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

 2022-03-14 10:13  來(lái)源: 網(wǎng)絡(luò)綜合   我來(lái)投稿 撤稿糾錯(cuò)

  域名預(yù)訂/競(jìng)價(jià),好“米”不錯(cuò)過(guò)

當(dāng)下,互聯(lián)網(wǎng)站長(zhǎng)牽腸掛肚的,莫過(guò)于網(wǎng)站服務(wù)器了。隨著訪問(wèn)量的提升,開(kāi)始感到服務(wù)器不堪重負(fù),性能不但變得低下,有時(shí)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?cè)诮?jīng)過(guò)多番測(cè)試后,最終發(fā)現(xiàn)“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;竟然是硬盤(pán)!因?yàn)榉?wù)器是24小時(shí)不間斷運(yùn)行的,超長(zhǎng)時(shí)間的讀寫(xiě),加速了硬盤(pán)的老化,加上網(wǎng)站訪問(wèn)量的增加,令機(jī)械磁頭的讀寫(xiě)頻率加劇,使得服務(wù)器的負(fù)載能力大幅下降。如果感覺(jué)服務(wù)器不夠快?想必I/O吞吐性能就是一個(gè)重要的瓶頸所在。

如果更換一塊傳統(tǒng)硬盤(pán),感覺(jué)幫助有限,原因是機(jī)械硬盤(pán)的性能這么多年來(lái)一直并沒(méi)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(pán)內(nèi)部性能提升的主要途徑就是加快盤(pán)片主軸轉(zhuǎn)速和磁頭尋道速度、提高盤(pán)片的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度這兩種。然而,從現(xiàn)在的電機(jī)技術(shù)發(fā)展水平來(lái)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(huì)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(pán)是提升服務(wù)器速度的最關(guān)鍵辦法。

固態(tài)硬盤(pán)(SSD硬盤(pán))由于不存在任何機(jī)械結(jié)構(gòu),抗震性能極佳,每秒讀寫(xiě)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(duì)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(xiě),是傳統(tǒng)硬盤(pán)的80倍之多。一般來(lái)說(shuō),在高隨機(jī)讀寫(xiě)的使用環(huán)境下,1個(gè)SSD硬盤(pán)更是可以當(dāng)30個(gè)傳統(tǒng)硬盤(pán)來(lái)使用;網(wǎng)站服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和文件服務(wù)器對(duì)隨機(jī)讀寫(xiě)的性能要求很高,SSD固態(tài)硬盤(pán)的這種高讀寫(xiě)性能就可以更好地滿足上述應(yīng)用需求了。

硬盤(pán)性能瓶頸限制了服務(wù)器的發(fā)展:

硬盤(pán)(英文名:Hard Disc Drive,簡(jiǎn)稱HDD,全名:溫徹斯特式硬盤(pán))作為PC和服務(wù)器主要的存儲(chǔ)設(shè)備之一,在整個(gè)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(guò)硬盤(pán)來(lái)存儲(chǔ)的。

為什么說(shuō)硬盤(pán)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(lái)形容,唯獨(dú)硬盤(pán)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(pán)至今,主流硬盤(pán)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(wú)法獲得更有效的提高,可以說(shuō)硬盤(pán)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(pán)容量?jī)H有5M,而且是由50片直徑為24英寸的磁盤(pán)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(jiàn),在應(yīng)用需求的推動(dòng)下,硬盤(pán)特別是服務(wù)器硬盤(pán),在整體性能提升問(wèn)題上會(huì)有更優(yōu)良的技術(shù)涌現(xiàn)出來(lái)。技術(shù)的發(fā)展永無(wú)止境是無(wú)庸置疑的,硬盤(pán)廠商之間的競(jìng)爭(zhēng)及用戶日益增長(zhǎng)的消費(fèi)需求,自然會(huì)推動(dòng)著更新、更好的硬盤(pán)技術(shù)不斷涌現(xiàn)。

硬盤(pán)的性能為什么不能快速增長(zhǎng),主要受制于什么?在回答這個(gè)問(wèn)題之前,我們來(lái)看一看硬盤(pán)內(nèi)部的構(gòu)造:硬盤(pán)主要包括:盤(pán)片、讀寫(xiě)磁頭、盤(pán)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(gè)部份。(這里需要提醒大家,千萬(wàn)不要隨意打開(kāi)硬盤(pán)的外殼,因?yàn)橛脖P(pán)內(nèi)部是不能沾染灰塵的,否則立即報(bào)廢。)

硬盤(pán)的性能的提高,通俗點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是單位時(shí)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(pán)片的磁道密度來(lái)達(dá)到目的。而主流硬盤(pán)的轉(zhuǎn)速在7200轉(zhuǎn)幾乎無(wú)法突破,如果在1萬(wàn)轉(zhuǎn)以上,不僅硬盤(pán)成本會(huì)增加不少,且發(fā)熱噪音同樣會(huì)增加不少,而磁道密度的想要提高同樣非常難,所以硬盤(pán)的性能就談不上快速增長(zhǎng)了。

不過(guò)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?cè)谝欢ǔ潭壬辖鉀Q了目前硬盤(pán)在服務(wù)器系統(tǒng)中的性能短板問(wèn)題。今天,我們將通過(guò)多個(gè)評(píng)測(cè)項(xiàng)目對(duì)這些不同方式之間的性能差異進(jìn)行對(duì)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(pán)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(pán)。主要用于企業(yè)級(jí)應(yīng)用和桌面高端的萬(wàn)轉(zhuǎn)硬盤(pán)一向是桌面級(jí)硬盤(pán)高端的象征,憑借著服務(wù)器硬盤(pán)技術(shù)的引入,極大的降低了磁盤(pán)性能帶來(lái)的瓶頸效應(yīng),是桌面高性能機(jī)械硬盤(pán)最后的王者。

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

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

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

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