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与服务器相关的{术语,概念,及原理}全集

二、内存技术篇
  如今大容量高速度的内存技术已经相当成熟了,但对于服务器而言,稳定性胜过一切,然而服务器内存之所以能承担服务器稳定性的重任,其中之一的关键技术就是“内存查纠错技术”。服务器中的内存我们都知道一般采用带有ECC技术的(ECC的英文全称是“ Error Checking and Correcting”,中文名为“错误检查和纠正”),从这个名称就可以看出它的主要功能就是“发现并纠正错误”。ECC比以前的奇偶校正技术更先进的方面体现在它不仅能发现错误,而且能纠正这些错误。但ECC技术只能纠正单比特的内存错误, 当有多比特错误发生的时候,ECC内存会生成一个不可隐藏(non-maskable interrupt)的中断 (NMI),系统会中止运行。IBM还有一种更先进的特殊内存纠错技术,那就是ChipKill内存技术。而这些技术是如何使服务器内存进行错误检查并纠正呢?在下面这篇文章中将详细为您介绍……
 [技术]服务器内存技术知识充电
  看完了上面的文章后,我相信我们对服务器内存已经有了个大概的认识,或许你认为内存已经为服务器提供了很大的保险了,但面临着一些意外的内存错误,有另外一种技术比内存错误纠正技术有效得多。IBM的内存保护技术就是保护由于意外的内存错误而带来的损失,它使用的是标准的ECC 168内存。它的工作方式有点像在Windows NT的NTFS文件系统下的在线备份磁盘扇区一样,当操作系统在磁盘上检测到坏的磁盘扇区时,它将在另外的扇区中写下这些数据放一边留作备用,我们可以认为内存保护就是提供在线备份数据位。这内存错误的纠正是通过内存控制器来完成的,所以不会增加操作系统的工作量,也不需要操作系统来提供支持,完全与操作系统无关。因为这是在标准的ECC 168线内存起作用的,无需为这种保护增加另外的开支。
  内存保护(在其它系统中也有称“多余的数据位”)技术最初的发展是在IBM大型机上,而且在Z系列和I系列服务器上使用了许多年。在一个2路交叉存取的内存系统中,每2片168线ECC内存包含144位,但是只有140位是用于数据存取和校验的。余下的4位是没有用上的,标准的ECC内存可以检测出2位的数据错误,但它只能纠正一位错误。如果在同时内存上有多位出错,那么这整个内存读取就失败了,此时唯有使系统临时挂起来,以尽量减少内存容量的需求,直到这个节点被更换。如果具有内存保护,那么就可以立即隔离这个失效的内存,重写数据在空余的数据位。通过这种方法可以在每4对(1个内存控制器,有的服务器不止包括一个内存控制器)168线内存中修复4个4位连续的内存错误。当服务器下次重启就会重新检查内存的状态,如果是内存软错误(临时的),系统重启后内存的这些用于在线数据备份的数据位就重新释放了,恢复空的状态。如果是属于硬故障,这些在线备份数据位还会继续用来备份,直到更换为止。这种先进技术可以使减少停机机时间,使服务器持续保持高效的计算平台。这对于大型的数据库系统中尤其重要。
  前面提到的在线内存备份是另一种更高级别的内存保护。需要注意的是由于系统使用了双路交叉(2-way Interleaving)访问技术,所以必须成对安装双列直插式内存模块(Dual In-line Memory Module,DIMM)的内存条。每个DIMM必须是同一型号的,而且容量相同,否则内存系统的性能会受到影响。如果一共有三组内存条组,把C组作为在线备份内存,其内存容量总合要是A、B两组的容量总合之和。这种技术特别适用于没有足够的计算机系统维护后人员或者手头没有多余的内存可以方便替换的场所,像HP ProLiant服务器的ML 370、DL 380系列产品均采用在线备份模式。
  另一种防止服务器因内存错误的发生而导致整个服务器不稳定性事件发生的措施就是内存镜像和内存热备份(Memory ProteXion)。在线备份内存模式只能对发生单比特错误的数据提供保护,像镜像内存方式还可以用来保护发生多比特错误的数据。正因为如此,内存镜像和内存热备份很适合于商业应用,因为它除了正常维护之外,不需要在内存检修上花费额外的时间。这种技术的出现,是由于随着服务器系统总线提高,内存传输的数据陪增,会出现不知什么原因遇到了许多内存保护和Chipkill修复技术都不能完全修复的情况。内存镜像和内存热备都属于内存冗余技术,是内存热插拔不可缺少的技术成分,诸如其他还有热更换热添加、热插拔RAID内存,这些就相当好理解 ,不过需要注意的一点是,许多企业实际上实现的只是有限的内存热插拔,只能拔掉特定的内存条,而不能随意拔掉其他内存条。关于内存镜像和内存热备份详细请看下面的文章……
内存相关名字解释
1、Buffer和Unbuffer
Buffer即缓存器,也可理解成高速缓存,在服务器及图形工作站内存有较多应用,容量多为64K,但随着内存容量的不断增大,其容量也不断增加,具有Buffer的内存将对内存的读写速度有较大提高,象早期168芯EDO ECC服务器内存大多都带Buffer,Unbuffer表示不具有高速缓存。有Buffer的内存几乎都带ECC功能,Unbuffer内存只有少数带ECC功能。其在内存编号上也有较明显特征,以维京内存PC133 128M为例,其编号为ME16641U4SS3-CL3,其中的字母U就代表Unbuffer。
2、Register
Register即寄存器或目录寄存器,在内存上的作用我们可以把它理解成书的目录,有了它,当内存接到读写指令时,会先检索此目录,然后再进行读写操作,这将大大提高服务器内存工作效率。带有Register的内存一定带Buffer,并且目前能见到的Register内存也都具有ECC功能,其主要应用在中高端服务器及图形工作站上,如IBM Netfinity 5000。
3、SDRAM
即同步动态随机存储器(Synchronous Dynamic RAM)内存。该内存历史较长,它的特点是让所有的输入输出信号保持与系统时钟同步,内存就是工作在系统的外部频率下。工作电压3.3V。
4、DDR SDRAM
双倍数据速率(Double Data Rate,DDR)SDRAM是一种以SDRAM为基础发展而来的内存技术。因此,DDR内存加倍了内存的频宽,提高了数据的传输量。DDR内存工作电压为2.5V。 由于DDR内存比SDRAM能增加更多的效能,并且能降低成本,而且DDR内存晶片能用现有的SDRAM设备制造及测试,不必再投资大量资金用于设备及生产上。此外DDR内存增加了内存频宽及效率,因此广泛使用在许多商业、多媒体及娱乐相关产品上,将逐渐取代SDRAM。
5、DIMM(Dual-In line Memory Module)-双边接触内存模组
形象的说:内存条正反两面金手指是不导通的,如常见的有100线、168线、200线内存(long Dimm)和72线、144线(SO-Dimm)。DIMM一般有64位带宽,并且正反面相同位置的引脚不同;而SIMM一般只有32位带宽,需要两条两条同时使用,一般通过72线金手指与主板相连。
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三、内存封装篇
  由于服务器产品的独特性,生产厂商通常会对系统内存提出特殊的要求:有限的内存插槽和急剧膨胀的内存容量。受高利润率的吸引,内存厂商们总是想方设法地尽量满足它们的需要。最初的DIMM模组制造商大多通过提高内存高度的办法来提升单条内存容量。
随着服务器向小型化、高能化方向转变,生产厂商对内存封装技术提出了更高的要求。对于追求空间利用率最大的服务器用户来说,尽可能地压缩空间是必须的,而大块头的DIMM显然不适用于它们。经过长期的研究后,一些内存厂商在解决该问题上做出了一定的贡献,并发展出了新的内存封装技术。 Elpida也许是一个陌生的名字,但是它的合资公司Hitachi和NEC则是内存业界的资深厂家了。Elpida采用了TCP(Tape Carrier Packaging载体捆绑式封装)封装技术,可以将36片DDR芯片集成在一个DIMM上
相对Elpida而言,Kingston(金士顿)就出名多了。作为业界著名大厂,Kingston开发出了EPOC(Elevated Package Over CSP CSP覆盖式封装)封装技术图4。EPOC封装技术是将两种封装的内存分两层装在PCB上。上面一层是TSOP封装,下面的是CSP封装。两层之间没有任何的连接。通过这项技术,两层内存没有直接接触,使得空气可以在层间流动来改善散热的效果

因QBM(Quad Band Memory)技术闻名的Kentron公司,在解决内存条的个头问题方面也有它的独到之处。他们的方案FEMMA(Foldable Electronic Memory Module Assembly 可折叠电子模组)封装技术与前面介绍的两个大不一样。它包括两个独立的PCB,通过一个柔软的板路相连接图5。FEMMA封装方式解决了散热、可靠性和密度的问题。它还可以用未来的芯片进行升级,如BGA和Flash等。
还有德商英飞凌科技的2 GB(gigabyte) DDR2模组(DDR2 Planar Registered DIMM) ,这种模组在非常紧致的细密球型网数组(FBGA)封装中使用单颗粒(single-die) 512 Mbit DDR2内存芯片,且是以一种平面设计为基础。目前市面上的组件中密度高于1 GB者所使用的是堆栈颗粒(stacked-die),但英飞凌对于2 GB DDR2模组的新式平面解决方案,则是以技术成熟的单芯片颗粒为基础。这种组件相当的扁平,其厚度只有4.1毫米,对于系统制造厂商的好处是可符合DDR2 服务器应用的要求,而且视各别系统组态而定,可减少高达10%热能。
  以上的内存封装技术都是瞄准服务器市场的,但密度、尺寸和散热性能上的进步对于桌面市场而言同样也有益处。服务器上使用的技术也经常会转移的桌面市场上来。Kingston的EPOC封装技术制造出了PC133、Registered、ECC、1GB的模块,不久将使用在DDR内存上。Elpida可以提供2GB的DDR,而Kentron则可以供应各种规格和容量的采用FEMMA技术制造的内存。

四、产品篇
  对于一般内存而言,用户很注重他们参数,如带宽、内存总线速度、等待周期、CAS的延迟时间等参数,但对于服务器而言,我们考虑往往是内存的制作工艺,服务器内存一般都采用8层PCB板,完美的电源层和布线层完全体现着稳定性的差距;还有内存的封装技术,如前面提高的封装技术,不仅能够给内存带来体积的理想性、容量的扩展性,更重要的是解决了散热、可靠性和密度的问题;这些封装技术和制造工艺是品牌内存的最大优势。以及内存的SPD值等等,事实上,内存芯片上的每一步工艺都是提升整体性能的很重要的保证,所谓的省去某个工艺,其实很大程度上降低了内存的综合性能表现。还有另一个就内存的售后服务,这是一个比较重要的问题,像金士顿提供了终身质保的服务,即使要升级内存了,用少量的经费就可以更换升级。而最后一个内容就是内存的颗粒选择,往往内存颗粒的等级就决定着这快内存的质量,大容量优质内存颗粒,做工精良,而且从理论上讲,集成度越高则可靠性越高。
  也正由此,很多人对服务器内存认识上,分不清楚品牌内存和品牌颗粒的。误认为携带有某某品牌的颗粒就是属于某某品牌内存,或许当你看清楚金士顿的内存,你突然间就恍然大悟。Kingston品牌的内存产品,其使用的内存颗粒确是五花八门,既有Kingston自己颗粒的产品,更多的则是海力士(Hynix)、三星(Samsung)、南亚(Elixir)、华邦(Winbond)、英飞凌(Infinoen)、美光(Micron)等等众多厂商的内存颗粒。几乎可以说,有多少的内存颗粒厂商,Kingston就有多少采用这些颗粒的内存品种。不过,Kingston在采购内存颗粒的时候,挑选的均是该内存颗粒厂商的A级产品。也正因为这一点的保证,Kingston才敢于对其售出的不论哪个品牌颗粒的产品,全部实行终身质保的服务。
  事实证明,品牌并不能代表内存颗粒的好坏,而产品颗粒的等级,才是第一位的问题。就如上面提到的,兼容品牌内存与服务器厂商提供的“原厂内存”之分,也最终体现在这点上,并不是所有的兼容品牌内存都能像Kingston作到优良的选料。服务器厂家为了保证其本身服务器的稳定性,其“原厂内存”均采用优质的内存颗粒。
  我们可以看出服务器内存在各种技术上相对 台式机的来说要严格得多,它强调的不仅是内存的速度,而是它的内在纠错技术能力、稳定性以及兼容性。主流服务器采用的内存则是Register ECC。
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[技术]服务器内存技术知识充电
  说起服务器内存,很多人可能会觉得不明所以,其实服务器内存与普通内存还是有着很多共同点的,不过它加入了一些针对高端应用而设计的功能和特性,下面我就以一问一答的方式为各位介绍一下服务器内存。

  问:什么是服务器内存?它与普通PC机上的内存又有什么区别?

  答:服务器内存也是内存,它与我们平常在电脑城所见的普通PC机内存在外观和结构上没有什么明显实质性的区别,它主要是在内存上引入了一些新的技术,仅从外观上是不得出什么结论的。这样或许你就担心了,如果别人拿普通PC机的内存条当服务器内存条卖给怎么知道?这一般来说可以放心,这种可能性几乎为零。因为普通PC机上的内存在服务器上一般是不可用的,服务器认不到的,这就是说服务器内存不能随便为了贪便宜用普通PC机的内存来替代的原因了。至于其根本原因是什么那请请看后面了。

  有些人把具有某种技术的内存就称之为“服务器内存”,其实是不全面的,服务器的这些内存技术之所以在目前看来是服务器在专用,但不能保证永远只能是服务器专用。这些新技术之所以先在服务器上得以应用是因为服务器价格较贵,有条件得以应用,这些新技术由于价格的原因暂时在普通PC机上无法实现应用,这些新技术会随着配件价格的下降会逐步走向普通PC机,就象原来的奇偶校正内存一样原来也是最先应用在服务器上,现在不是很普遍了吗?所以服务器内存并不是一种特指,它是内存新技术在不同时间段上的应用。
问:什么奇偶校正(Parity),它是服务器内存上专用的吗?

  答:直到目前还有人误认为带有“奇偶校正”的内存就是服务器内存,其实时到今日这种说法就完全不正确了,奇偶校正技术在目前来说已是“昨日黄花”了,早就有另外一种ECC技术取代它了,更别说是服务器内存的标准了。

  对于内存中的“奇偶校验(Parity)”要从比特概念说起,学过数字电路的人都知道在数字电路中最小的数据单位就是叫“比特(bit)”,也叫“位”,而电脑是一种数字产品,内存中存储的是数字信号,所以“比特”也是内存中的最小单位,它是通过“1”和“0”来表示数据高、低电平信号的。在数字电路中我们是将8个连续的比特叫做一个字节(byte),在内存中不带“奇偶校验”的内存中的每个字节只有8位,若它的某一位存储出了错误,就会使其中存储的相应数据发生改变而导致应用程序发生错误。而带有“奇偶校验”的内存在每一字节(8位)外又额外增加了一位作为错误检测之用。比如一个字节中存储了某一数值(1、0、1、0、1、0、1、1),把这每一位相加起来(1+0+1+0+1+0+1+1=5)。若其结果是奇数,校验位就定义为1,反之则为0。当CPU返回读取储存的数据时,它会再次相加前8位中存储的数据,检查结果是否与校验位相一致。当发现二者不同时就会试图纠正这些错误,但这只是Parity一厢情愿的,当内存检查到某个数据位有错误时,运用Parity技术却并不一定能确定错误在哪一个位,也就不一定能修正错误,所以带有奇偶校正的内存的主要功能仅是“发现错误”,并能纠正部分简单的错误。这种技术应用于服务器领域,那还是在72线内存时代(现在普遍是168线的内存),随着这种技术应用领域的深入和价格的下降,现在带有奇偶校正技术的内存普遍都是,广泛应用于普通PC机上,虽然这种技术功能不是很强大,但应用在普通PC机上还是很有效的,所以目前奇偶校正内存并不是服务器专用,而且目前服务器上所用的内存一般都是ECC内存,它比Parity内存更先进。要注意的一点就是现在的主板都可以使用带奇偶校验位或不带奇偶校验位两种内存条,但两种内存不能混用。
问:什么是ECC内存?它比Parity(奇偶校正)内存有什么优点?

  答: 目前一谈到服务器内存,大家都一致强调要买ECC内存,认为ECC内存速度快,其实是一种错误地认识,ECC内存成功之处并不是因为它速度快(速度方面根本不关它事只与内存类型有关),而是因为它有特殊的纠错能力,使服务器保持稳定。ECC本身并不是一种内存型号,也不是一种内存专用技术,它是一种广泛应用于各种领域的计算机指令中,是一种指令纠错技术。ECC的英文全称是“ Error Checking and Correcting”,对应的中文名称就叫做“错误检查和纠正”,从这个名称我们就可以看出它的主要功能就是“发现并纠正错误”,它比奇偶校正技术更先进的方面主要在于它不仅能发现错误,而且能纠正这些错误,这些错误纠正之后计算机才能正确执行下面的任务,确保服务器的正常运行。之所以说它并不是一种内存型号,那是因为并不是一种影响内存结构和存储速度的技术,它可以应用到不同的内存类型之中,就象我们在前讲到的“奇偶校正”内存,它也不是一种内存,最开始应用这种技术的是EDO内存,现在的SD也有应用,而ECC内存主要是从SD内存开始得到广泛应用,而新的DDR、RDRAM也有相应的应用,目前主流的ECC内存其实是一种SD内存。

 如果要具体讲一下ECC与Parity的区别在哪能里,那还得它们所实现对应功能的机理来说起。上面我们知道Parity内存是通过在原来数据位的基础增加一个数据位来检查前8位数据的正确性,但随着数据位的增加Parity用来检验的数据位则成倍增加,也就是说当据位为16位时它需要增加2位用于检查,当数据位为32位时则需增加4位,依此类推。而ECC内存,它也是在原来的数据位上外加检验位来实现的。不同的是两都增加的方法不一样,这也就导致了两者的主要功能不太一样。它与Parity不同的是如果数据位是8位,则需要增加5位来进行ECC错误检查和纠正,数据位每增加一倍,ECC只增加一位检验位,也就是说当数据位为16位时ECC位为6,32位是为7位ECC位,数据位为64位时为8依此类推,数据位每增加一倍,ECC位只增加一位。关于两种内存技术所需增加的数据位现列表如下,从表中可以看出它们各自的优势在什么地方。

  数据位数 Parity需增加的数据`位数 ECC需增加的数据位数

数据位数 Parity需增加的数据位数 ECC需增加的数据位数
8 1 5
16 2 6
32 4 7
64 8 8
128 16 9
256 32 10
512 64 11
… … …


  从上表可以看出,当数据的位数增加一倍,Parity也增加一倍,而ECC只需增加一位,当数据为64位时所用的ECC和Parity位数相同(都为8),仅从增加的位数来说,当数据为64位以上,ECC具有极大的优势,但在64位以下,ECC在位数上处于劣势,但ECC的优势不仅体现在这方面,它主要体现在它的纠错能力上,这是Parity内存所无法比拟的!在内存中ECC能够容许错误,并可以将错误更正,使系统得以持续正常操作,不致因错误而中断。但在这里需要说明的一点就是ECC内存也不是对所有错误都有能检测并纠正过来,一般来说它也只能同时发现并纠正一个比特的数据错误。
问: 目前主要些什么品牌的服务器内存?

  答:由于服务器内存在技术难度和加工工艺上比普通PC机上的内存有较大提高,所以在服务器内存品牌选择上没有象普通PC机内存一样那么杂,但目前服务器内存品牌也有逐步杂化的趋势,目前主要的服务器内存品牌主要有Kingmax、kinghorse、现代、三星、kingstone、IBM、VIKING、NEC等,但主要以前面几种在市面上较为常见,而且质量也能得到较好的保障。

  问: 服务器内存技术的发展如何?

  答: 服务器内存也与任何其它产品一样,新技术是在不断开发,不断得到应用,然后逐步取代原有的技术,实现它的普及应用。ECC技术在目前来说是服务器内存的主流技术,但新的内存技术已在不断涌现,目前主要有IBM的Chipkill技术在被各内存生产厂商采用。在内存类型上目前主要已有DDR和RAMBUS公司的RDRAM来取代目前的SD内存,这种DDR目前也带有ECC技术。但上述主流内存技术也都是在围绕ECC技术这同一方向,同属于ECC技术范畴。
 问:什么是Chipkill技术?

  答: Chipkill技术是IBM公司为了解决目前服务器内存中ECC技术的不足而开发的,是一种新的ECC内存保护标准。我们知道ECC内存只能同时检测和纠正单一比特错误,但如果同时检测出两个以上比特的数据有错误,则一般无能为力。目前ECC技术之所以在服务器内存中广泛采用,一则是因为在这以前其它新的内存技术还不成熟,再则在目前的服务器中系统速度还是很高,在这种频率上一般来说同时出现多比特错误的现象很少发生,正因为这样才使得ECC技术得到了充分地认可和应用,使得ECC内存技术成为几乎所有服务器上的内存标准。

  但随着基于Intel处理器架构的服务器的CPU性能在以几何级的倍数提高,而硬盘驱动器的性能同期只提高了少数的倍数,因此为了获得足够的性能,服务器需要大量的内存来临时保存CPU上需要读取的数据,这样大的数据访问量就导致单一内存芯片上每次访问时通常要提供4(32位)或8(64位)比特以上的数据,一次性读取这么多数据,出现多位数据错误的可能性会大大地提高,而ECC又不能纠正双比特以上的错误,这样就很可能造成全部比特数据的丢失,系统就很快崩溃了。IBM的Chipkill技术是利用内存的子结构方法来解决这一难题。内存子系统的设计原理是这样的,单一芯片,无论数据宽度是多少,只对于一个给定的ECC识别码,它的影响最多为一比特。举个例子来说明的就是,如果使用4比特宽的DRAM,4比特中的每一位的奇偶性将分别组成不同的ECC识别码,这个ECC识别码是用单独一个数据位来保存的,也就是说保存在不同的内存空间地址。因此,即使整个内存芯片出了故障,每个ECC识别码也将最多出现一比特坏数据,而这种情况完全可以通过ECC逻辑修复,从而保证内存子系统的容错性,保证了服务器在出现故障时,有强大的自我恢复能力。采用这种内存技术的内存可以同时检查并修复4个错误数据位,服务器的可靠性和稳定得到了更加充分的保障。
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问: 什么是RAMBUS内存?

  答:RAMBUS技术是RAMBUS公司开发的,运用这种RAMBUS技术的内存他们就把它称之为RAMDRAM,简称之为“RDRAM内存,它与目前市面上的ECC内存不同,但它可能同时带有ECC功能,也有不带ECC功能的。在RAMBUS内存上,你没有专门的ECC的检错芯片,因此从外观上很难区分ECC的RAMBUS内存和非ECC的RAMBUS内存,具有校验功能的RAMBUS内存芯片是18位,而无校验功能的普通RAMBUS内存芯片是16位,具有ECC功能的RDRAM只是在普通的RDRAM中增加了两个校验位,但随着数据位的增加检验位也要跟着增加,也就是说每16位增加两个检验位,照这样的算法推断如果是64MB具有ECC功能的RDRAM其实是72MB,128MB具有ECC功能的RDRAM其实是144MB。

  简单的说RAMBUS内存就是一种高性能、芯片对芯片接口技术的新一代存储产品,它使得新一代的处理器可以发挥出最佳的功能。RAMBUS公司宣称这种新的技术能够提供10倍于普通DRAM和三倍于PC100 SDRAM的性能,单根的RAMBUS DRAM,在16位的数据传输通道上速度可高达800MHz。但要注意的不是所有的机都能用这种RAMBUS内存,因为这种技术真正推出的时间较晚而且不怎么经济,所以目前只有比较早期的主板才能使用RAMBUS内存。

技术]内存冗余技术 内存热备和镜像
信息化的年代离不开网络,服务器是网络不可缺少的部件,所以造就了近代服务器业的迅速发展。而在服务器硬件故障中,内存故障列举首位。内存故障导致服务器数据永久丢失或系统宕机。这样会给企业或个人带来无法估计的灾难。所以近来服务器厂商在采用越来越多的技术来保障内存的稳定性。我们所知道的主要有奇偶校验技术、ECC技术和IBM的Chipkill-correct ECC技术。现在本人又发觉了两种内存冗余技术:内存热备和内存镜像。这两种技术用于浪潮服务器。这两种技术道底是怎样的呢?下面为大家介绍一下。


内存热备—Sparing

进行内存热备时,做热备份的内存在正常情况下是不使用的,也就是说系统是看不到这部分内存容量的。每个内存通道中有一个DIMM不被使用,预留为热备内存。芯片组中设置有内存校验错误次数的阈值, 即每单位时间发生错误的次数。当工作内存的故障次数达到这个“容错阈值”,系统开始进行双重写动作,一个写入主内存,一个写入热备内存,当系统检测到两个内存数据一致后,热备内存就代替主内存工作,故障内存被禁用,这样就完成了热备内存接替故障内存工作的任务,有效避免了系统由于内存故障而导致数据丢失或系统宕机。这个做热备的内存容量应大于等于所在通道的最大内存条的容量,以满足内存数据迁移的最大容量需求。

内存镜像—Mirroring

内存镜像是将内存数据做两个拷贝,分别放在主内存和镜像内存中。系统工作时会向两个内存中同时写入数据,因此使得内存数据有两套完整的备份。由于采用通道间交叉镜像的方式,所以每个通道都有一套完整的内存数据拷贝。

在系统芯片组中设置有 “容错阈值”。如果任意内存达到了“容错阈值”,其所在通道就被标示出来,另一个通道单独工作。但仍然保持双通道的内存带宽。


内存镜像有效避免了由于内存故障而导致数据丢失。从上图中可看出,镜像内存和主内存互成对角线分布,如果其中一个通道出现故障不能继续工作,另一个通道仍然具有故障通道的内存数据,有效防止了由于内存通道故障导致的数据丢失,极大提升了服务器可靠性。镜像内存的容量要大于等于主内存容量,当系统工作时,镜像内存不会被系统识别。因此在投资方面,做内存镜像数据保护的投资是没有内存保护功能的一倍。
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服务器CPU的选择
服务器的中央处理器(CPU),在内部结构上是跟台式机的差不多,它们都是由运算器和控制器组成,CPU的内部结构可分为控制单元,逻辑单元和存储单元三大部分。当然工作原理也是一样。随着两者的需求和发展,台式机和服务器的处理器在技术、性能指标等各方面都存在并存的现象,一个最明显的现象,像Intel的奔腾系列产品,一直应用于服务器的低端领域。但不代表着服务器CPU与台式机将会完全一样,下面内容会让你对服务器CPU有个全方位的了解……

一、产品篇

上面简单把服务器处理器列了一下表,我们可以很清晰看出,服务器处理器按CPU的指令系统来区分,有CISC型CPU和RISC型CPU两类,后来出现了一种64位的VLIM指令系统的CPU,这种架构也叫做“IA-64”。目前基于这种指令架构的MPU有Intel的IA-64、EM64T和AMD的x86-64。RISC型的CPU是我们比较不熟悉的类型,下面一一介绍;

IBM:

IBM 的四条处理器产品线 —— POWER 体系结构,PowerPC 系列的处理器,Star 系列(很少用于服务器中),以及 IBM 大型机上所采用的芯片
POWER 是 Power Optimization With Enhanced RISC 的缩写,是 IBM 的很多服务器、工作站和超级计算机的主要处理器。POWER 芯片起源于 801 CPU,是第二代 RISC 处理器。POWER 芯片在 1990 年被 RS 或 RISC System/6000 UNIX 工作站(现在称为 eServer 和 pSeries)采用,POWER 的产品有 POWER1、POWER2、POWER3、POWER4,现在最高端的是 POWER5。POWER5 处理器是目前单个芯片中性能最好的芯片。POWER6计划 2006 年发布。
PowerPC 是 Apple、IBM 和摩托罗拉(Motorola)联盟(也称为 AIM 联盟)的产物,它基于 POWER 体系结构,但是与 POWER 又有很多的不同。例如,PowerPC 是开放的,它既支持高端的内存模型,也支持低端的内存模型,而 POWER 芯片是高端的。最初的 PowerPC 设计也着重于浮点性能和多处理能力的研究。当然,它也包含了大部分 POWER 指令。很多应用程序都能在 PowerPC 上正常工作,这可能需要重新编译以进行一些转换。从 2000 年开始,摩托罗拉和 IBM 的 PowerPC 芯片都开始遵循 Book E 规范,这样可以提供一些增强特性,从而使得 PowerPC 对嵌入式处理器应用(例如网络和存储设备,以及消费者设备)更具有吸引力。PowerPC 体系结构的最大一个优点是它是开放的:它定义了一个指令集(ISA),并且允许任何人来设计和制造与 PowerPC 兼容的处理器;为了支持 PowerPC 而开发的软件模块的源代码都可以自由使用。最后,PowerPC 核心的精简为其他部件预留了很大的空间,从新添加缓存到协处理都是如此,这样可以实现任意的设计复杂度。IBM 的 4 条服务器产品线中有两条与 Apple 计算机的桌面和服务器产品线同样基于 PowerPC 体系结构,分别是 Nintendo GameCube 和 IBM 的“蓝色基因(Blue Gene)”超级计算机。现在,三种主要的 PowerPC 系列是嵌入式 PowerPC 400 系列以及独立的 PowerPC 700 和 PowerPC 900 系列。而PowerPC 600 系列,是第一个 PowerPC 芯片。它是 POWER 和 PowerPC 体系结构之间的桥梁。现在的PowerPC970,采用0.13微米SOI工艺制造,其内只有一颗CPU核心,带有512K 芯片内L2 cache。

HP:
HP(惠普)公司自已开发、研制的适用于服务器的RISC芯片——PA-RISC,于1986年问世。目前,HP主要开发64位超标量处理器PA-8000系列。第一款芯片的型号为PA-8000,主频为180MHz,后来陆续推出PA-8200、PA-8500、PA-8600、PA-8700、PA-8800型号。还有一个就是HP的“私生子”Alpha。(Alpha处理器最早由DEC公司设计制造,在Compaq公司收购DEC之后,Alpha处理器继续得到发展,后来又被惠普公司收购)
HP于2002年开始就公布了其两大RISC处理器——PA-RISC和Alpha的发展计划,其中PA-RISC与Alpha处理器至少要发展到2006年,对基于其上的服务器的服务支持将至少持续到2011年。2006年,HP将会推出PA-8900。而对于Alpha的发展,惠普公司于已经于2004年八月份发布了其面向AlphaServer Unix服务器的最后一款处理器产品——EV7z

SUN:
1987年,SUN和TI公司合作开发了RISC微处理器——SPARC。Sun公司以其性能优秀的工作站闻名,这些工作站的心脏全都是采用Sun公司自己研发的Sparc芯片。SPARC微处理器最突出的特点就是它的可扩展性,这是业界出现的第一款有可扩展性功能的微处理。SPARC的推出为SUN赢得了高端微处理器市场的领先地位。

1999年6月,UltraSPARC III首次亮相。它采用先进的0.18微米工艺制造,全部采用64位结构和VIS指令集,时钟频率从600MHz起,可用于高达1000个处理器协同工作的系统上。UltraSPARC III和Solaris操作系统的应用实现了百分之百的二进制兼容,完全支持客户的软件投资,得到众多的独立软件供应商的支持。

根据Sun公司未来的发展规划,在64位UltraSparc处理器方面,主要有3个系列,首先是可扩展式s系列,主要用于高性能、易扩展的多处理器系统。目前UltraSparc Ⅲs的频率已经达到750GHz。将推出UltraSparc Ⅳs和UltraSparc Ⅴs等型号。其中UltraSparc Ⅳs的频率为1GHz,UltraSparc Ⅴs则为1.5GHz。其次是集成式i系列,它将多种系统功能集成在一个处理器上,为单处理器系统提供了更高的效益。已经推出的UltraSparc Ⅲi的频率达到700GHz,未来的UltraSparc Ⅳi的频率将达到1GHz。最后是嵌入式e系列,为用户提供理想的性能价格比,嵌入式应用包括瘦客户机、电缆调制解调器和网络接口等。Sun公司还将推出主频300、400、500MHz等版本的处理器。

SGI
MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商,在RISC处理器方面占有重要地位。1984年,MIPS计算机公司成立。1992年,SGI收购了MIPS计算机公司。1998年,MIPS脱离SGI,成为MIPS技术公司。
MIPS公司设计RISC处理器始于二十世纪八十年代初,1986年推出R2000处理器,1988年推R3000处理器,1991年推出第一款64位商用微处器R4000。之后又陆续推出R8000(于1994年)、R10000(于1996年)和R12000(于1997年)等型号。
随后,MIPS公司的战略发生变化,把重点放在嵌入式系统。1999年,MIPS公司发布MIPS32和MIPS64架构标准,为未来MIPS处理器的开发奠定了基础。新的架构集成了所有原来NIPS指令集,并且增加了许多更强大的功能。MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核(core)MIPS324Kc与高性能64位处理器内核MIPS64 5Kc。2000年,MIPS公司发布了针对MIPS32 4Kc的版本以及64位MIPS 64 20Kc处理器内核。
MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商。1986年推出R2000处理器,1988年推出R3000处理器,1991年推出第一款64位商用微处理器R4000。之后,又陆续推出R8000(于1994年)、R10000(于1996年)和R12000(于1997年)等型号。1999年,MIPS公司发布MIPS 32和MIPS 64架构标准。2000年,MIPS公司发布了针对MIPS 32 4Kc的新版本以及未来64位MIPS 64 20Kc处理器内核。
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二、参数篇
1.主频
  主频也叫时钟频率,单位是MHz,用来表示CPU的运算速度。CPU的主频=外频×倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度,这不仅是个片面的,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差。至今,没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系,即使是两大处理器厂家Intel和AMD,在这点上也存在着很大的争议,我们从Intel的产品的发展趋势,可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器厂家,有人曾经拿过一快1G的全美达来做比较,它的运行效率相当于2G的Intel处理器。
所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,我们也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标。
  当然,主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。

2.外频
  外频是CPU的基准频率,单位也是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。说白了,在台式机中,我们所说的超频,都是超CPU的外频(当然一般情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。
目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度,在这种方式下,可以理解为CPU的外频直接与内存相连通,实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈,下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。


.前端总线(FSB)频率
  前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据带宽)/8,数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。比方,现在的支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。

外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8Byte/bit=800MB/s。

其实现在“HyperTransport”构架的出现,让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。之前我们知道IA-32架构必须有三大重要的构件:内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片组 Intel 7501、Intel7505芯片组,为双至强处理器量身定做的,它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线,配合DDR内存,前端总线带宽可达到4.3GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。而“HyperTransport”构架不但解决了问题,而且更有效地提高了总线带宽,比方AMD Opteron处理器,灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话,前端总线(FSB)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。

4、CPU的位和字长
  位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。

  字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。 字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示,所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理4个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。

5.倍频系数
  倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应—CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,而AMD之前都没有锁。


6.缓存
  缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。

L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32—256KB。
  L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达256-1MB,有的高达2MB或者3MB。

L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。

其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。

但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。


7.CPU扩展指令集
  CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分,而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SEE3和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集,分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。我们通常会把CPU的扩展指令集称为"CPU的指令集"。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集,此前MMX包含有57条命令,SSE包含有50条命令,SSE2包含有144条命令,SSE3包含有13条命令。目前SSE3也是最先进的指令集,英特尔Prescott处理器 已经支持SSE3指令集,AMD会在未来双核心处理器当中加入对SSE3指令集的支持,全美达的处理器也将支持这一指令集。

8.CPU内核和I/O工作电压
  从586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种,通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定,一般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压一般都在1.6~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。

9.制造工艺
  制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在主要的180nm、130nm、90nm。最近官方已经表示有65nm的制造工艺了。
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10.指令集
(1)CISC指令集
  CISC指令集,也称为复杂指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computer的缩写)。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。其实它是英特尔生产的x86系列(也就是IA-32架构)CPU及其兼容CPU,如AMD、VIA的。即使是现在新起的X86-64(也被成AMD64)都是属于CISC的范畴。

要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的,IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU—i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令,同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片,以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。
  虽然随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium 3,最后到今天的Pentium 4系列、至强(不包括至强Nocona),但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集,所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X86指令集,所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。x86CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。

(2)RISC指令集
  RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC指令系统基础上发展起来的,有人对CISC机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,它们仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频度却占80%。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。基于上述原因,20世纪80年代RISC型CPU诞生了,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU,特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX,现在Linux也属于类似UNIX的操作系统。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。

目前,在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类:PowerPC处理器 、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。

(3)IA-64

EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers,精确并行指令计算机)是否是RISC和CISC体系的继承者的争论已经有很多,单以EPIC体系来说,它更像Intel的处理器迈向RISC体系的重要步骤。从理论上说,EPIC体系设计的CPU,在相同的主机配置下,处理Windows的应用软件比基于Unix下的应用软件要好得多。

Intel采用EPIC技术的服务器CPU是安腾Itanium(开发代号即Merced)。它是64位处理器,也是IA-64系列中的第一款。微软也已开发了代号为Win64的操作系统,在软件上加以支持。在Intel采用了X86指令集之后,它又转而寻求更先进的64-bit微处理器,Intel这样做的原因是,它们想摆脱容量巨大的x86架构,从而引入精力充沛而又功能强大的指令集,于是采用EPIC指令集的IA-64架构便诞生了。IA-64 在很多方面来说,都比x86有了长足的进步。突破了传统IA32架构的许多限制,在数据的处理能力,系统的稳定性、安全性、可用性、可观理性等方面获得了突破性的提高。

IA-64微处理器最大的缺陷是它们缺乏与x86的兼容,而Intel为了IA-64处理器能够更好地运行两个朝代的软件,它在IA-64处理器上(Itanium、Itanium2 ……)引入了x86-to-IA-64的解码器,这样就能够把x86指令翻译为IA-64指令。这个解码器并不是最有效率的解码器,也不是运行x86代码的最好途径(最好的途径是 直接在x86处理器上运行x86代码),因此Itanium 和Itanium2在运行x86应用程序时候的性能非常糟糕。这也成为X86-64产生的根本原因。

(4)X86-64 (AMD64 / EM64T)

AMD公司设计,可以在同一时间内处理64位的整数运算,并兼容于X86-32架构。其中支持64位逻辑定址,同时提供转换为32位定址选项;但数据操作指令默认为32位和8位,提供转换成64位和16位的选项;支持常规用途寄存器,如果是32位运算操作,就要将结果扩展成完整的64位。这样,指令中有“直接执行”和“转换执行”的区别,其指令字段是8位或32位,可以避免字段过长。

x86-64(也叫AMD64)的产生也并非空穴来风,x86处理器的32bit寻址空间限制在4GB内存,而IA-64的处理器又不能兼容x86。AMD充分考虑顾客的需求,加强x86指令集的功能,使这套指令集可同时支持64位的运算模式,因此AMD把它们的结构称之为x86-64。在技术上AMD在x86-64架构中为了进行64位运算,AMD为其引入了新增了R8-R15通用寄存器作为原有X86处理器寄存器的扩充,但在而在32位环境下并不完全使用到这些寄存器。原来的寄存器诸如EAX、EBX也由32位扩张至64位。在SSE单元中新加入了8个新寄存器以提供对SSE2的支持。寄存器数量的增加将带来性能的提升。与此同时,为了同时支持32和64位代码及寄存器,x86-64架构允许处理器工作在以下两种模式:Long Mode(长模式)和Legacy Mode(遗传模式),Long模式又分为两种子模式(64bit模式和Compatibility mode兼容模式)。该标准已经被引进在AMD服务器处理器中的Opteron处理器。
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三、技术篇
  由于SCSI具有CPU占用率低,多任务并发操作效率高,连接设备多,连接距离长等优点,对于大多数的服务器应用,建议采用SCSI硬盘,并采用最新的Ultra320 SCSI控制器;对于低端的小型服务器应用,可以采用最新的SATA硬盘和控制器。确定了硬盘的接口和类型后,就要重点考察上面提到的影响硬盘性能的技术指标,根据转速、单碟容量、平均寻道时间、缓存等因素,并结合资金预算,选定性价比最合适的硬盘方案。
  RAID技术
  冗余磁盘阵列RAID系统提供了比通常的磁盘存储更高的性能指标、数据完整性和数据可用性,尤其是在当今面临的硬盘I/O总是滞后于CPU性能的瓶颈问题越来越突出的情况下,RAID解决方案能够有效地弥补这个缺口。
  依据磁盘阵列数据不同的校验方式, RAID技术分为不同的等级(RAID Levels),各有不同的技术特点,具体的可以看下面这篇文章。



quote:
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[技术]浅谈服务器的RAID技术

  所谓RAID就是Redundant Array of Independent Disk的缩写,中文意思是“独立冗余磁盘阵列”,简单来说就是一种利用多个硬盘来提高系统对磁盘的读写速度及其数据安全系数的一种技术。RAID技术开始一般用于服务器或大型工作站上面,但随着RAID技术的不断成熟,现在不少的家用PC的主板都内置了RAID芯片。

  RAID技术主要有6类,分别为RAID 0~RAID 5,它们各有各的优缺点,所以应根据不同的实际情况选用不同的技术。下面我们就简单介绍一下这6种RAID技术。

RAID 0

  RAID 0的原理很简单,就是将n个硬盘并联起来,然后把一大段的数据分成大小一定的带区(striping),再将每一个带区分成n份同时写入各个硬盘。这样一来数据的读写速度将提高n倍,但是RAID 0没有冗余功能,一旦其中一个硬盘损坏,所有的数据将会无法使用,所以其可靠性也会大大降低,仅等于当单独使用一块硬盘时的1/n,因此RAID0技术不适合于执行关键任务的环境。

RAID 1

  RAID 1运用的是磁盘镜像技术,就是将偶数个硬盘分成两份,将其中的一半拿来做另外一半的备份,这样做的好处就是在不影响性能的情况下,能够最大限度地保证系统的可靠性和可修复性。当然,在6类的RAID技术中,RAID 1的成本是最高的,硬盘的利用率是最低的——仅为50%。因此RAID 1主要用于要保存关键数据的场合。

RAID 2

  RAID 2综合利用了共轴同步技术和ECC(Error Checking and Correcting)检验技术,原理是将若干个硬盘分成两组,分别用来储存数据和校验用的海明码。RAID2是将数据分散为位(bit)分别并算出其ECC代码,然后同时写入各硬盘。如果某一个硬盘发生故障,系统也能够根据海明码和其余的有效数据算出正确的数据进行恢复。因为RAID2的存取是所有硬盘同时进行的,用的是又单位元的存储,所以小于一个扇区的存取会大大削弱其性能,在磁盘利用率方面,RAID2一般只有在使用15个硬盘以上的系统中才会凸显其利用率的优势。因此RAID2不适合用于网络服务器,小型机或PC上。

RAID 3

  RAID 3 与RAID2 相似,只不过用奇偶校验码来代替了ECC代码,所以只需要一个硬盘来存储校验码,但其存在的问题是当要向某一个硬盘的某一个扇区写入数据的时候,就要读取其他数据硬盘相同位置的数据,并算出校验码再写入存储校验码的硬盘。所以,RAID3 也不适合需要经常写入零碎文件的场合。显然,在某一个硬盘出现故障的时候系统仍能够正常工作并可以恢复,其磁盘的利用率为(n-1)/n。

RAID 4

  RAID 4虽然也是选用了一个硬盘用来存储奇偶校验码,但RAID对数据的读写实按块来进行,所以在读取数据方面会比RAID3快了不少,但写入方面则因要读取其他数据盘在同一位置上的数据块,速度会比RAID3要慢,其他方面,跟RAID3都基本上一样。

RAID5

  RAID5又是RAID4的改进,它将本来存储在一个硬盘上的奇偶校验块按一定的顺序平均放到每一个硬盘上。这样做就避免了在存储数据的时候对校验硬盘过于频繁的读写,同时这也大幅度提高了写入零散数据时的效率。RAID5一样具有容错能力和较高的磁盘利用率,但RAID5的读写控制比较复杂,所以RAID的芯片造价也比较高,一般只用于联机交易处理。

  以上6种是最基本的RAID技术,在其基础上还派生出了许多的RAID技术。
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  为了更好地提高硬盘的I/O性能,推荐采用RAID技术,根据应用的特点,把被频繁访问读写的硬盘做成RAID0或RAID1、RAID5;目前,在低端服务器可采用IDE RAID,如浪潮英信NP200;而在中高端服务器,建议采用SCSI RAID控制器,并注意RAID控制器有关技术指标,如CPU类型、通道类型和数目、缓存数量、有无电池后备等;需要注意的是:主板集成的RAID控制器由于本身没有硬盘控制器,而占用了主板上的SCSI硬盘控制器,需要耗费更多的主处理器时间,会使服务器的处理能力受到影响。

热拔插技术
  除了从性能指标上评价硬盘,还要考虑到硬盘的故障率、平均无故障运行情况和易维护性。在具体的应用中,首先应选用寿命长、故障率低的硬盘,可降低故障出现的几率和次数,这牵扯到硬盘的MTBF(平均无故障时间)和数据保护技术,MTBF值越大越好,如浪潮英信服务器采用的硬盘的MTBF值一般超过120万小时,而硬盘所共有的S.M.A.R.T.(自监测、分析、报告技术)以及类似技术,如seagate和IBM的DST(驱动器自我检测)和DFT(驱动器健康检测),对于保存在硬盘中数据的安全性有着重要意义。
  另外,一旦硬盘损坏,应考虑如何保证数据不丢失,并且减少服务器的宕机时间。
RAID技术可以用来保证数据的可靠性和安全性,通过硬盘的热拔插技术可以保证在更换或维修硬盘的同时,服务器仍然能正常运行可用。目前热拔插技术在中高档服务器中非常普遍,一直也被作为服务器档次的一个重要标志。一般在服务器中采用的热拔插技术的部件有硬盘、电源、风扇、PCI插槽等,而SCSI硬盘也有专门支持热拔插技术的SCA2接口(80-pin),与SCSI背板配合使用,就可以轻松实现硬盘的热拔插。SATA硬盘也具备热插拔能力,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。

四、产品篇
现在服务器硬盘市场能站得稳脚的算是希捷(美国)、日立(日本)、迈拓(美国)、西部数据(美国)、三星(日本)。在笔者看来,各个厂商各有自己的特色产品。

1、希捷

作为世界上头号硬盘厂商希捷是最具有竞争力。其所属的硬盘无论从做工、性能、可靠性、售后服务都可以与其他品牌媲美。其产品线也是极其丰富,最具有代表力的就是Cheetah,捷豹硬盘,此系列产品是希捷面向高端服务器市场推出的产品.其技术与性能都处领先地位。

希捷公司作为10000转硬盘技术的先行者,面对日益增长的企业级市场需求,不断推出了一系列拥有最新技术的捷豹硬盘。捷豹10000转型号有:Cheetah 73LP、Cheetah 36XL 、Cheetah 36ES 、Cheetah 10K。而希捷15000转的Cheetah X15 系列为SCSI硬盘领域的佼佼者。型号有:Cheetah 15K.3 、 Cheetah X15 18LP 、 Cheetah X15 36LP。

CHEETAH X15 36LP 荣膺《计算机世界》授予的2001年度最佳产品奖。Cheetah X15 36LP的寻道时间只有3.6毫秒,时局传输率高达709Mbit/秒。8MB高速缓存,声强低至3.5贝尔。在磁盘阵列环境下,它属于顶级的硬盘产品。希捷公司Cheetah X15硬盘为高端的SCSI硬盘。Cheetah X15即“猎豹” X15, 它是Seagate(希捷)硬盘的第四代衣钵传人。
  “猎豹” X15是现在世界上跑得最快的硬盘,有以下参数为证: Cheetah X15是世界上第一款转速达15,000RPM的硬盘。作为领跑“盘”,“猎豹” X15与它的父辈Cheetah 36LP相比性能大大提高,仅寻道时间一项就提高了33% 。提供4MB或16MB可选缓存,Ultra160或2Gbit光纤信道接口。 “猎豹”X15 最大容量180GB,从而处理能力有大幅提高。上网时搜索更快,下载更快。它的3D引擎保护系统使你在信息高速路上找到安全,赢得先机。生产硬盘的厂家一直想以每“MB”的价格在市场上站住脚,但是Cheetah X15 却立足于网上服务和商务中数据处理的能力,也即数据的传输速度。

2、日立

至从IBM被日立收购后,有段时间属于低潮,因为日立把IBM的硬盘直接收回换成自己的牌子就上市销售,但其实IBM的部分硬盘都是由日立代做,我们都一直相信日立的做工,其产品的性能是比较好的。不然我们看看最近日立新发布的服务器硬盘,名为“Ultrastar”15K147高性能硬盘,定位企业应用市场。


该产品的转速要比目前主流的转速为10000转/分钟的I/O服务器硬盘快33%,达到了15000转/分钟。据称,该款服务器硬盘产品在关键任务(mission-critical)应用处理方面将有良好的性能表现。名为Ultrastar 15K147的新款服务器硬盘将分为36GB, 73GB和147GB三种不同的型号,分别由2,3以及5层玻璃盘片制造而成,接口则分别选用了Ultra 320 SCSI以及2Gb/s FCAL作为接入方式。新产品的寻道时间仅为3.3ms,由于产品的转速高达15000转/分钟,因此其平均延迟时间也仅为2ms,如此高的技术规格使得用户在使用这款日立公司新服务器硬盘产品的时候将会更快,更加有效的读取数据,而硬盘内部最快的传输速率也达到了1129Mb/s。新产品拥有的16MB超大缓存大大减少了硬盘的平均读写相应时间。

几款Ultrastar 15K147产品在制造之时融入了包括最先进的防震动技术RVS在内的数据保护技术。RVS是一种目前较为先进的在硬盘高速运转震动时保护用户数据的技术,这项技术尤其是在多硬盘条件下更是有其尤其明显的技术优势。液态轴承马达(FDB)的应用使得这款服务器硬盘具有较低的噪声以及可以保持较高的数据完整性。Ultrastar 15K147建立在一个成熟的设计平台之上,这使得这款产品具有极高的可靠性。
从易做事,从简做人。埋头做事,低头做人。不予他求,只扪自力。休言酸骚,命运求己。

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3、迈拓

自2001年迈拓公司顺利完成对昆腾SCSI硬盘事业部的全面收购,迈拓公司便成功的切入SCSI硬盘市场,并一举成为全球产品线最全、规模最大的的硬盘供应商。也就从那一刻起,迈拓公司就在产品质量与技术研发上倾入了巨大的心血与精力。迈拓一直以稳定性可靠性著称,从2002年开始的五年的保修计划一直在实施。在SCSI硬盘市场,竞争无时无处不在,迈拓技术革新的脚步也永不停止,而迈拓的Atlas系列也早已声名远播。
ATLAS 10K IVAtlas 10K IV SCSI硬盘。它提供高达 147GB的容量和4.3毫秒的寻道时间,使速度与容量达到了一个理想的结合,可完美地满足主流企业硬盘市场的需求;持续数据传输率提高了30%,寻道时间更是比上一代硬盘快上9%,并再次刷新由迈拓自己保持的业界最短寻道时间纪录。正是凭借其寻道时间短、容量大、无故障运行时间长、可靠性高等诸多亮点,迈拓Atlas 10K IV SCSI硬盘迅速成为市场上同类产品中的佼佼者。

再来看一下迈拓推出的全球最快的硬盘Atlas 15K。它采用了迈拓第二代Ultra320 SCSI接口,以及独家拥有的"MaXAdapt"(Adaptive Active Filtration,自适应主动过滤)智能技术,通过在接收端增强基本信号频率以过滤杂讯和其他无用信号,有效的改善了信号品质,并使硬盘能够适应系统状况和组件配置的变化,通过低误码率、易于集成和提高的总线效率来获得优化的系统性能。
总的来看,迈拓 Atlas系列SCSI硬盘不仅具有很高的产品性能,同时在稳定性、硬盘工作噪声、工作温度等方面的表现也表现卓越。迈拓 Atlas系列SCSI硬盘在安全性方面经过细致的考虑,采用了迈拓特有的第三代防震系统(SPS Ⅲ)以及数据保护系统(DPS),数据安全得到了很好的保证。迈拓Atlas系列SCSI硬盘在降噪方面也颇有功力--迈拓 Atlas 15K SCSI硬盘的转速达到15000转/分,而噪音并没有因此而升高,待机噪音达到了普通IDE硬盘的静音级别!

4、西部数据
过去一直集中于台式电脑市场的硬盘制造商西部数据公司,美国当地时间2003年2月10日发布了针对服务器和储存系统市场的猛禽(Raptor)系列产品。WD740万转SATA硬盘


新发布的猛禽硬盘驱动器每分钟1万转,具有36GB的储存空间,采用更新系列的ATA接口传输数据。西部数据公司打算用这种配置的硬盘在低端服务器和储存系统的硬盘市场上进行竞争。绝大多数用于服务器和储存市场的硬盘驱动器在设计上考虑了速度。它们通常每分钟转速为1—1.5万,并且具有更大的数据缓存区。数据缓存区影响硬盘驱动器本身读写数据的时间,还影响读写数据开始时的数据传输速度。猛禽硬盘的数据缓存区是8MB,它将有助于消除瓶颈,使数据传输速度更快。

与服务器用硬盘不同,西部数据公司生产的高端硬盘具有高达200GB的储存空间,但是转速仅有7200转/分,缓存区是2MB,只有一种特别版的渔子酱硬盘才有8MB缓存区。
  虽然西部数据公司的渔子酱系列硬盘已经在PC市场上取得了成功,但是公司打算不再向服务器和储存市场提供这类硬盘。在商用市场上,制造商和用户对产品的反应速度要比消费者市场更加保守。

服务器你选Sata还是SCSI硬盘

 [论坛话题]:现在,服务器市场上用于架构服务器的硬盘有二种:SCSI硬盘和Sata硬盘。

  首先就容量与成本综合进行分析:SCSI硬盘主流为146GB,而Sata则高达250GB,在成本上,Sata明显低于目前的SCSI硬盘。

  但是,从可靠性方面来分析:用来衡量磁盘性能的一个重要的标准 MTBF,指的是每一个磁盘驱动器都可以连续工作1百万个小时而不出错。其中连续工作的1百万小时就是我们说得MTBF(平均错误时间)。这方面,而SCSI硬盘明显比Sata接口硬盘大,它可以连续24小时工作,并且平均每天有432分钟的读写时间。而平均出错概率要低于Sata硬盘。

  性能、 扩展性:SCSI硬盘可以更少的占用CPU的时钟,SCSI硬盘转速可达15000rpm ,接口速度最高的水平是320MB/s,其转速和接口速度较Sata磁盘高。同时,SCSI单通道可连接多达7个设备,而Sata每个硬盘只能够连接一个。所以SCSI硬盘明显利于以后的扩展。

  你在配置你公司的服务器时:你会因价格低廉选择Sata硬盘还是选购扩展性能强、性能高的SCSI硬盘?

[相关评论]:

  网友A:认为服务器应用当中低端选择SATA硬盘接口,而一些较高端的应用则应该选择SCSI硬盘。

  网友B:则是针对入门级低端服务器产品,在考虑服务器的硬盘类型时,采取一种折中的方法:看服务器主板是否提供有SCSI接口,如果有,则考虑使用SCSI硬盘。

  网友C:针对磁盘阵列,从综合成本以及相关的性能指标、可靠性待主面,认为对于低端的磁盘阵列应该选择Sata接口硬盘,而对于中高端则强烈推荐使用SCSI硬盘。

  网友D:该网友从采购成本进行了分析,认为:就服务器来说SATA和SCSI整机价钱差太多了,出多少钱就决定了用什么硬盘。

  网友E:就网友D的话,提出疑问:认为企业会不会花上数几千元来购买SCSI硬盘?

  网友F:针对国内应用,企业用户对服务器部件认识不足,片面地认为服务器应用硬盘容量越大越好,所以只会关心容量大小,而忽略服务器硬盘相关硬盘参数与设计。

  网友G:则就网友F的话进行了延续,认为SCSI硬盘在很多年前就开发设计,而且针对服务器的中高端领域。就二种不同硬盘在企业实际应用当中,引用该网友的话为:大公司用当然是用SCSI硬盘,小公司用...


 [专家观点]:网友B、网友C所讲SCSI硬盘、Sata硬盘应用,其片面性很大,是属于一种被动选择服务器存储媒价的理论,实际上企业信息化、电子商务化的第一步就是根据需求选购相应的服务器产品,应该说,在采购之前,就会充分考虑处理器、内存、硬盘构建服务器等关键部件,从目前的市场上来看,各类品牌服务器单英特尔PIV平台的入门级服务器基本上都有不带SCSI硬盘接口。而至强、AMD Opteron处理器基本上都在主板上集成有SCSI硬盘接口,但同时也提供有Sata硬盘接口,提供二种接口又该如何选择呢?

  服务器级应用当中,到底该选择Sata硬盘还是SCSI硬盘呢?专家分析,如果资金预算充足的情况下,服务器应该选择SCSI硬盘作为服务器存储的主要设备无疑是明智的,其优势主要体现在以下几个方面:

  存储可靠性:众所周知,每一个磁盘驱动器都可以连续工作1百万个小时而不出错。其中连续工作的1百万小时就是我们说得MTBF(平均错误时间),它是用来衡量磁盘性能的一个重要的标准。对于相同类型的磁盘驱动器(例如都是IDE或者都SCSI),我们可以完全用MTBF来衡量它们之间的性能优劣。

  SCSI: MTBF:1,000,000 小时 每月工作时间:732 小时( 24 小时 / 天) 访问比率:30 %

  IDE /SATA: MTBF:800,000 小时 每月工作时间:333 小时( 11 小时 / 天) 访问比率:20 %

  上述的数据清楚的告诉我们SCSI的可靠性要比IDE高的多。大家不要忘记毕竟SATA/IDE硬盘是普遍用于PC机,IDE磁盘的工作强度和服务器SCSI磁盘的工作强度还是不可比拟的。所以出于对服务器可靠性要求高的企业,建议使用SCSI硬盘也是有充分理由的!

  磁盘读写性能:目前,SCSI硬盘最高可达320M每秒的读写速度,而最新的Sata(串行ATA)接口硬盘也达到了150M每秒,SCSI磁盘略胜一筹。同时SCSI磁盘可以更少的占用CPU的时钟,SCSI硬盘转速可达15000rpm 其转速和接口速度较IDE磁盘高出很多,加上其嵌入了更完善的指令,此时单个SCSI磁盘就是最佳选择了。所以为了追求更佳的性能,选用SCSI硬盘也是必然的。

  磁盘扩展性:单通道SCSI接口一般可安装七个SCSI接口设备,扩展SCSI接口最多可安装15个SCSI设备,如果主板提供双通道SCSI接口的话,那么该款服务器理论上最多可安装30个SCSI设备。而Sata(串行ATA)单个接口只能安装一个SATA接口硬盘,多的硬盘扩展则需要相当繁琐的解决方案(如购提供多个SATA接口的扩展卡、Raid卡等等),所以开始时选则SCSI磁盘不仅为以后的扩展提供了非常大的空间,同时也省了以后扩展大量的资金,而且需要做的工作也相对简单很多。所以出于扩展性的考虑建议大家选用SCSI硬盘。
从易做事,从简做人。埋头做事,低头做人。不予他求,只扪自力。休言酸骚,命运求己。

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服务器硬盘的选择

硬盘是我们最熟悉不过的配件之一,很多人碰到服务器硬盘,自然而然就想到SCSI接口的硬盘,不了解还以为SCSI就是唯一的标准。然而一直统治着台式机领域的IDE在服务器硬盘中仍未销声匿迹,随后的SATA作为一名新将正慢慢占据服务器中低端市场。或许你产生了质疑,服务器硬盘的可靠性可以让IDE和SATA承担吗?怎么存在着标准不一的硬盘呢?怎么还有一些支持PCMCIA接口、IEEE 1394接口、USB接口和FC-AL(FibreChannel-Arbitrated Loop)光纤通道接口的产品?下面的文字将会为你讲解。其实有个很明显的原因,就是由于在新标准不断推出时,原有老标准并没有因新标准的出现而迅速退出市场,相反却因具有非常高的实用性仍长期在市场中存在,具有相当的生命力,占有相当的市场份额,这就造成了目前多种硬盘接口同时存在的局面。

当然作为高端领域的SCSI不可能退出历史的舞台,但如今很多人面临着SATA或者是SCSI的抉择,很大程度上是市场造成的,但追究起来,主要还是用户对硬盘类型的不了解,不知道如何去选择。我们相信,“存在就有价值”,当然这么多中类型的硬盘存在也必定有它们的市场定位,了解企业的所需,选择符合企业发展的需求的硬盘才是明智之举。现在让我们一起来了解服务器硬盘……

一、市场篇
为了满足网络应用不断增长的性能需要,我们通常增加新服务器个数,分担业务,提高系统工作性能,即横向扩展。其实也可以通过提高现有服务器的配置来提高服务器的整体性能,即纵向扩展——因为服务器部件的选配对服务器的性能至关重要。而直接存储数据的硬盘更是影响服务器服务性能的重要一环。
  提高服务器性能的方法就是寻找制约服务器性能的瓶颈在哪。不同应用可能存在的瓶颈是不同的,有的要重点考虑处理器、内存,有的要重点考虑硬盘或网络的I/O吞吐能力;那么,在哪些应用环境下需要重点考虑服务器硬盘瓶颈呢?
  通讯服务器(messaging/E-mail/VOD):快速的I/O是这类应用的关键,硬盘的I/O吞吐能力是主要瓶颈;
  数据仓库(联机事务处理/数据挖掘):大型商业数据存储、编目、索引、数据分析,高速商业计算等,需要具有良好的网络和硬盘I/O吞吐能力;
  数据库(ERP/OLTP等):服务器运行数据库,需要具有强大的CPU处理能力,大的内存容量来缓存数据,同时需要有很好的I/O吞吐性能;
  其他应用:应用集中在数据查询和网络交流中,需要频繁读写硬盘,这时硬盘的性能将直接影响服务器整体的性能。

二、参数篇
  谈到硬盘的指标参数,首先就应提到硬盘的接口标准。当今主流服务器硬盘的接口界面有两种:SATA和SCSI,当然此外还有IDE接口的,不过在服务器领域处于淘汰边缘。主要原因是并行接口的电缆属性、连接器和信号协议都已经到达一个顶点。随着工作频率的提高,原来在低频率下的IDE接口标准越来越受到交叉干扰、地线增多、信号混乱等因素的制约,特别是在新的Ultra ATA/133标准中。而新的Serial ATA标准不仅可以全面解决以上问题,而且其数据传输速率有相当大的发展空间。光纤接口类型的硬盘并不常见,因其接口宽带很宽,所以常用于大型的数据存储服务器上,如NAS或者SAN数据存储网络,还经常用于流媒体服务器,因流媒体容量非常大,而且连续性要求很高,光纤接口的高带宽就满足了以上要求。

当然,也有部分低端服务器采用了IDE硬盘,目前,几乎所有服务器主板都集成了IDE控制器,但在中高端服务器中还只是普遍用来连接低速外设IDE光驱,而硬盘一般采用SCSI接口标准,如浪潮英信服务器就普遍采用了Ultra160 SCSI硬盘,提供更高的硬盘吞吐能力。SCSI接口硬盘有着极低的CPU占用率、支持更多的设备和在多任务下工作的优势明显等优点,更适合于服务器应用的需求,当然SCSI硬盘价格要高得多。
如今随着SATA-II的推出,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。专家指出硬盘的可靠性是与接口无关,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。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。

在接口速度方面,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。容量方面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。
如今也推出了SAS接口 ,SAS是紧接在平行 SCSI 接口之后所开发出的全新接口。此接口的设计将有效改善存储系统的效能、可用性和扩充性,以及提高与 Serial ATA (SATA) 硬盘的兼容性。它主要好处之一是,它可让 IT 人员在组装系统时拥有更多的弹性。SAS 与 SATA 为兼容的传输技术,二者可同时存在于一个存储系统之中,满足更广泛的需求。

  然而,一切硬盘的数据传输系统之瓶颈不在于PCI总线或是接口速率上,而在硬盘本身,这是由硬盘机械部分与结构设计等诸多因素造成的。
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