物理硬盘类型
分为机械硬盘和固态硬盘
机械硬盘:SATA、SAS、NL-SAS
固态硬盘:SSD
物理磁盘类型 - SATA盘
说到 SATA,首先要从 ATA(advanced technology attachment)接口说起。
ATA 接口实际上就是我们常说的 IDE(integrated drive electronics)接口。ATA
接口从 20 世纪 80 年代 一直发展至今,且由于其价格低、兼容性好,曾经是市场上的主流配置,是用传统的40-pin并口数据线连接主板与硬盘的,接口速度最大为133MB/s,因为ATA并口线的抗干扰性太差,且排线占用空间较大,不利电脑内部散热,已逐渐被SATA所取代。。但随着时代的发展,其速度过慢,已不足以应用在现代计算机系统中。SATA,即串行 ATA(serial ATA),如下图所示,现已基本取代所有并行
ATA 接口。顾名思义,SATA 使用串行的方式发送数据。SATA
的显著特点就是比 ATA 快。
Serial ATA(SATA)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。并且串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。
SATA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,所以相对于并行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。
- 但是实际上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,带宽1.5Gb/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,带宽3Gb/s;硬盘SATA 3.0的实际读写速率是600MB/s,带宽6Gb/s。
物理磁盘类型 - SAS盘
SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI,是新一代的SCSI技术,与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 作为 SCSI 技术的分支,与 SATA 类似,通过采用串行传输以得到更高的性能,目前主流的SAS传输速率为 6Gbit/s。同时由于采用串行技术可以使用细而长的线缆,不仅可以实现更长的连接距离,还能够提高抗干扰能力。SAS 接口正反面如下图
SAS的接口技术可以向下兼容SATA接口。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。因为SAS驱动器的端口与SATA驱动器的端口形状看上去类似,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。但有一点需要注意,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,IT人员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,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,扩展器以12端口居多。
SAS系统的背板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。
物理磁盘类型 - NL-SAS盘
NL-SAS 全称为 near line SAS,意为近线。所谓的近线存储,主要定位于客户在线存储和离线存储之间的应用。就是指将那些并不是经常用到,或者说数据的访问量并不大的数据存放在性能较低的存储设备上。但同时对这些的设备要求是寻址迅速、传输率高。(例如客户一些长期保存的不长用的文件的归档)。因此,近线存储对性能要求相对来说并不高,但又要求相对较好的访问性能。同时多数情况下由于不常用的数据要占总数据量的比较大的比重,这也就要求近线存储设备在需要容量相对较大。NL-SAS是一种介于 SATA 和 SAS 之间的硬盘。即具有SAS接口、接近SAS性能的SATA盘。
SAS 接口硬盘的读写速度要优于 SATA 硬盘,但是价格也相对要高一些,同时 SAS 硬盘的容量一般会比 SATA 盘小,所以就产生了 NL-SAS 硬盘,它是用 SAS 接口和 SATA 级盘体组成的硬盘,用 SAS 接口和 SATA 级盘体组成的硬盘。如下图所示。
NL-SAS 的 IOPS 相比 15000 转速的 SAS 硬盘差了近一半,但是从整个 RAID 的运行情况 来看,比使用 SATA 硬盘的性能有明显的提升,而且,NL-SAS 硬盘有 SATA 盘的容量和价格, SAS 硬盘的可靠性,因此 NL-SAS 在市场上很受欢迎。
物理磁盘类型 - SSD盘
SSD(Solid State Disk),固态硬盘,是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,摒弃传统磁介质,采用电子存储介质进行数据存储和读取的一种技术,突破了传统机械硬盘的性能瓶颈,拥有极高的存储性能。固态硬盘的全 集成电路化、无任何机械运动部件的革命性设计,从根本上解决了在移动办公环境下,对于数据读写稳定性的需求。全集成 电路化设计可以让固态硬盘做成任何形状。SSD在接口的规范和定义、功能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与普通硬盘一致。
SSD盘并不像传统硬盘那样采用磁性材料来存储数据,而是采用基础单位被称为cell(存储单元)的NAND flash来存储数据。SSD虽然没有内部机械部件,但是,这并不意味着他们的生命周期是无限的。由于NAND Flash是非易失性介质,在写入新数据之前必须保证Block被擦除过,否则可能会出现数据误码。但是NAND Flash的擦写次数是有限的,即每个cell的内容可以改变的次数是有限的,一旦该Cell被擦写的数目已经达到极限,则该cell就不能保证能继续使用了(读或写)。一般普通的SSD盘的读性能一般最少300-500MB/S,写性能最少100M/S以上。
优点:SSD具有传统机械硬盘所不具备的快速读写、质量轻、能耗低以及体积小等特点。
缺点:但因为有擦写次数限制所以其使用寿命有限且价格较高,且容量不算很大。
我们看看机械硬盘和固态硬盘的对比情况:
硬盘类型 |
SSD固态硬盘 |
SAS |
NL-SAS |
SATA |
性能 |
非常高 |
高 |
较高 |
较高 |
可靠性 |
一般 |
高 |
较高 |
一般 |
价格 |
很高 |
高 |
较便宜 |
便宜 |
能耗 |
一般 |
高 |
较低 |
较低 |
推荐场景 |
适合数据访问非 常大的用户使用 |
适合数据较为离 散的高中端用户 使用 |
适合较大数据 块、业务IO压力 不大的用户使用 |
是和大数据块、 业务压力不大的 用户使用 |
SAS、NL-SAS一般归档备份使用。