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簡要分析服務(wù)器硬件設(shè)備中采用SSD固態(tài)硬盤的必要性

 2022-03-14 10:13  來源: 網(wǎng)絡(luò)綜合   我來投稿 撤稿糾錯

  域名預(yù)訂/競價,好“米”不錯過

當(dāng)下,互聯(lián)網(wǎng)站長牽腸掛肚的,莫過于網(wǎng)站服務(wù)器了。隨著訪問量的提升,開始感到服務(wù)器不堪重負(fù),性能不但變得低下,有時候還干脆停機(jī)“罷工”。這中間的主要原因是什么呢?多年前中網(wǎng)科技的技術(shù)們在經(jīng)過多番測試后,最終發(fā)現(xiàn)“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;竟然是硬盤!因為服務(wù)器是24小時不間斷運(yùn)行的,超長時間的讀寫,加速了硬盤的老化,加上網(wǎng)站訪問量的增加,令機(jī)械磁頭的讀寫頻率加劇,使得服務(wù)器的負(fù)載能力大幅下降。如果感覺服務(wù)器不夠快?想必I/O吞吐性能就是一個重要的瓶頸所在。

如果更換一塊傳統(tǒng)硬盤,感覺幫助有限,原因是機(jī)械硬盤的性能這么多年來一直并沒有太大的突破,且使用數(shù)年后由于機(jī)械磨損容易損壞,這已經(jīng)成為影響服務(wù)器性能的最大瓶頸。目前,硬盤內(nèi)部性能提升的主要途徑就是加快盤片主軸轉(zhuǎn)速和磁頭尋道速度、提高盤片的數(shù)據(jù)存儲密度這兩種。然而,從現(xiàn)在的電機(jī)技術(shù)發(fā)展水平來看,雖然主軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)突破15000RPM,但由于更高的轉(zhuǎn)速必定意味著穩(wěn)定性、散熱等方面性能的下降,因此主軸轉(zhuǎn)速的提高是有限度的;磁頭尋道速度同樣也會受到這樣的機(jī)電技術(shù)水平的制約。目前更換SSD固態(tài)硬盤是提升服務(wù)器速度的最關(guān)鍵辦法。

固態(tài)硬盤(SSD硬盤)由于不存在任何機(jī)械結(jié)構(gòu),抗震性能極佳,每秒讀寫速度高達(dá)180MB-600MB/S,并內(nèi)置大容量高速緩存,使系統(tǒng)整體運(yùn)行效率大幅提高,特別針對日常使用中頻繁出現(xiàn)的小文件存取,效率提高了5倍以上。目前,典型的SSD每秒最多可進(jìn)行16000次隨機(jī)讀寫,是傳統(tǒng)硬盤的80倍之多。一般來說,在高隨機(jī)讀寫的使用環(huán)境下,1個SSD硬盤更是可以當(dāng)30個傳統(tǒng)硬盤來使用;網(wǎng)站服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和文件服務(wù)器對隨機(jī)讀寫的性能要求很高,SSD固態(tài)硬盤的這種高讀寫性能就可以更好地滿足上述應(yīng)用需求了。

硬盤性能瓶頸限制了服務(wù)器的發(fā)展:

硬盤(英文名:Hard Disc Drive,簡稱HDD,全名:溫徹斯特式硬盤)作為PC和服務(wù)器主要的存儲設(shè)備之一,在整個服務(wù)器系統(tǒng)中起著重要的作用,我們大多數(shù)的數(shù)據(jù)都是通過硬盤來存儲的。

為什么說硬盤是服務(wù)器系統(tǒng)最后的性能短板呢?目前服務(wù)器配件中如:CPU、內(nèi)存、顯卡等配件的發(fā)展可以用日新月異來形容,唯獨硬盤的發(fā)展速度十分緩慢,從IBM公司在1956年9月份推出世界上第一塊硬盤至今,主流硬盤的轉(zhuǎn)速已在7200RPM停留了許多年,除了容量還能不斷增加外,其他各方面性能一直無法獲得更有效的提高,可以說硬盤的性能已經(jīng)在一定程度上限制了服務(wù)器系統(tǒng)整體性能的提升。世界上第一塊硬盤容量僅有5M,而且是由50片直徑為24英寸的磁盤組成的龐然大物;而如今,就連3.5英寸也讓人難以忍受。足可見,在應(yīng)用需求的推動下,硬盤特別是服務(wù)器硬盤,在整體性能提升問題上會有更優(yōu)良的技術(shù)涌現(xiàn)出來。技術(shù)的發(fā)展永無止境是無庸置疑的,硬盤廠商之間的競爭及用戶日益增長的消費需求,自然會推動著更新、更好的硬盤技術(shù)不斷涌現(xiàn)。

硬盤的性能為什么不能快速增長,主要受制于什么?在回答這個問題之前,我們來看一看硬盤內(nèi)部的構(gòu)造:硬盤主要包括:盤片、讀寫磁頭、盤片主軸、控制電機(jī)馬達(dá)、磁頭控制器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、接口、緩存等幾個部份。(這里需要提醒大家,千萬不要隨意打開硬盤的外殼,因為硬盤內(nèi)部是不能沾染灰塵的,否則立即報廢。)

硬盤的性能的提高,通俗點來說就是單位時間內(nèi)磁頭能夠讀出的扇區(qū)越多,性能越好,所以只能靠提高轉(zhuǎn)速和提高盤片的磁道密度來達(dá)到目的。而主流硬盤的轉(zhuǎn)速在7200轉(zhuǎn)幾乎無法突破,如果在1萬轉(zhuǎn)以上,不僅硬盤成本會增加不少,且發(fā)熱噪音同樣會增加不少,而磁道密度的想要提高同樣非常難,所以硬盤的性能就談不上快速增長了。

不過隨著科技的發(fā)展,現(xiàn)在也有了多種方式可以改變這一現(xiàn)狀,它們在一定程度上解決了目前硬盤在服務(wù)器系統(tǒng)中的性能短板問題。今天,我們將通過多個評測項目對這些不同方式之間的性能差異進(jìn)行對比分析,讓大家明白哪一種方式更適合自己?

服務(wù)器提升硬盤性能主流方式:

一、轉(zhuǎn)速達(dá)10,000RPM或15000RPM的高性能機(jī)械硬盤。主要用于企業(yè)級應(yīng)用和桌面高端的萬轉(zhuǎn)硬盤一向是桌面級硬盤高端的象征,憑借著服務(wù)器硬盤技術(shù)的引入,極大的降低了磁盤性能帶來的瓶頸效應(yīng),是桌面高性能機(jī)械硬盤最后的王者。

二、采用兩塊以上硬盤組建RAID。RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的縮寫,中文意思是獨立冗余磁盤陣列,目前有RAID0~RAID7等多種模式。從日常應(yīng)用角度來看,RAID0磁盤陣列模式是最適合普通用戶的,它不但能大幅提升硬盤性能,同時也不用犧牲硬盤容量。

三、基于閃存存儲介質(zhì)的固態(tài)硬盤。固態(tài)硬盤(Solid State Disk或Solid State Drive),也稱作電子硬盤或者固態(tài)電子盤,是由控制單元和固態(tài)存儲單元(DRAM或FLASH芯片)組成的硬盤。其讀取速度相對機(jī)械硬盤更快,而且尋道時間幾乎為0,具備不怕震動和沖擊、無工作噪音、極低發(fā)熱量等優(yōu)點。

四、將閃存直接整合到傳統(tǒng)硬盤上的混合硬盤。所謂混合硬盤(HHD),又被稱作固態(tài)混合硬盤(SSHD),可以看作是介于傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(HDD)和固態(tài)硬盤(SSD)之間的一種產(chǎn)品,在機(jī)械硬盤的基礎(chǔ)上加入少量NAND閃存,將閃存模塊直接整合到硬盤上,在具備普通機(jī)械硬盤原有大容量的同時還能提供更快速的讀寫速度。

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