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2010年4月2日 星期五

各款硬碟

不管是採用何種儲存架構,絕大部分是採用硬碟來當作基本儲存媒體。當然有些是採用光碟或磁帶,但就以效能跟價格的比率來看,硬碟仍是大宗。硬碟的種類繁 多,根據其介面規格,主要有IDE、SCSI、SATA、SAS等,而且各界面皆有其衍伸版本規格,例如Ultra SCSI、SATA II等等。但是嚴格來講,SATA是屬於IDE的衍伸版;SAS是屬於SCSI的衍生版。先不論各種介面(接 腳、連接線)的不同,各個規格之間最主要的差異就是容量與傳輸速率,進而影響最大的也就是價格了。

IDE的另一個更為精確的說法是ATA (Advanced Technology Attachment),它的發 展最早,主要用來做為軟碟、硬碟與光碟機的連接介面。主流的IDE傳輸速率有33MB/s、66MB/s、100MB/s不等,目前已漸漸由更高速的 SATA所取代。IDE除了傳輸速度較為不足之外,容量限制也是一項缺陷。

SATA即是所謂的Serial ATA,不同於一般的ATA(parallel),SATA傳輸速率更快,基本就有150MB/s,目前主流的SATA-2更達到300MB/s。 SATA更具有熱插拔的功能,在硬碟損壞時,可以在不停機的情況下,抽換硬碟,這項特性使得SATA成為儲存設備的要角。同時由於是串列式傳輸,所以 SATA的傳輸線更為細小,擺設在機殼裡既不占空間也降低對空氣對流的影響,這點對散熱很有幫助。SATA的成功,不僅在儲存設備中廣泛運用,也遍及到一 般個人電腦中,甚至還衍伸出外接式的e-SATA。

SAS即是所謂的Serial SCSI,具有SCSI的特點,速度更快是其特色,可以達到3Gb/s。但是不同以往的SCSI的是,SAS可以串接更多的設備,而且不需要 terminator。目前SAS硬碟也是高接儲存設備的主流,它的轉速更快,都在一萬轉以上,而SATA普遍只有七千二百轉。硬碟的轉速越快,磁頭取得 資料的速度也越快,這點對於儲存設備快速的需求是很重要的。

也就是說,在主流的SAN或是NAS的儲存設備中,SATA與SAS才是主流,兩者的介面十分相似,甚至可以共用,但是不能夠串接。其實除了這兩位之外, 目前還有所謂的固態硬碟(SSD)正興起。其實固態硬碟就是所謂的NAND Flash記憶體,只是裝設在SATA介面的殼子中。由於SSD中沒有機械讀取的動作,所以傳輸速度更快,更省電,但是價位過高,目前主要應用在移動式的 電腦設備中,要成為儲存設備的主流仍有待時間。

*ps: 目前的硬碟越做越大,也越來越便宜(SAS還是有點貴)。其實早期硬碟是有容量限制的。一開始是BIOS的限制,INT 13只能讀取到1024個磁柱(cylinder),256個磁頭(head),每軌63個磁區(sectors/track),每個區塊(block) 有512byte,即1024 * 256 * 63 * 512 = 8455716864 bytes (8.5 GB)。儘管後來延伸式中斷解決了INT 13的問題,但是ATA的規格限制了硬碟最多有65536個cylinder,16個heads,255個sectors/track,所以最大容量還是 限制在 65536 * 16 * 255 * 512 = 136902082560 bytes (137 GB)。這個問題目前是不存在了,因為主機板的規格不再有原本ATA的限制,硬碟也朝向以 T 為單位來發展了。

**ps: 其實透過RAID,也可以解決硬碟容量的限制,RAID 0可以把多個硬碟空間結合起來成為單一個存取空間,其容量就大於單一顆硬碟了。

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