硬盘-第6部分
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氪讼喾矗嵩诮邮彰詈蠖云浣信判颍判蚝蟮拇磐方愿咝实乃承蚪醒爸罚佣苊獯磐贩锤匆贫吹乃鸷模映び才淌倜A硗獠⒎撬械腟ATA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“SATAII”的现象愈演愈烈,例如某些号称“SATAII”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(SerialATAInternationalOrganization,SATA国际组织,原SATA工作组)又宣布了SATA2。5规范,收录了原先SATAII所具有的大部分功能——从3Gbps和NCQ到交错启动(StaggeredSpin…up)、热插拔(HotPlug)、端口多路器(PortMultiplier)以及比较新的eSATA(ExternalSATA,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VIAVT8237和NVIDIAnForce2MCP…R/MCP…Gb)的主板在使用SATAII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,SATAII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SATARAID控制器在打了最新补丁的某些集成了SATARAID驱动的版本的WindowsXP系统里不需要加载驱动就可以组建RAID。
SATA相较并行ATA可谓优点多多,将成为并行ATA的廉价替代方案。并且从并行ATA完全过渡到SATA也是大势所趋,应该只是时间问题。相关厂商也在大力推广SATA接口,例如Intel的ICH6系列南桥芯片相较于ICH5系列南桥芯片,所支持的SATA接口从2个增加到了4个,而并行ATA接口则从2个减少到了1个;而ICH7系列南桥则进一步支持了4个SATAII接口;下一代的ICH8系列南桥则将支持6个SATAII接口并将完全抛弃并行ATA接口;其它主板芯片组厂商也已经开始支持SATAII接口;目前SATAII接口的硬盘也逐渐成为了主流;其它采用SATA接口的设备例如SATA光驱也已经出现。
值得注意的是,无论是SATA还是SATAII,其实对硬盘性能的影响都不大。因为目前硬盘性能的瓶颈集中在由硬盘内部机械机构和硬盘存储技术、磁盘转速所决定的硬盘内部数据传输率上面,就算是目前最顶级的15000转SCSI硬盘其内部数据传输率也不过才80MB/sec左右,更何况普通的7200转桌面级硬盘了。除非硬盘的数据记录技术产生革命性的变化,例如垂直记录技术等等,目前硬盘的内部数据传输率也难以得到飞跃性的提高。说得不好听的话,目前的硬盘采用ATA100都已经完全够用了,之所以采用更先进的接口技术,是可以获得更高的突发传输率、支持更多的特性、更加方便易用以及更具有发展潜力罢了。
SAS接口
SAS(SerialAttachedSCSI)即串行连接SCSI,是新一代的SCSI技术,和现在流行的SerialATA(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Ultra320SCSI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:
1)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。
2)硬盘价格太贵:比起同容量的Ultra320SCSI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。
3)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和硬盘存储技术、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。
4)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。
ATA、ATAPI的含义
ATA和ATAPI是广为使用的IDE和EIDE设备的相关标准。ATA是ATAttachment的缩写,意思是AT计算机上的附加设备(还记得IBMPC/AT吗?)。ATA可以使用户方便地在PC机上连接硬盘,但有时这样还不够。有些用户需要通过同样方便的手段连接CDROM、磁带机、MO驱动器等设备。ATAPI标准就是为了解决在IDE/EIDE接口上连接多种设备而制定的。ATAPI是ATAttachmentPacketInterface的缩写,意思是AT计算机上附加设备的包接口。支持ATAPI的IDE/EIDE接口可以像连接硬盘一样连接ATAPI设备。目前几乎所有的IDE/EIDE接口都支持ATAPI。
盘片数
盘片是硬盘中承载数据存储的介制,硬盘是由多个盘片叠加在一起,互相之间由垫圈隔开。硬盘盘片是以坚固耐用的材料为盘基,其上在附着磁性物质,表面被加工的相当平滑。因为盘片在硬盘内部高速旋转(有5400转、7200转、10000转,甚至15000转),因此制作盘片的材料硬度和耐磨性要求很高,所以一般采用合金材料,多数为铝合金。
硬盘盘片是随着硬盘的发展而不断进步的,早期的硬盘盘片都是使用塑料材料作为盘基,然后再在塑料盘基上涂上磁性材料就构成了硬盘的盘片。后来随着硬盘转速和容量的提高又出现的金属盘基的盘片,金属材料的盘基具有更高的记录密度、更强的硬度,在安全性上也要强于塑料盘基。目前市场中主流的硬盘都是采用铝材料的金属盘基。
而IBM等厂商还推出过以石英玻璃为盘基的“玻璃盘片”,但初期的玻璃盘片在发热等技术方面处理的并不得当,导致部分产品使用中极易出现故障。但玻璃盘片是一种比铝更为坚固耐用的盘片材质,盘片高速运转时的稳定性和可靠性都有所提高,而且玻璃盘片表面更为平滑,技术上还是领先于金属盘片的。
由于盘片上的记录密度巨大,而且盘片工作时的高速旋转,为保证其工作的稳定,数据保存的长久,硬片都是密封在硬盘内部。万万不可自行拆卸硬盘,在普通环境下空气中的灰尘,都会对硬盘造成永久伤害,更不能用器械或手指碰触盘片。
笔记本硬盘
尺寸:笔记本电脑所使用的硬盘一般是2。5英寸,而台式机为3。5英寸,由于两者的制作工艺技术参数不同,首先,2。5硬盘只是使用一个或两个磁盘进行工作,而3。5的硬盘最多可以装配五个进行工作;另外,由于3。5硬盘的磁盘直径较大,则可以相对提供较大的存储容量;如果只是进行区域密度存储容量比较的话,2。5硬盘的表现也相当令人满意。笔记本电脑硬盘是笔记本电脑中为数不多的通用部件之一,基本上所有笔记本电脑硬盘都是可以通用的。
厚度:但是笔记本电脑硬盘有个台式机硬盘没有的参数,就是厚度,标准的笔记本电脑硬盘有9。5,12。5,17。5mm三种厚度。9。5mm的硬盘是为超轻超薄机型设计的,12。5mm的硬盘主要用于厚度较大光软互换和全内置机型,至于17。5mm的硬盘是以前单碟容量较小时的产物,现在已经基本没有机型采用了。
转数:笔记本电脑硬盘现在最快的是5400转2MCache,支持DMA100(主流型号只有4200转512KCache,支持DMA66),但其速度和现在台式机最慢的5400转512KCache硬盘比较起来也相差甚远,由于笔记本电脑硬盘采用的是2。5英寸盘片,即使转速相同时,外圈的线速度也无法和3。5英寸盘片的台式机硬盘相比,笔记本电脑硬盘现在已经是笔记本电脑性能提高最大的瓶颈。
接口类型:笔记本电脑硬盘一般采用3种形式和主板相连:用硬盘针脚直