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大数据接口类型

发布时间:2023-01-27 21:36:49

① 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

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② IDE SCSI SATA三个都是接口类型吗如何区别

为了使硬盘能够适应大数据量、超长工作时间的工作环境,服务器一般采用高速、稳定、安全的SCSI硬盘。

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。

SCSI与SATA是硬盘的两大接口类型。长期以来,两者可以说互不侵犯,和睦共处,但如今,情况似乎有了变化。

当串行化的潮流向PC架构涌入时,ATA突然有了脱胎换骨的改变,无论是物理特性还是逻辑功能,都较以往有了重大的突破。PATA至SATA的转变甚至也让高高在上的企业级人士刮目相看。尤其是万转SATA硬盘出现,使SATA vs.SCSI的话题再次成为了用户争论的焦点。

那么,现在的你又该如何选择呢?个人用户我想就不用说,巨大的价格差距比任何理由都有份量。因此在这里我们着重分析一下在企业级应用中,SCSI与SATA的利弊取舍。

一、可靠性:
这可能是企业级用户最为关注的话题。在这些方面很多人一直有个误区,即SCSI=高可靠性、ATA=低可靠性。其实,硬盘的可靠性是与接口无关的。接口在硬盘上就是一块PCB电路板,而决定产品可靠性的更多的是那些硬盘的其他可更换的组件、如磁头、马达、轴承、伺服系统、磁头臂以及磁盘。使用与 SCSI硬盘相同的组件加上ATA接口电路完全可以达到相同的可靠性级别。WD Raptor硬盘就可以提供120万小时的平均无故障时间和5年质保。

二、性能:

SCSI硬盘目前的最高转速可达15000rpm,SATA硬盘则是10000rpm,更高的转速可以获得更高的寻址速度,这永远是高转速硬盘的优势。但15000rpm并不是市场的主流,就目前最高采用率的SCSI硬盘而言,仍以10000rpm为主,此时Raptor与之相比完全不处劣势。我们可以从以下两个方面进行讨论:

接口速度:SCSI目前最高的水平是320MB/s,SATA是150MB/s。但SCSI总线是共享的,SATA则是点对点的,这就意味着当 SCSI通道内的硬盘实际带宽总和超过320MB/s时(目前SCSI硬盘数据传输率最高在75MB/s,4块SCSI硬盘就基本达到了实际带宽总和), SCSI总线反而将成为瓶颈。SATA则没有这个问题。举个例子来说,5块SCSI硬盘系统的数据传输率仍然是有限的320MB/s 然而5块SATA的系统则能够达到750MB/s。
命令队列: SCSI的标记命令队列(TCQ?D?DTagged Command Queuing)功能是相对于PATA的绝对优势,但这也只能怪PATA并没有发挥ATA完全的优势。自1998年ATA-4规范开始,就加入了TCQ功能(实际上是CQ)。在SATA硬盘时代,WD公司率先在Raptor上支持了这一技术。而新一代SATA硬盘也将会支持SATA-II标准中的本机命令队列(NCQ?D?DNative Command Queuing)技术。Raptor虽然支持的是PATA中的相关功能,但在性能上已经展露头脚,著名的硬盘网站StorageReview.com在将其与希捷Cheetah 10K.6 SCSI硬盘对比测试(使用支持TCQ的PROMISE SATA150TX4 SATA控制器)后得出结论?D?D“SATA命令队列和SATA RAID具有和SCSI命令队列及SCSI RAID同样卓越的潜力为服务器市场带来利益。”另外需要强调的是,虽然Raptor的TCQ只支持32级队列深度,但不要以为SCSI的256级TCQ 能全部发挥作用,事实上很少有硬盘能真正用上256级命令队列。
三、容量与成本:

这方面显然是SATA占优了,看看目前SCSI与SATA硬盘各自的最大容量,你就深有体会了。SATA硬盘已经达到400GB,而计划上市的 SCSI硬盘只达到300GB的水平。而且SATA硬盘的价格更加便宜。这就意味着在同一总容量下,用户可以使用数量更少的SATA硬盘,从而节约总成本。StorageReview.com在对比完西部数据Raptor与希捷Cheetah 10K.6 SCSI硬盘之后表示?D?D“基于SATA系统的成本比SCSI降低了百分之四十之多,的确非常显著”。

除此之外,SATA硬盘还具备热插拔能力,并且可以在接口上具备很好的可伸缩性,如在机架式服务器中使用SCSI-SATA、FC-SATA转换接口,以及SATA端口位增器( Port Multiplier),使其具有比SCSI更好的灵活性。另外,一些专门用于服务器领域的专业技术也完全可以应用于SATA硬盘,如WD的Raptor 就采用了可以感应高速旋转所产生的振动并校正磁头寻址的旋转加速前馈技术(RAFF?D?DRotational Accelerometer Feed Forward)以确保在高转速提供应有的性能,同时它还具有类似于SCSI的企业扩展SMART访问(EESA?D?DEnterprise Extensions S.M.A.R.T. Accessed)功能,以便在出现错误前提前向RAID控制器预警。

需要指出的是,目前包括EMC、IBM、HP、StorageTek、Sun、Dell在内的国际著名存储设备提供商都推出了基于SATA硬盘的次级存储系统,体现了SATA硬盘在企业级应用中的强大潜力,新一代SATA-II标准无疑将进一步加强SATA在这一领域的实力。

当然,SCSI也有着目前SATA所不及的地方,比如在双机热备应用中,SCSI系统的菊花环式共享连接可以为硬盘提供两个路径,而现在的SATA则不行。当然,在SATA-II标准中,这将不成问题,它将允许在一个硬盘有两个接口。

综上所述,我们可以发现在中低端的企业级的应用环境中,SATA已经显现出强大的竞争力。在搭建相应的企业级产品时,的确可以考虑采用SATA硬盘了。

③ 请教大家

USB2.0先进

接口类型是指读卡器与电脑主机之间的连接方式和类型。目前读卡器都是采用USB接口,分为USB1.1接口和USB2.0接口,二者的最大数据传输率不同。USB1.1是12Mbps,而USB2.0是480Mbps,USB2.0接口的最大数据传输率是USB1.1接口的40倍,具有明显的优势,但产品价格相对也要比USB1.1接口的产品贵一些。

USB的全称是Universal Serial Bus,最多可连接127台外设,由于USB支持热插拔,即插即用的优点,所以USB接口已经成为扫描仪的标准接口。USB有两个规范,即USB1.1和USB2.0。

USB1.1是目前较为普遍的USB规范,其高速方式的传输速率为12Mbps,低速方式的传输速率为1.5Mbps。注意:这里的b是Bit的意思,1MB/s(兆字节/秒)=8MBPS(兆位/秒),12Mbps=1.5MB/s。目前,家用低端扫描仪主要为USB接口类型。

USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的。它的传输速率达到了480Mbps,折算为MB为60MB/s,足以满足大多数外设的速率要求。USB 2.0中的“增强主机控制器接口”(EHCI)定义了一个与USB 1.1相兼容的架构。它可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB 1.1设备。也就是说,所有支持USB 1.1的设备都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题,而且像USB 线、插头等等附件也都可以直接使用。

现在主机均带有USB接口,因此USB光储应用极其方便,作为外置式光储设备的接口,应用相当灵活,而且不必再为接口增加额外的设备,减少投入。

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