的)。 块是操作系统中最小的逻辑存储单位。操作系统与磁盘打交道的最小单位是磁盘块。
    通俗的来讲,在Windows下如NTFS等文件系统中叫做簇;在Linux下如Ext4等文件系统中叫做块(block)。每个簇或者块可以包括2、4、8、16、32、64…2的n次方个扇区。
    这样做的好处 :
    读取方便:由于扇区的数量比较小,数目众多在寻址时比较困难,所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起,形成一个块,再对块进行整体的操作。
    分离对底层的依赖:操作系统忽略对底层物理存储结构的设计。通过虚拟出来磁盘块的概念,在系统中认为块是最小的单位。

    page

    操作系统经常与内存和硬盘这两种存储设备进行通信,类似于“块”的概念,都需要一种虚拟的基本单位。所以,与内存操作,是虚拟一个页的概念来作为最小单位。与硬盘打交道,就是以块为最小单位。

    扇区、块/簇、page的关系

    扇区: 硬盘的最小读写单元
    块/簇: 是操作系统针对硬盘读写的最小单元
    page: 是内存与操作系统之间操作的最小单元。
    扇区 <= 块/簇 <= page

    二、硬盘的接口

    硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件,作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度,在整个系统中,硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。
      
    新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口、CFast接口、SFF-8639接口和M.2 NVME/SATA协议。

    机械硬盘按数据接口不同,大致分为ATA(IDE)和SATA以及SCSI和光纤通道和SAS五种。IDE接口硬盘多用于家用产品中,也部分应用于服务器,SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场,而光纤通道只在高端服务器上,价格昂贵。SATA主要应用于家用市场,有SATA、SATAΙΙ、SATAΙΙΙ,是现在的主流;在IDE和SCSI的大类别下,又可以分出多种具体的接口类型,又各自拥有不同的技术规范,具备不同的传输速度,比如ATA100和SATA;Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表着一种具体的硬盘接口,各自的速度差异也较大。

    ATA全称Advanced Technology Attachment(也叫做IDE接口),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。
    SATA,全称Serial ATA,也就是使用串口的ATA接口,因抗干扰性强,且对数据线的长度要求比ATA低很多,支持热插拔等功能,已越来越为人所接受。SATA-I的外部接口速度已达到150Mb/s,SATA-II达到300Mb/s(3Gbps),SATA-III达到600Mb/s(6Gbps)。SATA的前景很广阔。而SATA的传输线比ATA的细得多, 有利于机壳内的空气流通。
    SCSI,全称为Small Computer System Interface(小型机系统接口),历经多世代的发展,从早期的 SCSI-II,到 Ultra320 SCSI 以及Fiber-Channel (光纤通道),接头类型也有多种。SCSI 硬盘广为工作站级个人计算机以及服务器所使用,因为它的转速快,可达 15000 rpm,且数据传输时占用 CPU 运算资源较低,但是单价也比同样容量的 ATA 及 SATA 硬盘昂贵。
    SAS(Serial Attached SCSI)是新一代的SCSI技术,和SATA硬盘相同,都是采取序列式技术以获得更高的传输速度,可达到3Gb/s。此外也透过缩小连接线改善系统内部空间等。
    此外,由于SAS硬盘可以与SATA硬盘共享同样的背板,因此在同一个SAS储存系统中,可以用SATA硬盘来取代部分昂贵的SAS硬盘,节省整体的存储成本。

    查看自己电脑的硬盘接口

    1.win+r ->cmd打开命令行,输入“diskpart”命令,敲击回车键,弹出新的“diskpart.exe”命令提示符窗口。

    2.输入list disk,查看有几块硬盘
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    2.接着输入“select disk 0”敲击回车键,选择第一块硬盘。然后输入“detail disk”敲击回车键,显示选择的硬盘详细信息,其中就有硬盘的接口类型信息“SATA”。
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