raid阵列卡常见类型以及选型方式

RAID 管理卡（也称为 RAID 控制器）用于管理计算机系统中的硬盘驱动器或 SSD 组成的 RAID 阵列，以提供数据冗余和性能提升。不同型号的 RAID 管理卡在功能、性能、支持的 RAID 级别以及接口等方面有所不同。以下是一些常见的 RAID 管理卡型号及它们的区别：

1. LSI/Avago/Broadcom 系列

LSI MegaRAID 系列

• 型号示例: LSI MegaRAID 9260-8i, 9271-8i, 9361-8i, 9440-8i, 9460-16i, 9480-8e
• 特点:
  • 接口类型: 支持 SAS/SATA 硬盘接口。
  • 缓存: 通常配备 512MB 到 4GB 的缓存，并支持 CacheVault 缓存保护。
  • RAID 级别支持: RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60。
  • 性能: 高性能，适用于中大型企业数据中心和高要求的存储环境。
  • 区别:
    • 9260-8i: 较老型号，支持 6Gb/s SAS/SATA，最大支持 32 个设备。
    • 9361-8i: 支持 12Gb/s SAS/SATA，性能提升，支持更多设备（最大 240 个）。
    • 9440-8i 和 9460-16i: 更高端的型号，支持 NVMe 存储，具有更高的 IOPS 和带宽。

Broadcom Tri-Mode 系列

• 型号示例: 9400-8i, 9500-8i
• 特点:
  • 接口类型: 支持 SAS、SATA 和 NVMe 存储设备（Tri-Mode）。
  • RAID 级别支持: RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60，支持混合 RAID 配置。
  • 性能: 具有极高的吞吐量和低延迟，适合要求苛刻的工作负载。
  • 区别:
    • 9400-8i: 8 端口 Tri-Mode RAID 卡，支持高达 48 个 NVMe 驱动器。
    • 9500-8i: 进一步增强的性能，支持更多设备和更高带宽。

2. Adaptec（Microsemi）系列

• 型号示例: Adaptec 8805, 8885, 81605ZQ
• 特点:
  • 接口类型: 支持 SAS/SATA 和部分型号支持 NVMe。
  • 缓存: 配备 DDR3/DDR4 缓存，有些型号支持缓存备份模块（CBM）。
  • RAID 级别支持: RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60，以及部分型号的 RAID 1E 和 5EE。
  • 性能: 广泛用于中小企业和数据中心，支持高达 24 个硬盘或 SSD 驱动器。
  • 区别:
    • 8805: 8 端口 SAS/SATA，支持 12Gb/s。
    • 8885: 16 端口 SAS/SATA，适合更大规模的存储配置。
    • 81605ZQ: 高端型号，支持高级 RAID 功能和大规模存储管理。

3. HP（HPE） Smart Array 系列

• 型号示例: HPE Smart Array P408i-a, P440ar, P816i-a
• 特点:
  • 接口类型: 支持 SAS/SATA，部分新型号支持 NVMe。
  • 缓存: 通常带有缓存保护（如闪存备份）。
  • RAID 级别支持: RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60。
  • 性能: 针对 HPE 服务器进行了优化，集成了智能阵列配置工具，便于管理。
  • 区别:
    • P408i-a: 支持 8 端口 12Gb/s SAS 和 6Gb/s SATA。
    • P440ar: 集成型号，适合刀片服务器或密集型服务器部署。
    • P816i-a: 高端型号，支持更多端口和更高性能。

4. Dell PERC 系列

• 型号示例: PERC H730, H740P, H840
• 特点:
  • 接口类型: SAS/SATA 和部分 NVMe 支持。
  • 缓存: 提供集成缓存，支持闪存备份。
  • RAID 级别支持: RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60。
  • 性能: 专为 Dell PowerEdge 服务器设计，易于集成和管理。
  • 区别:
    • H730: 基础型号，适合一般企业应用。
    • H740P: 提供更高缓存和更高性能，适用于需要更高数据吞吐量的应用。
    • H840: 支持外部连接，适合需要扩展外部存储的环境。

5. Areca RAID 系列

• 型号示例: Areca ARC-1883ix-16, ARC-1882i
• 特点:
  • 接口类型: SAS/SATA，部分支持 NVMe。
  • 缓存: 1GB 到 4GB DDR3 ECC 缓存，可选备份电池模块。
  • RAID 级别支持: RAID 0, 1, 3, 5, 6, 10, 30, 50, 60。
  • 性能: 高性能、高可用性 RAID 控制器，广泛用于高性能计算和视频编辑。
  • 区别:
    • ARC-1883ix-16: 高端型号，支持 16 个端口，适用于大型存储阵列。
    • ARC-1882i: 具有较少端口的基础型号，适合小型企业应用。

总结

不同型号的 RAID 管理卡在性能、支持的 RAID 级别、缓存、接口类型和专用功能（如 NVMe 支持、缓存保护）等方面有所不同。选择 RAID 管理卡时，应根据具体的使用场景、存储需求、性能要求和预算来确定合适的型号。

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缓存和电源的作用，以及选型的参考点
在 RAID 管理卡中，缓存和电源（或电池备份）都是关键功能，旨在提高存储性能和数据安全性。以下是缓存和电源的详细作用：

1. 缓存的作用

RAID 控制器上的缓存是一种临时存储空间，通常使用高性能的内存（如 DRAM）来提高数据读写性能。缓存主要用于以下几个方面：

1.1 提高写性能（Write Caching）

• 写回缓存（Write-Back Cache）: 当数据写入 RAID 阵列时，RAID 控制器首先将数据写入缓存，然后立即向操作系统报告写操作完成。实际的数据写入硬盘的过程可以在后台进行。这样可以显著提高写入性能，因为将数据写入内存缓存要比直接写入硬盘快得多。

• 写通缓存（Write-Through Cache）: 在这种模式下，数据必须被写入到硬盘上后才被视为写入完成。虽然写通缓存的写入速度较慢，但它提供了更高的数据安全性，因为数据直接写入到存储设备中而不是依赖于缓存。

1.2 提高读性能（Read Caching）

• 预读缓存（Read-Ahead Cache）: RAID 控制器可以预测未来可能需要的数据并提前将其加载到缓存中。这样，当系统请求数据时，很多数据已经在高速缓存中准备就绪，从而减少了读延迟。

• 读取优化: 如果同一数据块被频繁访问，RAID 控制器可以将其保存在缓存中以减少反复读取硬盘的次数，从而提高整体系统的响应速度。

1.3 数据保护和一致性

缓存还可以提供数据一致性保护，特别是在断电或系统崩溃的情况下。使用缓存的控制器通常会结合使用一些数据保护机制，以确保未写入硬盘的缓存数据在异常情况下不会丢失。

2. 电源（电池）备份的作用

RAID 控制器上的电池备份或非易失性内存（NVRAM）模块的作用是确保缓存中的数据在断电或系统故障时不会丢失。

2.1 电池备份单元（BBU, Battery Backup Unit）

• 作用: 电池备份单元为 RAID 控制器上的缓存供电。在系统断电或电源故障的情况下，BBU 可以为缓存供电数小时到数天，确保缓存中的数据有足够时间被写入到硬盘驱动器中。

• 数据保护: 由于电池的存在，即使在电源故障时，缓存中的数据也不会立即丢失，系统可以在恢复电源后继续将缓存数据写入硬盘，从而避免数据丢失。

2.2 闪存缓存（Flash Cache）或非易失性缓存（NVC, Non-Volatile Cache）

• 作用: 一些现代 RAID 控制器使用非易失性存储（如闪存）来代替传统的 DRAM 缓存。这种缓存可以在断电后保持数据，避免了对电池的依赖。

• 优点: 相比传统的电池备份方案，闪存缓存不需要定期更换电池，也不会因为电池失效而导致数据丢失。此外，闪存缓存可以提供更长久的数据保护。

3. 缓存和电源备份的优势总结

• 性能提升: 缓存能够显著提高 RAID 阵列的读写性能，特别是在需要高吞吐量和低延迟的环境中。

• 数据安全性: 电池备份和非易失性缓存可以确保在断电或系统崩溃时数据不会丢失，提供了额外的数据安全性。

• 恢复能力: 在断电恢复后，有电池或非易失性缓存支持的 RAID 控制器能够继续完成写入操作，减少数据丢失和恢复时间。

在选择 RAID 控制器时，考虑缓存大小、类型以及是否有电池或非易失性缓存支持是非常重要的，这些因素将直接影响存储系统的性能和数据安全性。