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选择合适磁盘的一次小结

发布日期:2024-09-20    阅读数:78
01
背景

公司提供的OpsEye系统除了软件交付还还提供一体机交付的模式,监控系统会采集大量的指标数据进行计算和存储,所以对磁盘性能和稳定性有较高的要求。本着“做一件事就留下点什么”的宗旨,整理下磁盘的那些事,既用于公司选择可靠的硬件供应商,又能为配置电脑提供点参考。

02
引子

借用张冬《大话存储》的一张图,虽然是比较老的架构但也能说明问题。在计算机还分南桥北桥的时代,北桥用于连接cpu和内存进行高速计算,南桥用于连接外设(硬盘也是外设)。这里有两个与硬盘有关系的概念:

(1)总线:南桥的总线有三条与硬盘有关系,分别是IDE总线、PCI总线、SCSI总线。总线是个什么概念呢,其实可以理解成类似高速公路的数据传输通道,他的宽窄和通行速率决定了数据传输的速率和数据量大小。

(2)接口:简单点说硬盘从外观来看各种形状的接口,硬盘插在计算机主板上,实际上就是硬盘通过接口连入了计算机主板的总线。


03
影响硬盘整体性能的因素

简单了解了硬盘与主板的连接关系,那就能意识到抛开主板(上面有总线)谈硬盘是片面的---布加迪在乡村小道上也跑不起来啊。

其实除了接口和总线会影响硬盘性能,还有个因素就是协议,对照现实场景理解下“协议”:在华侨北可以购买到各种顶级的手机配件,但把这些顶级配件组装起来,他还不如几年前的华为手机好,那是因为他没有好的装配规范和流程。


04
接口、总线、协议

总线、接口、协议是评判整体性能的三个关键因素。有人会问:那硬盘性能只看这几个,不看读写速率、吞吐量、时延等等么?当然要看,本文重点不在硬盘自身的参数(随处可查),而是说明硬盘参数之外的东西---并不是硬盘自身参数高装配的电脑性能就高,要综合看问题。

先看一下这张“硬件茶谈”博主的视频截图,这张图把三者的关系画的非常清楚。一般来说电脑厂商会综合考虑接口、总线、协议,挑选与主板匹配的硬盘,使之性能最大化。对于个人而言,最简单的方法是从主板的总线和接口来判断选择哪种硬盘。


图(1)接口总线与协议之间的关系


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4.1 硬盘分类选择

机械硬盘(HDD):通过磁头寻道的老式盒子硬盘。基于磁性碟片做磁性的加载和释放,速率低但不易损坏,由于速率低所以主要用途在于数据备份

固态硬盘(SSD):通过电子来存储数据的芯片式硬盘。速率高但基于电压来做电子的吸入和释放,寿命有限。主要用于高速磁盘访问,但不适合数据的长久存放。

混合硬盘(HHD):把hdd和ssd集成到一起的磁盘。

选择何种硬盘主要看数据是否需要长久存放,如果数据非常重要,那要选HHD或使用SSD+自主定期备份。


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4.2 接口选择

(1)IDE接口硬盘:太古老不解释了。

(2)SATA接口硬盘:机械盘、2.5寸的SSD盘都可以支持,如下左图机械盘,右图2.5寸SSD盘。


(3)mSATA硬盘:就是miniSATA,为了缩小体积,把SSD盘去掉外壳缩小化了。本质上还是SSD盘,在老式笔记本和一体机才会存在,目前已被淘汰。


(4)SATA Express:支持PCIE总线的接口,兼容SATA和PCIE。不实用已被淘汰。

(5)M.2接口硬盘:既支持PCIE又支持SATA的高速接口,只有SSD才支持。


(6)PCIE接口硬盘:分PCIE3.0、4.0、5.0,版本越高性能越好。只有SSD才支持。


(7)SAS接口硬盘:机械盘的一种,主要用于服务器使用,稳定性和性能都比较好。


(8)U.2接口硬盘:SAS接口的衍化,使之兼容SAS和PCIE4。


看主板支持什么样的接口选择硬盘,从性能来看U.2>PCIE>M.2>SAS>SATA/mSATA;从稳定性来看SAS>SATA>其他,可以通俗的理解为穿衣服(有壳子)的虽然臃肿,但肯定比不穿衣服的要稳定些。


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4.3 主板选择

前面讲的是硬盘接口,主板提供了什么样的接口才能插什么样的硬盘。那如何选择主板让硬盘能发挥性能呢,还是要看图(1)

(1)高性能:主板提供PCIE总线,支持NVME协议;接口U.2、PCIE、M.2

(2)较高性能:主板提供SAS总线,走SCSI协议;接口提供SAS

(3)低性能:主板仅提供SATA总线。无论用什么接口的硬盘、都是低性能的。

所以说,硬盘选择一定要基于主板的能力,U.2接口的硬盘,插到只支持SATA总线的主板上,那和一块SATA硬盘没有区别,就像如下来自www.5tu.cn的木桶原理截图,主板的总线就是那块短木板。


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4.4 通过raid并发提升硬盘整体性能

有兴趣的可以了解下raid5,不赘述。


05
总结

选择合适的硬盘需要从主板的总线判断能力,然后根据速度、稳定性要求来决定,不要直接去纠结硬盘的各种参数。

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