專題7-7《不同接口硬盤對比介紹》(V1.0)

WDT審查及測試基礎(chǔ)學(xué)問介紹硬件鑒定測試部王梅04853不同接口硬盤對比介紹作者：謝才東工號：02182課程培訓(xùn)目的了解各種接口硬盤概況；了解ATA、SCSI、FC、SATA、SAS各接口硬盤指標差異；了解各接口硬盤不同的應(yīng)用場合。書目一、各種接口硬盤介紹

二、硬盤主要評價指標說明三、各接口硬盤指標差異比較四、各接口硬盤應(yīng)用場合一、各種接口硬盤介紹

1、ATA接口硬盤介紹2、SATA接口硬盤介紹3、SAS接口硬盤介紹4、SCSI接口硬盤介紹5、FC接口硬盤介紹主要內(nèi)容ATA接口硬盤介紹1）簡介ATA：Advanced

Technology

Attachment，俗稱IDE，它運用一個40芯電纜與主板進行連接，接受并行總線的方式，最初的設(shè)計只能支持兩個硬盤；ATA硬盤牢靠性較低，一般只支持5×8小時工作時間，要求工作負荷小，被廣泛應(yīng)用于個人電腦存儲。ATA接口從誕生至今，共推出了7個不同的版本，分別是：ATA-1（IDE）、ATA-2（EIDE

Enhanced

IDE/Fast

ATA）、ATA-3（FastATA-2）、ATA-4（ATA33）、ATA-5（ATA66）、ATA-6（ATA100）、ATA-7（ATA

133）。ATA、PATA及IDE事實上是同一種接口，只是在不同歷史時期由不同的廠家產(chǎn)生的不同叫法。ATA接口硬盤介紹2）接口圖示電源接口M/S跳線頭40-pin公接頭SATA接口硬盤介紹1）簡介SerialATA：SerialAdvanced

Technology

Attachment也就是串行ATA（SerialATA），SATA接口速率比IDE接口高，最低為150MBps，并且300MBps接口硬盤已經(jīng)形成商用，規(guī)劃內(nèi)的最高速率可達600MBps，而IDE硬盤目前最高速率為133MBps，遠遠低于SATA接口；SATA硬盤接受點對點連接方式，支持熱插拔，即插即用。SATA硬盤接受7針細線纜而不是大家常見的40/80針扁平硬盤線作為傳輸數(shù)據(jù)的通道。細線纜的優(yōu)點在于它很細，因此彎曲起來特殊簡潔，并且不占空間。SATA接口硬盤介紹2）接口圖示SATA接口包括兩個部份，一個是信號接口，另一個是電源接口，接口接插件如下所示：SATA點對點的連接SATA接口硬盤介紹3）接口速率及連接方式第一代第二代第三代8b端速率1.2Gb/s2.4Gb/s4.8Gb/s10b端速率1.5Gb/s3.0Gb/s6.0Gb/s發(fā)布時間2001年2004年2007年SCSI接口硬盤介紹1）簡介SCSI：SmallComputerSystemInterface，小型計算機系統(tǒng)接口。SCSI硬盤性能優(yōu)異，牢靠性高，是傳統(tǒng)的企業(yè)存儲硬盤，應(yīng)用于中高端存儲領(lǐng)域；目前SCSI硬盤接受并行接口，有68針及80針兩種，接口速率發(fā)展到320MBps，基本已經(jīng)達到極限，將來必被其串行版本SAS硬盤所替代；SCSI硬盤轉(zhuǎn)速為1萬轉(zhuǎn)或1萬5千轉(zhuǎn)，容量較小，最高可達300GB。SCSI接口硬盤介紹2）連接方式SCSI硬盤接受總線式連接，一條SCSI總線最多掛接16個設(shè)備，每個設(shè)備被支配一個ID，通過總線仲裁來獲得總線訪問權(quán)。SCSI接口硬盤介紹3）接口發(fā)展歷程SCSI接口硬盤介紹4）接口圖示SAS接口硬盤介紹1）簡介SAS：SerialAttachedSCSI，串行SCSI接口。SAS硬盤是SCSI硬盤的串行版本，由原來的并行總線發(fā)展為串行總線，SAS是一種點對點、全雙工、雙端口的接口，供應(yīng)3.0Gbit/s的傳輸率，規(guī)劃到12.0Gbit/s，支持在SATA兼容的電纜和連接器上傳輸SCSI協(xié)議，兼?zhèn)銼CSI所具有的易管理性和牢靠性，而且可以提升性能和可伸縮性。SAS硬盤定位于中高端存儲應(yīng)用，牢靠性和性能都很高，SAS硬盤一般都供應(yīng)兩個SAS接口，可同時運用或互為備份，適用于主流的服務(wù)器和企業(yè)存儲。SAS接口硬盤介紹2）接口圖示SAS的連接器，與SATA比較相像，SAS連接器可以接SATA的硬盤，但SATA的連接器不能接SAS的硬盤。從下圖可以看到，插座包含了兩個接口：FC接口硬盤介紹1）簡介FC：FiberChannel，光纖通道。光纖通道其實是對一組標準的稱呼，這組標準用以定義通過銅纜或光纜進行串行通信從而將網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點相連接所接受的機制。光纖通道標準由美國國家標準協(xié)會（American

National

Standards

Institute，ANSI）開發(fā)，為服務(wù)器與存儲設(shè)備之間供應(yīng)高速連接。光纖通道是一種跟SCSI或IDE有很大不同的接口，是一種可以提高多硬盤存儲系統(tǒng)的速度和靈敏性而設(shè)計的高性能接口。。FC硬盤定位于高端存儲應(yīng)用，牢靠性和性能高，F(xiàn)C硬盤一般都同時供應(yīng)兩個FC接口，可同時運用或互為備份。FC接口硬盤介紹2）接口圖示FC硬盤一般接受如下圖所示的接口，為一個40針的公頭插座：書目一、各種接口硬盤介紹二、硬盤主要評價指標說明三、各接口硬盤指標差異比較四、各接口硬盤應(yīng)用場合主要內(nèi)容二、硬盤主要評價指標說明1、主要評價指標說明2、各項指標對硬盤性能及牢靠性的影響主要評價指標說明1）最高內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率：指磁頭和硬盤高速數(shù)據(jù)緩存間的最高數(shù)據(jù)傳輸率，一般取決于硬盤轉(zhuǎn)速和盤片的數(shù)據(jù)存儲密度。2）持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率：從硬盤磁頭到數(shù)據(jù)緩存間的連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率。3）硬盤轉(zhuǎn)速：指硬盤主軸電機的轉(zhuǎn)動速度，單位為RPM，即每分鐘盤片轉(zhuǎn)動次數(shù)。轉(zhuǎn)速是確定硬盤內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率的關(guān)鍵因素之一，同時也是區(qū)分硬盤檔次的重要指標之一。4）突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率：指電腦主機通過數(shù)據(jù)總線從硬盤內(nèi)部緩存區(qū)中讀取數(shù)據(jù)的最高速率，它與硬盤的最高外部數(shù)據(jù)傳輸率和最高接口數(shù)據(jù)傳輸率是一個概念。主要評價指標說明5）硬盤數(shù)據(jù)緩存：是硬盤與外部總線交換數(shù)據(jù)的場所，當磁頭從硬盤盤片上將磁記錄轉(zhuǎn)化為電信號時，硬盤會臨時性地將數(shù)據(jù)暫存到數(shù)據(jù)緩存內(nèi)，當數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的暫存數(shù)據(jù)傳輸完畢后，硬盤會清空緩存，然后再進行下一次的填充與清空。這個填充、清空和再填充的周期與主機系統(tǒng)總線周期一樣。6）容量：指硬盤能存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量大小，而單碟容量是指硬盤單張盤片上所能存儲的數(shù)據(jù)量大小，硬盤的數(shù)據(jù)存儲密度越高即意味著硬盤的單碟容量會更大。。7）全程查找時間：指硬盤磁頭起先移動直到最終找到所需數(shù)據(jù)所用的全部時間。主要評價指標說明8）平均尋道時間：指硬盤磁頭移動至指定磁道查找相應(yīng)目標數(shù)據(jù)所用的時間，它是描述硬盤讀取數(shù)據(jù)實力的關(guān)鍵標記之一，單位為ms(毫秒)。當硬盤單碟容量增大時，磁頭的尋道動作和移動距離將削減，從而可以減小平均尋道時間，加快硬盤速度。9）平均潛藏時間：指磁頭移動到目標數(shù)據(jù)所在的磁道，等待存儲數(shù)據(jù)的時間。10）平均存取時間：指磁頭找到指定數(shù)據(jù)的平均時間，通常它是硬盤平均尋道時間和平均潛藏時間之和。主要評價指標說明11）MTBF：平均故障間隔時間，為硬盤常用的一個牢靠性指標，企業(yè)存儲硬盤的MTBF一般要求為100萬小時以上。12）AFR：AnnualFailureRate，年失效率，一般為1%以下。13）壽命：指硬盤廠商標稱的硬盤在要求的工作條件下的工作壽命，一般為五年。各項指標對硬盤性能及牢靠性的影響硬盤的評價指標有不少，這里只對那些對硬盤的性能及牢靠性有干脆影響的指標進行說明：1）容量：在盤片數(shù)量一樣的狀況下，容量越大代表單牒容量越大，即代表記錄密度的提高，硬盤的讀寫速率越高，性能越好。2）外部傳輸速率：即接口速率，代表硬盤能達到的最大速率，該指標一般比內(nèi)部傳輸速率大。3）內(nèi)部傳輸速率：即硬盤緩存到盤片的傳輸速率，該指標確定于多種因素，如轉(zhuǎn)速、單牒容量等，該指標越大表示硬盤性能越好。各項指標對硬盤性能及牢靠性的影響4）轉(zhuǎn)速：即主軸電機轉(zhuǎn)速，毫無疑問，轉(zhuǎn)速越大，硬盤的讀寫速度越快，目前最快的硬盤轉(zhuǎn)速為1萬5千轉(zhuǎn)。5）MTBF：即平均故障間隔時間，該參數(shù)是在某一個特定的試驗條件下，對一批硬盤進行一次固定時間的測試，得出具體的數(shù)據(jù)通過公式換算而來的，其形式上的意義遠大于實際意義，雖然如此，還是被硬盤廠商用來當做硬盤常用的一個牢靠性指標，該指標越大表示硬盤的牢靠性越高。6）AFR：即年失效率，這個指標一般是硬盤廠商基于統(tǒng)計回收故障硬盤的數(shù)量以及總出貨量而得出的，更具有實際參考意義，一般來說硬盤的年失效率都小于1%，該指標越小代表硬盤牢靠性越高。書目一、各種接口硬盤介紹二、硬盤主要評價指標說明三、各接口硬盤指標差異比較

四、各接口硬盤應(yīng)用場合各接口硬盤指標差異比較1）硬盤接口功能比較

接口類型PATASATASCSISASFC接口類型并行串行并行串行串行尋址能力211612816million連接器40pin7pin68pin/80pin14pin銅軸電纜和光導(dǎo)纖維雙通道nononoyesyes拓撲結(jié)構(gòu)總線點對點總線用擴展器實現(xiàn)的點對點環(huán)路、光纖雙工半雙工半雙工半雙工全雙工全雙工最大設(shè)備21164096(用連接器)127-loop2*24fabric線纜長度0.4m1m12m10m30m(銅軸電纜)10km(光纖)熱插拔不支持支持支持支持支持應(yīng)用普通PC機工作站/近線存儲中高端工作站中高端工作站高端工作站各接口硬盤指標差異比較2）硬盤基本參數(shù)比較接口類型(系列)PATASATASCSISASFC容量(GB)/Max500750300300300緩存大小(MB)8,168,168,168,168最高外部傳輸率(MB/s)133300320(Ultra320SCSI)300(全雙工600)200主軸轉(zhuǎn)速（RPM）7200720015,00015,00015,000平均潛伏時間(ms)4.164.162.002.002.00平均讀/寫尋道(ms)8.0/9.08.0/9.03.5/3.43.5/3.43.5/4.0道至道讀/寫時間(ms)0.8/1.00.8/1.00.2/0.50.2/0.40.2/0.4最大內(nèi)部傳輸率(MB/s)9595143143143持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率(MB/s)6565809680各接口硬盤指標差異比較3）硬盤牢靠性指標比較接口類型(系列)PATASATASCSISASFC不可恢復(fù)的讀錯誤/被讀位數(shù)1/10141/10141/10151/10151/1015MTBF(小時)600,0001,200,0001,400,0001,400,0001,400,000年失效率（AFR）0.62％0.62％0.62％0.62％0.62％壽命5年5年5年5年5年各接口硬盤指標差異比較4）總結(jié)上述五種接口硬盤各自應(yīng)用定位不一樣，所以不能單純地從參數(shù)比較來得出孰好孰壞，我們只能從上述基本參數(shù)對比表中得出各種接口硬盤的特點。一方面，從讀寫性能以及牢靠性上來看，PATA、SATA接口的硬盤較弱,但是目前企業(yè)級SATA硬盤的性能及牢靠性已經(jīng)有了長足的進步直逼傳統(tǒng)的企業(yè)級硬盤如SCSI、FC硬盤。另一方面，從容量上來說，PATA、SATA接口硬盤要遠遠大于另三個接口硬盤，最大已經(jīng)達到750GB，可滿足海量存儲的需求。書目一、各種接口硬盤介紹二、硬盤主要評價指標說明三、各接口硬盤指標差異比較四、各接口硬盤應(yīng)用場合

各接口硬盤應(yīng)用場合

1、簡介ATA、SATA、SCSI、SAS、FC這五種硬盤是目前存儲領(lǐng)域通用的五種硬盤，各自定位的應(yīng)用領(lǐng)域都不一樣，一般來說，ATA硬盤是傳統(tǒng)的桌面級硬盤，始終占據(jù)著個人PC應(yīng)用的老大位置，不過隨著近幾年SATA硬盤的快速發(fā)展，顯現(xiàn)出漸漸取代ATA硬盤的趨勢。SATA硬盤漸漸地發(fā)展成兩個分支，一個為桌面級硬盤，取代ATA硬盤，另一個為企業(yè)級硬盤，無論是牢靠性上還是性能上都有長足的發(fā)展，定位于近線存儲領(lǐng)域；而其它三種硬盤都是定位于在線存儲領(lǐng)域，應(yīng)用于中高端存儲，其中的SCSI和FC硬盤都是老牌的企業(yè)級硬盤，牢牢占據(jù)著中高端存儲的老大位置。PATA接口硬盤應(yīng)用場合

2、PATA接口硬盤的應(yīng)用領(lǐng)域PATA接口硬盤主要應(yīng)用于一般臺式機或低端服務(wù)器，業(yè)務(wù)量小，工作時間短；如以下應(yīng)用場合：1）一般臺式機；2）應(yīng)用于商業(yè)、教化、政府領(lǐng)域的小型低端服務(wù)器；3）用于視頻、數(shù)字相片存儲的家庭多媒體服務(wù)器；4）固定信息不常常發(fā)生變更的存儲應(yīng)用服務(wù)器；。。。。SATA接口硬盤應(yīng)用場合

3、SATA接口硬盤的應(yīng)用領(lǐng)域SATA接口硬盤近年來牢靠性不斷提高，可滿足近線存儲應(yīng)用，即支持工作時間24×7，業(yè)務(wù)量比較大的應(yīng)用環(huán)境，一般適用于中小企業(yè)的數(shù)據(jù)存儲，應(yīng)用場合如下：1）硬盤到硬盤的數(shù)據(jù)備份和復(fù)原領(lǐng)域；2）用于圖像和文檔管理的固定內(nèi)容存儲；3）用于法規(guī)符